东阿拉伯海拉克希米盆地浊流沉积序列的粒度变化及其对中更新世气候转型的响应

阿拉伯海印度沉积扇是世界第二大海底扇,保存着来自喜马拉雅和喀喇昆仑等山系的新生代风化沉积物,是研究印度季风和南亚地区环境演化的理想材料。通过对2015年3~5月完成的IODP 355航次U1456钻孔A段总长345.36 m沉积物（约1.8 Ma以来）的沉积特征分析,发现其为典型的浊流沉积。通过对757个样品高分辨率的粒度测试,揭示研究区沉积序列在构造时间尺度上的粒度变化主要受到印度季风降水控制,阿拉伯海深海沉积物的粒度变化可作为一个新的季风演化的替代指标。从1.80~1.18 Ma到1.18~0.10 Ma,浊流沉积物的堆积速率降低,粒度变细,揭示了更新世印度季风强度的阶段性减弱。在沉积序列上,砂组分的变化周期从约41 ka向更长周期转化,推测东阿拉伯海U1456A钻孔沉积物序列在中更新世的粒度变化可能是对印度季风气候转型的响应。

     

海洋铪同位素演化及其对大陆物源与洋流变化的启示

尽管海洋铪(Hf)同位素早在20世纪80年代就有报道,但直到最近几年随着分析测试技术的发展,它作为示踪陆源风化输入和洋流循环改变的新指标才越来越受到关注。综述了全球大洋Hf同位素现代分布以及新生代演化特点,其中最重要的现象是Nd-Hf同位素投影图上海水与岩石具有不一致的趋势线。在这些观测资料的基础上着重讨论了围绕海洋Hf同位素物源争议的一系列问题,阐述了海洋热液系统、大陆差异风化、洋岛陆架沉积物溶解等对海洋Hf的贡献以及Hf,Nd存留时间不一致等对海洋Hf同位素的影响等。弄清Hf的海洋地球化学行为,对深入认识海洋Hf的循环以及古海洋演化具有着重要的意义。     

底栖有孔虫Δδ13C定量重建海洋深水氧气含量的原理及应用

海洋中的溶解氧是生物地球化学循环的重要参数。在全球变暖的背景下,海洋缺氧是当前面临的环境问题之一,定量重建海水氧气含量在预测未来气候和生态环境变化中尤为重要。以往常用的代用指标大多只能定性或半定量地重建海洋深水氧气含量,而近年来新发展的底栖有孔虫表生种Cibicidoides wuellerstorfi和内生种Globobulimina spp.的碳同位素梯度(Δδ¹³C)被认为可以在20～235μmol/kg范围内定量重建海洋深水氧气含量。目前,底栖有孔虫Δδ¹³C重建深水氧气含量的研究多集中于边缘海,对开阔大洋的关注不足。本文通过对比不同海洋深水氧气含量代用指标的异同,厘清底栖有孔虫Δδ¹³C重建海洋深水氧气含量的原理及影响因素,归纳底栖有孔虫Δδ¹³C在全球范围内的应用,这对约束地球系统模型的结果具有重要意义。     

东赤道太平洋高生产力和热液活动叠加沉积环境铁组分特征及其古海洋意义

沉积物Fe组分是研究不同地质历史时期古海洋氧化还原环境的重要指标,而现代海洋不同沉积环境下的Fe组分变化特征则是限定这一指标适用范围的基础。东赤道太平洋巴拿马海盆作为高生产力和热液活动的叠加作用沉积区,代表了地质历史上大陆边缘海的一类典型沉积环境,但前人对这类沉积环境的Fe组分研究较为缺乏。本次研究分析了巴拿马海盆氧化底水下ODP 677钻孔(1°12.138′N, 83°44.220′W, 3461 m)约300 m长的岩心柱有机C、Fe组分及氧化还原敏感元素(U、Mo)含量的变化。结果表明, ODP 677钻孔Fe/Al值大约为0.78±0.14(n=35,σ),明显高于上部陆壳的平均值0.44,而Al/Ti值与上部陆壳接近且保持稳定在22.4±1.3(n=35,σ),可以推测,相当一部分Fe应来源于活跃热液活动和高生产力背景下有机碳颗粒对水柱中Fe氢氧化物微粒的吸附或Fe的自聚集/沉淀。高活性Fe与总Fe的比值(Fe_HR/Fe_T)大约为0.30±0.10(n=35,σ),远低于活性Fe加入通量的预期,表明一部分活性Fe可能在高生产力背景...     

全新世和末次间冰期北大西洋底栖有孔虫氧同位素对比的探索研究

北大西洋（特别是亚极地海区）是对全球气候变化响应最敏感的区域之一,也是全球气候变化研究关注的焦点之一。地质记录和模拟研究指出末次间冰期（MIS 5e）全球地表平均温度比全新世（Holocene）高约1℃,因而可以作为未来全球变暖趋势的历史对照,但目前北大西洋水体温盐变化在这两个时期的对比研究仍然较少。底栖有孔虫氧同位素作为古气候研究常用的指标,与冰量、温度和洋流变化紧密相关。本文统计并对比了北大西洋47个深海沉积物钻孔MIS 5e和全新世的底栖有孔虫氧同位素数据,发现研究区不同深度、不同纬度的数据在这两个间冰期具有系统的差异。MIS 5e氧同位素平均值和极低值比全新世系统性偏轻0.08 ‰,反映了陆地冰量变化对整个区域的影响,且深水温度整体可能比全新世偏高。氧同位素时空分布表明北大西洋中层水（1~2 km）全新世和MIS 5e的有孔虫氧同位素差值（> 0.2 ‰）比深水（> 2 km）更显著,可能记录更大的温度变化幅度,而1.5 km之上MIS 5e氧同位素值变重（平均重约0.36 ‰）则主要响应了大洋环流的变化。此外,高纬地区（45°N以北）深水底栖有孔虫氧同位素值在MIS 5e系统性偏轻约0.12 ‰,比中低纬（0°~45°N）深水变化更显著,可能反映高纬深水变暖程度更高,与海表温度重建和模拟结果相吻合。因此,联合多钻孔的底栖有孔虫氧同位素是分辨区域古海洋变化的有效手段,在未来气候变暖中北大西洋高纬和中层海域的变化是气候模式需要重点关注的区域之一。