全新世以来南黄海中部泥质区沉积物的源汇过程及其控制因素

南黄海中部泥质区沉积了大量来自邻近河流的陆源沉积物,是研究沉积物物源的良好区域,但其沉积物的输运过程和控制因素尚不明确。本文利用南黄海中部泥质区岩芯YSCW-1中沉积物的粒度和元素组成特征,查明自全新世以来研究区沉积物的源汇过程及其控制因素。基于^(14)C放射年龄,YSCW-1岩芯沉积物为9.3 ka以来的沉积,泥质沉积中心形成于约6.5 ka。粒度组成表明研究区沉积物主要由砂、粉砂和黏土组成。基于地球化学相关指标,研究区沉积物来源受到黄河和长江的影响。6.7 ka以前,黄河沉积物占据主导地位;6.7 ka之后长江对南黄海中部泥质区的贡献量增加,可能与黄海现代环流体系的形成有关,海洋锋面限制了黄河以及朝鲜河流沉积物向南黄海中部泥质区的输送。

南黄海中部泥质区黏性土的微结构特征及其成因分析

通过对南黄海中部泥质区27张黏性土微结构图片的分析,发现该区黏性土具有粒状链接结构、絮状链接结构和黏土基质结构三种微结构类型,以黏土基质结构为主。分别从地形特征、物质来源、水动力条件、沉积速率等宏观因素,以及粒度成分、矿物组成、化学成分等微观因素分析微结构的成因,得知平坦的海底地形、较弱的水动力条件、较长的搬运距离使得研究区沉积物来源较少,沉积速率较低,沉积物颗粒以粉粒和黏粒为主。伊利石、绿泥石和蒙脱石等黏土矿物和有机质含量较高,这些物质成分的亲水性特征使得研究区的黏性土易吸水膨胀,微结构类型以孔隙非常发育,结构极为疏松的黏土基质结构为主。研究成果揭示了南黄海中部泥质区黏性土宏观工程性质的微观机理,加深了对海洋沉积物工程性状的认识。

对数比变换在因子分析法提取东亚冬季风敏感粒级中的应用——以南黄海中部泥质区H07孔为例

利用经典统计学分析等传统方法提取东亚季风敏感粒级时,往往因忽视了成分数据的闭合效应而造成对分析结果的误读,所确定的季风替代指标与已有指标的对应效果也不甚理想。以南黄海中部泥质区H07岩心为例,尝试对原始粒度数据做中心化对数比变换以消除闭合效应,再通过因子分析法从中提取出东亚冬季风敏感粒级,进而提出将F2因子得分值作为东亚冬季风强度的替代指标。结合AMS14 C年代数据,重建了近6 200aBP来的东亚冬季风演化历史,并将其划分为5个阶段:(1)6.2~4.99kaBP,高水平强烈波动期;(2)4.99~3.66kaBP,高水平小幅波动期;(3)3.66~0.87kaBP,低水平亚稳定期;(4)0.87~0.14kaBP,持续增强期;(5)0.14kaBP至今,大幅减弱期。所提取的替代指标与其他气候指标有很好的对应,证明将中心化对数比变换引入到季风敏感粒级的提取过程中是可行的,能有效地揭示出更接近于真实的中国东部地区东亚冬季风演化历史。

南黄海中部泥质区7200年以来东亚冬季风变化的沉积记录

对南黄海中部泥质区的三个柱样(ZY-1,ZY-2和ZY-3孔)进行了AMS14C测年、沉积层序以及沉积物敏感粒级的分析.结果表明此三孔的岩性上下均一且沉积连续,均为黏土质粉沙,是全新世高海平面以来的沉积产物.ZY-1,ZY-2和ZY-3孔的粒度垂向变化特征基本一致,主要受控于现代黄海环流体系中冬季风驱动的黄海近岸海流的强弱,间接反映了东亚冬季风强弱变化.利用ZY-1,ZY-2和ZY-3孔的沉积物敏感粒级获得了近7200年来高分辨率的东亚冬季风替代指标,发现在7.2～4.2ka期间东亚冬季风强盛且波动大,4.2～1.8ka期间东亚冬季风表现为中等强度且比较稳定,东亚冬季风强度在1.8～0ka期间虽较弱,但在此阶段后期略有上升.中全新世以来,南黄海中部泥质区所记录的东亚冬季风变化趋势在千年尺度上与已报道的东亚夏季风强度变化趋势基本一致,主要受控于轨道驱动的太阳辐射量冬、夏季季节性变化差异;但在百年尺度上东亚冬季风增强事件则与夏季风减弱事件相对应,呈现反向变化,可能是对太阳活动减弱的敏感响应.

南黄海EY02-2孔磁性地层及古环境意义

对采自南黄海中部平原的钻孔EY02-2(孔深70 m)进行了岩石磁学和磁性地层学研究. 磁化率随温度变化曲线(k-T)显示, 该钻孔沉积物磁性矿物的居里温度为580～600℃, 即主要磁性物质为磁铁矿. 磁滞回线测定结果表明, 南黄海磁性矿物的粒度随不同沉积环境变化很大, 总趋势是潮下滨岸大于陆相, 陆相大于海相, 与沉积物物源的距离远近和水动力强弱有关. 磁极性地层研究揭示出M/B极性转换界线位于该钻孔的63.29 m, 同时在布容期至少出现7次极性漂移(Nr1-7), 可以与布容期内的6次极性事件对应; 在松山期也出现3次正极性漂移, 最下部的两个正漂移可能是发生于886±3 kaBP的Kamikatsura正极性事件的反映. 磁化率和沉积物的粒度在不同的沉积相表现不同, 因此揭示了一些大的环境转换界面. 通常潮下滨岸和陆相的磁化率和粒度都要大于海相沉积物, 磁化率在10×10-5SI左右的稳定分布和平均粒径接近7φ指示了水深较大的海相层. 但是, 磁化率和粒度不能作为气候变化指标与深海氧同位素δ18O对比. 我们认为, 半封闭陆架海复杂的沉积物源和在冰期-间冰期沉积动力的变化是造成这种不能对比的原因.