渤海南岸LZ908孔海陆交互相地层气候代用指标及沉积环境研究

【摘要】第四纪冰期-间冰期交替的气候变化造成了全球海平面的波动，在海岸带地区表现为海陆交互相沉积。海岸带地区沉积物记录了沉积环境变化的丰富信息。通过研究海陆交互相沉积物来探讨沉积环境演化，重建区域环境变化历史，对于认识海陆相互作用以及预测未来环境演变具有重要意义。本文研究的LZ908孔位于渤海莱州湾南岸，在建立相对可靠的年龄框架的基础上，结合沉积物有孔虫特征研究了渤海南部地区海侵、海退的古海洋环境变化；对沉积物的颜色反射率各参数变化进行主成分分析，根据结果讨论影响海陆交互相沉积物颜色变化的主要因子；对沉积物粒度、颜色反射率、磁化率及孢粉这些指标进行分析，探讨各指标的环境指示意义、周期性变化及可能的影响因素。将各指标反映的气候变化与全球气候变化或海平面变化进行对比，得到莱州湾地区的区域性气候变化特征。得到的初步结论如下：1.通过对渤海莱州湾南岸LZ908孔的研究，识别了LZ908孔的有孔虫组合特征，结合AMS14C和光释光测年结果，对比渤海地区其它钻孔资料，对晚第四纪的环境变化过程进行了重建，认为三次大规模海侵开始于MIS7，MIS5和全新世，另外在MIS6的中期也发生了一次小规模的海侵。LZ908孔在MIS3阶段存在海侵地层，但是有孔虫特征显示这一时期的温度低于MIS5阶段。2.通过将LZ908孔的亮度与碳酸钙含量进行对比，发现L*值与CaCO3含量曲线的变化非常一致，在海陆交互相沉积物中，将L*值作为碳酸盐的替代指标是可行的。采用方差极大旋转法对样品颜色反射率的一阶导数进行了因子分析，通过将因子的载荷曲线与已知沉积物组分的一阶导数曲线进行对比，得到因子1与沉积物中有机物含量相关，因子2与沉积物中的粘土矿物含量关系较大，因子3与沉积物中针铁矿相关。3.通过对沉积物粒度的主成分分析，发现LZ908孔<32μm的细粒部分的含量与65oN夏季太阳辐射的变化和神农架三宝洞石笋的δ18O值的变化十分相似，表明LZ908钻孔沉积物<32μm的细粒部分的含量可以作为指示东亚季风强度的一个很好的指标。通过将磁化率和孢粉数据相结合，结果表明磁化率是一个良好的气候指标，高磁化率指示暖湿气候，低磁化率反映干冷气候。将LZ908孔的磁化率曲线与深海氧同位素曲线进行对比，磁化率高值对应氧同位素低值，为间冰期环境，磁化率低值对应氧同位素高值，为冰期环境。亮度值和CaCO3含量较高的层位大致为海平面较高的时期，指示温暖湿润的环境；相反地，亮度值和CaCO3含量较低的层位表明气候寒冷干燥，大多为海平面较低的时期。在LZ908钻孔的沉积序列中，红度值a*值的变化主要反映了沉积环境的氧化还原状态，冰期时期为低海平面时期的河漫滩环境，沉积环境为氧化环境，高价铁的氧化物和氢氧化物增加，沉积物颜色为红褐色或黄褐色，a*值也较大。间冰期的浅海或滨海环境，沉积环境为还原环境，高价铁的氧化物和氢氧化物转化为低价铁的氧化物和氢氧化物，沉积物颜色为深灰色、灰褐色或棕绿色，a*值也较小。4.通过对LZ908钻孔沉积物的粒度、磁化率和红度值a*值时间序列的频谱分析，得到250ka以来，渤海莱州湾南岸海陆交互相沉积物粒度、磁化率和红度值分别记录了轨道岁差、倾斜度和偏心率的周期特征。
【作者】姚菁；
【导师】于洪军；
【作者基本信息】中国科学院研究生院（海洋研究所），海洋地质，2014，博士
【关键词】渤海南岸；有孔虫组合；沉积环境；气候代用指标；

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