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第四纪研究 2011年第02期杂志 文档列表

第四纪研究杂志海洋地质与第四纪环境研究

南海沉积物中蒙脱石的成因探讨199-206

摘要：南海粘土沉积学的以往研究都认为粘土矿物主要是陆源碎屑提供，包括蒙脱石在内的粘土矿物都是在周边流域经风化作用形成后输入到南海，再经不同洋流的搬运作用而发生沉积，忽略粘土矿物在海底的自生成岩作用及海底火山物质原地风化作用的影响。然而，南海表层及晚第四纪沉积物中蒙脱石含量过高（达到30％-40％以上），似乎同周边流域沉积物的供给能力相矛盾。研究认为，南海蒙脱石有两种最可能的潜在来源或成因：1）主要是陆源碎屑提供，粘土矿物被输入到海洋环境后发生的差异沉降和分选作用可能大幅度提高蒙脱石的相对含量；2）海底火山物质的原地化学风化作用，基性火山喷发物质容易在海水作用下原地风化成自生蒙脱石。文章建议在南海粘土沉积学的未来研究中，加强调查粘土矿物的差异沉降和分选作用以及火山灰的原地风化作用，在理论和机制上研究南海蒙脱石的成因。

南海北部晚第四纪高分辨率元素比值反映的东亚季风演变207-215

摘要：选取大洋钻探ODP184航次在南海北部钻取的1144站（20°3．18’N，117°25．14’E；水深2037m）上部岩芯为研究材料，通过X荧光光谱（XRF）岩芯扫描仪获取晚第四纪100ka以来时间分辨率高达10年的元素记录，并与德国“太阳号”95航次在同一站位获得的17940—2柱状样（20°07．0’N，117°23．0’E；水深1728m）的相关数据（包括底栖有孔虫Uvigerina＋Bulimina的丰度、有机碳通量和粘土含量）进行比较，发现Ba／Ti和K／Al比值可以分别反映表层生产力和陆地化学风化的变化，且都具有明显的岁差和半岁差周期，呈现典型的热带气候特征，可能与东亚夏季风的变化有关。特别是，Ba／Ti和K／Al比值还具有类似D／O事件的千年尺度（1．4～2．0ka）周期和与太阳活动相关的百年尺度（约200a和500a）变化周期，且其千年尺度的变化特征在形态上更接近于南极冰芯中的氧同位素记录，反映了低纬海区与南半球高纬区的古气候联系。

中更新世以来西菲律宾海上层水体结构演化特征——来自钙质超微化石Florisphaera profunda的证据216-226

摘要：MD06—3050岩芯位于西菲律宾海吕宋岛以东本哈姆高原，利用钙质超微化石下透光带种属Florisphaera profunda占总颗石的相对丰度，恢复了中更新世以来该海区的上层水体结构演化特征。结果显示，西菲律宾海区自1040ka以来，温跃层／营养跃层经历了由浅-深-浅-深的长周期变动，可能是由于全球碳库的长周期变化对气候系统的大规模调整所致；同时温跃层／营养跃层也具有明显的冰期-间冰期旋回性特征。温跃层变动的另一个重要特征是在中布容事件前后呈现出相反的冰期-间冰期变化趋势，认为可能是由东亚冬、夏季风强席变化引起。

南海北部5万年来的表层海水盐度及东亚季风降水227-235

摘要：为了探讨末次冰期以来南海北部区域降水变化对东亚夏季风强度变化的响应，利用南海北部191PC柱状样有孔虫壳体氧同位素和镁钙比值，重建了过去5万以来的表层海水温度和海水氧同位素变化。通过分析南海北部淡水收支的主要影响因素，认为夏季风降水是本研究站位海水盐度的主要影响因素，而海平面变化导致的冲淡效应变化并非主导因素。基于此前提，将剩余海水氧同位素作为区域降水变化的指标，结果表明，南海北部降水量与东亚季风强度在50～10kaB．P．间变化趋势较一致，10kaB．P．以来则呈相反的变化趋势。本文通过对比分析南海和西太平洋相关站位的古盐度变化、东亚陆地的干湿变化，结合数值模拟结果，认为50～10kaB．P．之间，北半球大陆冰盖对东亚夏季风的影响较强，东亚内陆和南海北部降水同时响应北半球高纬气温变化，表现出冷事件时降水少而暖事件时降水多的特点。而在10kaB．P．以来，南海北部和华南地区降水量与东亚季风强度变化趋势相反，表现出东亚一西北太平洋区域降水量分布的海陆差异特征。此现象与中全新世南北半球夏季辐射量不对称变化和海陆热容差异导致的温度、水汽重新分布有关。

冲绳海槽中部28ka以来陆源物质输入和古环境演化的生源组分记录236-243

摘要：沉积物中有机碳、生物碳酸盐和生物硅等生源组分的埋藏速率在很大程度上受到海洋古生产力的控制，常常被用作古生产力的替代指标。本文利用TOC、生物硅及CaCO，等生源组分探讨冲绳海槽中部DGKS9604孔（28°16．64’N，127°01．43’E；水深766m；柱长10．76m）距今28ka以来陆源物质输入和古环境演化对海洋生产力的影响。研究结果表明，在冬季风较强的末次冰期晚期（28～22kaB．P．），长江直接输运大量的陆源营养物质进入冲绳海槽，古生产力较高；在末次盛冰期（LGM，22～18kaB．P．），虽然河口距离海槽区更近，但大陆流域降水匮乏，河流入海径流量偏低导致海槽陆源营养物质明显减少，生产力降低，表现在生物硅和有机碳堆积速率明显降低；冰消期早期生产力与末次盛冰期相比并未明显降低，此阶段气候回暖，大陆流域降雨增加，陆源物质输入相对较高。全新世早期，古生产力快速下降，既反映海平面降低，陆源物质输入减少，还可能与冰消期寡营养盐的黑潮在海槽加强有关。DGKS9604孔CaCO3含量及堆积速率变化的总体趋势与有机碳和生物硅相反，表现为末次冰期晚期低，冰消期以来逐渐升高，一方面反映陆源物质输入的稀释作用；另一方面与黑潮加强致使钙质生物生产力增强有关。此外，15～7kaB．P．期间CaCO3含量及其堆积速率有几次明显降低，可能对应黑潮减弱、陆源冲淡水较强的环境事件。

末次盛冰期热带降雨对低纬表层海温的敏感性244-255

摘要：利用美国国家大气研究中心的CAM3大气环流模式，研究模拟了末次盛冰期热带辐合带（Intertropical Convergence Zone，简称ITCZ）／夏季风区降雨对热带表层海水温度（Sea Surface Temperature，简称SST）变化的敏感性，结果发现：1）在冰期边界条件下，热带SST异常很大程度上控制着局地降雨的响应，特别当SST异常范围从区域扩大到全球热带地区，ITCZ／夏季风降雨的剧烈变化可以与其他冰期边界条件的影响相当；2）不论是以古海洋重建的热带SST还是海气耦合模拟输出的SST为边界条件，CAM3中热带降雨基本上与局地SST呈正相关关系（SST变暖，降雨增加），并同时受SST梯度分布格局控制，这与完全海气耦合模式的冰期模拟结果一致；3）合理的SST边界条件（特别是海气耦合模式输出的SST分布）驱动下，模拟得到的热带降雨异常分布与其他独立的古海洋水循环特征指标重建更为吻合（相对于现代值，亚洲夏季风区和赤道西太平洋辐合带降雨增加，两侧副热带太平洋降雨减少）。这些结果不仅为探索末次盛冰期时期热带水循环特征变化提供了新的古海洋重建数据支撑，也有利于进一步揭示冰期／间冰期旋回中热带气候变化的物理机制所在。如该项研究揭示的热带SST-降雨正相关关系在赤道中东太平洋等非季风区与现代观测一致，而现代亚洲太平洋夏季风区中负相关关系在冰期条件下并未得到再现，说明不同气候背景对夏季风区海气相互作用有重要影响。

末次盛冰期以来苏拉威西海区上层海水对快速气候变化的响应256-264

摘要：通过对苏拉威西海MD98—2178站位浮游有孔虫定量分析、表层浮游有孔虫Globigerinoidesruber壳体镁钙（Mg／Ca）比值反演海表温度（SST），并结合表层和次表层浮游有孔虫氧、碳同位素，探讨末次盛冰期以来，苏拉威西海区温度、盐度、生产力、温跃层深度变化及其对快速气候变化的响应。研究发现：末次盛冰期苏拉威西海区，海表温度存在明显降温，较现代海表温度下降了2．9℃，但缺乏对快速气候波动明显响应。MD98—2178站位盐度、生产力以及温跃层深度等记录，则明显响应快速气候波动，在HI，YD等变冷事件期间，盐度变高、生产力上升、温跃层深度变浅，指示东亚冬季风加强，热带辐合带（ITCZ）南移以及印度尼西亚穿越流（ITF）减弱。末次盛冰期以来，MD98—2178站位属种组合、生产力、盐度以及温跃层深度在11kaB．P．左右存在明显的突变，且在南海、印尼海区普遍存在，指示了该海域在11kaB．P．左右存在重要的气候变化过程。

苏门答腊海区末次间冰期以来的季风上升流活动记录265-275

摘要：对苏门答腊海域BAR9432岩芯末次间冰期以来的氧碳同位素、AMS’4C测年、浮游有孔虫组合及其所反映的古生产力、温盐及温跃层变化的研究结果表明：研究区132kaB．P．以来气候变化的特点，明显受冰期间冰期海平面波动的影响，在此基础上，还与23ka岁差周期引起的北半球高纬太阳辐射变化密切相关。末次间冰期阶段，海平面较高与全新世接近，陆源营养物质输入量减少，研究站位古生产力低，混合层厚，无上升流活动，看不到印度西南夏季风的影响；末次冰期阶段，海平面下降，陆源物质输入量增加，古生产力较高。在此基础上，北半球夏季日照率高值阶段，古生产力更高，说明当时西南季风活动强烈，西南季风流输送赤道印度洋高盐度水至苏门答腊沿岸，使研究区盐度升高，8月盐度远高于2月，盐度季节差大；较微弱的印度季风流与赤道逆流，在澳大利亚东南季风的影响下，可以在研究区形成相对显著的上升流活动，混合层薄，古生产力高，澳大利亚东南季风强化了印度西南季风的影响；而北半球夏季日照率低时，印度西南季风较弱，上升流活动弱，古生产力低，其中氧同位素3期（MIS3）中期，印度东北季风增强，近岸地区蒸发强烈，2月盐度升高，盐度季节差减小。

赤道西太平洋晚第四纪古生产力变化：来自元素比值的证据276-283

摘要：通过对热带碳循环“973”项目于2008年暖池区专题航次采集的KX08—97321—2柱状样（01°25．01’s，157°58．91’E；水深1897m）进行X射线荧光光谱（XRF）扫描以及浮游有孔虫氧同位素测定，结果发现，In（Ba／Ti）和In（Ca／Ti）指示的赤道西太平洋古生产力在过去的370ka以来具有明显的冰期-间冰期变化和岁差周期。间冰期In（Ba／Ti）的平均值比冰期的高13％，说明古生产力冰期低、间冰期高。然而，温跃层替代指标显示该海域温跃层深度的变化不具有简单的冰期-间冰期变化模式，说明温跃层深度不是控制该地区古生产力的主要因素。相反，该地区温跃层的营养物供给受南大洋的影响，可能是影响古生产力的重要原因之一，且可能是高低纬度过程的相互作用导致古生产力变化出现29ka和19ka的周期。

赤道西太平洋冬季浮游有孔虫分布与壳体同位素特征284-291

摘要：通过对2009年1月在赤道西太平洋暖池区6个站位、28个垂直分层拖网浮游有孔虫样品进行分析，在0～250m水层内共鉴定出14个浮游有孔虫属种，以热带暖水种为主、广适应性冷水种仅零星出现。表层种Globigerinoidesruber平均生活深度较Globigerinoidessacculifer深，可能是由于赤道地区强烈的太阳光照射或两个种食物来源差别的缘故。G．ruber与Pulleniatinaobliquiloculata壳体氧碳同位素协同变化，反映出海水碳酸盐化学体系是同位素变化的控制因子之一。此外，浮游有孔虫壳径也是壳体同位索值的重要影响因素，因而为了减小壳体壳径对壳体同位素值的影响，进行浮游有孔虫同位素分析时应尽量挑选壳径相近的壳体。

高有机质输入对底栖有孔虫的抑制作用——以西北太平洋菲律宾海MD06-3054孔为例292-298

摘要：底栖有孔虫古生产力指标-底栖有孔虫堆积速率（Benthic Foraminifera Accumulation Rate，简称BFAR）和小泡虫超科的Uvigerina与Bulimina两属在种群中的百分含量（简称“U＋B含量”）是目前古海洋学研究的常用方法。然而，从MD06—3054孔的记录中发现，两指标与有机质输入之间不仅不存在很好的线性关系。而且当有机质输入大于阀值时，两指标均随沉积物中总有机碳（Total Organic Carbon，简称TOC）含量的增加而明显地降低，说明过高有机质的输入还会抑制底栖有孔虫的生长和繁盛。另外，还发现当TOC含量较高时，U＋B含量指标较BFAR指标相对更适用。

南海北部17924站位氧同位素3期古海洋学变化299-306

摘要：文章选用采自南海东北部冬季风上升流区的17924—2沉积柱状样（19°24．7’N，118°50．8’E；水深3440m），对浮游有孔虫绝对丰度和碎壳率进行分析，并与南海西部越南岸外夏季风上升流区的17954站位（14°47．8’N，111°31．5’E；水深1515m）进行对比。由于这两个站位具有不同的碳酸盐旋回类型，它们对东亚冬、夏季风也有着不同的反馈。东亚冬季风主要由高纬过程驱动，位于溶跃面之下的17924站位的浮游有孔虫绝对丰度和碎壳率呈反相变化，其碳酸盐旋回主要受溶解作用的影响，且浮游有孔虫绝对丰度对北半球的高纬信号Heinrich事件有着很好的响应；而位于溶跃面之上的17954站位碳酸盐旋回主要受表层生产力和稀释作用的影响，其浮游有孔虫绝对丰度对夏季风带来的降水和陆源输入的影响有明显的反馈。

海洋沉积物中生物成因Ba的海洋生产力研究307-315

摘要：一直以来，对海洋古生产力的研究是古海洋学研究领域中一个非常重要的分支，因而寻求反演海洋古生产力替代性指标成为了海洋工作者的首要任务。沉积物中有机碳、钙质生物、硅质生物及其碳、氧同位素组成等经典的海洋生产力指标早已确立，但这些与浮游生物直接相关的替代指标因其在海底沉积物中低的保存率，限制了它们在广阔海域中的应用。一些与生物成因相关的地球化学指标（Ba，P，Al，U等），其在海洋中独特的生物地球化学性质使得它们成为定性、定量指示海洋古生产力强有力的手段，尤其是生物成因Ba，在富氧沉积环境中可达30％左右的保存率，是重建海洋生产力最有前景的替代指标。利用单一的生物成因Ba，或结合其他指标，在国外已经成为研究海洋古生产力的重要方法。文章在阐述Ba作为古海洋生产力指标的发展、计算以及影响因素等问题的基础上，进一步描述了其应用现状以及南海生物成因Ba的初步研究状况。南海沉积物ODPI148站岩芯中生物成因Ba的初步研究表明，Ba与ca含量具有较好的相关性，在我国南海北部中中新世以来以Ba作为古生产力替代指标具有较大的潜力，但在方法的利用上还需进一步研究。如果要获得更加准确的古海洋环境信息，综合分析多个替代性指标会更加可靠。

第四纪研究杂志研究论文

长江三角洲第四纪沉积记录与古环境响应316-328

摘要：选择长江三角洲南东部贯穿第四系沉积的钻孔SG7，进行沉积物测年、沉积特征、粒度、磁化率、孢粉和主量元素的系统研究，以揭示长江三角洲在第四系地层的源区变化及其环境意义。研究表明，长江三角洲第四系的物源区在1．2MaB．P．前后存在显著差异，2．6～1.2MaB．P．主要为现代长江口南西部的小流域，母岩以上侏罗统凝灰岩为主；1．2MaB．P．开始古长江自北向南发生改道并于现代长江口贯通入海，使现代长江流域成为长江三角洲的主要源区；1．2MaB．P．以来长江三角洲沉积物的磁化率随地层层序呈周期性变化，其变化周期与地球轨道参数的变化周期吻合，高值代表孢粉数据指示的寒冷干燥的气候条件，而低值对应于温暖潮湿的气候，推测长江流域1．2MaB．P．以来的古气候演化主要受天文因素——米兰科维奇旋回所控制。大约1．2MaB．P．和3．8kaB．P．，分别记录了两次向冷干突变的气候转型事件，前者可能与青藏高原早更新世晚期的强烈隆升有关，其不仅影响了贯穿中国腹地的长江流域，更可能是影响东亚的气候事件，也成为1．2MaB．P．长江在研究区改道入海的主要驱动因素；后者为全球性气候事件，除受到天文因素的控制，可能还与人类活动的影响有关。

长江口水下三角洲^137 Cs最大蓄积峰的分布特征329-337

摘要：在长江口水下三角洲地区，用^137Cs进行沉积速率的测定时，一般认为^137CS最大值所在层位为1963年沉积层。本文通过建立模型，对此进行了计算验证。模型中利用日本东京地区的^137Cs年平均大气沉降通量，再通过东京与上海两地的降水量进行校正，并根据不同的沉积速率和取样间隔分别计算出^137Cs剖面中的最大值范围，再将理论计算值与实测值进行对比。通过模型的计算，发现理论上沉积物中出现^137Cs最大值的层位均为1963年沉积层，将理论最大值范围与本研究所测11根柱样以及前人在本区域所测6根柱样^137Cs最大值的对比，发现其中有9根柱样的最大值在理论计算值范围之内。总体上看，理论值与实测值有较好的对应关系，理论值范围基本可作为衡量实测最大值是否为1963年沉积物所在层位的评判标准之一。本文对利用大气沉降^137Cs信息计算沉积物中^137Cs的分布进行了有益的尝试。

黄土高原S1古土壤的地球化学特征及其对物源的指示338-346

摘要：对黄土高原中部的蓝田剖面与黄土高原西部的定西和天水剖面的S1古土壤的化学元素进行了对比。3个剖面的Al-Ti—Zr比值接近，La／Th和Ce／Pb比值以及稀土元素配分模式各与上大陆地壳的接近，表明黄土高原S1古土壤的来源粉尘经历了多次的搬运-沉积循环过程，而使物源呈现均一的特性。物源的均一性初步保证了地球化学指标的空间比较的可行性。

末次冰期以来格尔木河填充-切割及驱动机制初探347-359

摘要：格尔木河水系是位于青藏高原东北部的一个较大的内陆水系，它发源于东昆仑山主脊，由南向北流经于昆仑山间，最终流入柴达木盆地中的达布逊盐湖。格尔木河水系河谷地貌和沉积，尤其是晚第四纪以来发育的阶地系列是本区构造运动和气候变化信息的良好载体，对研究青藏高原的环境演化具有重要意义。通过对格尔木河水系小于沟、纳赤台和三岔河等典型河段的阶地序列进行野外观测和采样，应用光释光（OSL）和。4C等方法对阶地进行年代学研究。根据河流阶地的形成时代，结合气候、构造和地貌演化特征，将格尔木河水系末次冰期以来地貌演化过程划分为82—16ka的三岔河填充期和16ka至今的格尔木河切割期两个阶段。晚更新世中后期构造相对稳定，奠定了三岔河组堆积的基础，而同时冰川作用加强，降水增多也促进了堆积作用，其中38～36ka期间堆积速率最大，反映了MIS3阶段强烈的剥蚀作用。格尔木河切割期主要由构造抬升驱动，期间又存在4次阶段性下切，时代分别为16～13ka，13～11ka，11～5ka和5ka至今，形成4级阶地。切割速率先逐渐增大，进入全新世后迅速降低，反映了区域构造抬升先增强后减弱的变化过程。

科尔沁沙地1826年以来榆树树轮宽度年表的建立及降水重建360-369

摘要：利用10个采样点230个树木年轮样本，通过树轮分析程序，建立了科尔沁沙地区域1826～2008年共计183年长度的榆树树轮宽度年表。通过分析发现，水热条件与科尔沁沙地榆树生长关系密切。以标准年表及年表t＋1年和t＋2年序列重建了区域1826～2006年年降水。从过去181年来看，年降水重建序列具有2年、12年、18年和30年等变化准周期，分别经历了5个偏湿和5个偏干阶段，干旱和偏千年份分别占总年份的0．55％和16．02％，1950～2006年间偏干年数占1900～2006年间偏干总年数的78．57％，偏干阶段年数不断增加。降水出现了4次突变，1839年和1920年前后均发生了由少到多的突变，1861年和1958年前后均发生了由多到少的突变，这其中尤以1958年前后突变最为显著。总体上，科尔沁沙地近181年中，1826～1957年近130年间降水变化较为平缓，而后近50年，降水量趋于减少，气候趋于干旱。