南海北坡ODP1146站第四纪粘土矿物记录:洋流搬运与东亚季风演化

南海北部ODP1146站第四纪粘土矿物学分析表明,伊利石、绿泥石和高岭石含量在冰期时增高,而蒙脱石含量在间冰期时增高.蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比率和蒙脱石丰度变化可以作为东亚季风演化的矿物学标志.在万年时间尺度上,间冰期盛行的西南表层洋流将更多的蒙脱石由南部和东部向北搬运,表现为加强的夏季风;冰期盛行的逆时针表层洋流将大量伊利石和绿泥石由台湾以及流经吕宋海峡的长江物源搬运至南海北坡,表现为强盛的冬季风.就10万年时间尺度而言,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比率与沉积速率的对应关系,指示2000～1200和400-0 ka期间南海北部盛行冬季风,而1200-400ka期间表现为加强的夏季风.夏季风演化的强弱与北半球夏季目射量基本呈线性关系,表明东亚季风演化的天文驱动机制.

南海沉积物中蒙脱石的成因探讨

南海粘土沉积学的以往研究都认为粘土矿物主要是陆源碎屑提供,包括蒙脱石在内的粘土矿物都是在周边流域经风化作用形成后输入到南海,再经不同洋流的搬运作用而发生沉积,忽略粘土矿物在海底的自生成岩作用及海底火山物质原地风化作用的影响。然而,南海表层及晚第四纪沉积物中蒙脱石含量过高(达到30%～40%以上),似乎同周边流域沉积物的供给能力相矛盾。研究认为,南海蒙脱石有两种最可能的潜在来源或成因:1)主要是陆源碎屑提供,粘土矿物被输入到海洋环境后发生的差异沉降和分选作用可能大幅度提高蒙脱石的相对含量;2)海底火山物质的原地化学风化作用,基性火山喷发物质容易在海水作用下原地风化成自生蒙脱石。文章建议在南海粘土沉积学的未来研究中,加强调查粘土矿物的差异沉降和分选作用以及火山灰的原地风化作用,在理论和机制上研究南海蒙脱石的成因。

南海北部陆坡50ka以来黏土矿物来源与输运机制分析

在AMS14C定年的基础上,对南海北部KNG5站和KNG7站柱状沉积物中的粒度和黏土矿物进行了研究。KNG5孔黏土矿物组合的基本特点是以伊利石、绿泥石和高岭石为主,蒙脱石含量次之。而KNG7孔黏土矿物组合的基本特点是以伊利石、绿泥石和蒙脱石为主,高岭石含量次之。物源分析进一步表明,KNG5和KNG7孔高岭石主要来自于珠江,蒙脱石主要由吕宋岛提供,伊利石和绿泥石分别由珠江和台湾提供。相对于KNG5孔而言,KNG7孔沉积物受珠江影响较小,而受台西南影响较大。由物源分析推测,珠江对南海北部的物源供应存在一个明显的界线,而这一界线可能位于KNG5孔和KNG7孔之间,越过这一界线随着离岸距离的增加,南海北部陆坡陆源沉积物受珠江影响明显减弱,而主要由台湾贡献。