普里茲灣表層沉積物粒度、礦物特征及晚第四紀(jì)古海洋學(xué)記錄.pdf

1、普里茲灣位于南大洋印度洋扇區(qū)，是東南極大陸邊緣最大的海灣，其南端與蘭伯特冰川-埃默里冰架體系相連接，是東南極冰蓋演化及冰海相互作用的關(guān)鍵地區(qū)。本論文以普里茲灣及鄰近海域表層沉積物及北部陸坡區(qū)P4-01巖芯為研究對象，初步探討了該海區(qū)表層沉積物的粒度、礦物特征及物源指示意義，以及北部陸坡區(qū)大約52萬年以來的古海洋學(xué)演變特征，獲得以下幾點認(rèn)識：
　?。?）受水深/海底地形、海流及冰山等多元環(huán)境要素制約，研究區(qū)沉積環(huán)境差異較大。陸架地區(qū)

2、可以劃分為兩個區(qū)域，在Ⅰ區(qū)，包括弗拉姆淺灘、埃默里冰架前緣地區(qū)、達(dá)利恩角附近海域（Burton海盆）和四夫人淺灘，沉積物中砂和礫石含量高，冰筏碎屑含量高，海底沉積物的供應(yīng)明顯受埃默里冰架及其他入海冰川、海流及冰山的主要筏運路徑等因素制約。陸架區(qū)Ⅱ區(qū)，包括埃默里海盆、普里茲水道和Svenner水道等，沉積物中粉砂含量較高，砂和礫石含量較低，主要受水深、海流等因素影響，其中埃默里海盆位處于普里茲環(huán)流中心，沉積物粒度較細(xì)，分選較好。陸架坡折以

3、北半深海-深海區(qū)（科奧珀雷申海）以粘土質(zhì)粉砂為主，砂和礫石含量較低，沉積物的搬運和沉積受底流、陸坡流、重力流、陸架-陸坡物質(zhì)交換以及冰山等因素制約。
　?。?）普里茲灣陸架沉積物中重礦物的含量整體上自東向西逐漸減小。四夫人淺灘區(qū)沉積物中角閃石的富集可能與伊麗莎白公主地一帶的富角閃石正片麻巖有關(guān)，而埃默里冰架前緣沉積物中角閃石可能部分來源于蘭伯特—埃默里冰架的輸運，因為該流域盆地發(fā)現(xiàn)有角閃巖相片麻巖露頭；弗拉姆淺灘區(qū)沉積物中角閃石含

4、量極高，說明該地區(qū)沉積物可能部分來源于麥克羅伯遜地的紫蘇花崗巖侵入體。金紅石、獨居石和黝簾石等重礦物僅出現(xiàn)四夫人淺灘、埃默里海盆和普里茲水道區(qū)，前者可能來源于西福爾丘陵區(qū)的高級變質(zhì)片麻巖，后者與普里茲環(huán)流和西向的沿岸流搬運有關(guān)。在近岸地區(qū)，電氣石和辰砂僅出現(xiàn)在弗拉姆淺灘一帶，其來源可能與麥克羅伯遜地的紫蘇花崗巖侵入體有關(guān)。埃默里冰架前緣區(qū)沉積物中磁鐵礦含量高，其來源于蘭伯特—埃默里冰架系統(tǒng)的輸運。研究區(qū)北部半深海-深海區(qū)（科奧珀雷申海）

5、沉積物中重礦物的組成與蘭伯特地塹區(qū)基巖的重礦物組成相似，且各重礦物含量體現(xiàn)了研究區(qū)重礦物的總體特點，說明普里茲灣北部半深?！詈Ｅ弲^(qū)沉積物主要來源于東南極大陸。
　　（3）研究區(qū)表層沉積物中粘土礦物的變化不大，主要表現(xiàn)在蒙脫石含量和伊利石化學(xué)指數(shù)上存在差異。四夫人淺灘沉積物中伊利石的化學(xué)指數(shù)偏低，蒙脫石含量較高，其來源可能與伊麗莎白公主地入海冰川有關(guān)。埃默里冰架前緣沉積物中蒙脫石和高嶺石含量最高，其來源與蘭伯特—埃默里冰架系統(tǒng)的

6、輸運有關(guān)；Svenner水道區(qū)沉積物中蒙脫石含量低于四夫人淺灘和埃默里冰架前緣區(qū)沉積物，伊利石化學(xué)指數(shù)介于四夫人淺灘和埃默里冰架前緣沉積物之間，其物源可能受蘭伯特—艾默里冰架系統(tǒng)和伊麗莎白公主地影響。弗拉姆淺灘和達(dá)利恩角附近沉積物中蒙脫石和高嶺石含量較高，可能受到麥克羅伯遜地小型冰川輸運的影響。在埃默里海盆和普里茲水道區(qū)，粘土礦物的混合效應(yīng)比較明顯，蒙脫石和高嶺石含量與埃默里冰架前緣和弗拉姆淺灘沉積物大體相似，這可能是受到普里茲環(huán)流的影

7、響。研究區(qū)北部半深海-深海區(qū)（科奧珀雷申海）沉積物中粘土礦物表現(xiàn)出多源混合得特點，其蒙脫石和高嶺石含量低于普里茲灣陸架沉積物，與陸坡區(qū)接近，說明深海-半深海沉積物是陸架、陸坡物質(zhì)向外海輸運的結(jié)果。
　　（4）通過對普里茲灣北部陸坡區(qū) P4-01巖芯沉積物的顏色反射率、粒度、粘土礦物、浮游有孔蟲N. Pachyderma殼體的氧碳同位素年代地層學(xué)分析，提取了該地區(qū)大約52萬年以來的冰-海相互作用信息。P4-01巖芯位于南極輻散帶，是

8、南極繞極深層水和變性的繞極深層水（CDW/MCDW）的上涌區(qū)，同時受到陸架水的影響，因此有孔蟲殼體的氧同位素組成受到表層海水溫度、水團(tuán)、海冰-冰架等綜合影響。該海區(qū)間冰期表層海水溫度基本上高于0.5℃，氧同位素7期(MIS7)表層水溫最高達(dá)3℃。冰期δ18O值偏重，表層海水年平均溫度降低，冰架擴(kuò)張，季節(jié)性海冰覆蓋區(qū)北移，南極繞極流的主要影響區(qū)域也隨之北移。冰期-間冰期南大洋沉積物中冰筏碎屑的含量高低與海表0℃水溫線為界，北側(cè)海區(qū)沉積物中

9、冰筏碎屑含量的增加發(fā)生在冰期，南側(cè)海區(qū)沉積物中冰筏碎屑的增加發(fā)生在間冰期。P4-01巖芯取樣位置位于該0℃等溫線附近偏南，冰筏碎屑的含量在MIS1期、MIS3期、MIS5期、MIS7期、MIS9期、MIS11期和MIS13期等間冰期或暖期高，說明該時期氣候的轉(zhuǎn)暖使得冰蓋/冰架退縮，冰架/入海冰川解體形成大量冰山，并將其攜帶的碎屑物質(zhì)搬運到南大洋沉積。分選級粉砂和粘土組分的含量可指示底流強(qiáng)弱，其旋回變化顯示冰期底流較弱，有利于粘土沉降；間