马里亚纳海沟南部及邻区的沉积硅藻记录及其古环境意义

论文摘要

硅藻是一种具有光合作用的真核单细胞藻类,沉积硅藻组合携带了地质时期丰富的环境年代信息,对于研究重建海洋环境至关重要。硅藻席沉积由大型或“树荫种”硅藻勃发并迅速埋藏形成,受海水温度、盐度、营养盐含量、海水中硅含量变化以及水体成层化程度等因素的影响,是海洋科学研究的理想材料。菲律宾海是西太平洋最大的边缘海盆,马里亚纳海沟以“深”闻名世界,其地理位置与海底地貌的复杂与独特性,使其在古海洋学研究中更具意义。本文对马里亚纳海沟南部研究海域113个站位的表层沉积物样品和P38柱状沉积物样品中的硅藻进行鉴定与定量统计,结合AMS14C测年数据、表层海水理化参数数据,对比前人在菲律宾海域的研究材料进行讨论,得到的主要结论如下:(1)研究海域的表层发现大量硅藻席沉积,经鉴定为成席硅藻为Ethmodiscus rex,在113个站位中表层沉积物中共发现28属89种非成席硅藻,以暖水种和广布种为主,表明研究海域为热带大洋性环境。(2)硅藻总丰度范围在50～3975000粒/g之间,平均丰度为316071粒/g,海沟以北的6个站位丰度变化较大;海沟以南共出现7个丰度大于1×106粒/g的高值区。研究海域硅藻丰度的最高值出现在马里亚纳海沟北部边缘水深为6098m的P104号站位。(3)成席硅藻Ethmodiscus rex的相对百分含量整体上以9°N为界根据地势呈现北高南低的分布状况,研究海域南部卡罗琳海脊水深较浅的站位普遍相对含量较低,相关分析显示其相对百分含量与水深变化呈弱正相关性。非成席硅藻主要分布在研究海域9°N以南水深较浅的海域,主成分分析表明其分布受硅藻繁殖时表层海水温度和盐度影响,其中温度影响最甚。(4)根据硅藻组合的分布将研究海域划分为6个区域:i区位于南部卡罗琳海脊水深较浅的海域,成席硅藻相对百分含量较低;ii区位于包含研究海域中部马里亚纳海沟以南水深较深的海域,成席硅藻相对百分比较高;iii区位于i区、ii区之间呈V字型展布的区域,水深较周围稍深,硅藻分布状况复杂,硅藻沉积时期的海水表层温度、盐度高于周围海域,可能有底层洋流的存在:iv区仅包含研究海域中部的P72号站位,成席硅藻相对百分比突然下降,存在沉积异常;ⅴ区位于研究海域北部关岛附近,成席硅藻含量较低;ⅵ区位于研究海域北部马里亚纳海沟北侧边缘,成席硅藻含量较高。(5)P38位于研究海域南部,沉积物以灰白色、浅黄色软泥为主。整体可分为三部分,岩芯顶部和底部软泥颜色皆较深,中部14～87cm颜色较浅,含大量硅藻,穿插浅黄色水平层理的沉积层。岩芯反映了硅藻席自大量勃发至消亡的一个长尺度沉积过程。P38柱样中亦发现大量Ethmodiscus rex硅藻席沉积,并鉴定出26属79种非成席硅藻,硅藻丰度变化范围为63000～3198198粒/g,平均丰度为1 30330粒/g,垂直变化显著,属种组成主要为暖水种以及广布种。(6)AMS14C测年显示岩芯沉积发生于末次冰期,处于MIS3～MIS1时期,45ka B.P.左右硅藻席勃发,垂直方向上可将硅藻分为4个带:102～88cm层位(约>45ka B.P.),南大洋“硅溢漏”作用下,硅藻各属种丰度逐渐增加;88～36cm层位(约45～30ka B.P.),气候波动剧烈,硅藻丰度波动变大;36～14cm层位(约30～15ka B.P),末次冰盛期为硅藻席勃发的鼎盛时期;14cm以上层位(约<15ka B.P.),硅藻总丰度下降,非成席硅藻相对百分含量上升,推测该时期表层海水营养物质持续较高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究目的与研究意义
•   1.2 硅藻的研究进展
•     1.2.1 沉积硅藻的研究发展历史
•     1.2.2 硅藻的分类鉴定
•   1.3 硅藻席的研究进展
•     1.3.1 硅藻席的形成机制
•     1.3.2 硅藻席沉积的研究发展
•   1.4 研究内容
• 第二章 研究海域概况
•   2.1 自然地理与地质概况
•   2.2 海流与水文气候特征
•   2.3 海洋沉积
• 第三章 材料与方法
•   3.1 样品采集
•   3.2 样品处理与分析
•     3.2.1 样品处理
•     3.2.2 样品的鉴定与统计分析
• 第四章 表层沉积物中硅藻的分布特征及其环境意义
•   4.1 表层沉积物中硅藻属种与分布
•     4.1.1 硅藻属种组成
•     4.1.2 表层硅藻丰度分布特征
•     4.1.3 主要硅藻属种介绍及分布特征
•     4.1.4 菲律宾海表层沉积硅藻的相关研究海域对比
•   4.2 聚类分析与主成分分析
•     4.2.1 聚类分析
•     4.2.2 主成分分析
•   4.3 表层理化参数与硅藻丰度的关系
•   4.4 小结
• 第五章 柱状沉积物中硅藻的垂直变化及其环境意义
•   5.1 柱状沉积物剖面
•   5.2 沉积速率与年代估算
•   5.3 柱状沉积物的硅藻属种及垂向分布特征
•     5.3.1 P38柱状样硅藻属种组成
•     5.3.2 柱状沉积物中硅藻丰度的垂直变化
•     5.3.3 柱状沉积物中主要硅藻垂直分布与环境意义
•     5.3.4 柱状沉积物中非成席硅藻的区域对比
•   5.4 小结
• 第六章 结语
•   6.1 结论
•   6.2 本文的创新点
•   6.3 存在的不足与展望
• 图版
• 参考文献
• 研究生期间参与的课题
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 蔡艺琳

导师: 李超

关键词: 沉积硅藻,马里亚纳海沟,末次冰期

来源: 厦门大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学,地质学,地质学

单位: 厦门大学

分类号: P532;Q914

总页数: 101

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