【摘要】：位于西太平洋暖池的巴布亞新幾內(nèi)亞地區(qū)是國際上重要的物質(zhì)“源-匯”地區(qū)之一,而新不列顛海溝則是其中一個緊鄰島嶼的狹長區(qū)域。海溝是一個十分獨特的區(qū)域,擁有全球最深的水域(深淵區(qū))、漏斗狀的地形和極端的環(huán)境等。為了進一步了解和認(rèn)識海溝,我們選取了近陸型的新不列顛海溝作為研究對象。本文對新不列顛海溝插管沉積物NBT01、NBT02、NBT03、NBT05、NBT06、NBT07、NBT10和三個表層沉積物平行樣NBT09以及柱狀沉積物GC02進行常量、微量和稀土元素、全巖礦物和粘土礦物、粒度、Sr-Nd同位素、有機碳氮含量和有機碳同位素、生物硅、孢粉以及AMS-~(14)C年代測試,探討了巴布亞新幾內(nèi)亞地區(qū)新不列顛海溝沉積物質(zhì)(包含無機物質(zhì)和有機物質(zhì))的來源、搬運和堆積過程以及對比其空間上的沉積特征差異,并分析了新不列顛島末次冰期以來,沉積物質(zhì)來源的演變和其驅(qū)動因素以及其古生產(chǎn)力的變化。地球化學(xué)元素和礦物學(xué)的結(jié)果顯示,新不列顛海溝作為近陸型海溝,其沉積物主要來源于周圍陸地島嶼的中性火山物質(zhì),火山物質(zhì)的整體貢獻度約為90%。在Rabual和Bagana火山、TLTF火山鏈、新不列顛島北部火山群和所羅門群島這些混合來源的火山物質(zhì)中,西部海溝主要受到Rabual火山的火山物質(zhì)影響,而東部海溝則主要受到TLTF火山鏈的火山物質(zhì)影響。此外,結(jié)合孢粉證據(jù),發(fā)現(xiàn)西部海溝軸部NBT01的表層沉積物受河流沉積物影響明顯,而且其下部層位含有高含量的碳酸鹽巖碎屑沉積,這可能與海溝漏斗狀的地形有關(guān)。其有機碳和總氮的含量以及有機碳同位素的組成分布顯示了該地區(qū)受到了巴布亞新幾內(nèi)亞森林土壤有機質(zhì)的影響較大,陸源有機質(zhì)輸入明顯,但具體影響受到了海溝地形和離岸距離的影響。根據(jù)新不列顛海溝沉積物中的粘土礦物含量變化以及該地區(qū)的粘土礦物分布特征,發(fā)現(xiàn)巴布亞新幾內(nèi)亞地區(qū)南部的伊利石含量較高,而北部則是蒙脫石含量較高,緊鄰北部島嶼的新不列顛海溝的粘土礦物分布范圍則位于兩者之間,但離南部地區(qū)的分布范圍較近。由此說明,該地區(qū)由南向北的洋流限制了巴布亞新幾內(nèi)亞北部地區(qū)的物質(zhì)向南輸送。此外,通過新不列顛海溝沉積物~(14)C年齡及其粒度,討論了海溝內(nèi)部的沉積特征差異,并發(fā)現(xiàn)由于海溝兩側(cè)的陡峭程度不同,使得陸坡一側(cè)的沉積速率高于洋殼一側(cè)。但陸坡一側(cè)沉積環(huán)境也不穩(wěn)定,物質(zhì)難以長久地被難以下來,多以物質(zhì)滑塊的方式,往海溝軸部地區(qū)輸送。新不列顛海溝柱狀沉積物的地球化學(xué)元素、粘土礦物和粒度的分析結(jié)果顯示,末次冰期以來,新不列顛海溝雖然整體上受到周圍島嶼的中性火山物質(zhì)影響較大,但中性火山物質(zhì)的輸入有微弱的減小趨勢,而陸源河流沉積物質(zhì)的輸入則逐漸增加,直到全新世晚期時,可能還有酸性火山物質(zhì)的輸入。末次冰消期和中晚全新世期間,該地區(qū)的降水相對較強,而早全新世期間則較弱,這可能與赤道輻合帶的移動有關(guān)。此外,生源組分和有機碳同位素顯示,末次冰消期以來,新不列顛海溝的有機質(zhì)主要來源于海洋有機質(zhì),但末次冰消期期間巴布亞新幾內(nèi)亞森林土壤有機質(zhì)可以有高達50%的貢獻度。此時,大量的陸源有機質(zhì)輸入促進了該地區(qū)生產(chǎn)力的提高,但伴隨而來的外來碎屑物質(zhì)稀釋了碳酸鈣含量,而早全新世晚期時外來輸入減弱,碳酸鈣含量增高,反映早全新世晚期的生產(chǎn)力的提高。末次冰消期以來,這些沉積物質(zhì)的輸入變化明顯,其同時受到了赤道輻合帶(ITCZ)、海平面和氣候變化的綜合影響。
【學(xué)位授予單位】：上海海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P736.2;P736.4
【圖文】：

1.1 海溝研究進展與現(xiàn)狀1.1.1 海溝的特征與研究意義海溝通常形成于構(gòu)造俯沖帶，擁有世界上最深、獨特和孤立的狹長區(qū)域。水深超過6000米的海溝區(qū)被稱為“深淵”，盡管其總面積僅占全球海底面積的1-2%，但其垂直深度構(gòu)成了大洋深度范圍的 45%左右[1-4]。由地殼和上地幔組成的巖石圈內(nèi)部分為 14 個大的構(gòu)造板塊和 38 個小的板塊，而板塊間的相互移動造成了三種板塊邊界類型：離散型、匯聚型和剪切/轉(zhuǎn)換型。匯聚型板塊邊緣，即兩個板塊間相向運動，通過俯沖作用，使得一個板塊向另一相鄰板塊下方潛入，使得物質(zhì)和能量混合以實現(xiàn)再平衡[4-5]。匯聚型板塊邊緣和下部的俯沖帶為活動型板塊邊緣，此類邊界上通常有活躍的火山活動，火山廣布且地震頻發(fā)，其代表性的地貌特征便是海溝，而深淵區(qū)也大部分位于匯聚型板塊邊緣。目前全球發(fā)現(xiàn)有 46處深淵區(qū)[2]，主要分布在太平洋地區(qū)（圖 1-1），但由于科學(xué)技術(shù)水平的限制，它們至今還是人類難以企及的神秘海底區(qū)域。

圖 2 海溝地形特征[2]Fig.1-2 Topographical features of trenches淵的研究涉及到地震和地質(zhì)構(gòu)造、地球圈層的物質(zhì)和能量起源、演化和生物資源、以及深海生態(tài)系統(tǒng)和全球碳循環(huán)重要的科學(xué)意義。深淵沉積物作為記錄這些信息的絕佳載環(huán)境信息，所以了解深淵沉積物的特征及其來源對于深淵基礎(chǔ)作用，其有助于我們進一步了解深淵海溝，揭開這一取國際重要的“源-匯”地區(qū)——巴布亞新幾內(nèi)亞地區(qū)內(nèi)研究對象，對海溝兩側(cè)及軸部的沉積物進行對比，探討新地理位置上的沉積物以及新幾內(nèi)亞地區(qū)的物質(zhì)來源、搬運區(qū)環(huán)境變化的響應(yīng)，以求了解新不列顛海溝的不同深度與質(zhì)遷移與埋藏以及該地區(qū)末次冰消期以來的物質(zhì)來源變

上海海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文1.2.2 研究方案針對本文擬解決的科學(xué)問題，以新不列顛海溝的 3 個表層沉積物（平行樣）7 個插管沉積物和 1 個柱狀沉積物作為研究對象，通過地球化學(xué)、礦物學(xué)等方法對海溝兩側(cè)及軸部的沉積物進行對比，探討新不列顛海溝不同深度與地理位置上的沉積物以及新幾內(nèi)亞地區(qū)的物質(zhì)來源、搬運及堆積過程，以求了解新不列顛海溝的沉積物特征和新不列顛海溝的物質(zhì)遷移，同時對比三個不同類型的海溝，研究它們之間的沉積特征異同點，并時間尺度上探討新不列顛海溝末次冰消期以來的物質(zhì)來源演變及其古環(huán)境變化（圖 1-3）。

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4 林剛;陳琳瑩;羅敏;陳多福;;西太平洋暖池核心區(qū)新不列顛海溝有機質(zhì)來源及碳酸鹽含量變化[J];地球化學(xué);2019年02期

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本文編號：2757097