南海北部氧同位素3期时上部海水结构的变化*

南海北部海水物理化学性质不但受东亚季风的影响,还受到珠江陆源输入的影响。文章根据对南海北部ODP 1144站浮游有孔虫属种组合变化和氧同位素分析,以及浮游有孔虫表层海水温度转换函数的研究结果表明:南海北部MIS 3期的表层海水温度在H2~H6事件时明显降低,并在H4~H5(45.66~38.77kaB.P.) 期间,表层海水冬季温度变化频繁,且幅度较大。35~29kaB.P. ,浮游有孔虫暖水种含量减少,浮游有孔虫氧同位素值增重,同时高生产力属种Neogloboquadrina dutertrei的含量增加,说明冬季风在该阶段强化。此外,52~46kaB.P.期间,N.dutertrei含量增加,浮游有孔虫氧同位素较低,表层海水温度没有明显的变化,所以此时南海北部的高生产力可能与珠江陆源输入的增加有关,指示东亚夏季风的加强。     

中国南海沉积物中有孔虫的氧同位素研究

317-82-25和NS86-43孔岩芯分别取自南海北部和南海南部海底表层沉积物,V24-134孔岩芯取自菲律宾东苏禄海。通过对浮游有孔虫Pulleniatina obliquiloc(?)-late、Globorotalia menardii 和Neogloboquadrina dutertrei 的氧同位素分析,建立了氧同位素阶段,表明约60000年以来南海沉积物中有孔虫的氧同位素变化与世界各大洋相似,但有较大的变化幅度。这种差异可能是南海海水温度在冰期—间冰期较大幅度变化的结果。南海沉积速率明显大于远洋沉积速率,说明南海沉积物主要是陆源的。     

中国南方石笋氧同位素记录的重要意义

中国南部石笋氧同位素记录记载了重要的气候变化信息。应用石笋氧同位素记录时首先需要考虑检验石笋的平衡结晶生长,特别是重复性检验,以排除可能的偶然性或地方因素。中国南部重复性很好的南京葫芦洞和贵州董歌洞石笋氧同位素记录主要代表了当时的降水氧同位素信息。两洞的记录都显示,在冰期或冰段时期降水的氧同位素比间冰期或间冰段时期明显偏重。受夏季风强弱变化的控制,与目前亚洲季风降水氧同位素的季节变化相对应,在间冰期或间冰段时,ITCZ偏北,降水以夏季风的大规模大气环流下的对流降水为主,其氧同位素较轻;相反地,在冰期或冰段时,ITCZ偏南,降水以夏季风爆发前的锋面降水为主,其氧同位素较重。虽然尚有其他许多影响因素,亚洲季风的变化应是影响中国南部石笋氧同位素在冰期/间冰期或冰段/间冰段的尺度上变化的主导因素。但在更小的尺度上(例如小冰期),石笋氧同位素记录的解释则需要谨慎。虽然下最终结论为时尚早,但作为亚洲季风的两个组成部分的东亚季风和印度季风很可能是同步的,至少在冰期/间冰期或冰段/间冰段的尺度上是如此。基于上述研究,进一步提出亚洲夏季风强段/弱段的概念(AsianSummerMonsoonInterstadial/stadial,或ASMI/ASMS),其在上个冰期中与格陵兰冰芯间冰段/冰段一一对应     

晚上新世以来南海北部上部水体结构变化及东亚季风演化

文章通过对南海大洋钻探 1 1 4 6站有孔虫组合及其壳体氧、碳同位素的研究 ,探讨了南海北部上部水体结构对晚上新世 (3.2～ 2 .0MaB .P .)北极冰盖的形成、扩大的响应。浮游有孔虫混合层和温跃层属种相对百分含量的变化 ,Globigerinoidessacculifer,Pulleniatinaobliquiloculata和Cibicidoideswuellerstorfi种间碳同位素的差值 ,以及底栖有孔虫内生种含量的变化表明 :3.2～ 2 .0MaB .P .期间南海北部混合层、温跃层浮游有孔虫属种的百分含量主要受表层海水温度、生产力变化的控制 ;2 .7MaB .P .前后该区表层海水混合程度、生产力增加 ,上部海水垂直交换增强 ,反映了南海北部上部水体结构变化对北极冰盖的形成、扩张 ,以及东亚冬季风强化的响应     

夏季风降水对黄土高原现生蜗牛壳体碳酸盐氧同位素组成的影响

为了深入了解黄土地层中丰富的陆生蜗牛壳体碳酸盐化石氧同位素组成的气候环境指示意义,文章对黄土高原典型气候带的现生蜗牛壳体文石氧同位素进行了测量。结果显示:高原半干旱地区蜗牛壳体氧同位素组成相对于半湿润地区显著富集δ¹⁸ O;壳体δ¹⁸ O值与夏季降水量具有密切负相关关系。对照黄土高原气候特征以及夏季风降水氧同位素组成和降水量的关系,认为:1)夏季风降水δ¹⁸ O丰度是影响蜗牛壳体氧同位素组成变化的主要因素;2) 进一步研究黄土沉积物中蜗牛壳体化石氧同位素组成对重建黄土高原夏季风强度变化的历史具有重要的意义。     

南海北部海水氧同位素剩余值在冰期-间冰期气候旋回中的变化及其古气候意义

氧同位素剩余值(Δδ)是指从浮游有孔虫氧同位素中扣除温度和全球冰量效应后得到的剩余值,它一般被用作海水古盐度变化的代用指标。文中给出了南海北部三个柱状样在氧同位素6期至5期(MIS6-5)和MIS2-1期间Δδ的变化曲线。末次冰期与全新世和倒数第二次冰期与末次间冰期的对比表明,Δδ在冰期比随之而来的间冰期低。冰期海平面下降和海岸线前移可能是冰期Δδ及盐度相对降低的原因。但在定量了解海平面下降、珠江口前移及现代盐度的分布情况后,笔者否定了海平面下降对Δδ变化的主要影响。因此,冰期南海地区降水相对增大和气候变湿可能是导致冰期Δδ偏低的主要原因。末次间冰期与全新世相比,Δδ明显增大,表明海水盐度增加。这可能与末次间冰期期间由于表层海水温度较高,厄尔尼诺事件频繁和海水蒸发量较大有关。     

南海北部MD12-3432站深海氧同位素MIS6期到MIS5期陆源沉积物元素比值反映的古气候变化

海洋沉积物中的某些主微量元素与沉积物源区有着密切的联系,它们之间的比值变化受到源区化学风化强度的影响,因此这些元素的比值变化可以反映出海洋沉积物源区古气候的变化。本文研究了南海北部陆坡MD12-3432站位深海氧同位素6期和5期(MIS6/5) 沉积物的主微量元素,发现其表现出良好的气候控制变化特征,K/Ti、Mg/Ti、Al/Ti、Fe/Ti、Co/Ti、Zn/Ti和V/Ti等比值在MIS 5期时较高,而在MIS6期时较低。南海北部的碎屑物质主要来自中国华南地区,沉积物中元素比值的变化表明间冰期时(MIS5)华南地区陆壳化学风化增强,说明该时期华南陆地气候环境温暖湿润,这可能是间冰期时东亚夏季风加强的结果;而冰期时南海北部沉积物源区化学风化减弱,则与此时东亚冬季风较强,华南地区气候干燥寒冷相关。同时,与表层海水生产力相关的Ba/Ti比值在间冰期较高而冰期较低,反映出南海北部在间冰期时表层生产力较高而冰期时相对较低,这可能是由于东亚夏季风增强带来更多降雨,陆地化学风化作用加强,大量营养成分随河流进入南海,导致南海北部表层海水生产力增加。     

南海北部一百万年以来的表层古生产力变化：来自ODP1144站的蛋白石记录

通过南海北部ODP 1144站蛋白石含量测定及其堆积速率的计算,并结合氧同位素记录等相关资料,获得南海北部1050ka以来高分辨率的表层古生产力变化与冰期旋回和东亚季风的关系。约900ka以来,蛋白石含量及其堆积速率较900ka以前明显增加,反映了“中更新世革命”事件之后,全球气候变冷,并导致表层生产力的提高。由于第四纪冰期旋回中的冬、夏季风的加强,加上1144站特殊的地理位置,使该站在冰期时表层生产力增加,间冰期时表层生产力降低。浮游有孔虫氧同位素记录与蛋白石含量及其堆积速率的时间序列频谱分析结果显示,三者均出现了相对应的偏心率周期、斜率周期和岁差周期,说明该站表层生产力的变化主要受地球轨道周期的驱动。     

南海北部陆坡沉积记录的全新世早期夏季风极强事件

在AMS14C精确定年的基础上,通过南海北部MD05-2905站高分辨率的氧同位素、粒度、元素分析,其结果显示所有指标均在11.2～8.5kaB.P.期间发生异常,根据夏季风指标认为这是夏季风极强事件。将本站位相同纬度（20°N）的夏季平均日辐射量与季风指标进行对比,发现全新世早期（11.2～8.5kaB.P.）东亚夏季风极强事件对应着夏季太阳辐射量最大值和热带辐合带（ITCZ）的位置向北移动,说明全新世早期夏季风突然增强可能是在岁差周期控制下,较高的太阳辐射量驱动了热带辐合带（ITCZ）及其有关的雨场向北移动,在南海北部产生了大量的降水,导致氧同位素偏负、碳酸盐的含量较低以及线性沉积速率较高。这与前人对相邻地区湖光岩玛珥湖的孢粉研究、江西南岭地区泥炭的记录以及中国南方石笋记录的研究结果相吻合。该季风最强事件与阿拉伯海发现的早全新世季风最强事件以及根据格陵兰冰芯记录的早全新世甲烷最大值推测低纬地区湿地扩张相一致,这反映了南海北部全新世早期与全球低纬地区早全新世气候变化格局一致。     

南海北部晚更新世以来的古海洋环境演化特征——来自N-31柱样的沉积记录

对南海北部N-31柱状样沉积物进行了浮游有孔虫定量分析鉴定、氧碳同位素、碳酸盐含量和粒度测试以及AMS14C测年,并采用古生态转换函数计算了表层海水古温度和温跃层深度,揭示了该海区约55 ka以来的古海洋环境特征.转换函数计算的表层海水古温度结果表明,夏季温度的变化范围为27.0～29.6℃,变化幅度为2.6℃,冬季温...     

东海陆架盆地第三纪海平面变化

东海陆架盆地是建立西太平洋新生代海平面变化的关键地区。本文以层序地层和沉积体系分析为基础,利用微体古生物带化石资料,建立了东海陆架盆地第三系相对精度较高的年代地层格架。通过古生态分析、成因相及特征沉积构造分析和反射地震剖面的海岸上超分析,辅以地球化学参数变化研究,首次编制了东海陆架盆地第三纪海平面变化曲线。自第三纪以来,能识别的长周期二级旋回海平面变化4次,短周期三级旋回变化26次,相对海平面变化幅度在0-150m.分析发现海平面变化具有不对称性,即海侵作用速度大于海退作用速度。与Haq曲线对比也有较大的差异。     

黄海晚第四纪海面变化

我国对海面升降变化的研究已取得较明显的进展, 但以前的研究主要集中于沿海地区的古海岸线遗迹、埋藏海相层和地貌标志等问题上。近几年, 我们通过对黄海晚第四纪岩芯沉积物的研究, 积累了不少有关黄海陆架区海面变化资料, 如埋藏泥炭层、古土壤层、贝壳层、钙结体层, 以及抱粉、微体古生物化石、¹⁴C和古地磁数据等。本文是根据我们对若千黄海晚第四纪岩芯的分析资料, 并结合邻近海区和沿岸的有关资料, 对本研究区的海面变化作一初步探讨。     

THE SALT BALANCE OF THE ARAL SEA

In the Aral Sea there exists an excess of influx of salts over loss by deposition, yet there has been no appreciable increase in the salinity of the sea since 1871 Loss of water by evaporation is less than influx by drainage, hence influx of ground water cannot explain it. A method for calculating the salt loss from interior basins by wind is described and analyzed mathematically. Only 0.05 percent of the salt carried in by river drainage is lost through the action of wind. Outflow of saline water by filtration through the sandy shores along the coasts is shown to be a factor explaining salt loss and the maintenance of salinity equilibium. --M. Russell.     

黄海、渤海陆架区可见黄河三角洲沉积的形成时代

对于黄河形成史的研究存在两种不同的意见,其一认为黄河在第三纪以前就已出现;其二认为黄河在晚更新切末期才最终得以贯通。黄河的贯通与青藏高原隆起密切相关,黄河不可能在海拔较高的源头出现之关就已存在。冰期海退时期的陆架不存在类似现在的黄河。现代长江口以北地区在末次冰期 非常恶劣的自然环境,部分地区为冻土带分布区,部分地区为古沙漠活动区。     

南海中央海盆条带状磁异常特征与海底扩张

在我国南海中央海盆中分布着大范围的规律性很强的条带状磁异常(近50万km²)。对它们进行分析、对比与解释,认为这是我国疆界内存在的由中央扩张脊型海底扩张产生的磁条带地层的反映,是洋壳增生的一个实例。它发生在新生代第三纪中晚期,距今32.3Ma～1.7Ma,具有太平洋西部边缘海底扩张型特点。对国内外地学界有争议的南中国海的形成与演化有了进一步的认识,对南海深部地质构造、地壳结构的研究和矿产资源开发等都具有重要意义。     

南沙海区盛冰期的气候问题

南沙海区属于西太平洋暖池区，其盛冰期的表层水温变化涉及暖池在冰期旋回中的稳定性，因而具有全球性意义、本文根据十几个沉积柱状样的氧同位素与微体古生物分析结果，指出南沙海区盛冰期时夏季温度与全新世差别微小，而冬季水温强烈降低，使季节性温差高达６℃，明显超过同纬度的西太平洋开放水域。推测冰期时的冬季风强化，是造成这些变化的主要原因，同时也为热带海区冰期海面温度高、岛屿山地温度低的矛盾提出了一种新的可能解释。     

地壳均衡与海平面变化

提要:在全球海面变化的近期研究中，无论是均衡模式、还是重力模式，写考虑到冰川均衡作用和水力均衡作用。本文认为，绝对均衡表示地壳均街的最终结果，相对均衡表示地壳均衡中一系列中间过程。这两种均衡之间的差别，往往被人们所忽视。
    定量计算的结果表明，冰盖的吸引不仅使周围的海面升高，而且使内核在外核中产生定向运动。由于参加相对均衡的大陆壳数量不同、宕石圈的强度不同，陆壳与陆充、陆克与洋壳之间将产生不同幅度的垂直运动。这为解释全球海面变化不一致性提供了另一个新思路。
        

末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化

以黑潮为主干的东黄海暖流系统,所携带的高温高盐水对我国近海的海洋环境和大气环流格局产生了重大影响.为系统重建由黑潮暖流、对马暖流和黄海暖流组成的东黄海暖流系统在末次冰消期以来的演化过程,建立末次冰消期以来东黄海暖流系统的演化模式,对取自黑潮主流轴附近的DGKS9603孔、现代对马暖流边缘的CSH1孔和与黄海暖流相伴生的冷水体下面的泥质沉积区YSDP102孔的古海洋记录进行综合分析研究.结果表明,现代东黄海暖流系统是伴随着末次冰消期以来黑潮的演化和海平面的脉冲式上升而形成与演化的,地理边界条件是非常重要的控制因素.16kaB.P.黑潮对冲绳海槽的影响开始加强,之后随着海平面的上升,对马暖流开始发育,到8.5kaB.P.左右,现代对马暖流正式形成,期间黑潮暖流经历了Heinrich 1和Younger Dryas事件的两次减弱过程.7～6 kaB.P.是黑潮暖流和对马暖流末次冰消期以来最强盛的时期;约6.4kaB.P.左右黄海暖流开始出现,至此东黄海暖流系统的基本格局已完全形成;在5.3～2.8 kaB.P.期间,冲绳海槽发生了以"Pulleniatina低值事件"为标志的黑潮变弱过程,导致对马暖流主流轴在3kaB.P.左右发生了一次向太平洋方向的偏转事件,低温、高营养物质含量的陆架冷水团对冲绳海槽北部影响加强,期间在黄海暖流附近冷水体下面堆积了巨厚的泥质沉积体系.此后,由黑潮暖流、对马暖流和黄海暖流组成的东黄海暖流系统显著加强,直至达到现代的态势.     

FLUCTUATIONS OF THE ARAL SEA LEVEL

The geochemistry and environment of formation of the Precambrian Fuchuan ophiolite, situated in the eastern part of the southern margin of the Yangtze block in southern Anhui province, China, are discussed. The serpentinized peridotites have high Mg# (94–95) and low CaO and Al₂O₃ contents, high Cr# (100?Cr/(Cr + Al)) spinels, and LREE-enriched patterns. The pyroxenites and gabbros exhibit flat to LREE-depleted patterns and positive ε_Nd(T) (+2.1 to +2.6). The spilites have LREE-enriched patterns [(La/Yb)_N = 1.5-3.7], positive ε_Nd(T) (+3.2), negative Eu anomalies [(Eu/Eu?)_N = 0.71-0.87], and low ratios of Nb/La(<0.8), Ti/Y (<350), and Ti/V (<30). Both diorites and keratophyres have LREE-enriched patterns and negative Eu anomalies. Seawater alteration is suggested by: (1) negative Ce anomalies exhibited by all samples, (2) large variations in δ¹⁸O, and (3) a horizontal trajectory to the higher ε_Sr values in the ε_Nd(T)-ε_Sr (T) diagram. The geochemical data for the Fuchuan ophiolite are consistent with formation in an arc-related setting, where fluids derived from a subducting slab induced further melting in an overlying lherzolite source.