IODP333钻孔第四纪沉积物物质来源和环境演化：稀土元素和Sr-Nd同位素示踪研究

The deep sea sediment record all the source of sediments in different geologic period. The geochemistry of the sediment constrains the provence and the process of particle transport , helps the understanding of the climate on continentsal and atmospheric circulation. Quaternary sediments in the Shikoku located on the north of the Philippine sea is hemiplagic-plagic deposit, the fine fraction is mainly sourced from the weathering products derived from the Asian continental crust, transported into the north Pacific by the middle-latitude westerlies and contributes largely to plegaic sediments. In this project we aim to study the mineralogy, trace elements, and Sr-Nd isotopic compositions of the Quateranry sediments, in an attempt to determine their origin and discuss the variation of the climate on the Asian continent.

深海远洋泥质沉积物详细连贯的记录了不同地质时期的沉积物来源变化。通过海洋沉积物的地球化学特征不仅可以有效确定来源、颗粒物的搬运过程，还可以了解其沉积时大陆的气候及大气循环特征。菲律宾海北部的四国海盆第四纪沉积属于远洋-半远洋沉积，其泥岩沉积主要来源于我国中纬度西风带区的风力沉降，记录了第四纪时期大陆气候的变化。本申请人所在研究团队成员作为船上科学家参加了IODP333航次工作，获取了四国海盆C0011钻孔完整的第四纪样品。本项目拟通过对采集到的沉积物样品进行详细的矿物学以及微量元素和Sr-Nd同位素分析，来确定四国海盆沉积物来源在第四纪时期的变化，同时讨论我国北部中纬度西风带区的气候变化特征。

该项目的研究建立在IODP333航次在菲律宾海的四国盆地所做的前期研究的基础之上，力图通过对该航次所采集的沉积物样品进行地球化学分析来揭示其所记录的环境和气候的演化过程。该项目从JAMSTC样品库申请了样品确定了连续沉积物的年龄为3-29.5 ka，此段时间内有两个重要的极端气候时期：末次冰期（LGM）和全新世暖期（HO），在末次冰盛期由于气候变得干而且冷，西风带将源自亚洲大陆的粉尘大量地带到了研究区域，粉尘呈现高87Sr/86Sr、低εNd特征；在末次冰期海平面下降，黑潮有可能未能通过台湾海峡向北流动，而直接向东偏转，未能通过该区域，由黑潮携带的大量源自台湾的沉积物呈现低87Sr/86Sr、低εNd特征的沉积物可能缺失；在全新世暖期气候变的温暖潮湿，风尘沉积减少，随着海平面的上升黑潮重新通过台湾海峡并向北向东穿过菲律宾海。本研究主要通过对C0011A钻孔的沉积物碎屑组分进行Sr-Nd同位素分析结合粒度的数据，来研究该钻孔沉积物所记录的气候及环境演化信息。该项目还对台湾海峡北部泥质区四个钻孔的沉积物进行了Sr-Nd同位素研究，基于台湾海峡四个钻孔Sr-Nd同位素特征，重新评估台湾西部和西南部河流输入到台湾海峡的汇。由于台风的影响，台湾的西南部和西部的河流每年向台湾海峡输送大量的沉积物，但之前的研究认为，在台湾海峡沉积下来的台湾河流的输入主要是沙，而泥质区则被台湾暖流带到位于台湾岛北部的东海海域。位于台湾海峡靠近大陆的泥质区，之前的研究认为泥质区是长江的输入，随浙闽沿岸流沉降在台湾海峡。在泥质区采样并进行Sr-Nd同位素分析，发现泥质区非全部来自于长江的输入，亦有很多台湾河流的输入及闽江的输入。