中晚全新世台湾海峡西侧物源演化及其对洋流的指示

发布时间：2017-10-25 16:27

  本文关键词：中晚全新世台湾海峡西侧物源演化及其对洋流的指示

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【摘要】：近年来沉积物从源到汇搬运过程逐渐成为研究热点,这一过程不仅仅限于河流沉积物的源汇搬运,当河流沉积物最终注入海洋,此时可以说已经开始了它在海洋中新一轮的“源-汇”之旅。陆源碎屑是海洋沉积物的重要来源,尤其是在大陆架浅海区域,陆源物质入海后的输移受控于洋流,洋流的强弱及路径的变化对沉积物的搬运沉积过程起着决定性的作用,同时对其所经过海区的生态系统有着不可忽视的影响。本文通过分析东海内陆架周边两大物源区——长江和浙闽河流(长江、钱塘江、瓯江、闽江)以及台湾西部河流(浊水溪、大安溪、大甲溪、乌溪)的表层细颗粒沉积物(45μm)磁学特征和残留相地球化学元素,建立有效的物源判别指标体系,并将其应用于台湾海峡中西侧钻孔(F15孔)沉积物物源判别中,据此探讨中晚全新世浙闽沿岸流演化及东亚冬季风的过程。研究发现长江和浙闽河流沉积物磁性较强,以磁铁矿为主。台湾西部河流沉积物磁性很弱,SIRM/χlf值异常高,有明显的磁黄铁矿存在,浊水溪最具代表性,可用SIRM/χlf-HIRM图进行河流沉积物的物源判别。但是在海域钻孔里,该判别方法要谨慎。F15孔各磁性指标随深度增加迅速降低,显示存在强烈的早期成岩作用,其对沉积物磁性特征的影响非常大。仅在表层50cm以内早期成岩作用较弱,勉强可以用来判源,其磁性特征显示了台湾西部河流的特征,但是并未发现磁黄铁矿的信号。为了消除粒度效应,本文所有微量元素均采用Al均一化法处理。长江微量元素中大部分元素含量较高,尤其富含Sc、V、Cr、Co、Cu、Ni、Sr等元素；浙闽河流Zn、Rb、Pb、Ba等元素较为富集；台湾西部河流富含Y、Zr、Hf、Th、U以及稀土元素(REE),其他元素含量均较低。考虑到地球化学元素性质以及河流间的元素特征差异,本文选取一些常用的稳定元素比值或参数作为物源判别指标(Cr/Th, Sc/Th, Ba/Th, Eu/Eu*,δEu、(Eu/Sm)N)。长江这些指标都显示出高值,台湾和闽江较低。Cr/Th-Sc/Th与Eu/Eu*-Ba/Th图可以很好的区分出长江和台湾物源。F15孔沉积物细颗粒组分残留相地球化学元素分析结果显示,明显的变化大约发生在钻孑100Ocm (～4.0 cal. kyr BP)处。4.0 cal. kyr BP前,大部分微量元素呈现高值,如Sc、Co、V、Cr等,Cr/Th、Sc/Th、Eu/Eu*和Ba/Th也都相对较高,而Zr、Hf、Th、Y、REE值都相对较低,这些特征与长江沉积物较为相似。Cr/Th-Sc/Th与Eu/Eu*-Ba/Th图上该段沉积物也偏向长江物源端,可推断该层沉积物中长江的贡献似乎更大。之后,钻孔沉积物中大部分微量元素含量迅速降低,Cr/Th、Sc/Th、Eu/Eu*和Ba/Th都相对较低,而Zr、Hf、Th、REE等值向上升高,尤其是在60cm以上达到峰值,这显示出台湾西部河流尤其是浊水溪沉积物的特征。Cr/Th-Sc/Th与Eu/Eu*-Ba/Th图上该段沉积物也偏向浊水溪物源端。除此之外,钻孔表层近千年沉积物中有明显的重金属富集的现象,很可能与现代人类活动相关。上述结果显示F15孔沉积物物源在～4.0 cal. kyr BP前后长江物质的贡献减少,而台湾西部河流的贡献增加,与此同时,我们发现F15孔沉积物中＜61μm组分的平均粒径也急剧细化,很可能指示着浙闽沿岸流-4.0cal. kyr BP后减弱。这一减弱现象在泥质区其他钻孔中也有所记录,甚至有记录表明苏北沿岸流也在同期有所减弱,这很可能是和晚全新世东亚冬季风减弱相关。
【关键词】：浙闽沿岸流 东海内陆架泥质区 东亚冬季风 浙闽河流 台湾西部河流 磁性 稀土元素 物源
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P736.22
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-25
• 1.1 研究背景与意义16-23
• 1.1.1 东海内陆架洋流体系及物质输运16-18
• 1.1.2 全新世东海内陆架泥质区的形成及物源18-20
• 1.1.3 全新世浙闽沿岸流及东亚冬季风20-21
• 1.1.4 东海内陆架周边河流沉积物物源指标21-23
• 1.2 科学设想23
• 1.3 研究目标23
• 1.4 研究内容23-25
• 第二章 研究区域和方法25-33
• 2.1 区域地质概况25-26
• 2.2 样品分布26-28
• 2.3 研究方法28-33
• 2.3.1 粒度测试28
• 2.3.2 磁学基本参数28-29
• 2.3.3 热磁29
• 2.3.4 X射线衍射29
• 2.3.5 元素分析29-32
• 2.3.6 AMS~(14)C测年32-33
• 第三章 实验结果33-53
• 3.1 陆源河流沉积物磁性特征与地球化学元素特征33-44
• 3.1.1 磁性特征33-38
• 3.1.2 地球化学元素特征38-44
• 3.2 F15孔沉积物粒度、磁性和地球化学元素特征44-53
• 3.2.1 年代框架44-45
• 3.2.2 粒度特征45
• 3.2.3 磁性特征及热磁结果45-49
• 3.2.4 F15孔元素分析49-53
• 第四章 讨论53-68
• 4.1 磁性矿物判源指标及其在海域钻孔沉积物中的适用性53-58
• 4.1.1 河流沉积物磁性特征差异原因及物源判别53-56
• 4.1.2 早期成岩作用对F15孔沉积物磁性特征的影响56-57
• 4.1.3 磁性判源指标的适用性57-58
• 4.2 地球化学元素判源指标及其在F15孔沉积物中的应用58-63
• 4.2.1 河流地球化学元素差异及判源指标58-62
• 4.2.2 中晚全新世F15孔物源演化62-63
• 4.3 中晚全新世浙闽沿岸流变化及其对东亚冬季风的指示63-68
• 4.3.1 F15孔沉积物粒度和物源变化对浙闽沿岸流的指示63-64
• 4.3.2 中晚全新世中国沿岸流变化及其对东亚冬季风的响应64-68
• 第五章 结论与不足68-71
• 5.1 结论68-69
• 5.2 不足69-71
• 参考文献71-89
• 后记89-90

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