冲绳海槽沉积物孔隙水地球化学特征及其指示意义

通过对东海外陆坡–冲绳海槽GSW1孔沉积物孔隙水δ^(13)C、δ^(18)O、δ^(11)B、δ^(37)Cl同位素和Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、K^(+)、Na^(+)等离子指标的分析,探讨了沉积物早期成岩作用、流体来源、迁移和氧化环境的变化。研究发现,GSW1孔孔隙水溶解无机碳主要来自海水和有机质,SO_(4)^(2-)浓度随深度下降比较平缓,Cl^(-)浓度远低于海水,该孔表层沉积物中硫酸盐消耗主要由有机质硫酸盐还原作用(OSR)所控制,甲烷厌氧氧化作用(AOM)发生在4 m以下更深的层位。OSR产生的H_(2)S向上扩散富集并被氧化,是导致GSW1孔110~360 cm处SO_(4)^(2-)浓度未明显下降的主要因素。孔隙水SO_(4)^(2-)浓度整体随着深度增加呈减小的趋势,表明GSW1孔沉积环境由氧化、次氧化环境逐渐转变为还原环境。δ^(11)B、δ^(37)Cl值垂向变化波动较大,一方面受到早期成岩阶段有机质降解的影响,也可能与孔隙流体扩散以及沉积物/孔隙水相互作用有关。

冲绳海槽MIS6期以来底栖有孔虫碳氧同位素特征及其古海洋指示意义

基于AMS^(14)C年龄和底栖有孔虫氧同位素建立的地层年代框架,重点探讨了冲绳海槽中北部CSHC-15孔MIS6期以来(约200 ka)底栖有孔虫δ^(13)C特征及其古海洋指示意义。结果显示,冰期间冰期表层初级生产力和有机质通量的变化是导致底栖有孔虫δ^(13)C值在MIS4和MIS6期负偏而在MIS1、MIS3和MIS5期正偏的主要原因。MIS2期的底栖有孔虫δ^(13)C正偏,指示了NPIW侵入冲绳海槽,导致通风性加强,底层水呈弱氧化状态。甲烷渗漏引发的甲烷厌氧氧化作用(AOM)是导致CSHC-15孔底栖有孔虫在MIS4期碳同位素大幅负偏的原因。

末次冰消期以来冲绳海槽深水氧化性与通风演化研究进展与展望

过去二十年,末次冰消期以来冲绳海槽深层水沉积氧化性与通风演化、碳埋藏与释放等研究一直备受关注。尽管目前该研究方向已开展了大量的工作,但由于多种替代指标的复杂性和局限性,与冲绳海槽黑潮动力学相关的深水环流和沉积氧化还原研究目前仍然存在较大争议。本文系统总结了末次冰消期以来冲绳海槽深层水沉积氧化性与通风演化的研究进展,发现高有机质沉降通量和高古生产力是末次盛冰期(LGM)至冰消期期间冲绳海槽深层水缺氧的主要原因;Younger Drays(YD)和Heinrich Stadial 1(HS1)事件期间深水通风增强、含氧量增加与北太平洋中层水(NPIW)强化和侵入有关;早全新世以来黑潮加强引发的深水通风抵消了上升流驱动的生产力提高的影响,使得冲绳海槽深层水处于氧化状态。最后提出未来冲绳海槽古海洋学研究应加强对轨道-千年尺度深层水水源识别与演化示踪、不同气候状态下古生产力与沉积氧化还原耦合关系,以及深层水演化的环境与气候效应等方面的研究。