【摘要】：西北太平洋位于西風(fēng)和東亞冬季風(fēng)的下風(fēng)向,是亞洲風(fēng)塵的重要“匯”,其深海沉積物中的風(fēng)塵組分在構(gòu)造時(shí)間尺度上記錄了東亞古氣候的變化。奄美三角盆地是西北太平洋西北部的一個(gè)深水盆地,“國(guó)際大洋發(fā)現(xiàn)計(jì)劃”(IODP)351航次在此處獲得了長(zhǎng)時(shí)間尺度連續(xù)的沉積巖芯(U1438孔),為中新世以來(lái)東亞古氣候變化的研究提供了極好的機(jī)遇。石英是沉積物的重要組成部分,其物理和化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,能夠作為指示沉積物源區(qū)的可靠指標(biāo),并可以用來(lái)指示氣候變化。石英在U1438孔中普遍存在,為識(shí)別石英的來(lái)源,作者首先在區(qū)域上對(duì)菲律賓海的石英來(lái)源進(jìn)行了研究。在西菲律賓海呂宋島附近、本哈姆隆起和深水盆地,以及東菲律賓海的九州-帕勞海脊附近和帕里西-維拉海盆選取代表性的表層和次表層沉積物樣品,通過(guò)一系列物理和化學(xué)方法分離出了其中的石英單礦物,并對(duì)石英的粒度、形貌特征、δ~(18)O值和結(jié)晶度指數(shù)進(jìn)行分析,結(jié)果表明,菲律賓海沉積物中的石英主要由三個(gè)端元組成,EM1端元(眾數(shù)粒徑平均2.9μm)、EM2(眾數(shù)粒徑平均8.2μm)和EM3端元(眾數(shù)粒徑平均為21.7μm)。EM1端元石英顆粒具有典型的風(fēng)塵石英的形貌特征,結(jié)合石英的δ~(18)O值和結(jié)晶度指數(shù),EM1端元石英主要來(lái)自于塔克拉瑪干沙漠。EM2端元的石英呈棱角狀,表面有溶蝕痕跡,EM3端元呈棱角狀,表面痕跡較少,結(jié)合石英的δ~(18)O值,EM2和EM3端元石英來(lái)自于火山島弧。因此菲律賓海中EM1端元的石英可用于東亞古氣候的研究。對(duì)U1438孔中石英的粒度、形貌特征、δ~(18)O值和結(jié)晶度指數(shù)進(jìn)行分析結(jié)果表明,石英的粒度主要呈雙峰態(tài)、三峰態(tài)或四峰態(tài)的分布特征,用Weibull分布可分離出不同的粒度端元:EM1端元眾數(shù)粒徑約為3.11μm,EM2端元眾數(shù)粒徑約為9.15μm,EM1和EM2端元的石英呈次棱角狀/次圓狀,表面有碰撞凹坑和突起,是典型的風(fēng)塵石英的特征;EM1和EM2端元石英δ~(18)O值高,結(jié)晶度指數(shù)低,EM1端元石英的δ~(18)O值和結(jié)晶度指數(shù)位于火山石英和塔克拉瑪干沙漠的混合線上,EM2端元石英的δ~(18)O值和結(jié)晶度指數(shù)位于火山石英和蒙古戈壁的混合線上,所以我們認(rèn)為EM1端元的石英主要是由西風(fēng)從塔克拉瑪干沙漠搬運(yùn)而來(lái),EM2端元的石英主要由冬季風(fēng)從蒙古戈壁搬運(yùn)而來(lái)。EM3端元眾數(shù)粒徑約為27.76μm,EM4端元眾數(shù)粒徑大于50μm,EM3和EM4端元粒徑分布范圍較大;石英顆粒呈棱角狀,有的表面痕跡較少,有的表面有溶蝕痕跡;石英的δ~(18)O值低,結(jié)晶度指數(shù)高,與太平洋火山島弧的類(lèi)似,推測(cè)EM3和EM4端元的石英來(lái)自于火山島弧。U1438孔沉積物中石英的含量和通量,以及EM1和EM2端元石英的通量變化類(lèi)似,可以分為四個(gè)階段:(1)23-15 Myr,石英的含量、通量,以及EM1和EM2端元石英的通量均很低,變化不大;(2)15-7.6 Myr,從約15 Myr開(kāi)始,石英的含量和通量,以及EM1和EM2端元石英通量逐漸增加;(3)7.6 Myr-3.6Myr,各粒級(jí)石英通量明顯增加,尤其是上新世以來(lái)增加更為明顯;(4)3.6 Myr至今,石英的含量和各粒級(jí)石英的通量明顯增加,其中2.5 Myr以及1.2 Myr時(shí),石英以及EM1端元的石英通量增加更為明顯。石英通量的變化指示了亞洲內(nèi)陸自15 Myr干旱化程度的增加,尤其是上新世和第四紀(jì)以來(lái)干旱程度明顯增加,北太平洋風(fēng)塵通量以及黃土的堆積速率變化類(lèi)似,并且與深海氧同位素記錄的全球變冷趨勢(shì)一致,但與青藏高原隆升不存在耦合關(guān)系,因此作者認(rèn)為中新世以來(lái)亞洲內(nèi)陸的干旱主要受控于全球變冷。U1438孔EM1和EM2端元石英的眾數(shù)粒度變化指示了西風(fēng)和冬季風(fēng)強(qiáng)度的變化。中新世以來(lái)西風(fēng)和冬季風(fēng)的強(qiáng)度整體呈增強(qiáng)趨勢(shì),其變化可分為四個(gè)階段:23-15 Myr、15-7.6 Myr、7.6-3.6 Myr、3.6 Myr至今。7.6 Myr之前,全球變冷和青藏高原的隆升對(duì)西風(fēng)和冬季風(fēng)的強(qiáng)度影響較小,西風(fēng)和冬季風(fēng)沒(méi)有呈現(xiàn)明顯的變化趨勢(shì)。在7.6 Myr,EM1和EM2端元石英眾數(shù)粒徑的增大指示了西風(fēng)和冬季風(fēng)的強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的增強(qiáng),3.6 Myr后,EM1端元眾數(shù)粒徑趨于穩(wěn)定,指示了西風(fēng)強(qiáng)度沒(méi)有明顯的變化,EM2端元眾數(shù)粒徑迅速增加,指示了冬季風(fēng)的迅速增強(qiáng)。作者認(rèn)為中新世以來(lái)全球變冷和青藏高原的隆升可能是西風(fēng)和冬季風(fēng)增強(qiáng)的兩個(gè)可能機(jī)制。
【圖文】：

圖 1.1 東亞和西北太平洋地區(qū)地理概況及站位分布Fig.1.1 Regional geography and the core sites distribution in East Asia and the Pacific1.2.2 風(fēng)塵石英在古氣候研究中的應(yīng)用石英具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)(Sridhar et al., 1975; Xiao, 1995; Hou,2003; Lim and Matsumoto, 2008)，在搬運(yùn)和沉積過(guò)程中，其最初性質(zhì)不變，因此可以反映源區(qū)的信息。由于石英是風(fēng)塵的重要組成礦物，所以可以通過(guò)石英的相關(guān)指標(biāo)研究風(fēng)塵的源區(qū)和源區(qū)古氣候的變化(Xiao, 1999; 萬(wàn)世明 等, 2003)。石英的化學(xué)提取方法在近幾十年不斷地被改進(jìn)。1968 年 Syers 提出用Na2S2O7熔融- H2SiF6溶解的方法可以提取沉積物中的石英(Syers et al., 1968)，在此基礎(chǔ)上，學(xué)者們也根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)材料對(duì)石英的提取方法進(jìn)行改進(jìn)，期望能夠提高提取的石英純度。Sridhar（1975）對(duì) Syers 的方法進(jìn)行簡(jiǎn)化，認(rèn)為在用 H2SiF6去除長(zhǎng)石之前，NaOH 煮沸去非結(jié)晶硅質(zhì)這一步驟可以省

13圖 2.1 菲律賓海地形圖Fig.2.1 Topography map of the Philippine Sea2.2 研究區(qū)構(gòu)造背景菲律賓板塊位于太平洋板塊、亞歐板塊和澳大利亞板塊之間，是世界上最大的邊緣海盆地板塊。新生代以來(lái)菲律賓板塊經(jīng)過(guò)了一系列的旋轉(zhuǎn)、弧后盆地?cái)U(kuò)張和火山活動(dòng)，形成了典型的溝-弧-盆體系(Sdrolias et al., 2004)。白堊紀(jì)晚期，在亞洲東南邊緣主要有兩條島弧鏈，一條為從日本到婆羅洲（日本、中國(guó)南部、婆羅洲島弧），一條為沿蘇門(mén)答臘島（巽他、菲律賓東部-大東島�。�65-45 Myr 時(shí)，，菲律賓海發(fā)生擴(kuò)張，防線為南北向大東海脊、沖大東海脊等在這一背景下形成(李常珍 等, 2000)，菲律賓板塊的位置在 0°-10°S
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院海洋研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：P532

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2625570