（海洋地质专业论文）南海南部晚第四纪以来沉积与地球化学记录及古环境意义.pdf

摘要 摘要 对南海南部m d0 5 2 8 9 7 沉积长柱状样进行了高分辨率的碳酸钙分析、有机 碳分析、磁化率分析和陆源碎屑的粒度分析，此外还对同站位相邻的m d0 5 2 8 9 6 沉积方柱状样进行了高分辨率的元素地球化学分析，并获取了很多可信的数据。 结合黄恩清通过对m d0 5 2 8 9 7 孔氧同位素测试所获得的比较准确的年龄框架， 在对这些数据综合分析的基础上，获得了南海南部古气候、古环境指标的一些 认识。 通过氧同位素曲线的形态对比，发现m d0 5 2 8 9 7 孔全新世和末次盛冰期的 沉积物缺失，本次研究采用相邻的方柱样m d0 5 2 8 9 6 对该时段记录进行代替和 补充，将两个站位的沉积记录进行合并，得到一个连续完整的曲线。通过与天 文调谐的s p e c m a p 曲线进行形态对比，选取时间控制点，结合a m s1 4 c 的测 年数值，建立起合并记录的年代框架，m d0 5 2 8 9 7 孔底部年龄约为5 0 万年。 m d 0 5 2 8 9 7 孔各项生源指标( c a c 0 3 含量及堆积速率、t o c 含量及堆积速 率) 都指示出南海南部间冰期夏季风活动增强，上升流发育，并且夏季风和降 雨带来的陆源有机物的输入也增加，导致表层生产力提高；冰期夏季风减弱， 陆源有机物的输入降低，表层生产力也降低。c a c 0 3 含量呈现冰期低、冰消期 和问冰期高的变化特点，造成这一现象的原因是冰期时陆源物质输入增加引起 的稀释作用。c a c 0 3 百分含量的频谱分析结果表明其具有最为强烈的1 0 0k a 的 偏心率周期，同时具备较弱的4 0i 【a 斜率周期和2 3k a 的岁差周期，。偏心率和斜 率周期反映冰盖消长引起的冰期间冰期旋回改变陆源沉积物的输入强度，再次 证明稀释作用是影响南海碳酸盐沉积的主要因素。同时，c a c 0 3 含量变化具有 的岁差周期证明南海南部c a c 0 3 沉积同时受到低纬过程的驱动。有机碳百分含 量频谱分析的结果则是具有很强的2 3k a 、1 7k a 的岁差周期以及1 2k a 、1 0k a 半 岁差周期。这和南海南部上升流区域的其他夏季风代用指标的频谱分析结果是 一致的。岁差、半岁差周期是热带过程的特征，这表明了低纬海区对夏季风的 控制作用。 m d0 5 2 8 9 7 孑l 磁化率的峰值与碳酸钙含量的谷值对应很好，说明抗磁性物 质碳酸钙对其磁化率值的稀释作用明显，在氧同位素一期尤为明显，一些极高 摘要 的峰值应该是由于火山灰物质的影响等其它因素所致。对m d0 5 2 8 9 7 孑l 质量磁 化率值做频谱分析，发现其具有强烈的4 0k a 的斜率周期，以及2 0k a 的岁差周期， 和1 3k a 、1 1k a 的半岁差周期。磁化率值出现的斜率周期则再次证明了碳酸钙对 磁化率值所起到的稀释作用。而磁化率值本身的变化与外源磁性矿物的输入变 化密切相关，磁性矿物主要来源于河流碎屑物质的注入，它的变化受到东亚夏 季风以及其带来的降雨的影响。 对m d0 5 2 8 9 7 柱状样陆源碎屑粒度的主成份因子分析得出的两个主控因子 f 1 和f 2 ，分别控制5 9 和2 4 的粒度变化特征。f 1 所代表的是湄公河河流搬运 量的大小，它直接受到夏季风以及带来的降雨影响。 3 0 1 口m 、3 5 5 1 t m 两个粒级受到此因子控制，分别 与其正相关和负相关。 2 6 m 含量频谱分析结果显示很强的2 6k a 的岁差周期以 及1 3k a 和1 1k a 的半岁差周期，与南海南部区域的其他夏季风代用指标的频谱分 析结果是一致的。3 5 5 m 粒径含量变化具有强烈的的1 0 0k a 偏心率周期，这个 是冰盖驱动的特征。 通过m d0 5 2 8 9 6 孔的c a 的相对含量与m d0 5 2 8 9 7c a c o 。的百分含量对 比，m d0 5 2 8 9 6 孔的年龄底部年龄约1 2 万年。对m d0 5 2 8 9 6 孔元素地球化学 数据分析，我们采用k ，甜的比值反映的沉积物物源区化学风化程度，b a a i 来 反映海洋生产力的变化，两个指标都反映出间冰期时无论是物源区化学风化强 度还是海洋生产力都要强于冰期时的结果，表明虽然南海南部无论在冰期还是 间冰期，都是热带气候盛行，但是末次冰期时南海南部的陆、岛地区温度还是 略有降低，夏季风有所减弱。两个指标的频谱分析都显示了较强的岁差周期， 表明了岁差和半岁差相关的北半球夏季太阳辐射量的变化是东亚夏季风强度和 时间变化的主要控制因素，而全球冰量相关的气候变化则是次要的控制因素。 关键词：南海南部；晚第四纪； 东亚夏季风； 粒度 a b s t r a c t h i g l l - r e s o l u t i o na n a l y s i so nc a r b o n a t e ，o r g a n i cc a r b o n , m a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t y a n dg r a i n - s i z eo ft e r r i g e n o u sc l a s tw e r em a d et om d0 5 2 8 9 7c a l y p s oc o r ei n s o u t h e r ns o u t hc h i n as e a m o r e o v e r h i g h - r e s o l u t i o ne l e m e n t a r yg e o c h e m i s t r y a n a l y s i sw a sm a d et om d 0 5 2 8 9 6c a s qc o r en e x tt o2 8 9 7c o r eo ft h es a m es i t e b a s e do na l lt h ec r e d i b l ee x p e r i m e n t a ld a t aw eo b t a i n e ds o m ec o m p r e h e n s i o na b o u t p a l e o c l i m a t i c a la n dp a l e o e n v i r o n m e n t a li n d e x e su n d e rt h ea g ef r a m eg i v e nb yh u a n g f r o mo x y g e ni s o t o p et e s t i n go fm d0 5 2 8 9 7c o r e t h es e d i m e n tr e c o r do fh o l o c e n ea n dl a s tg l a c i a t i o nm a x i m u mf r o mt h e a d j a c e n tc o r em d 0 5 2 8 9 6w a sb r o u g h tt or e p l a c ea n dc o m p l e m e n tw h a tm i s s i n gi n m d0 5 - 2 8 9 7c o r eo ft h ec o r r e s p o n d i n gt i m e ，t h u sac o m p l e t ea n dc o n t i n u o u sc u r v e w a sf o r m e dc o m b i n i n gt h es e d i m e n tr e c o r d so ft h et w oc o r e s t h r o u g hc o m p a r i n gt o t h ea s t r o n o m i c a lt u n i n gs p e c m a pa n ds e l e c t i n ga g er e f e r e n c ep o i n ta n da m s1 母c d a t i n gd a t a , t h ea g ef r a m eo fm d 0 5 - 2 8 9 7w a ss e tu pa n dt h eb o t t o ma g eo ft h ec o r e w a sc o n s i d e r e da sa b o u t5 0 0 k y a l lt h eb i o g e n e s i si n d e x e so fm d0 5 2 8 9 7c o r ei n c l u d i n gc a c 0 3c o n t e n ta n d s e d i m e n t a t i o nr a t e ，t o cc o n t e n ta n ds e d i m e n t a t i o nr a t ei n d i c a t et h a te a s ta s i a n s u m m e rm o n s o o ns t r e n g t h e n e da n dt h eu p w e l l i n gc u r r e n t s d e v e l o p e dd u r i n g i n t e r g l a c i a t i o n si ns o u t h e r ns o u t hc h i n as e a , a n dt e r r i g e n o u so r g a n i cm a t t e ri n p u t b r o u g h tb ys u m m e rm o n s o o na n dr a i n f a l li n c r e a s e dt h a t c a u s e dp r o d u c t i v i t yo f s u r f a c el a y e ri n c r e a s i n g ；d u r i n gg l a c i a t i o n ss u m m e rm o n s o o nw e a k e n e dw h i l e t e r r i g e n o u so r g a n i cm a t t e ri n p u td e c r e a s e dw h i c hr e s u l t si nr e d u c t i o no fs u r f a c el a y e r p r o d u c t i v i t y t h er e a s o nw h yt h ec a c 0 3c o n t e n ta p p e a r sl o w e ri ng l a c i a t i o n sa n d h i g h e ri nd e g l a c i a t i o n sa n di n t e r g l a c i a t i o n si s d i l u t i o nc a u s e db yi n c r e a s i n go f t e r r i g e n o u sc l a s ti n p u td u r i n gg l a c i a t i o n s t h em o s to b v i o u se c c e n t r i c i t yo r b i t a l p e r i o d so f1 0 0 k aa n da l s of a i n t i s ho b l i q u i t yp e r i o d so f4 0k aa n dp r e c e s s i o np e d o d s o f2 3k aa r ev i s u a l i z e db ys p e c t r u ma n a l y s e so nc a c 0 3c o n t e n tc u r v e e c c e n t r i c i t y a n do b l i q u i t yp e r i o d sr e f l e c tt h a tg l a c i a t i o n - i n t e r g l a c i a t i o nc y c l e sc a u s e db yg r o w t h a n dd e c l i n eo fi c e c a pc h a n g et h ei n p u ti n t e n s i o no ft e r r i g e n o u ss e d i m e n t s ，a n dp r o v e i i i a b s t r a c t t h a td i l u t i o ni sam a i nf a c t o ra f f e c t i n gc a r b o n a t es e d i m e n t a t i o ni ns o u t hc h i n as e a m e a n w h i l e ，t h ep r e c e s s i o np e r i o d so fc a c 0 3c o n t e n tv a r i e t yt e s t i f yt h a tc a r b o n a t e s e d i m e n t a t i o ni sd r i v e nb yl o wl a t i t u d ep r o c e s ss y n c h r o n o u s l y t h es p e c t r u m a n a l y s e so no r g a n i cc a r b o nc o n t e n ts h o ws t r o n gp r e c e s s i o np e r i o d so f2 3k a , 1 7k a a n ds e m i - p r e c e s s i o np e r i o d so f1 2k a ，1 0k a ，w h i c hc o i n c i d ew i t ho t h e ri n d e x e so f s u m m e rm o n s o o ni nt h eu p w e l l i n gc u r r e n tz o n eo fs o u t h e r ns o u t hc h i n as e a p r e c e s s i o na n ds e m i - p r e c e s s i o np e r i o d sa r ef e a t u r e so ft r o p i cp r o c e s s ，w h i c hi n d i c a t e s c o n t r o la c t i o no fl o wl a t i t u d es e aa r e at ot h es u m m e rm o n s o o n i nm d0 5 2 8 9 7c o r ep e a kv a l u e so fm a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t ya r ec o r r e s p o n d i n gt o t h ev a l l e y so fc a r b o n a t ec o n t e n tw e l l , w h i c hs h o w sd i l u t i o nf u n c t i o no fd i a m a g e n t i c m a t t e rc a r b o n a t ei ss i g n i f i c a n t ，e s p e c i a l l yi nm i s1 ，s o m ee x t r e m e l yh i g l lp e a kv a l u e s s h o u l db er e s u l t so fv o l c a n i ca s hi n f l u e n c ea n do t h e rf a c t o r s s p e c t r u ma n a l y s e st o t h eq u a l i t ym a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t yo fm d0 5 - 2 8 9 7c o r ed i s c o v e r st h ei n t e n s e o b l i q u i t yp e r i o d so f4 0k aw h i c hp r o v ed i l u t i o nf u n c t i o no fc a c 0 3a g a i n ，a sw e l la s p r e c e s s i o np e r i o d so f2 0k aa n ds e m i p r e c e s s i o np e r i o d so f1 3k a ，1 1k a a c t u a l l yt h e v a r i e t yo fm a g n e t i cs u s c e p t i b i l i t yi t s e l fi sr e l a t e dt ot h ei n p u tc h a n g eo fe x t r a n e o u s s o u r c em a g n e t i cm i n e r a l sc l o s e l y , t h em a g n e t i cm i n e r a l sm a i n l yr o o ti ni n p u to f f l u v i a ld e t r i t a lm a t t e r , i tc h a n g e sw i t ht h ei n f l u e n c eo ft h ee a s ta s i a ns u m m e r m o n s o o na n di t sr a i n f a l l t w om a s t e rc o n t r o lf a c t o r sf 1a n df 2w e r eo b t a i n e df r o mt h em a i ni n g r e d i e n t f a c t o r i a la n a l y s i st og r a i n s i z eo ft e r r i g e n o u sc l a s ti nm d0 5 2 8 9 7c o r e ，t h e s et w o f a c t o r sc o n t r o l5 9 a n d2 4 c h a r a c t e r i s t i co fg r a i n s i z ev a r i e t ys e p a r a t e l y w h a tf 1 r e p r e s e n t si st h et r a n s p o r t a t i o nq u a n t i t ys i z eo fm e k o n gr i v e r , w h i c h i si n f l u e n c e db y s u m m e rm o n s o o na n di t sr a i n f a l ld k e c t l y t w og r a d e s 3 0 1p ma n d3 5 - 5 1 ma r ec o n t r o l l e db yf 2 ，s h o wp o s i t i v e a n dn e g a t i v ec o r r e l a t i o nt of 1s e p a r a t e l y s p e c t r u ma n a l y s e st ot h e 5 岬粒级主要由各类微体古生物壳体所构成( 火山灰夹层