南极半岛西北海域表层沉积物~(14)C年龄测定及其年代误差问题的探讨

本文报道了应用~(14)C年龄测定法对南极半岛西北海域所采集的12个表层沉积物样品~(14)C年龄测定结果,以及在乔治王岛采集的2个现代碳样品~(14)C比度测定结果。这些结果表明,该海区大气CO_2中~(14)C比度与海水中的~(14)C比度存在一定的差异,作者对这种差异所造成的沉积物年龄偏老现象进行了初步的讨论,认为南极半岛西北海域表层沉积物的~(14)C年龄比真实年龄至少要老456年(该值仅反映海洋贮存库效应的表观年龄,没有作由于原子弹爆炸使大气中~(14)C比度增加而造成~(14)C年龄偏低的校正)。     

南极半岛西部海域沉积物中粘土矿物研究

对南极半岛西部海域的表层沉积物和岩芯S11样品中小于2微米粒级的分析表明,粘土矿物由蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石组成。表层沉积物中以蒙脱石和伊利石两种矿物占优势。蒙脱石的变化趋势由北向南递减,在南设得兰群岛周围海区含量最高;伊利石的变化趋势与蒙脱石相反,主要分布在南极半岛西北侧。 岩芯S11中的粘土矿物仍由上述四种矿物组成。蒙脱石含量随深度增大而减少;伊利石和绿泥石含量随深度增大而增高。这种变化趋势表明蒙脱石在间冰期沉积物中最丰富,而伊利石和绿泥石在冰期沉积物中最丰富。     

南极半岛西北部海域表层沉积物碎屑矿物研究

本文通过对南极半岛西北部海域23个表层沉积物中碎屑矿物分析研究,获得以下结果:1.主要矿物有单斜辉石、斜方辉石、角闪石、绿帘石、磁铁矿、钛铁矿、黄铁矿、白云母、黑云母、绿泥石、橄榄石,玄武闪石、石榴石、磷灰石、锆石、金红石及火山玻璃、斜长石、石英等;2.根据矿物分布特征和稀土元素特征本区可分为三个矿物区和三种矿物组合类型:①基性火山碎屑矿物沉积区,矿物组合类型为辉石-火山玻屑型;②中酸性火成矿物沉积区,矿物组合类型为辉石-绿帘石-角闪石-石英;③基性火山碎屑矿物和变质矿物混合沉积区。矿物组合类型为辉石-绿帘石-石榴石-石英-火山玻屑。     

南极半岛周边海域表层沉积物粒度分布特征及其环境指示意义

基于南极半岛周边海域表层沉积物调查以及收集的资料,并通过分析表层沉积物粒度数据研究沉积物类型和分布特征,探讨沉积物的变化规律。南极半岛周边海域的沉积物类型比较丰富,主要分为四大类:砾质、砂质、粉砂质以及泥质沉积物;根据不同的水深和地貌单元可分为陆架(或岛架)碎屑沉积物、陆坡(或岛坡)沉积物和深海沉积物。研究区沉积物属于冰海沉积物,并可划分为残副冰碛物和混合副冰碛物。沉积物的搬运介质以冰川、冰筏为主,海流对沉积物的影响较为明显,沉积物类型随地形变化而呈有规律的分布。     

南极半岛东北部海域碎屑矿物特征与物源分析

基于南极半岛东北部海域15个表层碎屑沉积物样品和1个柱状样的碎屑矿物学分析,对该区的沉积环境与物质来源进行了相关分析。结果显示,该区碎屑矿物共有31种,其中,重矿物19种,以石榴子石、紫苏辉石、绿帘石、普通角闪石为主;轻矿物12种,以石英、斜长石、火山玻璃(褐色、无色)为主。根据矿物组合分布特征,研究区可以划分为2个碎屑物沉积区:Ⅰ区为辉石-磁铁矿-火山玻璃型,主要物质来源为南设得兰群岛及南极半岛北段火山岩与火山喷发物,冰川为其主要搬运介质和动力来源;Ⅱ区为石榴子石-绿帘石-角闪石-石英型,南奥克尼群岛物质、南极绕极环流搬运南极半岛及其附近岛屿的物质对该区沉积物均有贡献。     

南极半岛邻近海域夏季POC分布特征及其影响因素

海水中的颗粒有机碳(POC)与生物的生命过程、初级生产力关系密切,是海洋食物链中重要的物质基础和能量来源,因此POC的分布特征可以有效反映其生物地球化学环境。利用中国第33次南极考察期间(2016年12月至2017年1月)在南极半岛邻近海域采集的海水颗粒物样品,研究POC的空间分布特征及其影响因素。结果表明,斯科舍海0—200 m的POC浓度范围为7.44—193.52μg·L~(-1),平均浓度为(48.84±35.09)μg·L~(-1);南斯科舍海岭0—200 m的POC浓度范围为9.13—62.17μg·L~(-1),平均浓度为(29.76±14.12)μg·L~(-1);鲍威尔海盆0—200 m的POC浓度范围为5.87—270.72μg·L~(-1),平均浓度为(48.57±38.92)μg·L~(-1)。表层POC高值出现在斯科舍海区和鲍威尔海盆区,而低值出现在海岭区,与叶绿素a(Chla)的变化趋势一致,与营养盐的变化趋势相反。垂向分布上,各个区域POC平均浓度随深度的增加而减少,鲍威尔海盆和斯科舍海POC最高值都出现在25 m层。分析结果表明光合浮游植物是研究海域POC的主要来源, POC的主要影响因素为温度、水团混合以及海冰环境。斯科舍海与鲍威尔海盆整体非生命POC占比高,可能是由于高磷虾生物量、海冰碎屑以及陆源输入的干扰;南斯科舍海岭整体非生命POC占比低。     

西格陵兰Disko湾表层沉积硅藻组合研究

本文分析了西格陵兰Disko湾的表层沉积物硅藻,发现并统计了分属于39个属的78个硅藻种及其变种。应用对应分析方法,对Disko湾表层沉积硅藻组合进行了分类:组合Ⅰ为Fragilariopsis cylindrus-Fragilariopsis oceanica组合,主要分布在西格陵兰Disko湾南部的近岸和外海处;组合Ⅱ为Detonula confervaceae休眠孢子-Thalassiosira nordenskioeldii组合,都分布在Dis-ko湾北部海域。其中,根据海流等环境要素的不同,组合Ⅰ又可进一步划分为两个亚区:组合Ⅰa为F.cylindrus-F.oceanica-Pauliella taeniata组合,主要分布于沿岸海区;组合Ⅰb为F.cy-lindrus-F.oceanica-Thalassiosira antarcticavar.borealis休眠孢子-Thalassiosiracf.antarcticavar.borealis组合,分布于外海区域。     

白令海表层沉积硅藻的种类组成与分布

摘要 利用2010年中国第四次北极科学考察白令海获取的6个站位的沉积物样品,分析了表层1cm的沉积硅藻,共检出分属于37个属的101个硅藻种（含变种和变型）,并编制了种类名录。这些种类可分为4个生态类群：（1）广温种;(2)北方温带种;(3)极地种;(4)海冰种。白令海西南海盆区以北方温带种占绝对优势,主要有Neodenticula seminae,Thalassiosira trifulta,Rhizosolenia hebetata f. hiemalis、Actinocyclus curvatulus;而在东北陆架区以极地种为主,主要包括Fragilariopsis oceanica,Thalassiosira antarctica spora,Thalassiosira nordenskioeldii、Thalassiosira hyalina。海盆区站位沉积硅藻丰度最高,为3.7×106个/g湿重(不包括角毛藻休眠孢子）,而东部陆架区丰度最低,仅有0.7×106个/g。本文同时探讨了表层沉积硅藻分布与环境的关系。     

白令海和楚科奇海表层沉积硅藻分布特征

对我国第二次和第三次北极科学考察在白令海和楚科奇海获取的部分表层沉积物样品进行了详细的硅藻分析,旨在了解白令海和楚科奇海表层沉积硅藻的主要分布情况。研究发现海冰对北极硅藻有着显著的影响,在最小冰边缘线以北海域,由于常年被海冰覆盖,表层沉积物中的硅藻数量极少甚至缺失,而在此范围以南海域,硅藻含量则甚为丰富。白令海和楚科奇海表层沉积物中最主要的硅藻种类及组合有：角毛藻休眠孢子(Chaetoceros resting spores),海冰硅藻组合(以Fragilariopsis oceanica和Fragilariopsis cylindrus为代表),极地硅藻组合(优势种有Bacterosira bathyomphla,Thalassiosira antarctic v. borealis及其休眠孢子),沿岸底栖硅藻组合(主要有Paralia sulcata和Delpheneis surirella),诺氏海链藻(Thalassiosira nordenskioeldii)和塞米新细齿藻(Neodenticula seminae)等。上述硅藻种类及组合具有显著的空间分布差异性,并与现代海洋环境因素密切相关,因此对于白令海和楚科奇海古海洋环境研究具有重要意义。     

南极半岛西北部海区重矿物及其中稀土、微量元素的统计分析

对南极半岛西北部海区表层沉积物中的重矿及其中稀土、微量元素的定量资料进行了统计分析。Q型因子分析结果得出调查区重矿物组合的因子模式,它们主要受物源和海流的控制。R型群分析把22种元素划分为3群和9个亚群。元素的分群现象显示了元素与岩石在成因上的专属关系,而亚群则反映了元素地球化学习性的差异及元素共生组合或伴生关系。讨论了元素亚与重矿物组合类型的关系。     

WINERALOGICAL CHARACTERISTICS AND CONTROL FACTORS OF SURFACE SEDIMENTS IN THE SEA AREA NORtHWEST OF THE ANTARCTIC RENINSULA

Analysis and study of clastic and clay minerals of surface sediments and their chemical composition in the sea area northwest of the Antarctic Peninsula enable the authors to divide this area basically into four mineralogical provinces: (1) the mineral ogical province of coast and island shelf of the Southern Shetland Islands, (2) the mineral ogical province of the eastern Bransfield Strait, (3) the mineral ogical province of the western Bransfield Strait, and (4)the mineral ogical province of the western Antarctic Peninsula. Finally, the relationships between the mineral distribution and geologic, structure, material sources, glaciers, currents, and environments are briefly described.     

南极无冰区古海蚀龛沉积──古环境研究的新材料

首次在西南极菲尔德斯半岛长城站地区发现了保存完好的古海蚀龛沉积物 ,研究表明它是后期冰水湖泊沉积环境下的产物 ,该沉积剖面的形成环境反映了本地区距今 46 0 0年以来地貌演化、冰盖进退与古气候的演化过程。古海蚀龛沉积剖面的发现 ,为目前主要基于湖泊沉积物、海洋沉积物及冰芯等进行的南极无冰区古环境研究领域 ,提供了一种新的研究载体。     

南极拜尔斯半岛企鹅粪土沉积物元素地球化学特征

拜尔斯半岛位于南极利文斯顿岛最西部,是南设得兰群岛中最大的无冰区。对采自拜尔斯半岛的一根长55 cm的企鹅粪土沉积柱P1进行了元素和同位素地球化学分析。通过对沉积物C/N、有机质来源和δ15N的分析,发现P1沉积剖面中有机质主要来源于企鹅粪。利用富集系数、相关性分析、主成分分析等统计分析方法,识别出该沉积剖面中P、F、Cu、Hg、As、S六种元素具有共同的来源,与企鹅粪的输入密切相关,并且这些元素与TOC和δ15N显著正相关,说明沉积剖面中这些元素含量主要受控于企鹅粪的输入程度。通过与长城站区阿德雷岛、东南极戴维斯站加德纳岛企鹅粪土沉积物的标型元素特征比较,发现上述三个地区的标型元素组合大体上一致,反映了整个南极地区企鹅粪土沉积物生物标型元素组合的共性。研究结果为进一步恢复该地区的企鹅种群数量演化,及其对气候变化的响应提供了可能。     

南极半岛地区地震勒夫波群速度与岩石圈结构

本文依据南极智利贝纳尔多奥伊金斯将军站的来自南桑德韦奇群岛的Ｍｓ＝６．４级地震面波资料，采用最新的适配滤波频时分析技术和网格频散反演方法，计算了南极半岛地区的勒夫波群速度频散，并获得了该区岩石圈结构模型。结果表明，西南极南极半岛地区地壳为成层结构，可分为三层，其分层厚度分别为５ｋｍ、８ｋｍ和１０ｋｍ。地壳厚度为２３ｋｍ，上地幔顶部速度为５．３２ｋｍ／ｓ。在深度５３ｋｍ以下，地幔介质中速度逐步降低为５．１１ｋｍ／ｓ和４．９ｋｍ／ｓ，最低值达４．８ｋｍ／ｓ，可以推断南极地幔亦为成层结构。     

近30年南极海冰的变化特征

采用NCEP的1973-2002年南极海冰密集度资料,对近30年南极海冰冰密集度的季节变化、年际变化及其与南极海冰涛动指数的长期变化关系进行了分析研究。结果表明,南极海冰的季节变化特点是海冰融化速度远大于凝结速度,而北极海冰融化速度与凝结速度基本相同。南极海冰存在着明显的年际变化,海冰面积指数呈增加趋势,年平均倾向率为28/10a。而北极海冰年际变化则相反,呈减少趋势,年平均面积指数的倾向率-3.5/10a。南极海冰涛动指数能代表南极地区近1/3的海水变化,是南极海冰变化的重要指数,具有10年、3-5年和2年左右的准振荡周期。