菲律宾海岩心记录的地磁场相对强度变化和环境磁学参数演变

摘要

对位于菲律宾海北部和中西部海区的共计5个重力岩心进行了系统的古地磁和岩石磁学研究。北部三岩心的氧同位素地层表明，近4米长的岩心记录了大约131ka以来的沉积历史。虽然沉积物符合磁性“均一性”特征：主要载磁矿物为磁铁矿，磁性矿物颗粒大小在假单畴以及含量变化不超过10倍，但是所得的地磁场相对强度存在较大的参数间和钻孔间差异。低温磁化率实验揭示的超顺磁颗粒是导致参数间差异的主要原因，而未能有效去除的气候印记则是钻孔间差异的主因。中部海区4米长岩心的底部发现了Matuyama—Brunhes磁极性倒转，并且沉积物磁性“均一性”要好于北部岩心，磁性颗粒分布在狭小的细假单畴范围，磁性矿物含量变化只有2—3倍，因此两个岩心获得了780ka以来比较一致的地磁场相对强度。在此基础上，本文还讨论了环境磁学参数演变，发现在南海氧同位素指示的间冰期条件下，菲律宾海区中西部沉积了更多和更细粒的磁性矿物，反之在冰期条件下，细粒物质减少，相对颗粒度变粗。我们用间冰期时增加的降雨量和化学风化程度来解释这种变化，而这与东亚夏季风和/或东南沿岸的温暖气候密切相关。最后对岩石磁学参数的周期性进行了初步分析，北部岩心主要是18ka周期，中部为100ka，29ka，23ka和18ka周期以及粗颗粒参数的38—35ka周期。本研究主要结论如下： ⑴菲律宾海沉积物通常具有磁性“均一性”特征，可以记录可靠的地磁场相对强度演变，但是北部的“均一性”较之中部为差，有些岩心记录的地磁场相对强度仍然有很强的轨道周期。 ⑵北部三个岩心记录了末次间冰期以来的地磁场强度演化过程，比较一致的是100ka以来的地磁场强度变化。非磁滞剩磁归一强度是比磁化率归一强度适宜的强度参数，主要原因是受超顺磁颗粒异常高的磁化率影响。 ⑶中部二岩芯记录了Brunhes期780ka以来的地磁场强度变化。 ⑷地磁场相对强度基础上的岩石磁学参数变化表明，中部岩心在间冰期时沉积了更多细颗粒的磁性矿物，冰期时细颗粒减少，粒度变粗。推测与东亚夏季风和东亚物源区的化学风化加强有关。 ⑸中部岩心岩石磁学参数的周期性初步分析表明主要周期为100ka，29ka，23ka和18ka。表达细颗粒的参数主要揭示了100ka左右的偏心率周期和23ka的岁差周期。只有一个表示粗颗粒的指标揭示了38—35ka的周期，可能是轨道倾斜周期的表现。这可能表明了不同的气候因素控制了粗细颗粒的变化，而北部岩心主要周期是18ka左右。

目录

文摘

英文文摘

绪论

第一章海洋沉积物地磁场相对强度和岩石磁学研究现状

第一节海洋沉积物地磁场相对强度研究现状

第二节地磁场相对强度年龄框架基础之上的环境磁学气候研究现状

第二章区域地质背景、岩心物理性质和研究方法

第一节菲律宾海地质背景

第二节本研究中五个重力岩心的物理性质

第三节古地磁样品采取和实验方法

第三章菲律宾海北部和中部沉积物古地磁和岩石磁学性质

第一节菲律宾海北部三岩心的古地磁、岩石磁学和其他沉积学性质

第二节菲律宾海中部二岩心的古地磁、岩石磁学和其他沉积学性质

第四章地磁场相对强度变化

第一节菲律宾海北部三岩心的地磁场相对强度变化

第二节菲律宾海中部二岩心记录的地磁场相对强度变化

第五章岩石磁学参数反映的气候演变

第一节菲律宾海北部岩心记录的131ka来的岩石磁学演化以及与气候要素之间的关系

第二节菲律宾海中部780ka以来的岩石磁学参数演变

第六章本文主要结论和未来工作的方向

参考文献

致谢

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