论文部分内容阅读
极地冰芯、中国黄土、深海沉积物被誉为研究古气候、古环境变化的三大支柱。海洋沉积物因其所提供的信息更丰富、连续，时间尺度更宽而深受古气候研究者青睐。北大西洋地处全球气候变化敏感区域，国内外学者在此对深海沉积物记录一系列研究逐渐揭开了人们对千年尺度事件的研究历史，将全球气候变化研究引入短尺度快速气候变化研究阶段。
本文通过对国际大洋钻探计划(IODP)303航次北大西洋U1308站位上部近1Ma沉积物进行系统的碳酸盐矿物地球化学研究。主要利用傅里叶变换红外光谱方法(DRIFTS)对沉积物中碳酸钙、白云石含量进行定量分析。结合X射线衍射、磁化率进行综合对比研究，指出白云石对于Heinrich事件及其源区的指示意义，并对沉积物中碳酸钙含量的主要控制因素以及对碳循环波动的响应进行讨论。主要获得了以下结论：
1.研究利用傅立叶变换红外分光光度计建立对深海沉积物中碳酸钙含量进行快速、无损定量的新方法(DRIFTS)，显示出对于低碳酸钙含量样品的敏感性，具有较低的检出限和较高的测量精度，解决了一直以来的分析难题。与沉积物亮度指标相比，DRIFTS方法测得碳酸钙含量曲线与底栖有孔虫氧同位素曲线在细节上更为接近，显示方法优越性。
2.U1308站位碳酸钙含量属于明显大西洋型碳酸盐旋回，研究发现，其碳酸钙含量受到初级生产力、陆源稀释、溶解作用综合控制影响。在某些特殊时期：如MIS10、12和MIS22，受溶解作用控制更为明显。
3.结合前人研究成果，证实低纬地区碳储库波动对于北半球冰盖扩张的驱动作用，造成MBE、MPE两时期大规模的冰盖扩张，随后伴随深海碳酸钙的溶解现象。除了米兰科维奇天文驱动因子之外，提出了由低纬驱动和碳储库波动共同影响并制约晚新生代以来气候环境巨变的假说。
4.研究还利用DRIFTS方法快速、精确定量深海沉积物的白云石含量，指出沉积物红外光谱谱图中2626cm-1吸收峰为白云石的特有峰位，沉积物中白云石含量与谱图2626cm-1峰高成正比，解决了一直以来难以将白云石与其他碳酸盐矿物准确界定的问题。
5.结合沉积物XRD谱图、SEM以及磁化率研究比对，站位沉积物中白云石主要为碎屑来源，其含量是指示Heinrich事件的良好气候待用指标，并且与前人IRD％指标对应关系良好。相对于其它岩屑碳酸盐指标，白云石还记录了H3、H6两次强度较小的冰筏事件，显示了指标的优越性。对比H3、H6与其它冰筏沉积物矿物组成的变化，证实了前人关于Heinrich沉积层存在欧洲源区的猜想。同时，对比站位底栖有孔虫氧同位素曲线和白云石含量变化，发现冰体积的极限临界效应是冰筏事件发生的充要条件，并突出大洋温盐循环对冰筏事件的触发因素，冰盖自身也会对其产生正反馈效应。