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本文运用多种分析手段,研究了长江三角洲地区HM孔、CM孔和CX03孔以及冲绳海槽西侧陆坡上DGKS9604孔的粒度、有机元素、CaCO3含量、有机碳同位素和黑碳的组成特征,进而重建冰后期长江三角洲及流域和末次间冰期以来东部地区古环境。
现代长江干流、河口地区以及钻孔沉积有机质的组成揭示冰后期三角洲地区沉积有机质主要来自长江流域的高等植被,以C3植物为主,水生有机质贡献较小。三角洲冰后期沉积有机地球化学组成基本上反映了冰后期长江流域的古气候特征:冰后期早期(约13—9 ka BP),流域气候由河流相沉积时比较温凉干燥的环境转向河漫滩—河口湾发育时较为温湿的环境,碳酸盐发生风化溶解;浅海相沉积环境时(约6—4 ka BP),流域气候暖湿,可能对应大暖期;三角洲相沉积环境时(4 ka BB—至今),气候总体温暖湿润,但是存在类似于小冰期的气候波动。沉积有机地球化学反映的冰后期主要古气候波动变化与孢粉结果相似,而且它还可以反映由于孢粉资料缺乏,而难以恢复的冰消期粗粒河流相沉积时的古气候,但孢粉资料揭示的三角洲地区新仙女木事件、大暖期、小冰期等全新世的主要气候事件,很难精确地通过沉积地球化学组成来恢复。HM孔和CM孔的黑碳数据较好地指示了长江流域的古火灾。冰后期早期黑碳组成波动变化大,反映了气候冷暖变化频繁的时候容易发生火灾。近两千年来,人类活动诱发的森林大火和农业耕作等活动使得黑碳含量显著增高,特别是近150年来化石燃料的燃烧在钻孔沉积物的黑碳浓度和黑碳在有机碳中所占比例变化上表现显著。因此,沉积物中有机元素和黑碳组成研究均反映近两千年来流域的人类活动可显著影响流域古环境的变化。
冲绳海槽DGKS9604钻孔的有机地球化学组成揭示研究区沉积有机质主要来源于海源生物有机质:有机碳、氮和CaCO3组成的变化和U37K—SST以及浮游有孔虫δ18O变化十分相似,反映了古气候对沉积有机地球化学组成的控制。末次间冰期和全新世的有机元素含量高于末次盛冰期,反映出较相对温暖的气候,但同时小幅度的冷气候事件,如Heinrich事件、新仙女木事件和8.2 ka变冷事件等在有机元素组成上也表现较明显。CaCO3组成具有典型的“大西洋型”特征,即冷期低,暖期高,而在全新世沉积物中最高,反映出较高的海洋生产力。
本文研究表明,冰后期长江三角洲地区陆海相互作用强烈,沉积地层不连续,沉积有机质来源比较复杂和沉积环境变化大,运用沉积有机地球化学组成在复杂的河口三角洲地区精确地重建古环境具有相当的难度和多解性,虽然可以总体上给出古环境变化特征,但是必须与其它替代指标结合使用,相互验证。