晚中新世来南海记录的东亚季风演化

南海是西太平洋最大的边缘海，独特的地理位置使其对海-气相互作用、陆源输入，以及与太平洋的水体交换十分敏感，是研究古气候学和古海洋学的重要区域。近20年来，在南海开展了超过18项国际科研航次，获得钻孔2000余个。然而，前人研究多局限于大陆架和大陆坡，缺乏对海盆区域的长尺度研究，限制了我们对南海古环境变化以及东亚构造活动演化的理解。

中科院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室博士研究生盖聪聪，在导师南方科技大学刘青松教授和澳大利亚国立大学Andrew. P. Roberts 教授的指导下，应用古地磁学和岩石磁学的方法，对IODP349航次采集于南海东部次海盆的U1431D孔（图1）顶部435m连续沉积物进行了系统性地研究。主要发现如下：

（1）U1431D孔的主要载磁矿物为磁铁矿，是记录剩磁的良好载体。在生物地层学的约束下，他们重建了6.5 Ma以来的年代框架（图2），是目前南海深部所获得的最长记录。

（2）识别了位于130.5-132.0mbsf的含胶黄铁矿层（图1）。该含胶黄铁矿层的年龄和北半球冰川化增强事件的时间一致。北半球冰川化的增强导致太平洋水体的降温，同时台湾和菲律宾区域的弧-陆碰撞限制了南海和太平洋的水体交换，在二者的同时作用下，南海底层水流通性降低，为胶黄铁矿的形成提供了有利环境。

（3）论证了沉积物环境磁学参数作为东亚季风代用指标的可靠性，并重建了6.5 Ma以来的东亚季风演化历史（图3）。东亚夏季风和冬季风在6.5-5 Ma保持相对稳定；夏季风在5 Ma时开始加强，3.8 Ma开始逐渐减弱；冬季风自5 Ma时开始减弱，3.8 Ma时变强并在0.6 Ma时达到相对稳定状态。频谱分析结果进一步显示轨道驱动对南海区域性古气候演化具有重要意义。3.2 Ma以前，东亚夏季风直接受控于低纬太阳辐射变化；3.2 Ma以来，东亚夏季风受低纬辐射量和高纬冰量的同时影响。

图1 U1431D位置示意图（修改自Li et al., 2015）。黄色虚线指示海陆转换边界；蓝色虚线指示南海扩张中心

图2 U1431D孔磁性年代框架。(a) 沉积物岩性（修改自Li et al., 2005）及代表性钙质超微化石事件年龄。T=末现面；B=初现面；(b) △GRM/△NRM；(c) Bc; (d) MAD；(e) ChRM 倾角（绿色）和随船测量20 mT交变退磁后的倾角（灰色），红色虚线代表地心轴向磁偶极子场下钻孔所处位置的理论倾角；(f) U1431D孔的极性柱和 (g) 地磁极性年表（Gradstein et al. , 2012）中黑色部分指示正极性，白色部分为负极性，灰色部分指示不确定极性；粉色阴影区域指示含胶黄铁矿层

图3 6.5 Ma以来的海洋和陆地气候变化记录。(a-e) 南海中部U1431D孔的χ, ARM, ARM/SIRM,

閱讀更多 中科院地質地球所 的文章

關鍵字: 南海 地理 夏季