东海内陆架泥质区沉积物古菌群落垂向分布特征

为研究东海内陆架闽浙沿岸泥质区不同深度沉积物中古菌群落垂向分布特征, 利用古菌16S rDNA基因文库得到473个有效克隆、50个OTUs(Operational Taxonomic Units).16S rDNA序列系统进化和统计分析发现古菌分别归属于泉古生菌(Crenarchaeota)和广古生菌(Euryarchaeota), 其中以Miscellaneous Crenarchaeotic Group(MCG)为主, 仅含少量的Marine Benthic Group B(MBG-B)、South African Gold Mine Euryarchaeotic Group(SAGMEG)、Anaerobic Methanotrophs 3(ANME-3)、Marine Crenarchaeotic Group I(MG-I)和Marine Benthic Group D(MBG-D).该泥质区沉积物可能存在由ANME-3催化的甲烷厌氧氧化作用, 同源序列分析表明其古菌群落分布与周边环境有较大联系.UniFrac与沉积物环境因子分析表明该泥质区古菌群落垂向分布与沉积物有机质含量和粒度变化密切相关.      

南黄海EY02-2孔碳酸盐含量特征与沉积物来源

南黄海中部泥质区EY02—2孔柱样碳酸盐含量在0～34．55％之间变化,呈现为大西洋型CaCO3溶解旋回;冰后期以来碳酸盐高含量与高碳酸盐的现代黄河和废黄河物质有关;而末次间冰期碳酸盐极高含量与贝壳含量有关。     

Younger Dryas事件与北黄海泥炭层的形成

形成于海平面变化处于停滞阶段和湿润气候条件下的泥炭层是古环境变化信息的重要载体。对北黄海4个含泥炭层的沉积剖面进行研究后发现,其均集中在渤海海峡入口处,水深变化在50～54m。泥炭层的AMS14C年龄在10650～1010014 CaBP,与发生在11000～1000014 CaBP间的末次冰消气候回冷事件——Younger Dryas(YD)事件在年代上非常吻合,表明北黄海泥炭层的形成可能与YD事件的全球效应密切相关,可作为YD事件在北黄海陆架响应的一个重要证据。泥炭层在北黄海的集中出现说明,冰后期的海平面上升过程中在YD事件期间存在停滞阶段,这一时期海面已经达到渤海海峡外侧,并可能在此徘徊了近千年。此外,泥炭层的大量出现和孢粉记录表明YD事件发生期间约为10600～1020014 CaBP,此时北黄海可能处在寒冷而湿润的环境。这一发现与全球范围内大部分YD事件的海陆记录存在明显差异,说明不同地区对YD事件的响应存在差异,不能简单地利用单一的干冷模式来分析YD事件在区域上的响应特征和过程。     

末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化

以黑潮为主干的东黄海暖流系统,所携带的高温高盐水对我国近海的海洋环境和大气环流格局产生了重大影响。为系统重建由黑潮暖流、对马暖流和黄海暖流组成的东黄海暖流系统在末次冰消期以来的演化过程,建立末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化模式,对取自黑潮主流轴附近的DGKS9603孔、现代对马暖流边缘的CSH1孔和与黄海暖流相伴生的冷水体下面的泥质沉积区YSDP102孔的古海洋记录进行综合分析研究。结果表明,现代东黄海暖流系统是伴随着末次冰消期以来黑潮的演化和海平面的脉冲式上升而形成与演化的,地理边界条件是非常重要的控制因素。16kaB.P.黑潮对冲绳海槽的影响开始加强,之后随着海平面的上升,对马暖流开始发育,到8.5kaB.P.左右,现代对马暖流正式形成,期间黑潮暖流经历了Heinrich1和Younger Dryas事件的两次减弱过程。76kaB.P.是黑潮暖流和对马暖流末次冰消期以来最强盛的时期;约6.4kaB.P.左右黄海暖流开始出现,至此东黄海暖流系统的基本格局已完全形成;在5.32.8kaB.P.期间,冲绳海槽发生了以"Pulleniatina低值事件"为标志的黑潮变弱过程,导致对马暖流主流轴在3kaB.P.左右发生了一次向太平洋方向的偏转事件,低温、高营养物质含量的陆架冷水团对冲绳海槽北部影响加强,期间在黄海暖流附近冷水体下面堆积了巨厚的泥质沉积体系。此后,由黑潮暖流、对马暖流和黄海暖流组成的东黄海暖流系统显著加强,直至达到现代的态势。     

生物硅对南海南部表层沉积物粒度分析结果的影响北大核心CSCD

通过采用两种不同的粒度预处理方案,对南海南部表层沉积物进行了粒度分析,探讨了生物硅对南海南部表层沉积物粒度结果的影响。结果表明,生物硅无论是对粒度组分、粒度参数,还是对沉积物类型都有显著的影响。同时,结合显微镜镜下涂片鉴定的硅质生物碎屑含量,认为要获取有效的南沙陆坡区的陆源沉积物的粒度分布特征需去除掉生物硅。通过对比发现南海南部表层沉积物生物硅的主要粒级分布范围为8~90μm。     

冲绳海槽北部表层沉积物中的放射虫组合

利用取自冲绳海槽北部的80个表层沉积物样品，对其中的放射虫壳体进行了定量分析研究。Q－型因子分析得到3个主因子，方差累积贡献为90．2％；3个主因子划分出了3个放射虫组合，它们的分布和组成与研究区的水团有很好的相关性。组合I以Tetrapyle circu-laris、Tetrapyle quadriloba 和Ommtartus tetrathalamus tetrathalamus等属种为主要分子，分布在西北部陆架和陆皮区，反映陆架水与对马暖流水相互作用的混合水环境；以Lithelius minor、Dic-tyocoryne profunda、Stylodictya multispina、Acrosphaera spinosa、Dictyocoryne truncatum、Spongaster tetrars、Stylodictya arachnia和Ommatartus tetrathalamus tetrathalamus等属种为主的组合Ⅱ，在东南部海槽区占优势，反映黑潮流系影响的海洋环境，同时其分布和组成又受水深的制约；以 Te-trapyle quadriloba和Monozonium pachystylum为主的组合Ⅲ仅解释了总方差的8．3％，其分布没有明显的优势区域，可能代表黑潮水到混合水的过渡环境。这3个组合的分布和变化也反映了各水体的活动范围。     

24ka来冲绳海槽北部沉积物来源的高分辨率常量元素记录

为进一步了解冲绳海槽北部24ka来柱状沉积物的常量元素组成特征及其物源和古环境指示意义,对PC-1孔进行了402个常量元素和粒度及344个浮游有孔虫氧同位素的综合分析,其平均样品分辨率高达百年时间尺度。结果表明:沉积物中的主要常量元素含量表现出明显的3段式垂向变化特征,并记录到了7.3和12.7cal.kaBP时的两次火山事件;物源判别图解及R型因子分析则揭示出主要氧化物含量在垂向上的变化主要受控于附近陆源物质输入,而热液活动和海洋生物沉积作用及火山物质的影响较小。特别是不同陆源物质对研究区的影响表现出明显的变化规律,与海平面波动及对马暖流形成演化间具有良好的耦合关系,但期间的典型古气候事件却并未明显改变沉积物中的陆源物质组成,从而为揭示24ka来冲绳海槽北部地区陆源物质输入演化历史,及其主要控制因素提供了新的高分辨率资料。     

620 ka以来帝汶海西南部表层海水盐度对印尼穿越流演变的响应

印度尼西亚穿越流（Indonesian Throughflow,简称ITF）控制着印度洋和太平洋间的水体与热量交换,显著影响着现代印度太平洋地区的气候环境,且在过去的区域水文条件演变中也起了至关重要的作用。目前,有关ITF在轨道-亚轨道时间尺度上的研究多限于末次冰期以来,对其在多个冰期旋回中的演变缺乏认识。本文利用位于ITF帝汶海出口处的IODP 363航次U1482钻孔（15°3.32'S,120°26.10'E;水深1446 m）,通过浮游有孔虫Trilobatus sacculifer壳体的氧同位素和Mg/Ca分析,建立了U1482钻孔上部42.48 m的年龄框架,重建了620 ka以来帝汶海西南部表层海水温度（Sea Surface Temperature,简称SST）和剩余氧同位素（δ¹⁸O_sw-iv）的变化。结合西太平洋暖池区和帝汶海的其他岩芯记录,探讨了近6次冰期旋回中ITF结构和强度变化导致的区域盐度演变特征及机制。结果显示,620 ka以来帝汶海西南部δ¹⁸O_sw-iv呈现出冰期低、间冰期高的特征,且其变化具有显著的岁差（23 ka）和斜率（40 ka）周期。分析表明,岁差驱动下热带辐合带（Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ）南北位移所致的盛行风向变换以及冰期旋回中海平面升降导致的ITF通道连通性的改变是区域盐度周期性演变的主导因素,同时,地球轨道斜率驱动下南半球经向温度梯度的周期性变化也可能影响了ITF低盐水体向南半球高纬海区的输运。

     

冲绳海槽中南部18 ka以来的底栖有孔虫与底层水演化

根据冲绳海槽中部E017孔底栖有孔虫的定量分析, 结合浮游有孔虫氧碳同位素、AMS14C测年和前人在冲绳海槽南部的研究资料, 对18 cal. ka BP以来冲绳海槽中南部的底层水团演化进行了初步研究. 结果表明冲绳海槽中南部底栖有孔虫在9.2 cal. ka BP以前的冰期-冰消期以Bulimina aculeata (d’Orbigny), Uvigerina peregrina (Cushman), Hispid Uvigerina和Uvigerina dirupta (Todd)等为主. 在9.2 cal. ka BP以来的冰后期以Epistominella exigua (Brady), Pullenia bulloides (d’Orbigny), Cibicidoides hyalina (Hofker), Sphaeroidina bulloides (d’Orbigny)和Globocassidulina subglobosa (Brady)等为主. 底栖有孔虫堆积速率(BFAR)与生产力定量估算值及底栖有孔虫群落组成等一致反映冲绳海槽中南部冰期-冰消期表层古生产力和有机质通量高于冰后期, 并且在冰期-冰消期表层古生产力由海槽南部向中部逐渐增加, 可能与陆源营养物质的接收量差异有关. 脉冲式有机质输入的指示种E. exigua在9.2 cal. kaBP以后的大量出现可能反映冰后期河流季节性脉冲式注入较冰期-冰消期明显增强, 而且海槽中部接受河流季节性注入的强度可能大于南部. 底层水含氧量与流通状况的典型标志种分布特征显示冲绳海槽中南部冰期-冰消期的底层水流通状况较冰后期弱, 反映冰期西北太平洋中深层水演化没有对冲绳海槽中南部底层水团性质产生影响. 此外, 胶结壳底栖有孔虫的丰度变化和碳酸盐溶解作用表明18 cal. ka BP以来冲绳海槽的碳酸盐溶解作用逐渐增强, 其中9.2 cal. ka BP至今碳酸盐溶解作用急剧增加, 并于最近3 cal. ka BP左右形成现代的浅溶跃面.     

冲绳海槽表层沉积物中浮游有孔虫壳体的氧同位素分布特征及其影响因素

选择冲绳海槽的3个剖面A、B、C上的现代表层沉积物样品，对浮游有孔虫Globigerinoides ruber、Glo-bigerinoides sacculifer和Neogloboquadrina dutertrei进行了氧同位素分析，结果表明，几乎所有样品从G.ruber到G.sacculifer到N.dutertrei其氧同位素值均由轻变重，表明3种有孔虫其生活水层依次由浅到深，进一步证实了这3个种的生态生活习性在冲绳海槽区域与开放大洋同样一致，在槽穿海槽的A、C两个剖面上，G.ruber和N.dutertrei的氧同位素有相似的变化，从西向东氧内闰素值依次由轻变重，然后又变轻，表明剖面西侧站位有孔虫壳体氧同位素因受冲淡水影响较强而变轻，而在东侧站位受高温黑潮的影响氧同位素同样有变轻的趋势，沿海槽轴向展布的剖面B上的氧同位素变化主要受冲淡水的影响，表层水体在剖面中部和南端冲淡水影响相对较大，而次表层水只在剖面南端受冲淡水影响相对较强，剖面A、C上的N.dutertrei和G.ruber的氧同位素差值有着相反的变化趋势，在剖面A上，氧同位素差值从近陆端向近岛弧端逐渐由小变大，而在剖面C上，则逐渐由大变小，上述变化可能表明了磁部区域黑潮支流对表层水体的影响要大于次表层水体，而在南部海槽区域，黑潮暖流对次表层水体有相对较强的影响。