文摘
我们集成多个地球化学分析,一个13.75米长的核心973 - 4从南海东北部(SCS)探测深海沉积物档案海平面变化的响应42可以跨越过去。基于AMS age-depth模型14C约会,沉积物粒度,显示了浊流的发生在14可以,这是与海底滑坡引起的天然气水合物分解。主陆源沉积物输入是从台湾西南部河流提供的。通过合成环境敏感性指数的四个不同阶段,古演进是公认的在整个研究区间。氧化条件下发生在I期(42.4 - -31.8)可以与低海平面站低于-80米,伴随着平陆源输入。最大数量的陆源沉积物输入发生在第二阶段的后期阶段(31.8 - -20.4可以)海平面最低的站低于-120米,因为距离paleo-Taiwan河河口的核心位置。的发生Ca-enriched浊流打扰原始沉积物在第三阶段(20.4 - -13.9可以)。逐步升高的海平面站导致封闭半封闭的系统,导致了一个相对低氧环境在深海四期(13.9 kyr-present)。时间变化的TOC和CaCO3显示同步模式相反,表明分离有机碳埋藏和碳酸盐生产力之间的关系。我们的研究结果强调这些沉积记录反映在古SCS东北部的变化主要是受海平面波动和后,mid-Holocene以来,加强东亚夏季季风(EASM)海平面淹没了稳定控制环境变化。
1。介绍
西太平洋最大的边缘海,南中国海(SCS)每年接收大量的沉积物,可能从珍珠陆源供给,红色,和长江的河流,以及台湾和吕宋岛1- - - - - -4]。认为超过700吨/年的河流沉积物被运送到了SCS从周围的河流3),占3.7%的全球估计世界海洋河流输沙量(5]。在各种河流排水系统中,从西南山区河流(SW)台湾直接排放最多的悬浮沉积物SCS,总负载176吨/年,华南贡献约102吨/年,供应从吕宋岛超过13吨/年(图1)[3]。最近,在珠江的东部地区(EPR)被认为是另一个潜在来源沉积物供应SCS北部[6]。进一步通过各种沿海运输,这些河流沉积物表面,和深度电流后进入SCS,如东亚季风(像),这是表面的主要控制循环。与此同时,西太平洋的深水电流通过吕宋海峡和浅黑潮海流的入侵被认为是可以运输的主要通道沉积物来自台湾北部SCS。此外,广东当前影响像在夏天和冬天西南向东北流动,这是很重要的沉积物运输从珠江北SCS(图1)[3,7- - - - - -12]。因此,SCS通常被视为最大的河流沉积物插座在半封闭的边际世界各地的海洋(5),而这一领域提供了一种自然的实验室破译古从高分辨率的沉积记录。
与大陆相比盆地受成岩过程的重要修改(13- - - - - -15)、海洋沉积物中海洋盆地沉积的历史有更清晰的指纹;因此,他们健壮的档案重建过去气候和环境的变化。在过去的十年里,许多研究试图阐明古变化通过使用多个paleoproxies,如元素地球化学(16,17),有孔虫特征([18,19]),磁性20.),粘土矿物(3,9,21[],和粒度22,23]。从这些结果的关键结论是,海平面波动对气候变化产生重大影响并主导环境发展。例如,高强)在最后的冰河时代全球海平面低于-120米,海岸线撤退,和更大的地区大陆架暴露;河流沉积物可以排入外大陆架和深海更容易24]。
SW台湾的大陆边缘位于SCS东北部,这是一个极大的合适区域海平面变化研究沉积反应,因为这一地区已收到大量的河流沉积物。一个最近的研究表明,Taiwan-sourced沉积物可能被交在SCS(很长一段距离25]。在这种情况下,频繁的浊度电流引起的海平面变化观察到(26),和海底低位域更可能引发不稳定(27,28]。因此,阵发性水流所携带的外源物质能够破坏原始序列在沉积的过程。因为积极的甲烷渗漏,发表报道更加关注深度methane-hydrated水库的离解(29日- - - - - -31日),一些研究集中在古SCS东北部的变化研究时间尺度,和沉积记录与海平面变化仍然模棱两可。在这工作,详细的沉积记录从核心973 - 4用于更好地约束古变化与自最后一次冰期海平面变化有关。
2。材料和方法
2.1。材料和Age-Depth模型
由于特殊的地理位置和构造特征,SCS是极大地影响周围的单位如欧亚、太平洋板块和印度-澳大利亚板块,使复杂的海底地形。研究区位于台湾西南盆地东北部的南中国海海底断层,底部通道和泥底辟构造开发(32]。许多研究岩石的水力特性分析骨折(33- - - - - -40),建议这些断裂系统在地层流体迁移(有利的途径41- - - - - -45),但断裂系统开发不同类地在自然环境中,裂缝的预测是非常困难和需要更多的实验调查46- - - - - -49]。此外,大规模的渗透碳酸盐与天然气水合物和CH4纯度的浓缩铀的流体迁移,命名为“九龙甲烷礁”,附近被发现在2004年研究区(50]。973 - 4(图研究的核心149.0818)(118°54.3247 E, 21°N;1666米水深;13.75米长)从较低的大陆坡检索在东北SCS由2011年“Haiyang-6”船。核心检索后,收集到的沉积物分为段,然后冷冻干燥的进一步分析。同时,核心立即被描述。核心973 - 4的岩性特征是深绿色灰色粉质粘土和粉质粘土,以及450年和605年之间的异常间隔厘米由粉砂层,伴随着增强瞿所描述的有孔虫类丰度(51(图)的细节2(a))。
地质年代学框架(图的基础上2973 - 4 (b)),核心的高线性沉积率平均32.167厘米/可以,和最古老的沉积物来自海洋同位素阶段的阶段(MIS) 3岁42.4可以记录。age-depth模型中的一个明显的不连续面观察450和605厘米之间的间隔从14到20岁可以,按照核心观察,和年轻的地层由老沉积物扰动。不连续的序列被确定为浊度的潜在发生电流,一直只是之前提到的(29日,31日]。
2.2。分析方法
在30厘米间隔采集标本,获得40个样本从上到下的核心973 - 4。样本冷冻然后撞粉一个玛瑙杵和臼。去除有机物和碳酸盐,10% H2O260°C 0.5 1 h和N HCl 60°C 2 h与沉积物治疗反应,分别。后来,沉积物被用去离子水清洗三次,然后冷冻干燥为进一步治疗。对于每一个样品,大约30毫克冷冻沉积物被放入消化容器,微波(顶部波)以及一个酸3毫升高频和6毫升HNO的混合物3。冷却后,剩余的解决方案被转移到聚四氟乙烯坩埚在一夜之间在电炉加热,直到样品被蒸发干燥。随后,溶解在2毫升HNO残留3(2%)和用Milli-Q水稀释至20毫升。收集得到的解决方案的确定主要金属浓度(Al、Ba、钙、铁、钾、镁、锰、钠、磷、Ti)通过使用电感耦合Plasma-Optical发射光谱仪(ICP-OES)土壤科学研究所,中国科学院(南京)。主要元素的精度进行化学分析比3%,结果是可靠的。分析微量元素浓度(Sr, Li, V, Cr、有限公司镍、铜、锌、Rb),消化解决方案确定研究所的地球环境,中国科学院(西安)通过一个电感耦合等离子体质谱法(icp)。在元素检测范围、精密度和准确度都比微量元素为5%。
几个沉积段收集分析总氮(TN)和氮同位素(δ15N) TN测量,干燥的样本处理1 N盐酸与碳酸盐反应,然后用去离子水冲洗彻底,紧随其后的是干燥24小时40°C。随后,大约3毫克处理次级样本进行了分析使用PE 2400 SERIES-II元素分析仪对TN。大约20毫克每子样品的测量氮同位素(δ15N)由热科学δV利用质谱仪。所有的测量进行了海洋环境科学国家重点实验室,厦门大学。分析精度优于0.2%,TN和0.3‰δ15N。
此外,公布的数据从973 - 4核心也合成在这项研究中对细节的海平面的主导控制沉积记录。
3所示。结果
根据downcore晶粒尺寸的变化,973 - 4的整体核心有四个独特的视野(图2(c))。单元4(40 - 450厘米)展示了晶粒尺寸从5.67到8.32不等μ平均粒径为7.07μ米,主要由灰绿色粉砂质粘土。有一个快速增加晶粒尺寸单元三(450 - 610厘米)平均为7.95μm由于浊流的影响,沉积物是foraminifera-enriched淤泥与植物碎片。单元二(610 - 980厘米)显示了最低粒度值平均为6.45μ米,由灰色粉质粘土。逐步增加晶粒尺寸提出了降低单位1(980 - 1370厘米),在6.24和10.06之间不等μ平均为7.77μm,这个区间是灰色的淤泥和灰色粘土(表1)。
测量主要和微量元素核心973 - 4在本研究中主要是由Al(5.57 -9.59%)、铁(3.03% - -4.61%),Ca (2.00% - -10.25%), Mg (1.07% - -2.07%), Na (1.38% - -1.92%)、K (1.69% - -3.21%), Ti (0.32% - -0.55%), Mn (273.89 - -827.10 ppm)、P (432.86 - -879.41 ppm), V (92.65 - -157.29 ppm), Cr (52.72 - -94.58 ppm), Rb (55.28 - -156.27 ppm), Sr (125.05 - -411.20 ppm)。类似于晶粒尺寸的变化,基本概要文件也被划分到相同的四个间隔从上到下(图3)。的垂直变化,钾、铁、镁、钛、V, Cr显示类似的时间模式,展览单位3中耗尽而大幅增加的浓度单位2中观察到。艾尔从顶部的7.22%浓度随深度降低6.19%在600厘米的深度,增加到9.59%后在830厘米的深度,然后Al值变化小,直到底部。Ti含量在4单元1和单元呈现稳定的趋势,但波动中观察到第二单元和单元3范围在0.32%和0.55%之间。同样,V和Cr显示单元1和单元4,稳定的变化而变动的趋势显示在第二单元和单元3,增加从92.65μ157.29 g / gμV的g / g和52.57μ94.58 g / gμ分别与深度,g / g Cr。锰浓度一般随深度增加从0.04%到0.08%的间隔除了第三单元具有至少0.03%。Ca的概要和Sr显示一个类似的时间模式,特点是异常高值单位3对Ca和411.20 10.25%的峰值μSr g / g,而其他深度的浓度很低,稍有偏差,Ca的平均为2.57%和152.77μ分别老g / g。更详细的变化元素内容的核心973 - 4展示在表1和图3。
因此,值得注意的是,这些垂直概要展示特殊单元三的变化相对于其他的间隔,这可能是由浊流相关修改。为了更好地限制这种反常现象,主要从核心元素浓度973 - 4沉积物,一起与珠江(54),台湾西南部河流(55],吕宋河(56正常化后)都是用于比较他们上大陆地壳(UCC)(图4)[57]。
我们的结果表明,大多数标准化元素包括铝、钙、铁、镁、锰、钠、磷、和Ti核心973 - 4枯竭除了k .此外,第三单元中的值影响的浊流沉积明显不同于正常地层(单位1,单位2和单元4),尤其是对Ca的内容。Ca的规范化浓度核心内973 - 4单元3非常高,这样的反常变化显著偏离正常沉积序列和其他河流沉积物。此外,还有没有明显的相似之处UCC-normalized浓度之间从核心样本(图973 - 4和其他河4)。
在沉积物生物代理包括TN、δ15N、TOC和CaCO3主要是由海洋生产力和海洋过程(58]。在这部作品中,TN和δ15在选定的深度N值( )主要是用来确定有机质的来源,TN值变化在一个狭窄的范围从0.06%到0.10%(平均0.08%),单位1和TN含量明显低于上层。的δ15N值表现出四个单位之间的3.97‰和5.24‰(平均4.59‰),和一个逐渐增加的趋势δ15N值是观察到的深度。
TOC和CaCO的内容3据报道之前(31日,53]。在过去42可以,TOC的内容变化范围在0.39%和1.26%之间,这显示了相对高值在第二单元和单元3但是低价值在单元1和单元4。时间的变化CaCO3呈现极高的价值观在单元3和最多达到30.19%,而较低的值显示在第二单元,和相对更高的值显示在单元1和单元4。Al规范化的比率(TOC / Al和CaCO生物记录3/ Al)显示一个垂直变化与他们的内容数据(数据的一致性3(n)和3(o))。
4所示。讨论
4.1。浊流的发生
根据沉积学的和地球化学证据,单位3在973 - 4核心特点是最大的平均粒径和CaCO最高3内容;此外,沉积岩被非原位沉积物扰动,导致沉积间断沿着正常的沉积序列。先前的研究已经证实了这一现象,简要提到浊流事件的发生(19,31日),但没有关注综合描述整个过程。在这项研究中,我们试图解释的诱导因素,开发过程,和浊积岩事件对沉降的影响,这可以提供进一步的详细信息为研究环境SCS东北部的进化。
973 - 4核心位于东北SCS,甲烷水合物在考虑积累到深海沉积物(59]。一般来说,天然气水合物低温和高压环境下是稳定的。当水化水库形式,增强力量的气体hydrate-bearing沉积物已经从实验室模拟显示(60),然而,hydrate-free沉积物是疏松的,不同于致密储层,如煤和石油页岩(61年,62年,63年]。Zhang et al。31日]报道了甲烷水合物分离历史通过稳定的碳和氧同位素成分散装碳酸盐沉积物,结果显示,在过去的14可以,甲烷水合物分解事件是重要的,让最大的甲烷通量从深层沉积物上覆层,和实验研究表明,构造区域可以作为流体运移的有利的途径(64年,65年]。
在14可以显著增加水温是得出的结论66年),这可能会促进天然气水合物分解,和高的底栖有孔虫氧同位素值在这个区间[31日是温暖的海水温度密切相关。此外,海平面条件相对较低(-90)在此期间可能是另一个关键因素加速分解过程。因此,强烈释放的气体从水库可以直接破坏海底深处,导致水库的损失强度和发生地质灾害,如地震、海底滑坡、浊流[67年,68年]。此外,陡坡和开发海底通道有助于高密度流、深海沉积物运输。
浊积岩的间隔核心973 - 4从450厘米到605厘米,平均粒径和地层年代学由于瞬间变化显著增强的水动力条件。此外,所有主要元素的浓度在turbidite-influenced地层沉积,除钙,小于正常沉积地层(图4),Ca的极端浓缩内容是由于生物外部输入的内容和伴随着越来越丰富和多样性的有孔虫组合(19]。作为回报,这些材料可能导致其他元素的稀释效应增强。陈(69年)报道,附近的核心973 - 3(1026水深)(图5)之间的时间间隔内发生浊流220厘米和770厘米。有趣的是,这些两个相邻站点被推翻的地层几乎同时根据age-depth模型。然而,浅水核心973 - 3接受比这更浊烈核心973 - 4,导致turbidite-influenced层要厚得多。因此,我们可以推断出,海底滑坡的位置是位于河口区域封闭。
14可以左右,低海平面条件和温度升高的海水都负责游离水分水库,后来导致释放的气体和滑坡,和同时代的浊流开始形成。在浊流形成的早期阶段,大量的材料从父母位置运送至深海沿着陡峭的斜坡。交付后很长一段距离,浊流进化到一个相对低密度流。沉积物柱的形式、精细组件悬挂终于沉积的粗颗粒层由于削弱了水动力条件,这是反映在沉积物粒度的形象急剧下降,平均粒径覆盖turbidite-influenced地层(图2)。turbidite-influenced层以下,age-depth不连续造成的偶然活跃一些间隔内浊度电流也推测低海平面时期,但规模太小,它对环境几乎没有影响重建整个学习时间表。
浊流可能扰乱最初的沉降速度,和随之而来的材料会与当地混合层;因此,新组装的沉积物沉积在正常沉积地层,导致不连续的时间框架。整个过程包括海底滑坡的发生、形成的浊流,沉积物交付和沉积过程是概念上见图5。大型海底滑坡与离解的天然气水合物已报告在世界范围内,如西非边缘(70年]。天然气水合物分解控制的气候变化已被公认的地质灾害,这是有关人类活动的命运,它已经吸引越来越多的国际关注了很长一段时间。
4.2。沉积物有机质的来源和出处
高沉积速率从age-depth识别模型,和一些植物碎片和烂木也观察到在核心恢复(31日),这表明核心973 - 4是受到陆源输入的问题。更具体地说,TOC / TN比和有机碳同位素值(δ13CTOC)被广泛用于区分有机质的来源(71年]。一般来说,妈妈(海洋有机物)更积极δ13CTOC价值观和TOC / TN比率低于汤姆(陆地有机物)[72年- - - - - -74年]。相比之下,核心973 - 4中的TOC / TN比率(平均9.39)(图6)明显高于相邻地区的东沙地区(平均4.86)(75年),陆地起源的一个重要贡献。此外,δ15NTN973年核心价值观- 4波动范围从3.97‰,5.24‰,是按照从表面沉积物氮同位素组成SCS (3.4‰- -6.6‰) (76年]。δ15NTN值沉积物主要由氮的可用性和原始的氮同位素组成(77年]。由于不稳定在循环过程中,氮同位素比值(δ15N)容易产生分歧。相比之下,δ13CTOC是一个更可靠的代表表明有机质来源。先前的研究的报道δ13CTOC妈妈通常-19‰和-22‰之间的不同(78年]。主要研究核心确认terrestrial-sourced碳源的枯竭δ13CTOC值的范围从-22.69‰至-26.94‰,平均为-25.04‰。此外,一个简单的碳同位素平衡模型是用来计算的相对比例汤姆和妈妈之间的有机物质贡献核心973 - 4 (79年]: 在哪里δ13C恐怖分子和δ13C毛伊岛是δ13C包陆地(-27‰)和海洋(-19.5‰)有机起源,分别;δ13C基准是核心的碳同位素比值973 - 4的样品;WT和W米代表了TOC的贡献比率从陆地和海洋来源,分别。
计算结果,约73.9%的汤姆在沉积物从核心973 - 4是导致了总有机材料,表明主陆地沉积环境生成长期时间尺度。此外,marine-derived有机物也导致了一些核心973 - 4在某些沉积周期(图6)。
人们普遍认为REE成分被认为是作为一个来源的可靠指标,因为他们的保守行为在沉积物运输和形成(57,80年]。吴(81年)测量的REE成分相同的核心破译冷渗在地球化学特征的影响,而不是讨论沉积物来源。因此,我们正常的REE含量在大陆地壳上部核心973 - 4 (UCC-normalized) [57]。因此,UCC-normalized REE组成的三个潜在产地包括沉积物从珠江,台湾西南,和吕宋岛,它呈现出不同的差异歧视的沉积物来源SCS北部,是比较显示。因此,很明显,大部分核心973 - 4中的沉积物样品具有相似的稀土元素模式来台湾西南河沉积物特征是相对平坦稍微积极变化异常中里斯(Sm、欧盟、Gd、结核病、Dy)和其他负面异常里斯(La、Ce、公关、Nd Ho, Tm, Yb, Lu)(补充图S1),与粘土矿物的结果(3]。珠江的一般高稀土元素值相对于台湾西南吕宋岛河流和岛可能与强烈的化学风化作用和稳定形态在珠江流域(82年]。此外,两块的歧视δ欧盟vs。δCe和(La / Sm)科克大学与(Gd /逻辑单元)科克大学实际上是用于反映沉积物来源(80年),δ欧盟和δCe被定义为欧盟N/ (SmN×GdN)1/2和CeN/(洛杉矶N×公关N)1/2分别在哪里表明球粒状陨石正常化(数据57])。值得注意的是,稀土元素模式从核心过去42 973 - 4的样品可以也类似于台湾西南河流的高值δCe和(La / Sm)科克大学(补充图S2)。
总结,积累核心973 - 4中沉积物主要是源自台湾的河流在过去42可以,和稀土元素模式类似于珠江或吕宋岛岛沉积物,表明小沉积物的贡献从这两个渠道的调查区域。由于台湾造山带的形成和加强深水,fluvial-derived沉积物被认为是重要的沉积输入北部SCS自马3 (10]。各种海洋洋流,如表面亚洲季风,地下黑潮入侵的电流,通过吕宋海峡(图和深水电流1),被认为进一步促进Taiwan-sourced沉积物的输运过程进入SCS北部数千公里远从源地区(52]。
4.3。重建古环境
根据上面的数据,海平面波动主要影响沉积档案应对环境变化,如浊积岩的发生。可靠的记录,如晶粒尺寸,专业,和微量元素,加上生物代理(图7),用于检测详细演化过程如何对古海平面变化有影响的变化在东北核心973 - 4 SCS自从上次冰川作用,包括陆源输入、氧化还原条件下,有机质葬礼,和海洋生产力。
铝和钛主要来自陆源输入和在运输过程中,谨慎行事,作为评估有效的迹象在地质历史中陆源输入的数量。一般来说,升高陆源输入由高铝和钛表示内容发生在冰河时期海平面较低的站,因为距离paleoestuary深海。然而,在升温阶段和相对海平面的高度,大部分陆地沉积物由各种电流沉积的书架靠近河口。类似的模式也证实在过去42核心973 - 4可以在这项研究中(数据7(h)和7(我))。
Rb / Sr和K / Na的比率应用于反映了化学风化作用。增加化学风化强度迅速渗Sr Rb(相比89年]。同样,K / Na比率也表明沉积物回收,从而增加由于更多的责任与风化斜长石的性质相对于钾长石(89年]。因此,更高比例的Rb / Sr和K / Na表明强烈的化学风化作用。正如上面所讨论的,相对更高的Rb / Sr和K / Na比率在973年核心- 4显示在冰川作用,尤其是LGM;但较低的比率是在全新世早期,随后,中全新世以来的比率逐渐增加(数据7(f)和7(g))。Rb / Sr和K / Na的变化比率确认核心973 - 4的沉积物经历了一个截然不同的化学风化作用在过去42可以改变,我们属性控制因素对风化气候交替和海平面变化。化学风化作用和物理侵蚀的速度往往是耦合的,和更高的化学风化速率总是一起快速侵蚀(90年]。增强的侵蚀着全球变冷是由于增加的大气CO2(91年]。此外,坎普(92年)提出了一个明确的化学侵蚀率和河流径流之间的相关性,因此,高等化学风化强度低海平面时期可能与强有力的水力条件。充分解释风化率和气候条件之间的联系是一个努力工作;此外,来自台湾的干扰使其更难以定义大幅侵蚀率,季风强度,化学风化强度调查地区(93年]。
CaCO3是一个象征代表海洋生产力(94年),而它的内容通常是低在深海由于解散过程中(95年]。973 - 4是当前核心碳酸盐补偿深度(CCD)约3400米(96年),因此解散CaCO疲软3在研究领域是可能的。消除碎屑稀释效应,海洋生物(TOC和CaCO代理3)归一化铝浓度。核心973 - 4、一致性之间的垂直变化Al标准化比率(TOC / CaCO和艾尔3/ Al)及其生物内容长达42可以说明,这表明稀释效应可以忽略(数字3(n)和3(o))。最近,Cartapanis et al。97年]报道全球海洋沉积物中有机碳埋藏在过去150可以,和结果表明,更高的有机碳积累速率观察冰川时期相对于间冰期。核心973 - 4显示了类似的变化在过去42可以(图7(b)),高值LGM和deglacial期间,较低的值在间冰段和全新世。有趣的是,有机碳的内容偏离了生产率记录,例如,CaCO3。TOC和CaCO的时态变化3显示极性趋势研究的时间尺度,表明分离有机碳埋藏与海洋生产力之间的关系。
如图8,有一个非常优秀的TOC和CaCO之间负相关3轨道上的内容时间尺度与一些例外turbidite-influenced层内的异常值。海平面较低的冷却期间,高TOC含量是归因于增加陆源输入,伴随着CaCO含量低3与低温冷却的加剧冬季季风。相比之下,高CaCO同步免职3内容和低TOC与海平面高水位期期间表现出温暖的情节。这种现象可能是特定于环境的和被证实的边缘海(58,97年,98年]。
微量金属记录在海洋沉积物氧化还原条件是好指标系统,而这些金属浓度往往耗尽在氧化条件下,累积在低氧条件下沉积物99年]。在好氧的条件下,V (V)和Cr (IV)可溶性水生系统的阶段,而在闭塞环境的条件下,降低了V (III)是沉积物中富集99年]。琼斯(One hundred.]提出V / Cr率敏感的氧化还原变化;一般来说,更高的V / Cr比率表明更降低了湿地的条件。此外,Mn也是redox-sensitive和不稳定因素。在富氧条件下,氧化锰(III)和Mn (IV)不溶性相沉积物中积累;然而,在氧限制条件下,它将减少锰(II)存在于水生系统(101年]。因此,Mn / Al比率越高表明一个含氧条件,和更低的Mn / Al比率表明低氧环境。在冰阶段海平面较低,含氧水沙界面的条件记录的高锰/ Al和低V / Cr比率显示,这样的环境有利于有机碳的保护。进入全新世海平面高水位期,后逐步转向减少环境发生在海底的低Mn / Al和V / Cr率更高。底水深水通风控制的氧化还原条件引起的海平面变化(58]。低海平面站更有可能促进垂直平流水的循环,导致更高的底水啊2的浓度,但在海平面高水位期,削弱的垂直水混合导致的低氧环境在深海和生成一个相对封闭的系统。
根据这些记录,我们认识四个概念阶段的进化的古改变核心973年东北SCS - 4在过去42可以,和每个代理显然与海平面变化(图7)。
4.3.1。我阶段:弱温暖时期最后一次冰期海平面站略低(42.4 - -31.8可以)
在42.4 - -31.8可以是一间冰段,属于特殊时期的特点是弱温暖的事件在过去的冰川作用,海平面很低低于-80米。973 - 4核心是典型的含钛量和稳定的半岛,伴随着减少δ13CTOC值(图7(一)),这表明一个加速有机物的贡献从陆地起源。同时,底水充氧条件下表现出了高锰/ Al比率和低V / Cr率比其他阶段(数字7(d)和7(e)),这并不有利于TOC保存,导致低TOC含量(图7(b))。由于感性在成岩作用过程中,氧化还原条件下有机碳埋藏效率仍质疑(58]。的生物CaCO3记录在沉积物显示中度到高值,这表明在这个阶段(图paleo-productivity相对较高9(一个))。高CaCO3内容表示,疲弱的温暖气候中间冰段增加了海水温度和进一步促进了钙质生物活性。有机碳和海洋古生产力之间的解耦关系已经确认以上。
(一)
(b)
(c)
4.3.2。第二阶段:冷时期显著海平面下降(31.8 - -20.4可以)
31.8 - -20.4的情节可以属于冰河时期。当海平面跌破-120高强)在最后的冰河时代末期阶段,这个阶段,突然从沉积环境变化是显示记录。显然高铝和钛的内容,特别是在LGM,表明大大高陆源沉积物输入核心973 - 4现成台湾,也表现出明显的高沉积速率(图7(k))。极低海平面站核心站点位置之间的距离缩短,paleo-Taiwan河口在最后一个冰河时期,导致越来越多的河流沉积物通量较低的大陆坡(图9 (b))。的波动δ13CTOC值和低C / N比率支持从海洋有机物(图一个额外的贡献6)。转向弱含氧条件相对于阶段我在水沙界面记录redox-sensitive元素比率仍不有利于有机质的保存。然而,增强的陆源输入了大量的陆源碎屑物质(TDM)核心位置;因此,TOC含量高(图在这个阶段7(b))。含氧条件是一个可能性,低海平面站诱导强烈的深水通风,然后导致更高的啊2在底水浓度。此外,CaCO就越高3内容显然是中断,其值同步的高TOC值低。由于海平面快速下降和极地正门SCS从北太平洋,西南SCS通道被关闭,导致海水温度的显著下降(24,102年]。因此,海洋中产生低温低生产率。
4.3.3。第三阶段:冷交替与海平面上升温暖期(20.4 - -13.9可以)
在20.4 - -13.9期间可以,这个阶段属于末冰河时期和整体与逐步海平面上升冰川的消失。然而,一个重要的浊流发生在这一阶段的后期,然后打扰原位沉积层。因此,沉积记录展示突然变化,掩盖了沉积物中的原始信息无关的材料。因此,它是不可能重建古环境在这个区间。然而,我们可以推断出一些潜在的信息从若干地球化学参数的变化。值得注意的是艾尔显示一个明显下降趋势发生后的浊流(13.9可以)相比,在第二阶段的后期阶段(20.4可以),这意味着一个潜在的下降陆源沉积物输入SCS东北部的大陆坡越低,这可能与快速海平面上升(图有关7(m))。连续的海平面上升导致大多数陆源沉积物沉积在近端区域内在大陆架,而不是外在的大陆坡(16]。的升高δ13CTOC表示越来越marine-sourced沉积物输入值在此期间;此外,CaCO的内容3达到一个峰值,由于增加大量的有孔虫。据先前的研究[103年),钙质有孔虫动物群可能导致CaCO总量的约55%3在海洋环境比CCD水深较浅。因此,进一步的证据是得出的结论表明,浊流Ca-enriched海洋材料积累了研究区。因此,海平面波动有主要影响陆源沉积物有机质的输入和来源的核心973 - 4。
4.3.4。第四阶段:进一步寒冷的温暖和潮湿的全新世海平面上升,直到现代海岸线(13.9 kyr-Present)
气候开始自13.9可以温暖而潮湿,除了几个瞬变冷事件,如新仙女木事件(码)在这个阶段的早期阶段。海平面逐渐上升,走到今天的高水位期在8可以(104年]。正如上面所讨论的,陆源沉积物输入响应海平面变化是有据可查的艾尔和Ti的可变性。中全新世以来,海岸线逐渐达到现代化水平,大量的沉积物退出Taiwan-sourced河流被限制到河口地区和内心的架子上。低通量的陆地输入导致低TOC含量,虽然逐步改变氧气消耗环境支持更高的V / Cr和Mn / Al比率较低,这样一个TOC保存条件是一个有利的条件。减少条件是由于底水的相对封闭体系造成高海平面站(图9 (c))。增强汤姆是促成了核心位置在全新世早期,但高妈妈提供自全新世所显示逐步增加δ13CTOC值(数据6和7(a))。在全新世早期可以10时左右,CaCO的显著下降3内容(图7碳酸(c))可能表明最小事件(CM),以一种模式后迅速减少CaCO缓慢增加3内容,目录内容不同的反向。TOC和CaCO之间的解耦关系3提醒我们,有机质保存并不是一个简单的函数的海洋生产力(58]。
自全新世稳定海平面站对沉积物通量施加什么影响到海里,但铝和钛含量略有增加。同时,化学风化作用也增加了的老K / Na和Rb /比率(数字7(f)和7(g))。因此,我们建议迅速加强东亚夏季季风的影响(翻)不知所措,稳定的海平面和主导的环境变化在东北SCS全新世海平面高水位期。
5。结论
总之,一个详细的沉积分析核心973 - 4来自东北SCS跨越过去42可以表明海平面变化控制着沉积历史。由于温暖的海水温度和海平面相对较低,天然气水合的离解水库造成显著的浊流在14可以。陆地的有机质主要是供给的负面的δ13CTOC价值观和更高的TOC / TN比率,和台湾的河流被认为是占主导地位的沉积物来源。我们公认的四个不同阶段的基础上应对海平面变化记录在沉积物地球化学变化:I期(42.4 - -31.8)可以被低海平面站在弱温暖的气候特征,发育促进了水通风,然后诱导底水的氧合状态,这并不有利于有机质的葬礼,伴随着一致的陆源输入;II期期间(31.8 - -20.4可以),突出高陆源输入的研究区域是高铝和钛含量由于距离paleo-Taiwan河口核心位置当海平面以下-120米,大TDM输入导致增加TOC含量虽然在水沙接口仍含氧氧化还原条件,而CaCO3内容在此阶段有所下降,相反的模式表明,海洋生产力与有机碳埋藏;后期的浊流发生在第三阶段(20.4 - -13.9可以),带来了大量的Ca-enriched海洋材料和随后打扰原始沉积序列,我们推断,陆源输入逐渐下降由于逐步上升的海平面站所显示的潜在的铝含量减少;事件中四期(13.9 kyr-present),高海平面站推广减少环境弱通风与氧化表面的底水,因为水。温暖气候诱导增强的生产力而TOC含量很低。中全新世以来,陆源输入的变化,氧化还原条件,化学风化作用主要是由东亚夏季季风控制,当海平面达到现代海岸线。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在手稿和补充材料。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
作者的贡献
本王,Huaiyan Lei的贡献同样这项工作。
确认
我们感谢HaiYang-6船的船员收集核心样本。作者感谢杰Zhang博士和匿名评论者的建设性的意见,大大提高了手稿。这项工作是为中国国家自然科学基金资助(批准号41773078和41773078)和厦门大学基础研究基金(批准号20720180114)。
补充材料
补充材料包含图S1和S2图,它显示了沉积物来源来自REE成分。(补充材料)