中国近海泥质沉积物粒度特征的指示意义研究

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中国近海泥质沉积物敏感粒级的平均粒径已被广泛用于重建东亚冬季风强度,但不同研究重建的结果之间存在一定差异,且近年来不断有学者对一些区域泥质沉积物敏感粒径的指示意义提出不同观点。此外,之前在黄、东海泥质区的研究集中于整个全新世特别是中晚全新世以来较长时间尺度冬季风记录的重建,对不同泥质区高分辨率的沉积记录与器测数据的对比较为缺乏,使得利用泥质沉积物重建古气候记录的研究基础仍较为薄弱。为探讨不同时间尺度上,黄、东海不同泥质区沉积物敏感粒度影响因素的复杂性及其能否用于重建东亚冬季风强度,本文首先搜集了前人利用泥质区沉积物敏感粒度重建冬季风的数据资料并进行了对比分析;进而利用敏感粒级提取和地球化学元素分析等方法,对北黄海西部泥质区38002孔、南黄海中部泥质区35009孔、长江口泥质区T02孔三根插管柱样以及北黄海西部泥质区38002-A重力柱样进行了研究,以探讨不同区域敏感序列之间的关系以及影响粒度变化的可能机制。主要研究内容和结论如下:(1)分别对比了不同研究利用泥质区敏感粒度重建的近8000年和3000年来的冬季风强度序列,发现不同冬季风记录的变化趋势之间存在显著差别,分析认为产生这些差异的可能原因包括年代误差、敏感粒度组分(Sensitive Grain Size,SGS)的选取不同以及不同研究区域的沉积环境差异等。(2)在年代相对较为精确以及敏感粒度组分的选取较为一致的前提下,发现近百年来,三个不同泥质沉积区的敏感粒度序列之间的变化趋势并不完全一致,且均与西伯利亚高压变化趋势不同。在年代际时间尺度上,北黄海西部泥质区和南黄海中部泥质区由于特殊的成因机制,可能受冬季风驱动的沿岸流影响较小,长江口泥质区则受长江输沙等因素的影响较大,导致这些区域沉积物的敏感粒径变化均与反映冬季风强度的西伯利亚高压指数序列无显著相关,证实了泥质区形成机制和沉积环境的差异会对敏感粒度特征产生较大影响。(3)进一步,本研究选择北黄海西部泥质区沉积物进行更长时间尺度上的研究。结果显示,晚全新世以来,该泥质区38002-A孔沉积物的敏感粒度组分及相关的元素比值等更多受到夏季风控制的黄河流域降水的影响,受东亚冬季风的影响较小。综上所述,我国近海泥质区沉积物的粒度特征受多种因素的影响,在利用泥质沉积物敏感粒级的平均粒径作为东亚冬季风强度的替代指标时需谨慎,应考虑沉积物所在区域的沉积机制,尤其是环流体系及河流输沙等因素的影响。尽管目前对于我国黄、东海陆架泥质区的研究有了一定的认识,以后仍应加强对泥质区沉积动力机制和过程的研究,尤其是敏感粒度变化对气候变化的响应机制等方面的研究,进一步探讨不同时间尺度上不同泥质区沉积物敏感粒度作为东亚冬季风指标的可靠性。
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