日本海百年以来及4万年以来不同时间尺度的沉积环境演化

发布时间：2020-08-27 09:32

【摘要】：日本海是西太平洋“海槛”最高的一个边缘海,通过四个较浅的海峡与外海相联,被欧亚大陆和日本列岛环绕。日本海横跨温带和寒带两个气候带,既受低纬温暖黑潮的影响,也受高纬极区大气环流的控制。本文综合沉积物粒度参数、总有机碳(TOC)、总氮(TN)、δ13C及δ15N等指标,对日本海四个区域多管样品(LV53-4-1、LV53-15-3、LV53-17-2、LV53-19-3、LV53-26-2、LV53-27-2、LV53-30-1及柱样样品(LV53-23)进行分析,在分析上述指标的基础上,对日本海的沉积环境及古气候演化进行了研究,主要认识如下：位于日本海北部、西北部陆坡以及西部海隆上的5根岩心(LV53-4-1、 LV53-15-3、LV53-17-2、LV53-27-2、LV53-30-1)岩性以粉砂为主,并且砂的含量呈现出自东北向西南递增的趋势,这主要与其水动力增大相关。通过对7根多管岩芯沉积物TOC及TN的测试得知,TOC的含量在0.27%-2.92%之间,TN含量在0.02%-0.3%之间,两者的变化趋势相似；在平面分布上看,两者的总含量从日本海的东北部向西南部递减,并且含量高的站位都位于日本海西侧。靠近欧亚大陆的3根多管岩芯(LV53-4-1、LV53-15-3及LV53-17-2)的C/N均值范围在6.1-8.2之间,613C含量介于-26‰～22‰,δ15N含量在0‰～6‰之间,表明这三个站位沉积物有机质主要为陆源和海源的混合物,陆源有机质埋藏通量在0.11～0.28μg/(a*cm2)之间,而位于大和海脊的LV53-19-3站位的岩心因远离陆地,主要为海源有机质,其陆源有机碳的埋藏通量很低,仅在0.046～0.06μg/(a*cm2)之间,陆源物质相对贡献率均值为0.38。通过CRS(恒定补给速率法)模式和CF-CS(恒定输入通量-恒定累积速率法)模式分别建立了4个岩心(LV53-4-1、LV53-15-3、LV53-17-2、LV53-19-3)的年代框架,并基于210Pb确定的沉积速率介于0.18-0.40cm/a之间,最高值出现在日本海北部,最低值出现在大和海脊,沉积速率受沉积通量和水动力条件共同制约。在过去一百年,这4个岩心沉积物的平均粒径发生了剧烈的变化,但是在1940年和1980年沉积物粒度分布模式发生了同步改变,这个与PDO(北太平洋涛动)的变化模式相似。上述结果表明沉积物粒径不仅记录了日本海不同区域物源和水动力环境变化信息,还记录了区域气候模态转变的信号。对LV53-23岩心的研究发现,该岩心发育的暗层与北半球千年尺度气候变化以及海面变化有关,认为间冰期的变暖以及海面的波动都对暗层的形成产生影响。根据氧同位素阶段将LV53-23岩芯自上而下分为三段A(0-42cm),B(42-138cm),C(138-200cm),分别对应MIS1、MIS2及MIS3期。在MIS3期,海面保持在-90m以上,暗层的形成与间冰期气候变暖、营养盐输入的增多以及表层生产力的提高有关,该研究岩心中的碳氮地球化学记录表明MIS3期中的间冰期都对应于沉积物有机质含量的增高,尽管幅度不一致；在MIS2期,海面低至-90m,海面的降低导致水体的分层以及底层水厌氧环境的产生,从而导致有机质的富集以及暗层的形成；在MIS1期,有机质含量呈现逐步下降趋势,这可能与底层水含氧量增加并导致保存效率降低有关。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P736.2

【参考文献】