【摘要】： 作為大陸向大洋的過渡帶,由于享有得天獨(dú)厚的沉積環(huán)境,具有獨(dú)特的構(gòu)造特征以及與黑潮主流之間的密切關(guān)系,一直以來,沖繩海槽都是中外學(xué)者研究的重點(diǎn)靶區(qū)。2005年5月,由我國與法國聯(lián)合主持的IMAGES航次在臺灣東北海域獲取MD05-2908柱狀巖芯(24o48.04′N,122 o29.35′E,水深為1275米),該柱狀巖芯為一34.17米長高質(zhì)量的連續(xù)沉積記錄,巖性以深灰色粘土質(zhì)粉砂為主,含水量較高,粘性、可塑性強(qiáng),含有數(shù)層厚度不等的夾層。巖芯年齡模式依據(jù)17個(gè)AMS 14C定年數(shù)據(jù)建立,巖芯底部年代約6.8ka,為中全新世以來的沉積。在實(shí)驗(yàn)室對樣品按照2cm的間隔進(jìn)行分割后分別進(jìn)行了粒度分析、粘土礦物提取與測試、碎屑礦物提取與鑒定、常微量元素和稀土元素分析等實(shí)驗(yàn)。 粒度分析結(jié)果顯示,MD05-2908巖芯沉積物粒度垂向上總體比較均一,以細(xì)顆粒的粘土與粉砂質(zhì)為主,但不同層位也稍有差別,表現(xiàn)為底部層位粒度較粗,含砂量較高,說明底部沉積環(huán)境比較復(fù)雜。粘土粒級(2μm)礦物主要由四種粘土礦物和少量石英、長石碎屑組成。其中,粘土礦物相對含量變化中,伊利石(～68%)與綠泥石(～17%)構(gòu)成主要成分,含有蒙皂石(～10%)和高嶺石(～5%)。結(jié)合臺灣東北外海表層沉積物的研究,利用粘土礦物伊利石/蒙皂石和綠泥石/高嶺石比值得出巖芯粘土礦物主要為陸源碎屑粘土礦物,其源巖主要為臺灣中央山脈的變質(zhì)巖與臺灣東部的沉積巖。重礦物分析共選取了41個(gè)層位,對63～250μm粒級的樣品在實(shí)體鏡和偏光顯微鏡下進(jìn)行鑒定,結(jié)果顯示,巖芯重礦物主要由綠泥石(29%)、普通角閃石(22%)、白云石(10%)、黑云母(8%)、綠簾石(7%)、白云母(7%)、褐鐵礦(5%)等組成。穩(wěn)定礦物少,礦物成熟度低。碎屑礦物風(fēng)化程度低,磨蝕不明顯,分選較差,表明沉積物來自于近源,后期改造作用不明顯。常量元素分析結(jié)果表明,SiO_2、Al_2O_3和Fe_2O_3是巖芯沉積物中的最主要組分,這三種組分占沉積物總量的82%左右。整個(gè)巖芯自下而上各常量組分變化不大,其平均值與東海陸架沉積物基本接近。微量元素變化比較明顯, Ba、Cr、Cu、Zn元素的含量比東海陸架沉積物中的含量要高,而Sr的含量明顯低于東海陸架。對常微量元素的R型因子分析表明,常量元素SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO和K_2O,微量元素Cr、Cu、Ni、Zn、Pb、Rb和Mn可代表陸源物質(zhì);常量元素CaO和微量元素Sr、Ba可代表生物源物質(zhì)。巖芯沉積物以陸源物質(zhì)為主,生源物質(zhì)的貢獻(xiàn)起次要作用。巖芯沉積物中稀土元素總量平均為169.87×10~(-6),并且輕稀土含量均高于重稀土,LREE/HREE平均值為10.14,表明了輕稀土對稀土總量的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)高于重稀土,沉積物富集輕稀土,反映了沉積物的陸源特征。 巖芯MD05-2908中全新世以來平均5m/ka的高沉積速率主要源于豐富的物質(zhì)供應(yīng)和適宜的沉積環(huán)境。巖芯細(xì)粒級沉積物中,地球化學(xué)特征表明沉積物主要來源于陸源碎屑物質(zhì),粘土礦物特征與臺灣東部陸源物質(zhì)相同;粗粒級沉積物中,重礦物含量及礦物特征也表明巖芯沉積物粗顆粒組分主要來自于近源沉積。臺灣宜蘭境內(nèi)的蘭陽溪每年攜帶約一千萬噸沖積物入海成為研究區(qū)重要的物質(zhì)來源。由于受到黑潮的強(qiáng)烈影響,逆時(shí)針渦流及底層反向流的存在是巖芯高沉積速率重要控制因素。因此,利用動(dòng)力分選的粉砂組分可以用來示蹤古洋流強(qiáng)度,結(jié)果顯示,6.8ka以來黑潮的強(qiáng)弱波動(dòng)頻繁,并表現(xiàn)出一定的旋回性變化,頻譜分析表明,其具有的千年尺度周期(1500a)、百年尺度周期(604a、242a、192a、153a、133a)與十年尺度周期(22a)的周期性變化均與太陽輻射量變化有密切關(guān)系,因此,黑潮的強(qiáng)弱變化在大背景上是由太陽活動(dòng)所控制的。 根據(jù)測年資料可以識別出巖芯存在5期快速堆積事件,這與區(qū)域性降水增加有關(guān),降雨量增加導(dǎo)致陸源物質(zhì)輸入的增加。另外,巖芯位于大陸斜坡區(qū),附近存在有三支海底峽谷,并且地震活動(dòng)頻繁,沉積在宜蘭陸架及東海陸架處的淺海沉積物由于受到地震、風(fēng)暴等活動(dòng)的影響而受擾動(dòng)崩塌、因重力作用而向低處輸送,產(chǎn)生二次侵蝕并經(jīng)由海底峽谷搬運(yùn)到?jīng)_繩海槽南段堆積,使得沉積環(huán)境更為復(fù)雜,但同時(shí)也為沖繩海槽提供了豐富的物質(zhì)供應(yīng)。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P736.21
【圖文】：

圖 2-2 中國東部海域海底地形及流系圖（Liu et al., 2007）TWC：臺灣暖流；ZFCC：浙閩沿岸流；JCC：江蘇沿岸流；YSWC：黃海暖流夏季時(shí)，長江水受西南季風(fēng)壓制，部分往東北外海擴(kuò)散，臺灣暖流則一直往北傳輸進(jìn)入日本海與黃海；冬季時(shí)臺灣暖流減弱與南下的大陸沿岸流在臺灣海峽中段相遇，形成明顯鋒面。黑潮是西太平洋北赤道洋流的北向分支，為一支強(qiáng)烈的邊界洋流，沿臺灣東岸向北，經(jīng)臺灣東北海域時(shí)，因東海陸架的阻擋，主流由往北轉(zhuǎn)為東北，最后于 Tokara 海峽轉(zhuǎn)向東流離開東海海域。在黑潮受陸架阻擋而發(fā)生轉(zhuǎn)向的同時(shí)，部分次表層水自北棉花峽谷附近沖上陸架，形成兩個(gè)分支。其中一支流向西北，但隨即轉(zhuǎn)向東北，最終并回黑潮主流，另一支為向左轉(zhuǎn)的較深層水，在北棉花峽谷與棉花峽谷區(qū)域形成一個(gè)直徑約 70 公里的逆時(shí)針渦流，最后也并回黑潮主流（Tang and Yang, 1993； Tang et al., 1999），而伴隨此渦流形成的是在棉花峽谷東北方陸架邊緣處（25.6oN,122.4oE 附近）終年存在的冷水10

李傳順：沖繩海槽西南端中全新世以來的沉積特征及其物源與環(huán)境意義征，曾將此處的大陸邊緣劃分為五個(gè)主要的地形區(qū)，分別為東海大陸架、東海大陸坡、南沖繩海槽、宜蘭陸架及宜蘭海脊，并指出宜蘭陸架為宜蘭平原向外海的自然延伸。整個(gè)宜蘭陸架大致呈現(xiàn)一個(gè)扇狀，陸架寬度從蘭陽溪口附近的 10 公里到頭城與蘇澳附近變窄為 2 公里左右。宜蘭陸架與陸坡的過渡帶大約在水深200 米左右，陸架邊緣則分布于水深 165~430 米之間，平均深度在 270 米，比東海陸架邊緣深度 120 米要深上許多（Yu and Song, 2000）。宜蘭陸架存在兩個(gè)地形上的高區(qū)，分別位于蘭陽河出�？跂|側(cè)的宜蘭海脊以及龜山島周圍。龜山島則正處于南沖繩海槽西端的開口之中，也是本區(qū)地形變化最劇烈的地方。

李傳順：沖繩海槽西南端中全新世以來的沉積特征及其物源與環(huán)境意義2-3）。此渦流的規(guī)模與流速皆隨深度劇減但卻是終年存在于上層水體中。棉花峽谷與北棉花峽谷正好被籠罩在此渦流之內(nèi)，區(qū)域內(nèi)水體的地化循環(huán)與沉積物傳輸沉降必深受影響。Tang et al. (2000) 通過對臺灣東北部海流結(jié)構(gòu)的深入研究，提出此海區(qū)的海流結(jié)構(gòu)主要受黑潮主軸的季節(jié)性移動(dòng)影響，同時(shí)指出黑潮入侵形成的涌升流所存在的季節(jié)性變化。

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 江波;25ka以來沖繩海槽古海洋環(huán)境演化研究[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2012年

2 明潔;東菲律賓海帕里西維拉海盆第四紀(jì)沉積特征和物質(zhì)來源及其古環(huán)境意義[D];中國科學(xué)院研究生院（海洋研究所）;2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 褚兆晶;新疆博斯騰湖表層沉積物金屬元素地球化學(xué)特征研究[D];蘭州大學(xué);2012年

本文編號：2791805