南黄海中部泥质区全新世以来古环境沉积记录及其对东亚季风的响应

摘要

南黄海是一个地理位置独特的半封闭陆架海,接受黄河、长江所携带的的巨量泥沙物质,陆源物质丰富。同时受到来自陆地的全球气候变化和来自海洋的海平面变化、黑潮变化影响,中部典型的环流体系发育,形成独特的细颗粒沉积体,沉积连续,蕴含着丰富的古气候变化信息。对南黄海沉积记录进行深入研究有助于帮助人们理解海平面变化、全球古气候变化对于中低纬陆架海区古海洋环境变化的影响。目前对中国陆架海泥质区的古气候研究主要集中在东海陆架泥质区,由于南黄海中部泥质区有孔虫数量有限,测年数据难以获得,因此缺乏连续、精确的年代标尺,这是限制南黄海地区古气候环境研究的最主要因素。
　　前人对南黄海泥质区进行了一些古海洋环境、地球化学指标和矿物指标测试研究,初步提出南黄海地区古海洋环境演化阶段和物质来源情况,研究深度和广度明显不足。目前南黄海中部泥质区古气候、古海洋研究存在两个重要的科学问题:(1)高精度测年标尺下,独特环流体系泥质区的高分辨率沉积记录是如何响应东亚季风变化的?这种东亚季风变化在倍受瞩目的全新世又受到哪些气候因素的影响?(2)全新世高分辨率沉积记录所反演的古海洋环境演化驱动因素是什么?
　　本文利用南黄海中部泥质区的YS01钻孔和YSZ05钻孔2根柱样(以YS01钻孔为主),采取沉积物粒度测试、XRF地球化学分析、U K'37古水温测试、生物硅测试和AMS14C测年等多种分析手段进行研究。YS01钻孔0~1110cm提供了9.69 ka的陆架海泥质区沉积记录,共有12个测年点,建立了南黄海地区目前为止最为详细、准确的年代标尺;提供了南黄海地区目前最长历史的表层海水古温度记录,并结合生物硅变化代表的海洋古初级生产力演化,初步探讨了全新世南黄海地区古海洋环境变化对高、低纬地区气候驱动因素的响应,得到以下几点结论:
　　1、南黄海中部泥质区沉积粒度记录与化学元素记录反应了相似的东亚季风演化阶段。7.3ka以来东亚冬季风演化可以划分为四个阶段:7.3~4.6 ka东亚冬季风高频强盛期,4.6~2.9ka东亚冬季风稳定期,2.9~1.4ka东亚冬季风较弱但高波动,1.4~0ka东亚冬季风调整期。
　　2、东亚季风记录呈现出与太阳活动千年和百年尺度的相同周期,分别为1471 a,420~490 a,65 a,40 a,28 a,21 a周期,说明该地区古气候演化受太阳活动的控制。10~3ka,高纬地区的温盐环流作为主要能量传送带,对东亚季风起主要调控作用;3ka以来,ENSO频次突然大幅度增高,热带海洋-大气系统对太阳辐射能量起到能量再分配的作用,东亚季风系统受到来自ENSO的影响。因此我们认为全新世以来,高纬驱动和低纬过程对东亚古气候的影响是一场谁强谁占上风的较量。同时也说明全新世古ENSO与古季风之间的类似现代的紧密联系3ka以来才开始建立。
　　3、6.8~2.8ka,SST变化受到全球气候变化的影响;2.8~0ka,SST变化主要受黄海暖流的控制。
　　4、影响南黄海古生产力的因素主要有营养盐、ENSO、东亚季风等。YSZ05钻孔沉积速率较低,陆源营养物质供应不足是该孔地区古生产力的主要限制因素。YS01钻孔沉积速率高,古生产力演化在千年时间尺度上受ENSO演化模式的控制,在短时间尺度上东亚冬季风加强引起古生产力的提高;3ka以来,古生产力在现代强盛 ENSO影响激发下,其变化与 ENSO演化模式、南黄海SST变化趋势一致。

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0 引言

0.1研究意义

0.2 研究目的、内容和创新点

0.3 研究现状

1研究区概况

1.1自然地理

1.2末次盛冰期以来沉积体系域演变

1.3水文概况

1.4海洋流系

2 材料与方法

2.1研究材料

2.2 研究方法

3 全新世以来古气候记录

3.1地层模式和沉积速率

3.2敏感粒度指标的东亚季风记录意义

3.3 东亚季风对高、低纬驱动的响应

3.4 本章小结

4 全新世古海洋环境记录

4.1 YS01孔表层海水古温度变化及其影响机制

4.2古初级生产力演化与机制分析

4.3 本章小结

5 沉积地球化学和物源

5.1 沉积地球化学

5.2 物源分析

5.3 本章小结

6 结论

参考文献

致谢

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