本文在边缘海沉积物从源到汇和过去的全球变化研究背景下,选择冲绳海槽中南部海底峡谷区的重力柱状岩芯和悬浮颗粒物样品,开展了AMS14C测年、粒度、全样矿物、黏土矿物、常微量元素、稀土元素、有孔虫镁钙比值和氧碳同位素、悬浮颗粒物锶钕同位素测试,围绕沉积物物源变化和古海洋环境演化的沉积记录进行了研究。 根据粒度、矿物、元素组分的沉积学分析,探讨了海底峡谷的沉积特征、矿物和元素组成的影响因素、沉积学指标的气候环境指示意义,重建了黑潮和东亚冬季风的演化及海底氧化还原环境的变化。根据全样矿物的云母、石英、长石含量,黏土矿物的伊利石+绿泥石、蒙脱石、高岭石含量和蒙脱石/伊利石、高岭石/绿泥石比值,稀土元素经上陆壳标准化的Ce异常、Gd/Yb比值,悬浮颗粒物锶、钕同位素比值分析,判别了沉积物来源,探讨了海平面和黑潮控制下的物源变化。根据浮游有孔虫表层种G.ruber壳体镁钙比值和氧同位素比值的经验公式校正,以及次表层种P.obliquiloculata与表层种G.ruber壳体氧同位素比值的差异分析,重建了海水表层温度、盐度和海洋温跃层深度,探讨了海洋表层环境演化对全球性和区域性气候环境变化的响应。 沉积物矿物、元素组成与粒度具有良好的相关性。元素组合分为陆源、生源和自生成因。生源方解石和CaO含量末次冰消(盛)期低、全新世高,对地层划分具有指示意义。从陆架坡折带到陆坡坡脚,海底峡谷内沉积物的粗粒组分及石英、长石、SiO2、Zr、Hf含量降低,细粒组分及云母、高岭石、绿泥石、MgO、Cu、Zn、Cr、Ni、Co、Li、V、Sc、Ga含量升高,平均粒径变细,分选变好,反映沉积物沿峡谷倾斜方向搬运的特征。 沉积物粒度13.1μm和15.6μm组分指示黑潮在全新世早期显著增强,与沉积物物源转变、海水表层温度和区域性海水表层盐度升高相对应;6.6μm和lt;2μm组分指示全新世东亚冬季风呈增强趋势。自生黄铁矿指示末次冰盛期以来冲绳海槽的槽底区与陆坡区海底氧化还原环境具有相反的变化模式。从末次冰盛期到全新世,槽底自生黄铁矿含量降低,指示海底还原性减弱;陆坡中上部自生黄铁矿含量升高,指示海底还原性增强。有机碳输入和底层水演化对海底氧化还原环境的变化具有重要影响。 冲绳海槽中南部沉积物物源变化主要受海平面位置和黑潮强度控制。末次冰盛期低海平面阶段,沉积物主要来源于长江和黄河向冲绳海槽的直接输入。末次冰消期海侵阶段,沉积物主要来源于潮流侵蚀搬运的东海陆架细颗粒物质。全新世高海平面阶段,黑潮的增强使其搬运而来的台湾东部河流沉积物增多,同时台湾西部河流沉积物通过陆架环流搬运至冲绳海槽,台湾河流成为沉积物的主要来源。现代海洋悬浮颗粒物主要来源于黑潮搬运而来的台湾东部河流入海沉积物。海洋悬浮颗粒物与海底沉积物锶钕同位素比值存在差异,说明悬浮颗粒物的垂向沉降不是海底沉积物的唯一来源。 末次冰消期以来,海水表层温度在长时间尺度上的变化主要受大气二氧化碳含量和黑潮控制,整体呈升温趋势;在千年尺度上,与大西洋经向翻转环流遥相呼应,表现为B?lling-Aller?d期升温和YoungerDryas期降温。海水表层盐度在长时间尺度上的变化受全球冰量控制。扣除全球冰量效应的区域性海水表层盐度在黑潮影响下于9.2kyrBP左右整体性升高。在千年或百年尺度上,海洋上层水体混合使次表层高盐黑潮水进入表层,对海水表层盐度产生重要影响。海洋温跃层深度在长时间尺度上主要受太阳辐射和东亚冬季风影响。太阳辐射使海洋表层获取热量,有利于促进层化;东亚冬季风导致海洋表层热量损失和水体搅拌,倾向于打破层化。黑潮将热带太平洋地区的气候变化信号带入冲绳海槽,削弱了冲绳海槽海洋表层环境对北半球高纬度地区气候变化的响应。海水表层温度、盐度、温跃层深度具有1530、1500、860、660、630、510、500年的变化周期,与大西洋经向翻转环流和太阳辐射的周期接近,体现了两者对冲绳海槽中南部海洋表层环境变化的驱动作用。