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氧同位素3早期以来千年尺度气候事件在日本海北部的磁学记录
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作者 邹庆超 石学法 +5 位作者 葛淑兰 吴永华 邹建军 贺湘锋 Sergey A.Gorbarenko 刘建兴 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期106-121,共16页
日本海是西北太平洋最大的边缘海,长期以来普遍认为其沉积物处于强烈的还原环境中而导致相应的磁学信号非常微弱,以致常用的磁学方法在该区的应用一直受限。为深入探讨磁学指标在日本海古环境与古海洋学研究中是否有效,本文对位于研究... 日本海是西北太平洋最大的边缘海,长期以来普遍认为其沉积物处于强烈的还原环境中而导致相应的磁学信号非常微弱,以致常用的磁学方法在该区的应用一直受限。为深入探讨磁学指标在日本海古环境与古海洋学研究中是否有效,本文对位于研究程度相对薄弱的北部一根626 cm长的柱状沉积物岩心(LV87-2-3孔,水深740 m)开展了系统的岩石磁学测试分析以及高分辨率的AMS14C测年和粒度分析。结果显示岩心系约48.3 ka BP以来的沉积记录,其55 cm以下层位的原生亚铁磁性矿物(主要为磁铁矿)已被大量还原而生成黄铁矿,导致磁性极弱。这与Dansgaard-Oeschger(D-O)旋回间冰阶水体分层加强和表层生产力提高等因素密切相关。然而,在此背景下仍存在4个以高矫顽力矿物(如赤铁矿和针铁矿)占比较高为明显特征的强磁性层位,即“硬磁异常”层;其很好地对应了海因里希(Heinrich)事件,指示了东亚冬季风(EAWM)增强和高盐度对马暖流(TWC)注入而导致的相对减弱的还原环境。上述变化在沉积物粒度上却未见清晰体现。因此,该研究不仅表明磁学参数对于指示末次冰期日本海古海洋与古环境演化的作用不容忽视,同时也为后续相关工作提供了新视角和新思路。 展开更多
关键词 日本海沉积物 磁性矿物 岩石磁学 古环境 HEINRICH事件
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中、西太平洋海山富钴结壳碲元素地球化学特征及其资源潜力
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作者 张辉 刘季花 +4 位作者 高晶晶 崔迎春 张颖 白亚之 何连花 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期109-121,共13页
根据太平洋海山群(中太平洋海山群、莱恩海山链)和西太平洋海山群(麦哲伦海山群、马尔库斯维克海山群、马绍尔海山群)5个海山群14座海山的185个富钴结壳样品的碲元素分析测试,研究了其组成特征、空间分布规律、赋存相态及资源潜力。结... 根据太平洋海山群(中太平洋海山群、莱恩海山链)和西太平洋海山群(麦哲伦海山群、马尔库斯维克海山群、马绍尔海山群)5个海山群14座海山的185个富钴结壳样品的碲元素分析测试,研究了其组成特征、空间分布规律、赋存相态及资源潜力。结果表明,研究区富钴结壳中碲元素质量分数的变化范围为17.8~145.2μg/g,平均值为47.4μg/g;各海山群碲元素的含量范围及区域富集程度存在较大差异,富集程度由高到低依次为麦哲伦海山群、马绍尔海山群、马尔库斯维克海山群、中太平洋海山群和莱恩海山链,区域上呈现自西向东逐渐降低的趋势。碲元素含量与水深呈径向相同、纬向相反的趋势,说明碲元素的富集不仅与结壳在海水中的产出深度有关,还与经纬度、海山地形及区域成矿环境有关。淋滤结果显示碲元素主要富集在铁氧化物及残渣态中,富氧环境和生物作用磷酸盐化对碲的富集成矿起决定性作用。参照陆地伴生有用元素最低工业品位要求,中、西太平洋研究区域海山样品富钴结壳碲元素含量均达到了工业品位要求,具有潜在的开发价值。由富钴结壳储量估算,中、西太平洋富钴结壳中碲储量大于7.63万t,是海底碲资源的重要储备基地。 展开更多
关键词 富钴结壳 碲元素 分布规律 富集机制 资源潜力 中、西太平洋
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末次冰期以来阿拉伯海底层水体氧含量变化及其驱动因素
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作者 刘佳澳 吴永华 +4 位作者 刘升发 乔淑卿 陶菁 齐文菁 刘季花 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期189-201,共13页
末次冰期以来阿拉伯海水体氧含量变化在时空上具有显著的差异。目前对其空间变化规律及主导因素尚缺乏系统的研究,尤其缺乏对千年尺度上深层水氧含量变化过程及其控制因素的综合分析。本文基于阿拉伯海中部深水区WIND-CJ06-6与WIND-CJ06... 末次冰期以来阿拉伯海水体氧含量变化在时空上具有显著的差异。目前对其空间变化规律及主导因素尚缺乏系统的研究,尤其缺乏对千年尺度上深层水氧含量变化过程及其控制因素的综合分析。本文基于阿拉伯海中部深水区WIND-CJ06-6与WIND-CJ06-13两个岩芯的XRF岩芯扫描结果,结合前人已发表的指示阿拉伯海水体氧含量变化数据,重建了末次冰期以来千年尺度阿拉伯海不同海域和深度的水体氧含量变化历史并分析了其驱动因素。阿拉伯海水深小于1500 m的水体在千年尺度上的氧含量变化受到表层初级生产力和中层水流通性的共同控制,但在不同时期主导因素不同;在B/A(Bolling-Allerod)到YD(Younger Dryas)期间,阿拉伯海西北部表层生产力显著高于同时期其他海域,导致了中层水体的氧含量在西北部降低而在其他海域增高的空间差异。阿拉伯海水深大于1500 m的水体氧含量在末次冰期以来整体上受北大西洋深层水(NADW)强弱的控制,在LGM(Last Glacial Maximum)到HS1(Heinrich stadial 1)阶段则受到南大洋通风增强的影响,水体氧含量显著升高。 展开更多
关键词 氧含量 表层生产力 中层水 深层水 末次冰期 阿拉伯海
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南海上地幔各向异性结构及动力学含义
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作者 薛梅 李琳 +7 位作者 杨挺 刘晨光 华清峰 夏少红 黄海波 黎伯孟 霍达 潘谟晗 《地震学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期494-520,共27页
南海处于欧亚板块、太平洋板块和印度—澳大利亚板块的交会区,是西北太平洋一系列边缘海中最大的边缘海。关于南海的打开以往研究提出了如印度板块与欧亚板块碰撞驱动挤出以及古南海俯冲拖拽等诸多模型。本文力图通过南海海盆及周边各... 南海处于欧亚板块、太平洋板块和印度—澳大利亚板块的交会区,是西北太平洋一系列边缘海中最大的边缘海。关于南海的打开以往研究提出了如印度板块与欧亚板块碰撞驱动挤出以及古南海俯冲拖拽等诸多模型。本文力图通过南海海盆及周边各向异性结构来约束南海演化机制。基于同济大学2012和2014年在南海中央海盆进行的两次被动源宽频带海底地震观测试验回收的10台OBS记录仪近1年的地震数据,本文采用三种不同的横波分裂方法,获取了中央海盆针对两次远震的XKS分裂结果以及南海周边20次区域地震提供的S震相分裂结果。SKS分裂结果显示,南海中央海盆下方存在快轴方向为NE-SW向的各向异性,其成因可能与海底扩张时期沿洋脊方向的地幔流以及南海海洋板块俯冲拖拽的地幔流有关。南海及其周边上地幔存在强各向异性,且不同方位观测到的各向异性不同,快轴方向与前人SKS横波分裂结果、GPS和板块运动一致,较好地对应了区域构造运动或者地幔对流模型。各向异性结果与印度—欧亚板块碰撞驱动挤出模型以及古南海俯冲板块拖拽模型预期结果一致,与理想的地幔柱上涌驱动模型不一致。由于海盆各向异性观测特别有限,各向异性结果不能证实亦不能证伪“大西洋型”海底扩张模型、弧后扩张模型和板缘破裂模型,后续还需要更多的观测结果来证实或证伪上述模型。 展开更多
关键词 南海打开模型 横波分裂 SKS震相 区域S震相
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环境磁学视角下的北冰洋深海磁性地层:以罗蒙诺索夫脊ARC5-ICE4孔为例
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作者 张茂 刘建兴 +3 位作者 邹庆超 姚政权 刘焱光 石学法 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2983-2996,共14页
近年来,北冰洋深海百万年尺度的磁性地层年代框架受到了来自诸如Mn旋回地层和钛磁赤铁矿“自反转”现象的强烈质疑,以致对该方法在北冰洋的适用性产生了巨大争议.鉴于此,本文对中国第五次北极科学考察在北冰洋罗蒙诺索夫海岭获得的ARC5-... 近年来,北冰洋深海百万年尺度的磁性地层年代框架受到了来自诸如Mn旋回地层和钛磁赤铁矿“自反转”现象的强烈质疑,以致对该方法在北冰洋的适用性产生了巨大争议.鉴于此,本文对中国第五次北极科学考察在北冰洋罗蒙诺索夫海岭获得的ARC5-ICE4钻孔岩心(水深2860 m,进尺4.15 m)开展了深入的岩石磁学分析.结果证实岩心中的载磁组分以磁铁矿为主,部分颗粒表面发生轻微氧化作用,另含少量磁赤铁矿、赤铁矿、钛磁赤铁矿等;整体粒径呈现相对均一的准单畴(PSD:pseudo-single domain),且含量随深度变化不大.岩心1.15~2.04 m区间显示的负极性并非“自反转”所致,而是真实的古地磁场记录;结合相对古强度(RPI)曲线模式和S-ratio的旋回变化特征,将其对应于松山期(约2.58~0.78 Ma),钻孔底界年龄<3.58 Ma.另外,上述年代框架指示的沉积速率变化模式很好地吻合了北半球冰期加强(iNHG:intensification of Northern Hemisphere glaciation)和中更新世气候转型(MPT:mid-Pleistocene transition)等古气候事件,更加印证了其可靠性.因此,即使“自反转”现象在北冰洋深海地区真实存在,其影响范围也是局部的,即磁性地层对于建立该区新生代年代框架的重要性仍不容忽视.总之,目前北冰洋深海沉积物定年仍面临诸多难题和挑战,今后需加强多学科协作. 展开更多
关键词 北冰洋深海沉积 岩石磁学 相对古强度 磁性地层 自反转
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