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南海北部陆坡MIS5以来的古环境记录

作　者: 刘伟
导　师: 金翔龙；初凤友
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 海洋地质
关键词: 南海北部古气候古环境东亚季风火山作用
分类号: P736
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

南海是我国最大的边缘海，大量河流搬运物的输入使南海具有相对较高的沉积物堆积速率，南海又位于典型的东亚季风区，其气候及环境易受东亚季风的影响。因此南海沉积物不仅记录了南海对全球气候变化的响应，又叠加着区域物源和环境信息。本文选取了南海北部陆坡ZHSl48PC：岩芯进行一系列古海洋学、沉积学及地球化学等研究，以探讨南海MIS5阶以来的古环境记录以及沉积物中各种环境和气候的替代性指标之间的相互关系及周期变化规律。研究结果表明：1、通过浮游有孑L虫氧同位素的曲线对比建立了该岩芯的年代模式，底部年龄约为135.36Ka BP，位于深海氧同位素（Marine Isotope Stage，MIS）6阶。该岩芯冰期内的沉积速率高于间冰期，其中末次冰期（MIS2）的沉积速率最高。D-O旋回和Heinrich事件在该站位沉积物中均有记录。氧同位素的频谱分析结果表明，其变化主要受米兰科维奇天文理论的岁差（26ka）和半岁差（12ka）周期的影响。2、该岩芯剖面的粒度组成稳定，以粉砂和粘土为主。从沉积物粒度数据中提取出的4个敏感组分中，0.5～41μm的组分可作为东亚夏季风的替代指标，16～63gm的组分可作为冬季风的替代性指标。此外4～16gm和>631μm的颗粒组分则有效指示了陆源营养物质的输送，可能与东亚夏季风增强导致的华南地区降水量增加有关。3、该岩芯沉积物以富集轻稀土为特征，不同层段沉积物REE的北美页岩标准化配分曲线较为一致，均表现为轻稀土相对富集的配分模式，说明该岩芯沉积物的主体物源基本相同。判别函数计算结果表明物源是珠江和台湾海峡。稀土元素的主成分及频谱分析表明，该站位物源主要受控于海平面变化。4、该岩芯沉积物的大部分主量元素之间存在明显的正相关关系。Si和Al并不存在过剩的情况；Ti可作为陆源碎屑的代表：Ba既包括了陆源碎屑Ba也包括生物成因Ba；常微量元素地球化学分析表明，，Ni、V、Ba、Cr、Mn、Zn和Cu元素能够反映源区的物理化学变化，Ti、S、Zr代表陆源碎屑，Sr和P代表生物碎屑组分，SiO₂和Al₂O₃反映碲屑粘土组分。5、该岩芯稳定氧同位素年代学与沉积物不同层段的火山玻璃对比发现，在MIS过渡期均检测到火山喷发活动的信息，说明火山活动确实对该区域的气候变化有所影响。不同层段火山玻璃含量的不同，可能是由于火山喷发高度以及喷发强度所造成的火山灰传播距离不同或者指示了火山源区距离沉积站位的远近。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-11
1. 绪论  11-20
  1.1 古海洋学研究现状及发展趋势  11-17
    1.1.1 海洋环流对气候的影响  14-15
    1.1.2 冰川波动对气候的影响  15-16
    1.1.3 火山活动对气候的影响  16-17
  1.2 南海古海洋研究现状  17-18
  1.3 论文选题依据  18-19
  1.4 主要工作量  19-20
2. 南海区域概况  20-31
  2.1 南海地形地貌  20-21
  2.2 地质构造及演化  21-22
  2.3 南海季风及风系  22-25
  2.4 南海海区环流  25-28
    2.4.1 表层环流  26
    2.4.2 沿岸流  26-27
    2.4.3 南海暖流  27
    2.4.4 黑潮  27
    2.4.5 上升流及涡旋  27-28
    2.4.6 与周围海水交换  28
  2.5 南海沉积类型  28-31
3. 研究材料和研究方法  31-39
  3.1 研究材料  31-32
  3.2 研究方法  32-39
    3.2.1 粒度分析  32-33
    3.2.2 元素地球化学分析  33-35
    3.2.3 稳定同位素化学分析  35-36
    3.2.4 因子分析及聚类分析  36-38
    3.2.5 时间序列分析方法  38-39
4. 148 PC 柱状样沉积物年代学研究  39-51
  4.1 松散沉积物的测年方法  39-44
    4.1.1 碳14 测年法  41-42
    4.1.2 氧同位素曲线对比  42-44
  4.2 148PC 岩芯氧同位素年代学及古环境记录  44-50
    4.2.1 稳定同位素年代学  45-47
    4.2.2 沉积序列与古环境记录  47-50
  4.3 小结  50-51
5. 沉积物粒度特征及对古季风的响应  51-64
  5.1 ZHS-148PC 沉积物粒度参数特征  51-55
  5.2 ZHS-148PC 沉积物敏感粒度组分的提取  55-58
  5.3 敏感粒度组分对东亚季风的响应  58-62
    5.3.1 东亚季风  58-59
    5.3.2 东亚季风的替代性指标  59-62
  5.4 敏感粒度组分的周期性规律  62-63
  5.5 小结  63-64
6. 稀土元素特征及物源指示意义  64-81
  6.1 稀土元素简介  64-68
    6.1.1 稀土元素参数  65-66
    6.1.2 稀土元素配分模式  66-67
    6.1.3 稀土元素物源示踪作用  67-68
  6.2 ZHS-148PC 岩芯沉积物分析结果  68-74
    6.2.1 稀土元素特征  68-72
    6.2.2 稀土元素配分模式  72-74
  6.3 稀土元素对物源及古环境变化的指示  74-79
    6.3.1 稀土元素与粒度的关系  74-75
    6.3.2 稀土元素的物源指示意义  75-76
    6.3.3 稀土特征参数的垂向变化及古环境指示意义  76-78
    6.3.4 稀土元素反应的周期变化规律  78-79
  6.4 小结  79-81
7. 主微量元素地球化学  81-94
  7.1 ZHS-148PC 沉积物元素地球化学特征  81-91
    7.1.1 常量元素地球化学特征  81-85
    7.1.2 微量元素地球化学特征  85-88
    7.1.3 特征元素及比值的地球化学特征  88-91
  7.2 对古环境变化的指示意义  91-93
  7.3 小结  93-94
8. 气候变化促发机制的讨论—火山作用的影响  94-121
  8.1 火山活动的形成及分类  95-96
  8.2 火山活动对气候环境的影响  96-107
    8.2.1 火山喷发高度  97-99
    8.2.2 火山喷发气体  99-103
    8.2.3 火山气溶胶效应  103-105
    8.2.4 火山气体的测量方法  105-107
  8.3 火山活动在古海洋学中的应用  107-119
    8.3.1 火山灰简介  107-109
    8.3.2 火山灰的识别  109-112
    8.3.3 火山灰的应用  112-114
    8.3.4 南海沉积物中的火山灰  114-119
  8.4 小结  119-121
9. 结论  121-124
  9.1 小结  121-123
  9.2 今后工作计划  123
  9.3 创新点  123-124
致谢  124-125
参考文献  125-146
附录  146-147
附表  147-153

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