南海西部越南岸外45萬年來沉積與地球化學(xué)記錄及其古海洋學(xué)意義.pdf

1、本文對(duì)中法合作MARCO POLO航次(IMAGESⅫ)第5站位的MD05-2900孔和MD05-2901孔的沉積物進(jìn)行了粒度、磁化率和元素地球化學(xué)分析，獲取了近45萬年來火山噴發(fā)、海流變遷、東亞季風(fēng)演化等在南海西部越南岸外上升流區(qū)的沉積和地球化學(xué)記錄。 利用浮游有孔蟲氧同位素建立了MD05-2901孔的年代框架，底部年齡為450ka。結(jié)合MD05-2901孔沉積物的密度、孔隙率和陸源碎屑含量，計(jì)算了陸源碎屑的堆積速率，結(jié)果顯示

2、在間冰期時(shí)堆積速率的平均值為4.9～6.0 g/(cm2·ka)，高于冰期的1.9～5.0g/(cm2·ka)，與已經(jīng)發(fā)表的南海南、北部冰期高于間冰期的特點(diǎn)明顯不同。 對(duì)MD05-2901孔沉積物進(jìn)行4cm間隔取樣，進(jìn)行了磁化率測(cè)試和陸源碎屑部分的粒度測(cè)試。磁化率整體上顯示冰期/間冰期旋回性，與碳酸鹽百分含量的對(duì)應(yīng)關(guān)系明顯，但有部分明顯的峰值層存在。針對(duì)磁化率結(jié)果顯示的13層厚度超過4厘米的磁化率峰值層，將其年代和菲律賓巴拉旺島

3、岸外的MD972142孔的火山灰層進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其中10層完全對(duì)應(yīng)，證明磁化率峰值層是由火山噴發(fā)作用造成的，說明45萬年來菲律賓火山帶噴發(fā)的粉塵可以沉積到南海西部。磁化率峰值層樣品的粒度特征明顯不同，呈雙峰態(tài)分布，粗顆粒組分較多，空隙率高，密度和顏色反射率較小。由此證明，磁化率和粒度分析可用于尋找肉眼不可見的火山噴發(fā)作用的沉積學(xué)記錄。本研究發(fā)現(xiàn)的受火山噴發(fā)作用影響的特殊層位，可作為地層對(duì)比的參比標(biāo)志，并為追溯45萬年來大氣和洋流的變遷提

4、供了參考資料。 對(duì)陸源沉積物的粒度分布進(jìn)行主成分因子分析，獲得了兩個(gè)主控因子F1和F2，它們控制了陸源沉積近80％的粒度變化特征。對(duì)F1敏感的1.26～2.66μm％和10.8～14.3μm％呈現(xiàn)高頻的波動(dòng)，和北半球低緯夏季太陽輻射量吻合很好，顯示23 ka的歲差周期和13 ka的半歲差周期。對(duì)F2敏感的4.24～7.42μm％和30.1～43.7μm％，則顯示強(qiáng)烈的100 ka的偏心率周期。本區(qū)的陸源沉積物來源于南海西南和北部

5、兩個(gè)地區(qū)，在動(dòng)力上則分別由夏季風(fēng)和冬季風(fēng)驅(qū)動(dòng)的不同方向的洋流搬運(yùn)。兩個(gè)因子反映了東亞季風(fēng)的演化特征。研究認(rèn)為，晚第四紀(jì)以來東亞夏季風(fēng)受控于低緯區(qū)的夏季日射量的變化，而冬季風(fēng)主要受高緯冰蓋變化驅(qū)動(dòng)，呈冰期/間冰期旋回尺度的波動(dòng)，這反映了東亞季風(fēng)演化的雙重驅(qū)動(dòng)機(jī)制。 利用XRF Core Scanner對(duì)MD05-2900孔沉積物進(jìn)行1cm間隔的元素測(cè)試，測(cè)試元素自13號(hào)元素A1到92號(hào)元素U。MD05-2900孔沉積物的Ca含量曲

6、線和MD05-2901孔的碳酸鹽含量曲線具有極好的對(duì)應(yīng)性，將兩者進(jìn)行對(duì)比，獲得MDOS-2900孔的年代框架。元素比值在該孔有較好的指示意義，Ti含量可以用來指示巖屑含量的變化，并對(duì)各種其它元素進(jìn)行均一化處理。Sr/Ti的比值可以反映沉積物中碳酸鹽的含量變化，Mn/Ti比值可指示底層水體的氧化還原環(huán)境變化，Ba/Ti比值指示海洋表層古生產(chǎn)力的變化。結(jié)果顯示，海底沉積環(huán)境的氧化還原條件沒有表現(xiàn)出明顯的冰期/間冰期旋回特征，與此海區(qū)上層水體