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南海东部海盆14万年以来海洋环境变化及火山活动的沉积记录

冯伟家

南海东部海盆14万年以来海洋环境变化及火山活动的沉积记录

冯伟家1
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  • 1. 广东海洋大学
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摘要

南海东部海盆沉积物的研究不但有助于了解南海对全球气候变化的响应,并且有助于理解其区域的物源和气候环境信息。本文选取南海东部海盆KK2002-K3岩心进行古海洋学,沉积学和地球化学研究,目的探讨南海东部的古环境变化,火山记录以及各项环境指标之间的相互关系。 南海东部岩心KK2002-K3利用14C定年和浮游有孔虫氧同位素建立相应的年代模式。岩心底部年龄为142ka,对应深海氧同位素第6阶段(MIS6)。 粒度分析结果显示,KK2002-K3岩心沉积过程属于悬浮沉积。粒度数据提取出三组敏感组分和四组端元,其中2.8~4.0μm组分和端元(EM)1指示反映在间冰期的东亚夏季风(EASM)降水变化,而在冰期反映黄土细颗粒的输入变化。在86.4~111.0μm组分和EM4指示了生物硅的含量的变化。EM2+3指示巨型火山喷发事件或集体火山喷发事件。主量元素、稀土元素信号显示KK2002-K3岩心沉积物物源更靠近吕宋岛和存在风尘黄土物质的输入。KK2002-K3岩心沉积物中正构烷烃指示KK2002-K3正构烷烃来自海源藻类和细菌,少量来自陆生高等植物。其中指标碳优势指数CPI(C25-C33)和正构烷烃奇数碳含量ΣOdd(C25~C33)含量表明长链正构烷烃的输入与冬季风风尘输入有关。总有机碳(TOC)指示冰期生产力高和δ13Corg指示冰期陆源输入少。说明在东亚冬季风风尘物质输送到南海海盆区域,使该区域的生产力增加。说明南海东部的物源输入主要来自吕宋岛河流输入和东亚冬季风尘输入 利用磁化率(MS)、X射线荧光(XRF)测定的Fe和Mn相对含量以及粒度指标的鉴定来识别火山灰层。根据其明显的特征,识别出9个可见的火山灰层和2个显微火山灰层,其中9个可见的火山灰层表现为高的磁化率值、高的Fe和Mn含量值以及明显的单峰粒度分布。利用放射性碳年代学模型和氧同位素地层学建立的年龄可指示已识别的火山灰层大致的年龄时期:1~11ka、16~17ka、27~31ka、41~42ka、45~46ka、49~50ka、77~80ka、90~91ka、97~99ka、116~126ka和132~140ka。 KK2002-K3的火山记录与前人火山记录对比发现,南海区域的火山喷发频率在间冰期多,而在冰期少,且大部分火山喷发时期处于间冰期向冰期的转化时期,这种现象可能的原因是,火山喷发频繁时期加速间冰期向冰期的转化过程。KK2002-K3中有机碳同位素13Corg值在所识别的火山喷发时期是相对异常偏负,其指标可用于指示南海火山喷发事件。大部分所识别的火山喷发时期,与董哥洞石笋氧同位素所指示的EASM短暂大幅增强时期对应,这与数值模拟发现EASM降雨量因强烈的热带火山喷发而显著加强的结论不谋而合。SST记录喷发时期的降温可能反映了当时该区域的极端降温阶段。为后续火山引起极端气候变化的研究提供有力证据。

关键词

南海东部海盆/海洋环境/火山活动/沉积记录/氧同位素

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授予学位

硕士

学科专业

海洋化学

导师

孔德明

学位年度

2023

学位授予单位

广东海洋大学

语种

中文

中图分类号

P7
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