海洋沉积粘土矿物与古气候古环境演化响应的研究进展

的三维空间结构的识别有关∀参考文献≥°°≠≤√°∗°°°∏⁄×°≠°∗ƒ≤⁄εταλ..°°ƒ⁄∏∗∏≤≤ƒεταλ..ϑ.Βιολ.Χηεµ.,∗本文编辑张培新海洋沉积物记录了海洋物理和化学过程以及全球气候和环境变化历史的信息∀近年来的研究表明占沉积物组分一定比例的粘土矿物组合的变化与长期气候演变存在一定的关系粘土周期性沉积响应与地球轨道驱动因子作用有关陆源粘土通量既受大陆冰盖厚度和海平面变化以及环流强度的控制同时又受源区物理!化学风化程度的影响∀因此粘土矿物组合的变化反映了源区气候冷!暖周期性旋回记录了搬运!再沉积和环境演化的重要信息为古环境再造!古季风变迁以及海陆对比提供了有力证据同时也为洋盆及其边缘海形成!地球演化及重建中生代以来古海洋演变模式的研究提供了新思路≈∀粘土矿物记录米兰科维奇周期变化叶笃军年指出全球变化是地球系统内在动力和热力作用以及这种作用对外部作用的响应所决定的∀≥年!年的研究则表明气候变化与地球运转的米兰科维奇周期变化既有纬度效应又受地形!地貌特征的影响≈∀∏年研究指出各周期成分在第四纪不同时段存在主导气候周期转型现象∀粘土矿物沉积记录的米兰科维奇周期变化为用谱分析研究古气候!古环境演化提供了条件≈∀年ƒ等在重建2海古气候周期性变化研究中以坡缕石和伊利石的÷衍射特征峰的峰值比为古气候替代性指标发现西北印度洋粘土矿物记录的周期变化在发生转变主要周期由岁差周期转变为地球轨道偏心率周期反映了区域性气候占主导作用季风向全球性甚至更复杂的气候占主导作用冰盖扩张转变∀北大西洋粘土矿物沉积同样受地球轨道参数变化影响在短期尺度以来的米兰科维奇周期主要周期成分内粘土矿物的÷衍射特征峰峰值的变化与有孔虫的∆同位素记录相吻合表明不中国科学院资源与生态环境研究重大!重点项目22号及国家自然科学基金资助项目号∀收稿日期22修回日期22中国科学院南海海洋研究所边缘海地质与环境开放实验室广州陈忠颜文海洋沉积粘土矿物与古气候!古环境演化响应的研究进展Α∆ςΑΝΧΕΣΟΦΤΗΕΣΤΥ∆ΙΕΣΟΝΧΛΑΨΜΙΝΕΡΑΛΣΙΝΜΑ2ΡΙΝΕΣΕ∆ΙΜΕΝΤΣΑΝ∆ΙΤΣΡΕΣΠΟΝΣΕΤΟΕςΟΛΥΤΙΟΝΟΦΠΑΛΕΟΧΛΙΜΑΤΕΑΝ∆°∞∞∂∞×≥≤∞≤∞≥≤°∞科学视野海洋科学年第卷第期同纬度米兰科维奇周期的各周期成分对粘土矿物分布的主导作用不同从高纬度到中纬度由黄赤交角周期起主导作用转变为岁差周期起主导作用≈∀而等年的研究指出偏心率周期在不同纬度对粘土矿物的分布均有影响可能是第四纪沉积物中冰2大气2海洋藕合系统内在驱动因子∀轨道驱动因子对碎屑粘土在纬向上的变化起两种控制作用一是对粘土矿物形成类型的控制在高纬度地区以物理风化为主而在中底纬度地区则以化学风化为主二是对碎屑粘土搬运方式的控制在高纬度地区碎屑供应以风力搬运为主而在低纬度地区则以洋流搬运为主≈∀粘土矿物反映出的各周期成分对古气候变化的贡献不是等权的既存在线性驱动又存在非线性驱动≈∀加强古气候对米兰科维奇周期非线性响应的研究能更好地探索古气候变化规律更准确地预测全球气候变化趋势∀粘土矿物对厄尔尼诺型气候突变的响应年指出气候突变可以发生在季节!年际!或百年甚至更长直至地质时间尺度的时域内年际突变∞≥∞22≥∏是全球气候变化中极其复杂的自然现象∀大气2海洋波动机制气压!降水量和温度以及降雨的同位素组成等的变化蕴含着触发∞≥事件的信息≈∀等发现∞≥事件直接反映了温度和降水的变化以及沿岸沉积物的差异南部沿岸沉积物沉积方向昀近来发生了逆转每次持续时间为∗认为全新世发生的长期气候突变事件的影响与∞≥事件的影响作用相同∀由于这种长期气候突变的持续时间以∗为尺度与仅持续数月的厄尔尼诺事件不同称其为厄尔尼诺型气候∞2突变∀×年指出厄尔尼诺型事件发生时灾难性降水地区以化学风化为主粘土矿物组合以伊利石和绿泥石的减少导致蒙脱石和高岭石含量增高为特征而在干旱地区则出现相反的情况∀粘土矿物组合变化记录了∞≥型气候变化的信息可以用来研究百年尺度厄尔尼诺型突变事件∀°∏等≈研究了和南美北部大陆架粘土矿物含量变化表明全新世°以来出现了次厄尔尼诺型气候转变分别为?°?°?°∀其中第一气候期为湿润阶段第三和第二气候期为干旱阶段首次表明了∞≥型气候导致的气候突变对南美洲北部大西洋陆架的沉积有影响作用∀这对重建区域性百年尺度厄尔尼诺型气候变化理解和认识∞2≥事件的历史演化和区域性影响以及昀终预报厄尔尼诺事件发生的规律性均具有重要意义∀粘土矿物对冰2大气2海洋藕合系统的响应∞≈研究南冰洋∏2≥∏陆架≤≥2和≥≥×≥2柱样晚始新世至早中新世期间的黏土发现蒙脱石和伊利石对气候反应明显∀在晚始新世期间蒙脱石含量高且结晶程度好推演南极大陆为温和2潮湿的的环境以强烈的化学风化为特征此后蒙脱石含量减少和结晶度变差反映了始新世期间的全球变冷事件∀而渐新世以来南极大陆变得寒冷并被冰川覆盖转为以物理风化为主但在晚渐新世∗和∗期间和以来的早中新世期间冰川来自南部∀而在其他期间段冰川来自西部动力学特征与现代的相同∀因此黏土矿物组合的变化不仅记录了冰川强度的变化而且记录了冰川流动的方向可以作为揭示冰2大气2海洋藕合系统中冰盖前进或后退的动力学机制的替代性指标∀冰期2间冰期大洋深层水循环方式的变化及其机制是当今古海洋学悬而未决的重大理论问题之一∀•≤•∏2∏是北大西洋深层水环流的重要组成部分其强度与蒙脱石含量之间存在一定的关系≈∀黏土矿物堆积速率以及蒙脱石和伊利石的÷衍射特征峰的峰值比的变化表明自末次盛冰期以来2的•≤逐渐增强但在同位素过渡期和新仙女木事件期间没有发生变化大约在速度达到昀大值随后逐渐降低反映了由南格陵兰冰缘冰雪融化带来富伊利石的碎屑含量增加了∀而在2蒙脱石的含量在∗之间变化此间并没有发生明显的趋势说明黏土矿物受冰渍沉积控制蒙脱石由于伊利石!绿泥石和高岭石的增加而降低了≈这表明高分辨率黏土矿物可作为新的替代性指标研究环流古强度演化以及深层水循环与≥≤∞≤∞≥≤°∞科学视野≥∂中国科学院海洋研究所青岛蒲新明吴玉霖浮游植物的营养限制研究进展ΡΕςΙΕΩΟΦΝΥΤΡΙΕΝΤΣΛΙΜΙΤΑΤΙΟΝΟΦΠΗΨΤΟΠΛΑΝΚΤΟΝ中国科学院重大基金资助项目22号国家自然科学重大基金资助项目第号中国科学院海洋研究所调查研究报告第号∀收稿日期22修回日期22大气物质交换途径和方式∀高分辨率地层学的发展促进了黏土矿物与古气候!古环境演化响应研究黏土矿物组合变化为研究物质来源及搬运途径!环流强度的演化以及研究气候变化原因!机制和对地球系统的响应提供了丰富的资料及背景材料∀目前古全球变化研究°∞≥已成为国际上第四纪研究的重点∀研究表明季风强度增强导致源区岩石的侵蚀作用增强及周缘盆地沉积物堆积速率加快南海作为西太平洋由季风和通道状况决定海洋环流特征的半封闭型边缘海湄公河来源的陆源黏土矿物记录了青藏高原隆升与东亚古季风响应以及沉积物搬运途径和沉积环境演化的信息∀因此研究南海黏土矿物组合以及堆积速率变化对研究昀后地质时期末次冰期至现代气候变化与古季风的变迁的关系南海环流古强度的演变探讨短周期∞≥灾害性事件的触发机制以及预测未来环境的变化均具有重要的现实意义∀参考文献王慧中等∀中国科学⁄辑28∗施雅风!汤懋苍等∀中国科学⁄辑28∗赵振华∀大气科学20∗李兴文!陈月娟∀大气科学20∗°∏ƒΜαρινεΓεολογψ:∗∏2∏αλ..Παλεοχεανο−γραπγψ,12∗εταλ..Παλεοχεανογρα−πηψ,11∗≤×Παλεοχεανογραπηψ,12∗°∏εταλ..ΟχεανολογιχαΑχτα,19∗∞•Παλαεοεχολογψ,∗ƒ≤≤2ΜαρινεΓεολογψ,∗ƒ≤Παλεοχεανογραπηψ,,12∗本文编辑李本川近岸海域受人类影响较深随着污染的加剧和富营养化程度的提高浮游植物爆发而形成赤潮的频率和范围都在加大∀深入地了解浮游植物与周围环境尤其是营养盐的相互关系对探讨赤潮发生机制促进海域生态环境的改善具有理论上的指导意义∀对营养限制的理解对营养限制概念的定义有如下几种昀早的是利比希昀小因子定律年中指出的植物的生长取决于处在昀小量状况的必需物质这种物质就是限制因子∀谢尔福德耐受性定律年认为生物对各种环境因子的适应有一个生态学上的昀小量和昀大量它们之间的幅度称为耐受限度或生态幅超出了这个范围就会影响生长和发育而成为限制因子∀∏年把限制因子定义为生物活动所需要的昀接近昀小需求量的物质∀随着研究的深入发展不同的研究者提出不同的限制对象浮游植物的生长速率!生物量或初级生产力∀对于它们之间的关系必须明确不可混为一谈比如在捕食率高!多数浮游植物生活周期短的水体中浮游植物的生物量很低≥≤∞≤∞≥≤°∞科学视野