近4万年来冲绳海槽物质来源的定量估计及其对气候变化的响应

论文题目: 近4万年来冲绳海槽物质来源的定量估计及其对气候变化的响应

论文类型: 博士论文

论文专业: 海洋地质

作者: 刘焱光

导师: 吴世迎,石学法

关键词: 冲绳海槽,物质来源,定量估计,同位素,粒度端员模拟

文献来源: 中国海洋大学

发表年度: 2005

论文摘要: 深入揭示冰期/间冰期气候旋回中冲绳海槽沉积物记录的海洋环境、物质来源和通量变化及其对古气候和海平面变化的响应信息,是该区古海洋学研究的前沿课题。根据对冲绳海槽4个岩芯的沉积物粒度特征、元素地球化学和Sr-Nd同位素组成的细致分析,结合AMS14C测年数据,利用地球化学指标的因子分析、粒度组分的端员模拟分析和二端员定量分析等计算方法,围绕冲绳海槽地区近4万年以来的火山喷发事件、物质来源、陆源物质通量的变化规律及其对气候变化的响应等问题进行了探讨。结果表明,冲绳海槽沉积物的硅酸盐碎屑是由陆源物质（主要为长江输运的中国大陆物质）和火山源物质（火山玻璃和浮岩碎屑）组成的混合物,风尘物质所占比例较小。虽然冲绳海槽北部和中部的物源供应和沉积环境有明显差异,但陆源沉积物中对环境变化敏感粒度组分的众数值却几乎一致,都在7.81μm左右,证明了冲绳海槽沉积物中陆源物质主要由中国大陆河流输运,源区气候和海平面变化是制约陆源物质通量的主要因素。冲绳海槽中部35cal.kaBP以来的陆源物质通量变化与气候变化关系密切,表现出暖期低冷期高的特点。且在末次盛冰期低海平面时,陆源物质通量高而稳定,长江和东亚冬季风输运的粘土粒级碎屑物质增多。在海平面上升速度较快的冰消期,冲绳海槽中部陆源物质的通量比末次盛冰期还高,说明源区气候和海平面变化在控制冲绳海槽地区陆源物质通量的过程中还可能相互牵制。冲绳海槽周边的火山活动在气候温暖期时最强,火山物质的影响几乎贯穿整个全新世地层。氧同位素3期以来,九州岛和冲绳海槽的三次大规模火山喷发作用在海底沉积物中形成了数层火山碎屑沉积。沉积物中Si、Na、Zr等元素含量的变化可很好地显示火山物质输入的变化。在冲绳海槽北部和中部的岩芯中火山灰层的分布有很好的对应关系,其对应的喷发年代分别为7563、25000和42000 cal.a BP左右,其中最近的两次分别对应了K-Ah和AT火山喷发事件。42000 cal.a BP左右的火山喷发事件（本文称之为Okinawa Ⅰ）目前未见报道,其在DGKS9603岩芯中的粒度组成明显与K-Ah和AT火山灰不同,表明它们火山物质来源的不同。利用粒度组分的端员模拟方法,从沉积物硅酸盐碎屑<63μm部分的粒度数据中提取出具有物源指示意义的两个端员组分,并计算了DGKS9603岩芯最上部沉积物（O-225cm）中的陆源物质通量,其结果与Sr-Nd同位素二端员定量分离结果非常相近,证明该方法在冲绳海槽地区的物质来源判识方面也是很有效的。对155岩芯粘土粒级沉积物中火山源和陆源物质的混合比例进行了计算。结果显

论文目录:

摘要

Abstract

0 前言

1 国内外研究现状分析

1.1 海洋沉积物粒度数据的分析方法及其古海洋学应用

1.1.1 海洋沉积物粒度数据的分析方法

1.1.2 海洋沉积物粒度分析的古海洋学应用

1.2 海洋沉积地球化学分析在古海洋学研究中的应用

1.2.1 古生产力恢复

1.2.2 古表层海水温度(SST)恢复

1.2.3 沉积环境演化

1.2.4 不同尺度的古气候突变事件研究

1.2.5 物质来源的地球化学指示

1.3 冲绳海槽地区的沉积学和古海洋学研究进展

1.4 冲绳海槽古海洋学研究领域尚待解决的一些问题

2 冲绳海槽的自然地理、区域地质概况及研究背景

2.1 自然地理概况

2.1.1 气候特征

2.1.2 水文特征

2.1.3 海底地形

2.2 冲绳海槽的区域地质概况

2.2.1 构造特征及其演化

2.2.2 冲绳海槽的构造地貌格局

2.2.3 沉积环境和沉积作用

2.3 冲绳海槽现代沉积物的物质来源分析

2.3.1 表层沉积物的分布特征

2.3.2 沉积物分区

2.3.3 物质来源分析

3 样品选择与研究方法

3.1 研究样品的选择

3.1.1 柱状样位置

3.1.2 各岩心沉积特征

3.2 研究方法

3.2.1 资料收集

3.2.2 沉积物分析测试

3.2.3 计算方法

4 地层学分析与沉积速率计算

4.1 沉积地层划分

4.1.1 DGKS9603岩芯

4.1.2 CSH1岩芯

4.1.3 180岩芯

4.1.4 155岩芯

4.2 氧同位素地层学分析

4.2.1 有孔虫氧同位素测试结果

4.2.2 地层年代确定

4.3 沉积速率计算

4.3.1 155岩芯

4.3.2 180岩芯

4.3.3 DGKS9603岩芯

4.3.4 CSH1岩芯

4.4 氧同位素地层划分

4.4.1 180岩芯

4.4.3 DGKS9603岩芯

4.5 元素地层学分析

4.5.1 沉积物元素含量的垂向变化

4.5.2 元素组合垂直变化的制约因素

4.5.3 元素地层的古环境意义

4.6 火山沉积的地层学和年代学分析

4.6.1 研究背景

4.6.2 大规模火山喷发事件的喷发特征及其扩展范围

4.6.3 180、DGKS9603和CSH1岩芯中火山灰层的沉积年代

5 沉积物中对环境敏感粒度组分的端员模拟分析

5.1 研究背景

5.2 沉积物硅酸盐碎屑的粒度特征

5.2.1 硅酸盐碎屑的粒度特征在岩芯中的垂向变化

5.2.2 不同类型沉积物粒度的频率分布曲线特征

5.2.3 硅酸盐碎屑细粒组分(<63μm)的粒度特征

5.3 沉积物中对环境敏感粒度组分的端员模拟分析

5.3.1 沉积物粒度组分的端员模拟分析方法简述

5.3.2 沉积物粒度组分端元的确定

5.3.3 粒度端员模拟分析结果

5.4 末次盛冰期以来冲绳海槽中部陆源物质通量的变化

5.4.1 陆源物质通量的计算

5.4.2 末次盛冰期以来冲绳海槽中部陆源物质通量变化及其与古气候变化的关系

5.5 小结

6 近4万年来冲绳海槽的细粒陆源物质输入的变化

6.1 研究背景

6.2 155岩芯沉积物粘土组分(<4μm)的Sr、Nd同位素特征

6.2.1 Sr、Nd同位素测定结果

6.2.2 Sr、Nd同位素含量的垂向变化特征

6.3 不同来源物质混合比例的计算

6.3.1 物质来源端员的定性判识

6.3.2 不同来源物质的混合比例

6.4 沉积物中不同来源物质混合比例的变化及其与气候变化的关系

7 冲绳海槽陆源物质通量变化及其与古气候变化的关系

7.1 研究背景

7.2 影响冲绳海槽中段沉积作用的主要因素

7.3 DGKS9603岩芯沉积物Sr、Nd同位素测定结果

7.4 陆源物质通量的计算

7.4.1 沉积速率

7.4.2 沉积物的干样密度

7.4.3 物质来源端员的判识验证

7.4.4 陆源物质通量的计算

7.5 沉积物Sr、Nd同位素组成、不同来源物质含量及其通量的垂向变化特征

7.5.1 沉积物Sr、Nd同位素组成、不同来源物质含量的变化特征

7.5.2 沉积物不同来源物质通量的变化特征

7.6 35,000年以来冲绳海槽陆源物质通量变化及其对气候变化的响应

7.6.1 冲绳海槽陆源物质通量变化与海平面变化的关系

7.6.2 冲绳海槽陆源物质通量变化与气候突变事件的关系

7.7 小结

8 结论

参考文献

致谢

博士在读期间发表的论文

发布时间: 2005-10-26

参考文献

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