北大西洋IODP U1313站位早更新世深海沉积物陆源组分粒度特征及其环境意义

北大西洋地区是全球环境变化研究的热点区域。对IODP(国际综合大洋钻探计划)北大西洋306航次U1313站位深海沉积物陆源组分的粒度分析发现,陆源组分主要由黏土(粒径小于4μm)和极细粉沙(4～8μm)两个粒级构成,以黏土为主,分选性较差。通过与钙质超微化石、有孔虫等生物化石资料和同位素测年等技术相结合,重建了古气候的变化情况:(1)2.415～1.897 Ma BP,气候呈周期性波动;(2)1.897～1.640 Ma BP,气候变化相对平缓;(3)1.640～1.471 Ma BP,气候波动剧烈且频繁。粒度指标所反映的几次粗颗粒增多事件与早更新世期间数次气候变冷事件的发生时间一致。1.6 Ma BP前后粒度参数的突然变化,可能与地球轨道参数的改变有关,进一步证实地球轨道参数作为气候系统外部驱动力的重要性。

西北冰洋表层沉积物中生源和陆源粗组分及其沉积环境

通过中国第1至第3次北极科学考察在北冰洋西部所采集的99个表层沉积物中生源与陆源粗组分的分析,研究了该海域表层生产力的变化,有机质来源以及陆源粗颗粒物质的输入方式和影响因素。研究区域生源组分所反映的表层生产力变化与通过白令海峡进入楚科奇海的3股太平洋洋流密切相关。楚科奇海西侧高盐高营养盐的阿纳德尔流流经区域,表层生产力普遍较高;东侧低盐低营养盐阿拉斯加沿岸流流经区域,浮游硅质生物生产力低,并且受陆源有机质输入影响显著。阿尔法脊和楚科奇海台较高的浮游钙质生物生产力与北大西洋水的注入密切相关。楚科奇海陆架区低的浮游钙质生物生产力与陆源物质的稀释作用和浮游钙质生物生活水深有关;加拿大海盆区低的浮游钙质生物生产力主要受到碳酸钙溶解作用的影响。研究区域表层沉积物中的陆源粗组分-冰筏碎屑(ice-rafted detritus,IRD)的分布主要受海冰和冰山的搬运,陆缘冰输入,河流输入以及太平洋入流水的影响。白令海峡入口处的陆源粗颗粒沉积主要受太平洋入流水影响;阿拉斯加近岸海域的陆源粗颗粒沉积来自于陆缘冰以及河流的输入;而北风脊高的IRD含量主要是由海冰和冰山所携带,被波弗特环流搬运至此,伴随着海冰和冰山的融化并卸载进入沉积物中。

西北冰洋楚科奇海台P31孔晚第四纪的陆源沉积物记录及其古海洋与古气候意义

通过对北冰洋西部楚科奇海台P31孔沉积物进行岩性特征和颜色旋回分析、XRF元素扫描、AMS14 C测年、有孔虫丰度统计、筏冰碎屑(IRD)(>250和>154μm)含量分析以及粒度组成的综合研究,建立了该孔的地层年代框架,其沉积物被划分为MIS 3-MIS 1的沉积序列。自MIS 3以来,楚科奇海台P31孔可以识别出5个IRD事件,它们分别出现在晚MIS 1、MIS 2和早中MIS 3期。这些IRD主要被来自加拿大北极群岛的冰山或者大块冰所携带,随波弗特环流搬运至楚科奇海台并卸载到海底,这不仅反映了晚第四纪冰期-间冰期旋回中北美冰盖的崩塌事件,还反映了波弗特环流的变化历史。粒度组分变化表明,细砂级组分主要来自于冰山或大冰块的搬运,因为其高值对应于IRD的高值,粉砂级组分可能主要来自于海冰的搬运,而黏土级组分主要由波弗特环流和雾状层所搬运。两个敏感组分(5～13和110～176μm)含量的变化呈现明显对称性分布,后者的变化对应于IRD的变化,前者可能指示了物源和沉积作用后期的影响。该孔MIS3-MIS1的沉积速率分别为2.2、0.16和1.6cm/ka,平均沉积速率约为1.2cm/ka。与北冰洋其他海区沉积速率资料对比显示,海冰边缘地区沉积速率较高,而永久性海冰覆盖区沉积速率低较。水深越浅,越靠近陆架物源区,沉积速率越高,纬度越高的门捷列夫-阿尔法脊和加拿大海盆区,沉积速率越低。

南海东部柱样沉积物锶同位素变化特征及其地质意义

Sr同位素比值可提供有关物质来源的重要信息.南海东部海域的3个柱样沉积物采用二端元组分混合模型,得到南部陆坡区69柱中陆源物质质量分数为42.48%～92.95%,平均为78.33%;中部深海区149柱中陆源物质质量分数为74.29%～85.04%,平均为81.63%;南部深海区294柱中陆源物质质量分数为53.55%～76.74%,平均为67.01%.3个柱样中陆源组分质量分数变化表明南海东部海域沉积物中陆源物质由北至南逐渐减少,而幔源物质逐渐增多.结合沉积柱样的δ13C、δ18O同位素数据分析反映南海15万年来经历了2次较大规模的冰期和3次间冰期.

湖相碳酸盐岩元素测试方法研究

湖相碳酸盐岩因形成于大陆环境,通常陆源硅酸盐组分含量较高并影响元素组成特征,不应简单地套用海相碳酸盐岩的方法进行元素测试。对柴西茫东地区红山梁剖面始新统下干柴沟组—中新统下油砂山组湖相碳酸盐岩采用酸溶法、电子探针、LA等多手段进行的地球化学综合研究,结果显示,各种测试方法应用于湖相碳酸盐岩分析时都存在适用性与局限性问题。酸溶法的局限性在于所获得的K等碱金属元素含量不能用于后续分析。而对微区测试方法而言,首先LA与探针两种微区测试方法能否进行数据上的通用需要比较二者的相关性;其次由于光斑大小的限制,对泥晶组分而言,需在判断陆源的干扰程度并进行相应扣除后,才能反映沉积水体的元素组成特征。因此,在分析陆源硅酸盐组分对湖相碳酸盐岩元素含量影响程度的基础上,提出两种排除陆源硅酸盐组分对泥晶组分元素含量影响的方法,可以实现微区测试方法在湖相碳酸盐岩中的有效应用。

西北冰洋阿尔法脊晚第四纪的陆源沉积物记录及其古环境意义

通过西北冰洋阿尔法脊B84A孔中—晚第四纪以来的沉积物颜色旋回,Mn、Ca元素相对含量、颜色反射率、有孔虫丰度、冰筏碎屑(IRD)含量、粒度组分及其敏感性分析的综合研究,建立了B84A孔的地层年代框架,其沉积物被划分为MIS 12～MIS 1的沉积序列。阿尔法脊B84A孔可以识别出12个IRD事件,它们大多出现在冰消期,并认为其源区为加拿大北极群岛地区。这些IRD事件反映了加拿大北极冰盖的崩塌和气候变化。阿尔法脊B84A孔沉积物的环境敏感组分分别为细组分(4～9μm)和粗组分(19～53μm),两者的变化趋势相反,主要由海冰和洋流进行搬运,指示了洋流的强度变化。B84A孔的平均沉积速率约为0.4 cm/ka,与阿尔法脊周围地区沉积速率相近。相比于近岸的高沉积速率,其限制因素主要为大面积海冰覆盖造成的较低的生产力和由于长距离搬运造成的较低的陆源输入量。

三亚鹿回头珊瑚礁区沉降物的来源、分布及影响因素

采用沉降物捕集器收集了海南三亚鹿回头珊瑚岸礁区的礁坡沉降物,进而分析了其沉积速率、粒度组成和物质成分.结果表明该岸段礁坡沉降物的平均沉积速率为29.9mgcm2d1,变化于5.70mgcm2d1（春季）~97.41mgcm2d1（夏季）之间,主要由有机质（～9.5%）、礁内海洋自生组分（～44.5%）和礁外输入的陆源组分（～45.9%）组成;沉降物属黏土质粉砂,80%以上的沉降颗粒粒径小于63μm.沉降物的时空差异主要与沉降物特征和礁区水动力环境有关,该珊瑚礁处于背风低波能岸段,海面平静时段水动力条件较弱,悬浮的细颗粒物质可在礁区沉降,下礁坡沉降物中细颗粒含量明显高于上礁坡;受台风等强风浪影响时,沉积速率急剧增加,并导致沉降在礁区的细颗粒物质再悬浮,造成观察到的沉积速率比海面平静时高出10倍以上.综合考虑沉积速率的时-空分布特征,计算得出三亚鹿回头珊瑚礁区的年平均陆源沉降物约1900mg/cm2,陆源细颗粒物质在向外海运移过程中途径珊瑚礁岸段,在礁区沉降并停留较长时间,通过参与再悬浮对该礁区的珊瑚等生物群落产生影响.