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25ka以来冲绳海槽古海洋环境演化研究

作　者: 江波
导　师: 李铁刚
学　校: 中国科学院研究生院（海洋研究所）
专　业: 海洋地质
关键词: 冲绳海槽黑潮高频事件海洋环境上升流浮游有孔虫群
分类号: P736
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文以取自冲绳海槽南部的MD05-2908岩心以及冲绳海槽北部的PC-1岩心为研究材料，通过AMS¹⁴C测年技术、粒度分析、浮游有孔虫群落组合、氧碳同位素等综合指标分析，建立了两岩心的年代模型，对区域性海洋环境事件进行了进一步研究和探讨，阐述了高频气候事件在冲绳海槽地区的响应特点，并恢复和重建了25ka以来冲绳海槽的古环境。结果表明，中晚全新世存在五次快速沉积事件，该快速沉积事件可能同陆源输入物质的增加有关，并同中晚全新世洪水爆发存在着某种联系。其中6790aBP⁴000aBP，对应于全新世气候适宜期，温暖潮湿的气候环境为洪水的爆发提供了有利的条件。4000aBP¹100aBP期间沉积速率相对稳定，洪水爆发的频率相对较小；1100aBP^，随着人类活动对自然环境的影响逐渐增强，洪水爆发的频率大大增加，也大大地影响了冲绳海槽南部海区的初级生产力和表层海水氧同位素。对浮游有孔虫属种的Q型因子分析结果显示，中晚全新世以来，影响冲绳海槽南部海洋环境的因素主要有两个：黑潮暖流和冲淡水。6790⁴000aBP期间，黑潮流在呈现稳步增强的趋势；4000aBP³000aBP，黑潮暖流强度减弱或者发生明显东偏，冲淡水影响增强；3000aBP以后，黑潮强度逐渐增强，1650aBP^为中晚全新世以来黑潮活动最强的时期，其中在600aBP和140aBP存在低值，黑潮流短暂减弱。普林虫低值事件发生时间在冲绳海槽南部进一步明确为3900²800aBP，持续时间为1100a，该事件的发生可能与东亚冬季风加强有关。中全新世以来控制台湾东北海域海洋环境演化的因素主要有两个方面——海洋流场（即陆架冲淡水与黑潮暖流）和东亚季风。7000aBP³800aBP，海洋环境的变化主要受控于陆架冲淡水和黑潮暖流，从6000aBP开始，东亚冬季风开始增强，到3800aBP³500aBP，持续增强的东亚冬季风取代陆架冲淡水和黑潮暖流成为台湾东北海域海洋环境变化的主控因子。3500aBP¹100aBP，东亚冬季风仍然是控制台湾东北海域海洋环境变化的主导因素，在此期间的3500aBP¹650aBP东亚冬季风逐步减弱，而在1650aBP¹100aBP期间东亚季风又开始逐步增强。1100aBP³50aBP，随着黑潮暖流和陆架冲淡水的交替增强，以黑潮暖流和陆架冲淡水为主要内容的海洋流场对台湾东北海域海洋环境演化起主导作用。350aBP以后，伴随着东亚冬季风的增强，冬季风重新成为海洋环境的主要控制因素。末次冰期以来高频气候事件在冲绳海槽北部地区产生了响应，在PC-1岩心中发现了H2、H1以及YD事件留下的印记，在氧碳同位素、浮游有孔虫属种以及表层海水古温度上都有所体现，进一步表明了高频事件的全球效应。位于九州岛西南部的冲绳海槽北部海区终年存在一个稳定的冷涡——上升流。24.2kaB.P.左右，冲绳海槽北部上升流活动强烈，在此之后至14.5kaB.P.之前的末次冰期，上升流活动逐步减弱，上升流强弱变化主要受东海陆架水的驱动。14.5kaB.P.后，随着全球气候变暖，海平面上升，黑潮暖流对冲绳海槽影响逐步增强，上升流活动主要受控于黑潮暖流的变化。黑潮暖流的快速增强较容易导致上升流活动的发育。对位于冲绳海槽的13个沉积柱状岩心的氧同位素以及斜室普林虫百分含量进行了综合分析研究，发现LGM期间，在全球范围变冷和海平面下降的背景下，受控于北赤道流减弱，黑潮强度变弱，在北上的过程中流经发生了较大的弯曲。由于琉球-台湾陆桥的存在，主流轴向NE方向发生了偏移并从琉球群岛外侧经过，然后在宫古岛与冲绳岛之间水道重新进入冲绳海槽。黑潮流在北上的过程中分为东北分支和西北分支，受冰盛期海平面下降及地理因素等的影响，西北支流穿越日本东南部与屋久岛之间水道，最终黑潮支流在日本东南部重新汇聚而进入西北太平洋。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-11
第1章绪论  11-22
  1.0 引言  11
  1.1 古海洋学与过去气候变化研究  11-18
  1.2 冲绳海槽黑潮流系末次冰盛期以来的古海洋学研究进展  18-21
  1.3 论文的选题目的和意义  21-22
第2章研究背景  22-31
  2.1 区域地质概况  22-24
    2.1.1 地理位置、地形和构造特征  22-23
    2.1.2 沉积特征  23-24
  2.2 区域环流特征和水文背景  24-29
    2.2.1 区域环流特征  24-27
    2.2.2 水文环境  27-29
  2.3 区域气候地理环境  29-31
    2.3.1 东亚季风  29
    2.3.2 台湾岛气候地理  29-31
第3章研究材料及方法  31-37
  3.1 研究材料  31-32
  3.2 方法  32-37
    3.2.1 氧碳同位素分析  32-33
    3.2.2 微体古生物分析  33-34
    3.2.3 粒度分析  34
    3.2.4 时间频谱分析  34-35
    3.2.5 AMS14C 测年技术  35-37
第4章结果  37-56
  4.1 年代地层与沉积速率  37-39
    4.1.1 MD05-2908岩心  37-38
    4.1.2 PC-1岩心  38-39
  4.2 氧同位素地层  39-40
    4.2.1 MD05-2908岩心  39-40
    4.2.2 PC-1岩心  40
  4.3 PC-1 岩心δ13C变化  40-41
  4.4 浮游有孔虫群落特征  41-52
    4.4.0 引言  41
    4.4.1 MD05-2908岩心浮游有孔虫生物群落  41-46
    4.4.2 PC-1岩心浮游有孔虫群落特征  46-52
  4.5 上层水体结构  52-56
    4.5.0 引言  52-53
    4.5.1 MD05-2908岩心古垂直水体结构变化  53-55
    4.5.2 PC-1岩心古垂直水体结构变化  55-56
第5章讨论  56-107
  5.1 冲绳海槽南部快速沉积事件  56-64
  5.2 中晚全新世古黑潮演化  64-70
  5.3 台湾东北海域7000a B.P.以来海洋环境的演化：浮游有孔虫群落组合和垂直水体结构证据  70-76
    5.3.0 前言  70-71
    5.3.1 讨论  71-75
    5.3.2 小结  75-76
  5.4 表层海水古温度记录  76-85
    5.4.0 引言  76-78
    5.4.1 MD05-2908岩心表层海水古温度  78-79
    5.4.2 PC-1岩心表层海水古温度  79
    5.4.3 中晚全新世以来表层海水古温度演化  79-82
    5.4.4 中晚全新世以来表层海水古温度演化及与东亚季风的关系  82-85
  5.5 冲绳海槽南部7000aBP以来的古生产力记录  85-88
  5.6 高频气候事件在冲绳海槽地区的沉积响应  88-92
    5.6.0 前言  88-89
    5.6.1 末次冰期高频事件在PC-1岩心中的沉积记录  89-91
    5.6.2 末次冰消期及以后高频事件在PC-1岩心中的沉积记录  91-92
  5.7 冲绳海槽北部 25ka 以来上升流的演化  92-96
    5.7.0 引言  92-93
    5.7.1 讨论  93-95
    5.7.2 小结  95-96
  5.8 末次冰盛期（LGM）黑潮主流轴的变动:Pulleniatina obliquiloculata和氧同位素证据  96-107
    5.8.0 前言  96
    5.8.1 材料与方法  96-99
    5.8.2 结果  99-101
    5.8.3 讨论  101-106
    5.8.4 小结  106-107
第6章结论  107-109
参考文献  109-116
博士就读期间发表文章情况  116-117
致谢  117

25ka以来冲绳海槽古海洋环境演化研究

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