张振芳[1]2002年在《孟加拉湾上新世以来沉积记录及古气候演化》文中提出东北印度洋孟加拉湾位于世界屋脊—喜马拉雅山之南，是喜马拉雅山和青藏高原剥蚀物的主要承载区，因此二者之间在物质的剥蚀、输送和沉积过程中存在密切的关联。孟加拉扇的沉积以浊流作用为主，沉积速率相对较高，可对其进行短尺度、高精度古气候变化研究；东经90°海岭的沉积以远洋—半远洋沉积为主，沉积速率较低，但雄踞扇底的海岭较少受浊流、等深流活动的改造，保存了沉积过程的原始信息，是进行长尺度古海洋学研究的理想场所。 本文通过对孟加拉湾扇区的MD77190和MD81345以及岭区的DSDP217、DSDP216、OPD758和MD813496支岩芯上新世以来长短两个尺度的稳定同位素地层、碳酸盐地层、磁化率地层、陆源物质粒度等的深入研究，探讨了该区沉积记录对5.2MaB.P.来喜马拉雅山加速隆升的响应以及与“中更新世转型”、“中布容溶解”事件和末次冰期中的D-O旋回、海应事件等全球性或区域性古海洋、古气候变化之间的耦合关系。也对研究区30万年来印度季风的演化、表层海水古生产力、海水古化学、陆源物质输入量和沉积速率等的变化做了深入细致的研究，探讨了这些变化之间的联系及相互作用，并与高纬度冰川—气候旋回及低纬度日照量的变化做了对比分析。通过海陆气候对比和远程气候对比揭示出高纬度地区不稳定快速气候变化在该区存在积极响应，二者之间存在气候变化的遥相关说明该区气候变化具有全球性。另外，该区气候变化与低纬度日照量变化的一致性说明该区气候变化也具有区域性。 通过对各指标的理论分析和相互对比印证，探明其气候环境指代意义后对研究区上新世以来的古气候、古环境变化进行了探讨。从ODP758磁化率、碳酸钙沉积通量和非碳酸钙沉积通量变化反映出研究区在5.1、3.9-3.4、1.7和0.8MaB.P.附近陆源物质的输入量增加，这可同现有资料表明的喜马拉雅山上新世以来的隆升历史。其中后两次隆升较为强烈，表现在叁项指标同期快速增加且增幅较大。后叁次隆升分别与青藏高原隆升过程的青藏运动A幕(3.6MaB.P.)、青藏运动C幕(1.7MaB.P.)和昆仑—黄河运动(1.2-0.6MaB.P.)的时间一致。对印度季风和轨道变化的相位关系分析发现2.6、1.7、1.2-0.6MaB.P.是印度季风的重要转型时期，后两次转型与该区沉积记录反映的喜马拉雅山和青藏高原隆升完全对应，说明研究区沉积记录和古气候演化对高原隆升信号的响应是存在的，可作为高原隆升的远程监视器。 ODP758的碳酸钙含量、＞150μm的粗组分含量以及浮游有孔虫生物地层揭示出在0.55-0.4MaB.P.研究区深海碳酸盐遭受强烈溶解。碳酸钙含量明显降低；＞150μm的粗组分减少；浮游有孔虫中易溶种比例减少，抗溶种比例增加。此事件与大西洋、太平洋、印度洋其他海区及南沙海区沉积记录中的“中布容溶解”事件一致，反映了其存东北印度洋中霎带i山以来沉积记录及古气候淡化 张报并 在的广泛性。对＞150 p m 的粗组分含量进一步分析发现，深海碳酸盐的溶解存在 0．6－0．4M。的长周期震荡，“中布容溶解”事件是其中最后一次，可能与人洋长期CaZ十 通量变化和／或深水碳循环有关。 ODP758浮游和底栖有孔虫氧同位素曲线记录了发生在中更新世0．85MaB．厂附近 的主导周期转型事件。对二者进行 100ha滤波分析发现偏心率周期在 1．ZMaB里突显， 之后在1．10．gMaBP．这一周期一度减弱，在0．85MaBP再度增强并趋于主导周期。转 型事件发生的时间与最后一次高原强烈隆升的时间一致，推测二者之间可能有某种关 w。 对海岭L的叁支岩芯 DSDPZ16、DSDP27和 ODP758陆源物质粒度分析发现，菲 南面的 ZI6的中值粒径和平均粒径均人于靠北面的 2 7，这与海岭上陆原物质的原厂。 搬运的水动力条件及海岭与扇底的相对高程矛盾，由此推测有另外的非碳酸盐物质来 源。进一步分析发现这个来源是Sunda岛弧的火山灰物质，虽然这部分物质的景相对 极少，但其粒度较粗，从而使整体粒度出现卜述反粒序。由于控制两个物源亚区供应 量的因素不同，据此可判别古气候变化。 对孟加拉湾30万年来多岩芯、多指标综合研究发现研究区气候变化既受冰川一气 候旋问的控制又受低纬度日照量变化的影响。冰期时陆源物质沉积通量增加、碳酸钙 含量减少、磁化率升高、＞150Vm 的粗组分含量增加、底栖有孔虫6门C降低，说明 冰期时由于海平面下降，岸线向海推进，陆源物质输入量增加，一方面导致磁化率升 高，另一方面刺激表层生物生产力增加。陆源物质输入量和表层生物生产力增加共同 作用使冰期时沉积速率增大，相对较高的沉积速率和陆源物质的稀释作用使深海碳酸 盐的保存增加，问冰期情况相反。另外在扇区的＊＊7刀叨岩芯中发现了一套颜色深浅 相间的韵律层沉积，对其进行多指标研究发现它反映了末次冰期以来的快速气候变化， 可与阿拉伯海区、圣巴巴拉盆地以及格陵兰冰芯记录的rO旋回和海应事件对比，反 映了研究区气候变化与高纬度气候不稳定的遥相关。从孟加拉扇区沉积的粘土矿物组 合及盐度变化说明低纬度日照量变化对研究区古气候变化有?
谢建磊[2]2017年在《长江叁角洲地区上新世以来主要气候转型事件的沉积响应研究》文中研究说明长江叁角洲地区地质环境条件比较脆弱,松散层中孔隙水发育,软土层广布。充分认识上述与国民经济建设密切相关的地质条件,脱离不了中国东部,乃至全球新生代以来气候演化的框架认识。上新世以来,现长江河口地区堆积了近500 m的松散沉积。在这一较厚的松散层中,沉积环境的改变和演化不是偶然的,而是气候等因素作用下的必然现象。然而受制于测年手段、沉积环境变化复杂等因素的影响,对长时间尺度内的气候事件及其对区域、全球气候变化的响应研究比较薄弱、争论较大。因此,本文针对长江口横沙岛松散层厚395.4 m的LZK1孔开展了古气候演化沉积响应的综合研究工作。本次针对磁化率、粒度等传统指标进行了较高密度的采样,并引入了粒径—标准偏差、粒度端元组分模拟、轨道调谐、数字滤波、R/S分析、功率谱和小波分析等线性、非线性的数学处理方法开展了尝试研究,建立了天文年代标尺,综合对比了气候事件的沉积记录,并初步进行了气候周期变化研究,分析了沉积环境与气候之间的耦合关系。结果显示,相关方法在具有短时间尺度沉积缺失的持续沉降地区具有适应性,并能取得比较有效的成果。本次主要成果和认识有:1、沉积旋回清楚,沉积物特征复杂,沉积环境多样,沉积速率阶段性明显。研究剖面可划分为213个小层,15个大层。沉积物类型有粘土质粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂、粘土—粉砂—砂、细砂、中砂、粗砂和含砾粗砂、砾质粗砂、砂质砾、泥质砂质砾等。上新世以来,先后发育了冲积扇、辫状河、曲流河、湖泊、曲流河、湖泊—河口湾、曲流河、河口湾、浅海、叁角洲等多个沉积体系。沉积速率变化呈现明显的阶段性。晚更新世以来沉积速率较高,晚全新世达到最大,平均可达4.1~8.5 m/ka;晚更新世以前,平均沉积速率整体波动不大。在1076~1787 ka和5232~6033 ka间极低,约0.011 m/ka。2、质量磁化率、频率磁化率的粒度效应差别较大,气候指示意义不同。质量磁化率、频率磁化率总体上呈中等的负相关性,但局部层位无相关性,都以13~15 m、80~90 m、220~230 m、290~295 m为界发生四次显着变化,其中前叁者与平均粒径、粒度组成含量的突变深度相一致。质量磁化率受粒度控制明显,多与250μm以下粒极正相关。频率磁化率除局部层位外,受粒度控制不明显。磁化率的气候指示意义不确定性较大,高磁化率可指示干冷气候,也可指示暖湿气候,而频率磁化率的气候意义较明确,高值指示暖湿气候,低值指示冷干气候。3、建立了剖面约6.3 Ma以来的年代标尺,识别了16次可能存在的极性漂移、亚时事件,且研究表明在有短时间沉积缺失的持续沉降区,可以通过轨道调谐方法建立总体可靠的年代框架。全新统、上更新统、中更新统、第四系和Gi/Ga界线、Gilbert底界分别约在41.6 m、107.1 m、143 m、219 m、296.6 m、369.6 m。可能记录了全新世I、全新世II、哥德堡、Mono lake、Laschamp、Blake、M/B Precursor、Kamicatsura、Santa Rosa、Jaramillo-cobb mountain、Olduvai、Feni-Reunion、Keana、Mammoth、sidufjall、Thvera等16个极性飘移和极性亚时事件。调谐后的频率磁化率在轨道周期上与ETP曲线高度相关,相关性超过了95%检验标准。100ka、41ka和23ka周期的带通滤波曲线与偏心率、斜率和岁差在振幅和相位上吻合较好,但局部时间段有差异,可能与低沉积速率、沉积速率突变或短时间尺度的地层缺失等因素有关。研究表明,在具有短暂沉积缺失的持续沉降区域,只要保证样品分辨率,可以通过轨道调谐方法建立可靠的年代框架4、通过粒径—标准偏差分析和端元组分模拟方法,提取了剖面的敏感粒径和端元组分,构建了两个组合端元组分分别作为夏季风和冬季风的替代指标。全剖面提取的敏感粒径和分段提取的敏感粒径差别较大,包含关系较差;但全剖面提取的端元组分与分段提取的端元组分基本相近,且能被后者包括。考虑粉尘堆积中悬浮组分通常的上限粒径,认为EM1(2.7~3.9μm)、EM2(10.8~14.3μm)、EM3(33.1~36.2μm)、EM4(76.7~83.9μm)四个端元组分直接或间接含有气候信息。以长期悬浮粉尘堆积的上限为界,构建了EM1+EM2、EM3+EM4两个组合端元,认为分别具有夏季风和冬季风气候演化指示意义,且与灵台黄土剖面平均粒径阶段具有明显可对比性。5、粒度端元组分、平均粒径、质量磁化率、频率磁化率的H值与区内现代气候指标值十分接近,可以很好地指示气候环境的变化。EM1+EM2粒度端元组分、平均粒径、质量磁化率、频率磁化率的H值较接近,且接近1。它们与现代夏季日照数、年最低日气温的H值相近,这表明其与夏季风的强弱密切相关。EM3+EM4粒度端元组分H值与其他四个差别较大,但大于0.5。与冬季平均气温、日照数基本相当,表明与冬季风的强弱密切相关。6、各类气候代用指标具有可比性,综合相关指标提出了上新世以来的气候框架,5.2 Ma、3.5 Ma、2.7 Ma、2.2 Ma、1.5 Ma、1.1 Ma、0.6 Ma等气候转化时间节点,与区域和全球尺度上的研究成果相一致。6.3~5.2 Ma,以暖湿气候为主,冬、夏季风作用均较强,但都逐渐减弱。5.2~3.5Ma间,仍以暖湿气候为主。以约4.7 Ma、4.2 Ma为界,夏季风呈减弱—增强—减弱的过程,而冬季风相对稳定。在约5.0 Ma同时发生冬、夏季风的强化事件。约3.5~2.7 Ma,气候较前一阶段明显变凉、变干,波动加大。夏季风轻微增强的同时,冬季风迅速增强并主导;但在3.0~3.1 Ma,冬、夏季风发生大幅波动。约2.7~2.2 Ma,冬、夏季风的同时显着加强,但冬季风仍占主导,气候变暖偏干。约2.2~1.5 Ma,气候仍较暖,但波动加大。夏季风总体稳定并略增强,冬季风较前明显减弱,两者呈反相关系。约1.5~1.1 Ma,气候较前阶段偏凉干,大幅波动。夏季风占主导,以1.2~1.3 Ma为界,由大幅波动转为逐渐减弱,与此同时,冬季风开始增强。约1.1~0.6 Ma,气候暖湿与干冷交替明显,波动进一步加大。夏季风继续减弱,而冬季风继续增强,两者呈继续反相关。约0.6~0.2 Ma,气候仍表现为暖湿与干冷交替的大幅波动,但总体呈暖湿特征。总体上,夏季风减弱,冬季风增强,两者呈反相关系。0.2 Ma以来,气候的暖湿与干冷交替波动加剧,冬、夏季风呈反相关系,表现为大幅度的增强(减弱),但夏季风总体上有所减弱,冬季风加强。MIS5期,气候暖湿,发育MIS5e、MIS5d、MIS5c叁个阶段。MIS4期,气候变冷,MIS3期(本剖面仅保留48~29 ka阶段沉积),气侯略回暖,夏季风强度相对MIS4应变化不大,但波动明显,而这个阶段的气温转暖可能与冬季风的相对明显减弱有关。末次冰消期始于16 ka,在14 ka附近气候迅速转暖,可能指示B/A暖气的开始。全新世气候呈叁分的特征,约11ka~5.5 ka间以夏季风占主导。约5.5~2.0 ka,气候明显变干。约2.0 ka以来,呈降温和变冷过程。7、初步的气候周期表明,不同指标记录的气候周期有一定差异,但总体都表现出了强烈的岁差和半岁差周期。周期数值波动性较大,具有一定规律性。频率磁化率、EM1+EM2粒度端元组分、Rb/Sr指标的频谱分析表明,区内气候周期主要呈准长偏心率(330 ka)、准200 ka(200 ka、250 ka、166-185ka)、准短偏心率(72~125 ka)、准斜率(38~50 ka和26~33 ka)、准岁差(16~23 ka)和半岁差(10~13 ka)等周期特征。除长周期外,其他周期都波动性较大,尤其是岁差周期,可能与沉积速率较小或短时间尺度的冲刷侵蚀等因素有关。600 ka、1100ka前后存在偏心率、斜率周期发育的区别,可能与中更新世气候革命有关。8、沉积环境变化与气候演化密切相关,清楚记录了区内在MIS5、MIS3、MIS1期间在气候控制作用下发生的叁次海侵事件。气候转型阶段会缺失部分短时间尺度的沉积记录。
蔡明江[3]2017年在《上新世以来东阿拉伯海沉积物碎屑态来源及其对南亚季风的响应》文中研究指明为研究东阿拉伯海地区上新世以来岩芯沉积物碎屑态的来源及其古环境指示意义,对阿拉伯海东部IODPU1456站5.3Ma以来陆源碎屑沉积物进行了粒度、粘土矿物分析,查明了阿拉伯海东部地区陆源碎屑沉积物的来源以及碎屑物质来源变化的控制因素。结果显示:IODPU1456站钻孔岩心5.3 Ma以来粘土矿物组分主要包括为伊利石、蒙脱石、绿泥石、高岭石。其中主要组分为蒙脱石(含量范围0～90%,平均值～44%)、伊利石(含量范围3～90%,平均值～44%)。高岭石(含量范围0～19%,平均值～5%)、绿泥石(含量范围1～26%,平均值～7%)为次要组分。依据粘土矿物中蒙脱石、伊利石、高岭石、绿泥石四种组分的相对含量变化特征及规律,5.3 Ma以来U1456孔粘土矿物变化可分为4个阶段:阶段1 (早上新世至中上新世;5.3-3.2Ma,伊利石含量较高,～60%),阶段2(中上新世;3.2-1.7 Ma,蒙脱石含量较高,～56%);阶段3 (晚上新世至早更新世;1.7-1.2 Ma,伊利石含量较高,～63%),阶段4 (早更新世至今;1.2-0 Ma,蒙脱石含量较高,～59%)。物源分析表明,IODP U1456站陆源碎屑沉积物在5.3-3.2 Ma和1.7-1.2 Ma主要来源于印度河;在3.2-1.7Ma和1.2-0Ma,德干高原的物质供应明显加强。上新世以来,陆源碎屑沉积物向阿拉伯海东部的输入在构造尺度上受南亚季风强度控制。南亚季风强度变化是触发IODPU1456站陆源碎屑沉积物在3.2Ma、1.7 Ma、1.2 Ma发生转变的关键因素。由于德干高原玄武质岩石对南亚季风降水强度的变化更加敏感,当南亚季风强度减弱时,陆源碎屑沉积物主要来源于印度河(伊利石和绿泥石);南亚季风降水增强时,德干高原输入的陆源碎屑沉积物明显增多(蒙脱石)。在构造时间尺度上,上新世以来东阿拉伯海地区蒙脱石/(伊利石+绿泥石)表征的德干高原相对于印度河输入量的变化与南亚季风变化之间存在很好的耦合关系。南亚季风强度增强时,蒙脱石/ (伊利石+绿泥石)比值增大;南亚季风强度减弱时,蒙脱石/(伊利石+绿泥石)比值减小。1.7-1.2 Ma,IODPU1456站陆源碎屑物质沉积通量明显增大的可能原因有两个。一是恒河在喜马拉雅山脉西部的原属于恒河的一条或数条支流改道成为印度河的支流;二是青藏高原挤压变形导致喜马拉雅剥蚀速率明显加快。最终两者共同导致更多的来自喜马拉雅地区的碎屑沉积物由印度河输入阿拉伯海并在此迅速沉积。
参考文献：
[1]. 孟加拉湾上新世以来沉积记录及古气候演化[D]. 张振芳. 中国地质大学（北京）. 2002
[2]. 长江叁角洲地区上新世以来主要气候转型事件的沉积响应研究[D]. 谢建磊. 中国地质大学. 2017
[3]. 上新世以来东阿拉伯海沉积物碎屑态来源及其对南亚季风的响应[D]. 蔡明江. 中国科学院大学(中国科学院海洋研究所). 2017