南海北部31 ka以来GDGTs组成及其对古温度和季风变化的响应

南海因受到高纬度气候、低纬度大洋以及东亚季风等多种因素的影响而成为研究古温度和季风变化的理想区域。本文通过研究QH-CL11柱状沉积物的GDGTs组成、含量变化特征及其延伸的86个碳原子的四醚指标(TEX86H),分析南海北部GDGTs来源,并定量计算QH-CL11柱状沉积物记录的海洋表面温度(SST),从而探讨31 ka以来南海北部古温度变化的驱动机制。通过甲烷指数和支链/异戊二烯类指标等,确定isoGDGTs主要来自于奇古菌,适用于古温度重建。TEX86H温度显示出明显的冰期一间冰期旋回,与南海北部有孔虫和UK’37 SSTs具有很好的相似性。出现在TEX86H SST中的海因里希冷事件(H1-3)和Bφlling-Allerod暖期之前的温度大幅度上升事件(14.6 ka)反映了高纬度气候对南海的影响。南海SSTs和北太平洋MD01-2421 UK’37SST的差异(△SST5)可以用来反映东亚冬季风强度的变化。△SSTs显示东亚冬季风强度在Bφlling-Allerφd暖期前增加,在新仙女木时期达到最大值,在全新世早期再次下降,然后在全新世中晚期缓慢增加,这与前人对东亚冬季风强度的认识具有很好的一致性。该方法对重建长周期东亚冬季风强度具有重要的指导意义。

冲绳海槽中部8.2ka以来GDGTs组成及温度重建

异戊二烯类甘油二烷基甘油四醚脂类化合物(isoprenoid Glycerol dialkyl glycerol tetraethers,isoGDGTs)在海洋奇古菌(Thaumarchaeota)中广泛存在,其结构对温度变化的敏感性使其成为广受欢迎的古气候与古温度重建材料。在北冰洋和西太平洋气候以及黑潮等多种因素的影响下,冲绳海槽中部成为研究全新世以来古海洋和古气候变化的天然实验室。本文通过研究C14柱状沉积物的GDGTs组成、含量变化特征及其延伸的86个碳原子的四醚指标(tetraether index of tetraethers consisting of 86 carbons,TEX86H),分析冲绳海槽中部的GDGTs来源,并定量计算C14柱状沉积物记录的海洋表面温度(seasurfacetemperature,SST),从而探讨8.2ka以来冲绳海槽中部古温度变化的驱动机制。通过甲烷指数和支链/异戊二烯类指标等,我们确认isoGDGTs主要来自于氨氧化古菌,适用于古温度重建。距今8.2ka以来,TEX86H SST的变化范围是21.6~27.2℃。冲绳海槽中部SST主要受到西热带太平洋、低纬度冬季日晒量的影响;TEX86H指标记录的温度上升趋势与东亚夏季风强度的减弱不一致。7.4—6.6ka冷事件广泛存在于冲绳海槽的SST记录中,但只在TEX86H数据中显示较大幅度的降低(~5℃),我们推测可能受到Kikai-Akahoya火山灰(~7.3ka)的影响。

台湾新养女湖泥火山流体地球化学特征与流体来源

陆地泥火山流体来源及其演化过程的研究,对于理解板块俯冲边界增生楔中流体特性及迁移途径有重要作用,对于油气等资源勘探具有指示意义。通过分析台湾西南部新养女湖(SYNH)泥火山喷出流体的离子组分、氢氧同位素组分以及泥质沉积物的矿物组分,探索泥火山喷出流体源区的化学特征、流体的来源及源区温度和深度条件;搭建组分运移、演化的概念模型。调查发现SYNH泥火山喷出泥质沉积物的矿物以石英、长石、伊利石、绿泥石为主,含少量方解石和白云石。流体中Na+、Cl−占主导,且Na+和Cl−呈显著正相关,表明泥火山流体起源于海洋沉积孔隙水。泥浆池中流体的Cl−浓度约为海水的1/5;氧同位素δ18O为6.24‰~6.59‰,明显富集18O;氢同位素δD的范围为−23.72‰~−12.9‰,显示贫化的特征。Cl−浓度和氢氧同位素特征指示蒙脱石脱水稀释流体组分、改变流体的化学特征。此外,氢氧同位素分布偏移大气降水线,表明大气降水对泥火山流体的影响较小。流体中富集Na+,严重贫化K+,可能与蒙脱石的伊利石化作用有关。根据Na/K、K/Na地温计和氢氧同位素数据推算深部流体的温度范围为79~181℃。结合地温梯度,推测SYNH泥火山喷出流体起源的深度为2.6~6.0 km,对应中新世长石坑组及乌山组的页岩-砂岩和上新世的开竹寮页岩。基于研究区构造背景、矿物组成及流体地球化学特征搭建SYNH泥火山深部流体喷出过程的简化模型,即原始海水组分被保留在孔隙中,塑性页岩的圈闭作用使得孔隙流体排出不均衡,随着上覆岩层的压实作用及横向构造挤压,孔隙内部流体压力急剧升高,当压力大于上覆岩层压力或存在高渗通道时,流体携带沉积物喷出地表。