冲绳海槽晚第四纪沉积特征及其物源和环境意义

本文通过对冲绳海槽北端和南部两个海区沉积物样品的粒度、矿物和元素组成与分布特征的研究，探讨了冲绳海槽沉积物的来源，给出了一定元素组合的物源意义。通过对冲绳海槽两个柱状沉积物的粒度、矿物、元素在地层中的分布特征的研究，结合浮游有孔虫氧同位素地层划分，探讨了冲绳海槽晚第四纪沉积记录的古环境意义。 冲绳海槽陆架和陆坡沉积物明显具有陆架残留沉积的特征，沉积物主要由陆源碎屑矿物、生物碎屑、粘土矿物和少量自生矿物组成。在冲绳海槽北端，陆架和陆坡砂质区沉积物的主要来源是冰期低海面时古黄河的残留沉积，在现代沉积环境下受到海洋生物和自生沉积作用的改造；济州岛南部的细粒沉积区的物源主要是周围陆架残留沉积，在黄海暖流和黄海沿岸流的综合作用下，残留沉积中的细粒组分再沉积形成的。冲绳海槽北端海槽区沉积物主要是火山活动的产物，火山玻璃和火山型的辉石、紫苏辉石和磁铁矿明显富集。冲绳海槽南部沉积物的主要物源是长江沉积物，此外还有大量的海相生物沉积和自生沉积。对元素分布特征的研究表明，冲绳海槽陆架区富含陆源粗碎屑组分SiO_2和生源碎屑组分CaO和Sr，生物沉积对陆源沉积明显具有稀释作用。陆坡区由于受黑潮暖流的影响，往往富集Fe_2O_3和P_2O_5。在海槽区，陆源细粒组分以及与细粒组分相关的元素A1_2O_3、K_2O、Cu、Zn、Co、Ni和Cr等明显富集。利用R型因子分析的方法确定了两个研究区元素组合，结合沉积物的矿物组成给出不同元素组合的物源意义。对冲绳海槽北部(Y127孔)和南部(E017孔)两个柱状沉积物的浮游由孔虫的δ~(18)O进行了分析，将其与本区具有高分辨率的柱状样氧同位素曲线对比进行，结果表明，δ~(18)O值较敏感地记录了冲绳海槽晚第四纪以来的古环境变化。δ~(18)O的高值往往与冷期相对应，δ~(18)O的低值与暖期相对应。冲绳海槽在12ka BP左右开始了逐渐转暖的过程，在10ka BP左右(YD事件)发生了短暂的降温过程，但降温幅度很小。根据沉积物化学组成在地层中的变化规律，大部分元素较敏感地记录了全新世气候转暖事件，但是对于千年尺度的YD事件，多数元素对此没有明显的响应。冲绳海槽火山活动对沉积物的组成和沉积环境的塑造起到了至关重要的作用。根据氧同位素地层划分，在冲绳海槽北部12ka BP曾有火山活动的纪录，距今约8ka BP以来，冲绳海槽有两次较大规模火山活动的记录。火山活动往往会在短期引起气候的变冷，从而造成海区生态环境的破坏，生物沉积作用减弱。但从长期变化来看，可能是气候变暖的因素之一。火山层的主要特征为沉积物主要由粉砂组成，平均粒径明显高于周围层位，在矿物组成上表现为蒙皂石、火山玻璃和火山型的辉石、紫苏辉石和磁铁矿的含量较高，在化学组成上表现为Na_2O与Zr的同高于周围层位，而陆源性较强的元素TFe_2O_3和K_2O，以及生源组分CaCO_3和Sr的含量普遍低于周围非火山层。