冲绳海槽西南端1.3ka以来重力流沉积特征及沉积机制研究

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作者冯轩
来源自然资源部第一海洋研究所
出版年2020
摘要
以冲绳海槽西南端HOBAB4-S1岩心为研究对象,利用沉积物粒度、沉积构造、AMS14C测年、碎屑矿物组合、有机碳氮、地球化学等资料,对研究区重力流沉积特征、沉积机制以及与晚全新世气候事件的关系进行了研究。结果显示,岩心发育了正常半深海碎屑沉积和17段重力流沉积。正常半深海碎屑沉积以粉砂为主,发育块状层理,粒度频率分布曲线呈以10-14μm为中心的单峰,C-M图上样品点分布于左下角,体现静水沉积的特征;而重力流沉积层以砂质粉砂为主,发育平行层理、爬升沙纹层理和粒序层理等沉积构造,粒度频率分布曲线多呈以70-130μm为中心的单峰,C-M图上样品点分布区间大致平行于C=M基线,且位于PQ段以下,表明沉积物搬运方式为重力流悬浮搬运。沉积物中主要轻矿物为石英、斜长石、云母和绿泥石,重矿物为普通角闪石、黑云母、阳起石和褐铁矿。有机碳氮分析表明重力流沉积层的总有机碳、总氮含量低于正常半深海沉积层,因有机质自然降解作用,其含量均随深度增加而降低。元素地球化学分析表明重力流沉积较正常半深海沉积层相对富集元素Si、Zr、Ca、Sr,而相对亏损元素Al、Fe、K以及微量元素;元素因子分析表明岩心元素含量受粒度组成、生源输入和陆源物质输入三个主因子控制;稀土配分模式表明岩心沉积物的稀土配分曲线特征与台湾河流沉积物相似,而与长江和东海陆架沉积物有差异。根据重力流层的沉积构造特征判断该区重力流属于沉积物从河口直接输入到槽底的异重流。其类型主要有两类,一类形成厚层异重流沉积,底部侵蚀面发育,内部发育多组逆-正粒序组合,指示了水动力较强,侵蚀作用和沉积作用均较明显的异重流近端沉积;另一类形成薄层异重流沉积,底部侵蚀面不发育,内部不发育或仅发育一组逆-正粒序组合,指示了水动力较弱的异重流边部沉积。岩心的重力流层多发育在800-1300A.D.之间,指示了当时气候条件为高温高湿、台风洪水频发、降雨量较大,验证了“中世纪暖期”在东亚地区的存在。

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