近2千万年以来东亚季风演化的南海沉积矿物学记录

发布时间：2020-07-18 17:33

【摘要】：本论文通过对南海南部ODP1143站和北部ODP1146站两个长柱状沉积物的陆源矿物组成和堆积速率、生物硅含量和堆积速率、粘土矿物组成、结晶学特征、微形貌和化学成分、陆源物质粒度和元素地球化学的综合研究,分析了1143站和1146站的陆源物质来源的演变,分别建立了南海南部和北部的季风演化代用指标,并与黄土、深海风尘沉积、海洋微体古生物记录对比,重建了东亚季风在近20 Ma以来的长期演化,并探讨了青藏高原隆升在季风长期演化中的驱动作用。地质背景和元素地球化学分析表明ODP1143站的陆源物质主要来自于湄公河的输入。但陆源物质堆积速率、中值粒径、粘土矿物组合、蒙脱石结晶度指数和生物硅含量和堆积速率在5.2 Ma前后的变化表明ODP1143站的湄公河物源在10 5.2Ma可能受到了越南区域性地壳隆升和玄武岩喷发的影响。而自~5.2 Ma以来,到达ODP1143站的沉积物受湄公河流域内部物源通量所控制。 ODP1146站的陆源物质为多物源、多传输方式供应,并且近20 Ma以来各个物源/传输方式的强度发生了改变。粒度端员组分模拟揭示出,近20 Ma以来风尘平均贡献了20%物质到1146站,河流输入贡献80%。河流输入中,75%来自珠江和台湾,25%来自吕宋岛。1146站的沉积环境、粘土矿物、地球化学分析表明河流输入的石英、长石来自珠江、台湾;蒙脱石主要来自于吕宋岛,高岭石主要来自于珠江,伊利石和绿泥石来自于珠江、台湾、长江。 ODP1146站17 15 Ma间异常高的陆源物质(石英、长石、蒙脱石、高岭石)、生物硅和碳酸盐的堆积速率暗示了在17 15 Ma南海周围地区发生了强烈的构造活动,这可能与南海扩张停止有关。而ODP1146站稀土元素地球化学、粘土矿物结晶学特征在3 Ma以来的明显变化显示近3 Ma以来台湾物质的输入强度显著加强,这可能与3 Ma以来台湾造山活动加强有关。 ODP1143站粘土矿物/长石、高岭石/绿泥石比值和生物硅含量和堆积速率、陆源物质堆积速率的指标组合被用来建立了一个简单的东亚夏季风演化模型。结果显示8.5 7.6 Ma和7.1 6.2 Ma分别为两个较强的夏季风阶段,在6.2 3.5 Ma为一相对稳定的阶段,然后在3.5 2.5 Ma不断加强,随后从2.5 Ma以来又不断减弱,直到1.0 Ma夏季风强度又再次加强,并且变化幅度和频率加大。
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（海洋研究所）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：P736.21
【图文】：

场分布,亚洲季风系统,场分布,和风

图 1.1 现代亚洲季风系统(Wang et al., 2005)A.亚洲、非洲、澳大利亚的现代季风区域；B.冬季气压和风场分布；C.夏季气压和风场分布

季风变化,驱动因子,时间尺度,年际

湖泊(e.g. Kutzbach et al., 1996)等方面也开展了研究。1.2 季风变化的驱动因子如图1.2所示，不同时间尺度的季风变化受不同的机制所驱动(Wang et al.,2005)。在轨道时间尺度（105 104年，即冰期间冰期尺度）上，季风变化是对外部太阳辐射驱动（即地球轨道参数（偏心率、倾斜角和岁差）变化驱动）和内部边界条件如高纬度冰量变化的响应(e.g., Imbrie et al., 1992, 1993)。在千年到百年（亚轨道）时间尺度上(如D-O旋回)，绝大多数研究认为季风强度的短期变化与温盐环流、大气能量、湿度传输的内部波动有关(e.g., Bond et al., 1992; 1993)，但也有人认为可能与太阳活动的千年到百年尺度变化有联系(Bond et al., 2001;Sarnthein et al., 2002; M. Schulz and Paul, 2002)。对年际到十年尺度的季风变化的解释则来自于我们对响应现代季风年际到十年变化机制的了解，在这个时间尺度上，亚洲季风与ENSO事件关系非常密切(e.g.

黄土-古土壤序列,渐新世,中新世,气候

（如图 1.3）。中国气候系统在渐新世/中新世边界的重建为当时东亚夏季风的起始提供了重要证据(Sun and Wang, 2005)。来自祈南黄土高原西部的另一个站位，临夏盆地的孢粉分析的结果，也清楚显示出 22 Ma 左右稀疏的树木/草原向森林的转型，表明渐新世气候确实比中新世气候更干(Ma et al., 1998)。实际上，中国西北部的干旱气候至少可以追溯到晚白垩纪，但黄土-古土壤序列的厚层堆积不仅需要粉尘，还需要湿度。祈南古土壤层比更新世黄土古土壤层显示出更强的风化程度，表明其代表的确实是黄土-古土壤的堆积(Guo et al., 2002)。

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