末次冰消期（1.9万年）以来冲绳海槽中部黏土矿物来源及其环境响应
发布时间：2021-10-11 09:35
基于采自冲绳海槽中部的CS2站柱状沉积物黏土矿物和AMS14C年代分析,探讨了末次冰消期以来冲绳海槽中部黏土矿物的物质来源及其环境指示意义。结果显示,CS2站黏土矿物以伊利石为主,其次为绿泥石,高岭石和蒙脱石含量较少。根据黏土矿物分布趋势变化,CS2站柱状沉积物可划分为3个阶段:阶段Ⅰ（19～12 ka BP）和阶段Ⅱ（12～8 ka BP）期间沉积物主要来源于长江,台湾和黄河物质也有一定影响,其物质来源主要受海平面升降的控制;阶段Ⅲ（8～0 ka BP）主要来源于长江和台湾,黄河贡献有限,主要受黑潮演化的影响。CS2站（蒙脱石+高岭石）/（伊利石+绿泥石）比值可以作为东亚季风演化的矿物学指标,指标变化显示出东亚冬季风强度相对夏季风的强度在16.4～14.8 ka BP和12.8～11.6 ka BP期间有两次显著的加强,指示当时气候相对寒冷干燥,结果可以与格陵兰冰心δ18O和三宝洞δ18O记录等很好对比。
【文章来源】：中国地质. 2020,47(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
黏土矿物滑动平均曲线和沉积速率及其与海平面波动、格陵兰GISP2冰心δ18O曲线、三宝洞石笋δ18O曲线间对比
冲绳海槽是西北太平洋的一个典型边缘海盆，位于东海大陆架东南部，地处陆架边缘，琉球岛弧西侧，南起台湾北部宜兰平原，北到日本九州群岛，呈东南向凸出的弧形展布（图1）。海槽全长1200km，总面积约1.4×105km2，呈现北部浅南部深、两边浅中间深的形态，北部最大水深约为200 m，南部最大水深可达2300 m(Dou et al.,2010a）。槽内接受了来自周边海域巨量的碎屑物质，北部沉积物厚约8 km，南部约2 km(Dou et al.,2010a），主要以黏土粒级为主（54%～57%），粉砂组分含量约在40%，总体粒径偏细，以海槽中轴为对称轴呈现近似对称分布，由中央向海槽东西两坡，沉积物粒度逐渐变粗（王佳泽，2013）。冲绳海槽气候主要受到东亚季风影响，降水、气温以及大气环流具有显著的季节性特征（Lee et al.,2003）。东部的黑潮—对马暖流—黄海暖流体系以及西部靠近东亚大陆的黄海沿岸流—苏北沿岸流—闽浙沿岸流两个洋流体系影响着东亚大陆及周边岛屿物质向冲绳海槽的输运（Liu et al.,2015）。此外，研究认为冲绳海槽中—北段的张裂始于中中新世陆架前缘坳陷的裂陷，后于晚中新世向东跃迁至海槽，至晚上新世或者更新世早期，现今的构造格局基本稳定下来（李乃胜等，1998）。因此可以说末次冰消以来冲绳海槽中部的沉积作用可能并没有受到冲绳海槽大的构造运动的影响。3 材料与方法
黏土矿物取样间隔为8 cm，采用黏土粒级组分（<2μm）定向薄片的X射线衍射（XRD）方法（Wan et al.,2007）。样品测试前用15%H2O2和0.5 mol/L HCl反应去除有机质和钙质，加去离子水离心清洗2次，每次离心时间设定为6 min，转速为3500 rpm。按Stoke原理抽取上部<2μm的悬浮液，分别制成自然片和加热片，分别在自然条件和乙二醇饱和条件下进行测试，扫描角度3°～30°（2θ），步长0.02°。黏土矿物的鉴定和解释主要依据2种测试条件下获得的XRD叠加图谱的综合对比，使用Jade5.0软件对主要衍射峰面积进行拟合、提取特征峰强度值，按Biscaye(1965）方法计算了4种黏土矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石）的相对含量。伊利石结晶度根据10?衍射峰处的半高宽来确定，低值表示结晶程度高，指示物源区水解作用较弱，为干冷气候条件，高值表示结晶程度低指示物源区水解作用较强，为温暖湿润气候环境（Krumm and Buggish,1991;Ehrmann,1998）。伊利石的化学指数通过5?/10?峰面积比来计算，比值大于0.5为富Al伊利石，指示水解作用较强烈；小于0.5为富Fe-Mg伊利石，主要对应物理风化结果（Gingele et al.,1998;Gingele et al.,2001）。图3 CS2站黏土矿物特征图
【参考文献】：
期刊论文
[1]中全新世以来冲绳海槽氧化还原环境重建及其气候效应[J]. 密蓓蓓,王中波,仇晓华,张勇,蓝先洪. 海洋地质与第四纪地质. 2019(04)
[2]冲绳海槽岩心沉积物稀土元素特征及物源指示[J]. 胡思谊,曾志刚,殷学博,朱博文,方雪,齐海燕. 海洋地质与第四纪地质. 2019(01)
[3]16ka以来冲绳海槽中南部沉积物物源演化及其对古气候的响应[J]. 王玥铭,窦衍光,李军,徐景平,蔡峰,温珍河,赵京涛,陈晓辉. 沉积学报. 2018(06)
[4]东海外陆架-陆坡-冲绳海槽不同沉积单元底质沉积物成因及物源分析[J]. 窦衍光,陈晓辉,李军,蔡峰,温珍河,徐刚,邹亮. 海洋地质与第四纪地质. 2018(04)
[5]18.5ka以来冲绳海槽中部沉积物碎屑态来源和古环境变化的常量元素记录[J]. 蔡明江,李铁刚,于心科,陈红瑾,徐兆凯. 海洋地质前沿. 2017(05)
[6]24ka来冲绳海槽北部沉积物来源的高分辨率常量元素记录[J]. 徐兆凯,常凤鸣,李铁刚,南青云,蒋富清,李安春. 海洋地质与第四纪地质. 2012(04)
[7]Clay mineral composition and their sources for the fluvial sediments of Taiwanese rivers[J]. LI ChuanShun 1,SHI XueFa 1,KAO ShuhJi 2,CHEN MinTe 3,LIU YanGuang 1,FANG XiSheng 1,L HuaHua 1,ZOU JianJun 1,LIU ShengFa 1 & QIAO ShuQing 1 1 First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China;2 Research Center for Environmental Changes,Academia Sinica,Taipei 11529,China;3 Institute of Applied Geosciences,Taiwan Ocean University,Keelung 20224,China. Chinese Science Bulletin. 2012(06)
[8]台湾河流沉积物的黏土矿物组成特征与物质来源[J]. 李传顺,石学法,高树基,陈明德,刘焱光,方习生,吕华华,邹建军,刘升发,乔淑卿. 科学通报. 2012(Z1)
[9]末次冰消期以来东海内陆架沉积速率及其气候环境响应[J]. 徐方建,李安春,李铁刚,陈世悦,操应长,董春梅. 地层学杂志. 2011(01)
[10]末次冰消期以来东海内陆架古环境演化[J]. 徐方建,李安春,肖尚斌,万世明,刘建国,张永超. 沉积学报. 2009(01)
博士论文
[1]40万年以来冲绳海槽北部沉积演化史及其环境响应[D]. 赵德博.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2017
硕士论文
[1]17ka以来冲绳海槽中部柱状样沉积学特征及其物源环境指示意义[D]. 王佳泽.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2013
本文编号：3430253
【文章来源】：中国地质. 2020,47(05)北大核心CSCD
【文章页数】：11 页
【部分图文】：
黏土矿物滑动平均曲线和沉积速率及其与海平面波动、格陵兰GISP2冰心δ18O曲线、三宝洞石笋δ18O曲线间对比
冲绳海槽是西北太平洋的一个典型边缘海盆，位于东海大陆架东南部，地处陆架边缘，琉球岛弧西侧，南起台湾北部宜兰平原，北到日本九州群岛，呈东南向凸出的弧形展布（图1）。海槽全长1200km，总面积约1.4×105km2，呈现北部浅南部深、两边浅中间深的形态，北部最大水深约为200 m，南部最大水深可达2300 m(Dou et al.,2010a）。槽内接受了来自周边海域巨量的碎屑物质，北部沉积物厚约8 km，南部约2 km(Dou et al.,2010a），主要以黏土粒级为主（54%～57%），粉砂组分含量约在40%，总体粒径偏细，以海槽中轴为对称轴呈现近似对称分布，由中央向海槽东西两坡，沉积物粒度逐渐变粗（王佳泽，2013）。冲绳海槽气候主要受到东亚季风影响，降水、气温以及大气环流具有显著的季节性特征（Lee et al.,2003）。东部的黑潮—对马暖流—黄海暖流体系以及西部靠近东亚大陆的黄海沿岸流—苏北沿岸流—闽浙沿岸流两个洋流体系影响着东亚大陆及周边岛屿物质向冲绳海槽的输运（Liu et al.,2015）。此外，研究认为冲绳海槽中—北段的张裂始于中中新世陆架前缘坳陷的裂陷，后于晚中新世向东跃迁至海槽，至晚上新世或者更新世早期，现今的构造格局基本稳定下来（李乃胜等，1998）。因此可以说末次冰消以来冲绳海槽中部的沉积作用可能并没有受到冲绳海槽大的构造运动的影响。3 材料与方法
黏土矿物取样间隔为8 cm，采用黏土粒级组分（<2μm）定向薄片的X射线衍射（XRD）方法（Wan et al.,2007）。样品测试前用15%H2O2和0.5 mol/L HCl反应去除有机质和钙质，加去离子水离心清洗2次，每次离心时间设定为6 min，转速为3500 rpm。按Stoke原理抽取上部<2μm的悬浮液，分别制成自然片和加热片，分别在自然条件和乙二醇饱和条件下进行测试，扫描角度3°～30°（2θ），步长0.02°。黏土矿物的鉴定和解释主要依据2种测试条件下获得的XRD叠加图谱的综合对比，使用Jade5.0软件对主要衍射峰面积进行拟合、提取特征峰强度值，按Biscaye(1965）方法计算了4种黏土矿物（蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石）的相对含量。伊利石结晶度根据10?衍射峰处的半高宽来确定，低值表示结晶程度高，指示物源区水解作用较弱，为干冷气候条件，高值表示结晶程度低指示物源区水解作用较强，为温暖湿润气候环境（Krumm and Buggish,1991;Ehrmann,1998）。伊利石的化学指数通过5?/10?峰面积比来计算，比值大于0.5为富Al伊利石，指示水解作用较强烈；小于0.5为富Fe-Mg伊利石，主要对应物理风化结果（Gingele et al.,1998;Gingele et al.,2001）。图3 CS2站黏土矿物特征图
【参考文献】：
期刊论文
[1]中全新世以来冲绳海槽氧化还原环境重建及其气候效应[J]. 密蓓蓓,王中波,仇晓华,张勇,蓝先洪. 海洋地质与第四纪地质. 2019(04)
[2]冲绳海槽岩心沉积物稀土元素特征及物源指示[J]. 胡思谊,曾志刚,殷学博,朱博文,方雪,齐海燕. 海洋地质与第四纪地质. 2019(01)
[3]16ka以来冲绳海槽中南部沉积物物源演化及其对古气候的响应[J]. 王玥铭,窦衍光,李军,徐景平,蔡峰,温珍河,赵京涛,陈晓辉. 沉积学报. 2018(06)
[4]东海外陆架-陆坡-冲绳海槽不同沉积单元底质沉积物成因及物源分析[J]. 窦衍光,陈晓辉,李军,蔡峰,温珍河,徐刚,邹亮. 海洋地质与第四纪地质. 2018(04)
[5]18.5ka以来冲绳海槽中部沉积物碎屑态来源和古环境变化的常量元素记录[J]. 蔡明江,李铁刚,于心科,陈红瑾,徐兆凯. 海洋地质前沿. 2017(05)
[6]24ka来冲绳海槽北部沉积物来源的高分辨率常量元素记录[J]. 徐兆凯,常凤鸣,李铁刚,南青云,蒋富清,李安春. 海洋地质与第四纪地质. 2012(04)
[7]Clay mineral composition and their sources for the fluvial sediments of Taiwanese rivers[J]. LI ChuanShun 1,SHI XueFa 1,KAO ShuhJi 2,CHEN MinTe 3,LIU YanGuang 1,FANG XiSheng 1,L HuaHua 1,ZOU JianJun 1,LIU ShengFa 1 & QIAO ShuQing 1 1 First Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Qingdao 266061,China;2 Research Center for Environmental Changes,Academia Sinica,Taipei 11529,China;3 Institute of Applied Geosciences,Taiwan Ocean University,Keelung 20224,China. Chinese Science Bulletin. 2012(06)
[8]台湾河流沉积物的黏土矿物组成特征与物质来源[J]. 李传顺,石学法,高树基,陈明德,刘焱光,方习生,吕华华,邹建军,刘升发,乔淑卿. 科学通报. 2012(Z1)
[9]末次冰消期以来东海内陆架沉积速率及其气候环境响应[J]. 徐方建,李安春,李铁刚,陈世悦,操应长,董春梅. 地层学杂志. 2011(01)
[10]末次冰消期以来东海内陆架古环境演化[J]. 徐方建,李安春,肖尚斌,万世明,刘建国,张永超. 沉积学报. 2009(01)
博士论文
[1]40万年以来冲绳海槽北部沉积演化史及其环境响应[D]. 赵德博.中国科学院大学(中国科学院海洋研究所) 2017
硕士论文
[1]17ka以来冲绳海槽中部柱状样沉积学特征及其物源环境指示意义[D]. 王佳泽.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2013
本文编号：3430253
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