近4萬年來沖繩海槽物質(zhì)來源的定量估計及其對氣候變化的響應(yīng).pdf

1、深入揭示冰期/間冰期氣候旋回中沖繩海槽沉積物記錄的海洋環(huán)境、物質(zhì)來源和通量變化及其對古氣候和海平面變化的響應(yīng)信息，是該區(qū)古海洋學研究的前沿課題。 根據(jù)對沖繩海槽4個巖芯的沉積物粒度特征、元素地球化學和Sr-Nd同位素組成的細致分析，結(jié)合AMS14C測年數(shù)據(jù)，利用地球化學指標的因子分析、粒度組分的端員模擬分析和二端員定量分析等計算方法，圍繞沖繩海槽地區(qū)近4萬年以來的火山噴發(fā)事件、物質(zhì)來源、陸源物質(zhì)通量的變化規(guī)律及其對氣候變化的響應(yīng)

2、等問題進行了探討。結(jié)果表明，沖繩海槽沉積物的硅酸鹽碎屑是由陸源物質(zhì)(主要為長江輸運的中國大陸物質(zhì))和火山源物質(zhì)(火山玻璃和浮巖碎屑)組成的混合物，風塵物質(zhì)所占比例較小。雖然沖繩海槽北部和中部的物源供應(yīng)和沉積環(huán)境有明顯差異，但陸源沉積物中對環(huán)境變化敏感粒度組分的眾數(shù)值卻幾乎一致，都在7.81μm左右，證明了沖繩海槽沉積物中陸源物質(zhì)主要由中國大陸河流輸運，源區(qū)氣候和海平面變化是制約陸源物質(zhì)通量的主要因素。 沖繩海槽中部35cal.k

3、aBP以來的陸源物質(zhì)通量變化與氣候變化關(guān)系密切，表現(xiàn)出暖期低冷期高的特點。且在末次盛冰期低海平面時，陸源物質(zhì)通量高而穩(wěn)定，長江和東亞冬季風輸運的粘土粒級碎屑物質(zhì)增多。在海平面上升速度較快的冰消期，沖繩海槽中部陸源物質(zhì)的通量比末次盛冰期還高，說明源區(qū)氣候和海平面變化在控制沖繩海槽地區(qū)陸源物質(zhì)通量的過程中還可能相互牽制。 沖繩海槽周邊的火山活動在氣候溫暖期時最強，火山物質(zhì)的影響幾乎貫穿整個全新世地層。氧同位素3期以來，九州島和沖繩海

4、槽的三次大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)作用在海底沉積物中形成了數(shù)層火山碎屑沉積。沉積物中Si、Na、Zr等元素含量的變化可很好地顯示火山物質(zhì)輸入的變化。在沖繩海槽北部和中部的巖芯中火山灰層的分布有很好的對應(yīng)關(guān)系，其對應(yīng)的噴發(fā)年代分別為7563、25000和42000cal.aBP左右，其中最近的兩次分別對應(yīng)了K-Ah和AT火山噴發(fā)事件。42000cal.aBP左右的火山噴發(fā)事件(本文稱之為OkinawaⅠ)目前未見報道，其在DGKS9603巖芯中的粒度

5、組成明顯與K-Ah和AT火山灰不同，表明它們火山物質(zhì)來源的不同。 利用粒度組分的端員模擬方法，從沉積物硅酸鹽碎屑＜63μm部分的粒度數(shù)據(jù)中提取出具有物源指示意義的兩個端員組分，并計算了DGKS9603巖芯最上部沉積物(0-225cm)中的陸源物質(zhì)通量，其結(jié)果與Sr-Nd同位素二端員定量分離結(jié)果非常相近，證明該方法在沖繩海槽地區(qū)的物質(zhì)來源判識方面也是很有效的。 對155巖芯粘土粒級沉積物中火山源和陸源物質(zhì)的混合比例進行了計

6、算。結(jié)果顯示：由下往上，氧同位素1期時火山源物質(zhì)混合比例逐漸增加，細粒陸源物質(zhì)混合比例逐漸降低；氧同位素2期粘土粒級沉積物幾乎全部由細粒陸源物質(zhì)組成；氧同位素3期時物質(zhì)混合比例變化與1期相反。對比該巖芯硅酸鹽碎屑粒度總體的變化特征后，認為火山源物質(zhì)對粘土粒級沉積物的影響也因與源區(qū)距離的不同而有明顯差別。 沖繩海槽中部陸源物質(zhì)通量變化對短時間尺度氣候突變事件也有響應(yīng)。陸源物質(zhì)通量在整個末次盛冰期內(nèi)幾乎沒有變化，顯示H1、H2事件發(fā)