渤海近代沉积物的古地磁与古环境研究

【摘要】：中英双方于1991年7月共同完成了历时十一天的JX91航次。在渤海地区使用英方的麦克莱斯取样器及麦克莱斯小取样器以及中方的重力活塞取样器,在渤海中央盆地获取了JX91-2A和JX91-2B,在黄河三角洲外莱州湾西侧取得了JX91-3m,JX91-3A,JX91-3B和JX91-4G。本博士论文就是我在英国爱丁堡大学地质与地球物理系进行联合培养期间,在对此六个岩芯进行多学科分析研究的基础上完成的。 本论文的主要实验测量工作可分为古地磁学与地球化学二大部分。在古地磁学方面,对JX91-2A(168),JX91-2B(80),JX91-3A(66)和JX91-3B(137)共451个样品进行了天然剩磁(NRM)及交变退磁测量,还进行了磁化率及磁化率各向异性的测量。对JX91-2A,JX91-2B和JX91-3A开展了岩石磁学研究,测量了非粘滞性剩磁(ARM),等温剩磁(IRM),饱和等温剩磁(SIRM)以及个别样品的SIRM衰减曲线,对JX91-3B求出了中间破坏强度(MDF)。在地球化学方面,对JX91-2A(79),JX91-3B(67),JX91-3m(50)和JX91-4G(27)共223个样品进行了X光萤光(XRF)分析,包括10种主要元素及21种微量元素,以及X光衍射(XRD)分析。还对JX91-2A进行了有机碳、微体古生物学及稳定碳氧同位素分析;对JX91-3B进行了~(210)Pb测量。另外还对此四岩芯测定了含水量及粒度分布等。 所有实验数据都用计算机进行了分析处理,并做了广泛的多学科综合对比研究。在充分借鉴前人成果的基础上,本论文就以下四个方面的问题得到了一点新的认识。 一、渤海黄河口外的浊流系统及浅水浊流沉积。这一浊流系统的存在具有多方面的证据。(一)依据现代黄河悬浮体含量计算,黄河入海浑水的比重大于受淡化而变轻的渤海海水,从面完全可以形成浊流。(二)实际野外调查发现在渤海海底广布着始自黄河口的浑水层,且呈现出典型的浊流形态,其悬浮体含量在黄河入海方向上最大,向傍侧减小。(三)JX91航次中发现黄河口外确有异常强劲底流向海流动。对黄河三角洲沉积物的粒度分析确定其为浊流沉积,并发现了这一浊流沉积中二种截然不同的粒度分布模式和二类沉积物。此渤海浅水浊流沉积内部各向均匀沉积相占主导地位,偶能发现在特定条件下形成的经典浊流沉积。 二、渤海沉积物的高精度年代学,对于渤海中央盆地沉积物主要采用了全新世以来的海平面变化曲线及古地磁场强度曲线确定年代,定出JX91-2A底部年代为距今8,500年。对于黄河三角洲沉积物则先用理论模型计算及~(210)Pb数据控制大致的时间,然后利用详尽的有关黄河改道的历史记录,在层位一年的精度上详细确定了JX91-3B与JX91-4G的年代学。高精度年代学曲线的建立,为所有对应的数据曲线与其它岩芯的对比提供了可靠的依据。