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    南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立

    田军 汪品先 成鑫荣 李前裕

    田军, 汪品先, 成鑫荣, 李前裕, 2005. 南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立. 地球科学, 30(1): 31-39.
    引用本文: 田军, 汪品先, 成鑫荣, 李前裕, 2005. 南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立. 地球科学, 30(1): 31-39.
    TIAN Jun, WANG Pin-xian, CHENG Xin-rong, LI Qian-yu, 2005. Establishment of the Plio-Pleistocene Astronomical Timescale of ODP Site 1143, Southern South China Sea. Earth Science, 30(1): 31-39.
    Citation: TIAN Jun, WANG Pin-xian, CHENG Xin-rong, LI Qian-yu, 2005. Establishment of the Plio-Pleistocene Astronomical Timescale of ODP Site 1143, Southern South China Sea. Earth Science, 30(1): 31-39.

    南海ODP1143站上新世至更新世天文年代标尺的建立

    基金项目: 

    国家自然科学基金项目 40476027

    国家自然科学基金项目 40306011

    国家自然科学基金项目 4999560

    国家自然科学基金项目 40321603

    国家重点基础研究发展规划项目 G2000078500

    详细信息
      作者简介:

      田军(1974-), 男, 讲师, 从事海洋地质学的科研与教学工作. E-mail: tianjun@mail.tongji.edu.cn

    • 中图分类号: P534.6

    Establishment of the Plio-Pleistocene Astronomical Timescale of ODP Site 1143, Southern South China Sea

    • 摘要: 基于底栖有孔虫δ18O的精确的年代标尺是古海洋学研究的基础, 特别是长度超过5 Ma, 分辨率小于5 ka的连续δ18O记录在全球大洋深海记录中更是凤毛麟角.在大西洋和东太平洋已经建立起了类似的代表性剖面, 如大西洋ODP659站和东太平洋ODP846站, 但在对全球气候有着重要影响的“西太平洋暖池区”还没有建立起这样的剖面.以南海大洋钻探184航次1143站底栖有孔虫的δ18O为材料, 建立了西太平洋地区跨越5 Ma、分辨率达2~ 3 ka的天文年代标尺.天文调谐的基本原理参照Imbrie et al.(1984), 并将斜率周期上8 ka的相位差和岁差周期上5 ka的相位差从晚更新世扩展到5 Ma; 调谐目标选用Laskar(1990)的斜率和岁差; 调谐方法采用了有别于ODP659站和ODP846站的自动轨道调谐方法(Yu and Ding, 1998).调谐结果显示, 1143站190.77 m、191个冰期、间冰期的深海沉积记录了5.02 Ma的南海古海洋学历史; 1143站布容/松山磁性反转事件的年龄为0.78 Ma, 与前人研究结果一致; 15个识别出的浮游有孔虫生物事件年龄部分与已经发表过的年龄相吻合, 部分为该生物事件在南沙海区的新年龄.由年代标尺推导出的南海沉积特征显示, 2.9 Ma是沉积速率的一个转折点, 在此之前, 平均线性沉积速率只有39.5 m/Ma, 冰期、间冰期平均波动幅度为50 m/Ma; 2.9 Ma以后, 平均线性沉积速率猛然上升到65.4 m/Ma, 冰期、间冰期平均波动幅度为200 m/Ma.此外, 南海的沉积速率还显示出冰期或间冰期中的亚冰阶沉积速率高, 而相邻的间冰期或亚间冰阶的沉积速率低, 这种特点在更新世尤为典型.这可能与全球冰量变化带来的冰期、间冰期差异性风化剥蚀和搬运有关.

       

    • 图  1  ODP1143站底栖有孔虫δ18O随合成深度的变化

      箭头指示布容/嵩山古地磁极性反转事件和浮游有孔虫事件.数字代表选择的氧同位素期次

      Fig.  1.  Benthic foraminifer δ18O record from ODP Site 1143 plotted against the composite depth (mcd)

      图  2  ODP1143站底栖有孔虫δ18O 5Ma天文调谐的年代表与Shackleton 6 Ma合成的δ18O曲线(Shackleton et al., 1983, 1990, 1995)

      Fig.  2.  Correlation of ODP 1143 δ18O data with Shackleton's 6 Ma composite δ18O curve

      图  3  南海南部ODP1143站底栖有孔虫δ18O与地球轨道参数ETP的交叉频谱分析

      a.0~1 Ma; b.1~2 Ma; c.2~3 Ma; d.3~4 Ma; e.4~5 Ma.正交化后的频谱强度使用对数坐标(log).实线代表ETP的频谱, 虚线代表同位素的频谱, 点划线代表相关系数(coherency) 的频谱.相关系数的频谱使用双曲线反切数坐标(hyperbolic arctangent).上下的水平实线分别代表相关系数代表超过95%和80%的检验标准.灰色的长方条分别代表 10万年、4.1万年、2.3万年和1.9万年的米兰科维奇周期范围.ETP是正交化后的偏心率、斜率和负岁差的总和.采用Laskar90 (1990) 地球轨道计算方案

      Fig.  3.  Cross spectrum analyses of δ18O with ETP for different time intervals

      图  4  南海南部ODP1143站底栖有孔虫δ18O在斜率和岁差上的滤波曲线与斜率(8 ka滞后) 和岁差(5 ka滞后) 的对比

      实线为滤波曲线, 虚线为斜率或岁差.斜率周期上的滤波中心频率为0.024 39 ka-1, 带宽为0.040 ka-1, 岁差周期上的滤波中心频率为0.047 62 ka-1, 带宽为0.015 ka-1.采用Turkey滤波方法(Yu and Ding, 1998)

      Fig.  4.  Site 1143 δ18O record filtered at the obliquity (41 ka) and precession (23 ka) bands (solid lines) compared with orbital obiliquity (8 ka lagged) and precession (5 ka lagged) (dashed lines)

      图  5  南海南部ODP1143站5 Ma来的线性沉积速率

      a.5 Ma以来5点平滑后的沉积速率; b.上部曲线为1143站底栖有孔虫Cibicidoidesδ18O, 下部曲线为60万年以来5点平滑后的沉积速率, 图中数字代表氧同位素期次

      Fig.  5.  Sedimentation rate of ODP Site 1143 (0-5 Ma) after 5 points running smoothing

      图  6  南海南部ODP1143站5 Ma来沉积速率与底栖有孔虫δ18O值的关系

      灰线代表底栖有孔虫δ18O值的一元线性回归趋势线

      Fig.  6.  Relationship between the benthic δ18O and sedimentation rate of ODP Site 1143 (0-5 Ma), southern South China Sea

      表  1  ODP1143站浮游有孔虫事件的年龄

      Table  1.   Ages for ODP Site 1143 planktonic foraminifer bio-events

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    出版历程
    • 收稿日期:  2004-11-26
    • 刊出日期:  2005-01-25

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