冲绳海槽沉积物磁性特征及其与环境的关系

摘要

本文选取东海陆架至冲绳海槽槽底平原的代表性沉积样品110个和已有研究基础的DH180岩心样品，通过颗粒分离、磁性矿物分析、趋磁细菌培养、浮游有孔虫δ18O测定、AMS14C测年、多种磁学参数测量(包括磁化率、等温剩磁、x-T热磁曲线、磁滞回线、非磁滞剩磁和饱和等温剩磁等)等试验手段，分析探讨了不同粒级沉积物对磁性的贡献、沉积物磁性与物质来源及环境的内在联系、短期古海洋事件的环境磁学表现等科学问题。主要研究结果和认识如下： 1.根据不同沉积环境中沉积物的磁滞回线、等温剩磁曲线、热磁曲线等磁性特征和磁性矿物的分析结果，认为从陆架外缘到冲绳海槽槽底平原沉积物的磁性矿物以磁铁矿为主，磁性矿物的粒度以准单畴为主，存在少量超顺磁颗粒。 2.不同沉积环境中沉积物对磁性矿物富集的粒级不同，不同粒级沉积物对磁化率的贡献存在差异。陆架外缘粗颗粒沉积物对磁化率的贡献大，西陆坡和西槽底平原细颗粒沉积物对磁化率的贡献大，而东槽底平原因含有火山物质，粗细粒级对磁化率贡献相当。 3.根据各沉积环境中不同粒级沉积物对磁化率的贡献、磁性矿物的成分、磁畴状态、磁滞回线及等温剩磁曲线和热磁曲线变化的幅度和趋势，认为各沉积环境中磁性矿物的来源和成因不同。从陆架外缘到东槽底平原，在磁性矿物来源上既有一定的联系，又受不同环境因素(如火山作用)的制约，表现出不同的磁性特征和环境特点。 4.冲绳海槽东槽底平原沉积物含有较多的火山物质，磁学特征与其它沉积环境有明显差异，各磁性参数特征值也明显较强。 5.CaCO3含量与磁性参数没有明显的相关性，但在高含量区，可能对沉积物磁性矿物的含量具有稀释作用，沉积物磁学性质相对减弱。 6.根据DH180岩心沉积物的磁学性质的变化特征，认为冲绳海槽中部曾发生过两次火山事件和一次短期气候变冷事件(新仙女木事件)。两次火山事件发生时代分别距今约12.6ka和6.2ka，最近一次火山喷发的年代与K-Ah火山喷发的年代基本一致；在新仙女木事件发生时期，DH180岩心磁化率(x)曲线明显减小，SIRM/x和ARM/x比值有稍微增大的波动特征。

目录

文摘

英文文摘

前言

1概述

1.1环境磁学研究现状与进展

1.1.1物质的磁性及矿物磁学参数

1.1.2磁性矿物的来源和转化

1.1.3沉积物磁性记录与高分辨率古气候研究

1.1.4在地层对比中的应用

1.1.5追踪沉积物来源

1.1.6人类活动影响与环境污染

1.1.7环境磁学国内研究现状

1.2研究内容及工作情况

1.2.1研究内容

1.2.2工作情况

1.2.3研究材料与方法

2区域概况

2.1区域地形地貌概况

2.1.1东海外陆架

2.1.2东海陆坡(海槽西坡)

2.1.3冲绳海槽槽底平原

2.2研究区物质来源

2.3研究区水文特征

2.3.1黑潮流系

2.3.2陆地径流特征

2.4区域研究背景

3海底沉积物磁性矿物特征与粒度

3.1磁滞回线

3.2等温剩磁特征

3.3热磁曲线

3.4磁性矿物分析

3.5磁性矿物的粒度

3.6讨论

3.7小结

4海底沉积物中趋磁细菌的磁性贡献

4.1趋磁细菌和磁小体的研究在地学上的意义

4.2样品的培养与收集

4.3电镜观察

4.4讨论

4.5小结

5沉积物不同粒级的磁性特征及其与环境的关系

5.1样品与方法

5.2测量结果

5.3各粒级沉积物对磁性的贡献

5.4沉积物不同粒级磁性特征与环境的关系

5.5小结

6冲绳海槽现代沉积物磁学性质分布特征与环境的关系

6.1样品和实验方法

6.2测量结果

6.3现代表层沉积物磁学性质分布特征

6.3.1饱和度(S300)

6.3.2质量磁化率(x)、饱和等温剩磁强度(SIRM)、非磁滞剩磁强度(ARM)

6.3.3频率磁化率

6.3.4 SIRM/x，ARM/x

6.3.5 CaCO3含量和烧失量与表层沉积物磁性参数的关系

6.4研究区物质来源与磁学性质的关系

6.5小结

7冲绳海槽15ka以来沉积物环境磁学特征与古海洋事件

7.1样品和方法

7.2 DH180岩芯的沉积地层、沉积速率与氧同位素地层

7.3180岩心的各磁性参数的变化特征

7.4火山事件

7.5新仙女木事件

7.5.1新仙女木事件研究进展

7.5.2DH180岩心新仙女木事件的环境磁学表现

7.6小结

8结论

参考文献

致谢

附录A 环境磁学基本参数所表征的意义

附录B 在读期间参与的项目及发表的论文