中加到加拿大大陆边坡与几内亚边界之间的第四纪沉积物流量和后沉积过程外文翻译资料

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中加到加拿大大陆边坡与几内亚边界之间的第四纪沉积物流量和后沉积过程

作者：Denis Bonifay and Pierre Giresse

摘要：本文研究了加蓬大陆斜坡两个岩芯（2330米水深）和一年中三叠纪边缘（4000米水深）的，以检查中后期第四纪中后期的气候和古海洋动力学波动。一个浅岩芯中的氧同位素变化与全球同位素期相关，并在微生物和矿物学含量的基础上延伸到另外两个岩芯。间冰期阶段的特点是碳酸盐含量高，碳酸盐溶解效应低，有机质来源于初级海洋生产。冰川阶段包括碳酸盐测试的溶解过程，与由于浮游生物和底栖动物的有机物质沉积引起的海床附近二氧化碳含量增加有关；在深度为4000米的水域，这种现象已经控制了碳酸盐垂直分布的时间。许多间冰期的记录记录了较高物质输入（增加了石英和高岭石含量），同时一些冰川间隔包含了良好结晶的绿土的峰值（可能是从相邻大陆架上的中生代-新生代露头返回）和结晶度差的蒙脱石。在深度为4000米的水中，在一些冰川间隔期间沉积的富石英层包括表示风起源的表面纹理。长期的气候变化得到承认，包括从40万到35万年之间逐步降低海面气候条件。

介绍

在瓦尔达邮轮收集了Charcot三个岩芯，两个位于加蓬大陆坡（2330米水深），一个靠近火山喷发的安诺邦岛（3994米的水深），从中部山脊的西南端升起（图1）。研究了矿物学，岩石学和微古生物学，并将其置于基于一个岩芯的氧同位素变化的计时地层框架中，以便在安哥拉盆地北部研究中至晚期第四纪海洋和深度通量。分析岩芯的位置和深度使我们能够比较沉积物累积速率以及大陆边缘的碳酸盐溶解过程，远离尼日尔和刚果河的主要河流排放。

该地区的气候历史可能与第四纪主要海洋参数的波动以及相邻陆地的泥沙供应变化有关。将控制这些波动的因素与刚果-扎伊尔深海扇形地区研究中提出的因素进行比较（Giresse 等.，1982; Jansen等，1984; Van der Gast and Jansen，1984;Zachariasse等,1984; Bongo-Passi，1984）和Nige：r delta（Pastouret等，1978）。我们还尝试将我们研究中认可的主要气候趋势与西北非洲观测到的定期气候波动（Sarnthein等.1981,1982; Ruddiman等，1989），安哥拉盆地南部（婆罗洲）,1973; Diester-Haass，1985），沿西非边缘向北延伸（Giresse and Barusseau，1989）

物理海洋学

表层水

安哥拉盆地的现代循环比较著名（Van Bennekom和Berger1984; Jansen等，1984; Piton和Kartavtseff，1986）.从北到南,可以描述五个水域（图2）：

（1）几内亚流向东流动，将温盐低盐水进入几内亚湾; 它代表北赤道逆流的尾端。

（2）南赤道流向西向温暖的水域，在刚果-扎伊尔河口的纬度分为两部分,其中一部分成为安哥拉流。

（3）南赤道逆流向东流动，虽然其时空空间持续不明确。

（4）南大西洋漂流东南相对较冷水，被认为是本格拉河流的延续。

（5）刚果 - 扎伊尔河排水流向西北西向西

次表层水

识别出两个次表层流（图2）：

（1）几内亚的流沿几内亚北海岸东西向流动。

（2）赤道逆流（Lomonosou Current）携带来自巴西边缘的盐水；它分散在非洲海岸附近，一部分继续向比亚弗拉湾，另一个延伸到黑山（刚果）南部。

在南极冬季以及12月至1月期间，刚果南部和洛佩兹角之间的沿海上升流动通过向刚果-扎伊尔海域向海推动影响和改变了区域海洋模式。

在南极夏季，源自河流的水源向北延伸，并与几内亚湾的低盐度水域相连。

深水循环

南极底水（AABW）进入安哥拉盆地受到瓦尔维斯山脊的限制（Metcalf等，1964）。 然而，Connary和Ewing（1974）记录了穿过西维尔斯山脊的通道，达到30英寸纬度（Vat; Bennekom和Berger，1984;图3）。 安哥拉盆地的AABW可以追溯到海底200米的高度处。

排放到安哥拉盆地的河流

在盆地的赤道地区，底部水温的增加反映了来自拉布拉多海的北大西洋深水（NADW）的稀释效应在区域规模上，刚果 - 扎伊尔的淡水主导着安哥拉盆地的径流：年供气量为40,900立方米，占流域总量的60％。 在我们研究的规模上，奥古埃河被认为是重要的，因为它提供了I38times;10m3 yr - 1（比刚果 - 扎伊尔河小一个数量级）; 其他河流，如库洛鲁和尼扬加等，都可以忽视。 导致低地面温度的负雨异常和延长上升流系统被发现是同步的（Mahe等，1988）。

刚果 - 扎伊尔河每年提供3 1至4,500万吨悬浮物，其中13％为沙粒，15％为有机物质（Kinga Mouzeo，1986; Moguedet，1988; Olivry等，1988年）。 化学风化的意义是悬浮物占总排放量的比例很低（30％），这归因于赤道森林覆盖面覆盖（50％）。

材料与方法

采用Kullenbeg型取芯系统收集三个岩芯。在岩芯分裂之前,在中心Ocbanologique de Bretagne获得伽马密度测定曲线和X射线照片。沉积结构和相的详细视觉描述导致岩芯采样间隔为10厘米（在主要沉积结构之间）；取541份样品进行分析。

进行了经典的一组测量：含水量，CaCO2及所选水平的细粒度分析。在粘土大小的材料和非取向的粉砂粒子上进行X射线衍射（CGR Theta Generator of Anticathode of Cobalt）。

通过双目显微镜观察沙粒分级（gt;40mu;L）可以对不同的主要成分进行定量和定性分析：粪便丸，有孔虫，硅藻，海绵针，石英颗粒和黄铁矿混凝土，采每个混合物计数在整个砂粒级分中，并报告为每克干重。用Hitachi S 520扫描电子显微镜观察选择的石英晶粒。

从岩芯KW23的每个样品中挑选大约15-20个底栖珊瑚虫的标本，用于氧同位素测定（L. Labeyrie，Gif-Sur-Yvette），以PDB标准报告。

以厘米/〖10〗^(-3)年表示的沉降速率和以gbull;〖cm〗^(-2)bull;〖10〗^(-3)年表示的通量速率通过以下通式计算：

其中

-=时间间隔，=深度处的年龄，d=岩芯顶部深度， =深度d处的碳酸盐浓度，=水密度和=干沉积物密度。

生物和年代地层学

岩芯KW23距离刚果-扎伊尔河口（图1）425公里，深度达2330米。岩芯的delta;(_^18)O曲线（图4）与同位素阶段1-9相关，按照Shackleton和Opdyke（1976）建立并由lmbrie等人（1984）修订的年表：岩芯的顶部对应的日期（(_^14)C）是5000年（最上层1缺失），而在16.40米的阶段9/8边界对应于303,000年。大多数同位素阶段的特征在于允许次级定义的二阶波动。在2/1和6/5阶段边界附近记录了急剧的波动（1.5-1.8％o），表明安哥拉盆地深水同位素组成的剧烈变化。在阶段2/1中注意到类似的同位素变化。和塞拉利昂岩芯关系中的6/5边界（Sarnthein等，1984年）以及北大西洋，由北大西洋深水的同时冷却而产生（Duplessy等，1980）。

在Ericson和Wollin（1968）的生态地层划分中，使用大量的Globorotalia menardii微生物，岩芯KW23被细分为温暖的（Z，X，V）和冷（Y和W）生物区（图4）。在同位素阶段5顶部的G.menardii的消失可能与选择性溶解有关。生物区域W在8,20和9.70米之间，部分对应于同位素阶段6.生物区域V内芒果丰度的强烈变化表明气候波动显着。浮游物种Neogloboquadrinahexa在刚果 - 扎耶尔和塞拉利昂隆起的深海扇形地区（Zachariasse等，1984; Pflaumann，1986年）指示的一个相当不错的温暖阶段的地层标志，在这个岩芯并没有被认为可信。

岩芯KW24位于距离刚果 - 扎耶尔河口520公里的水域。G.menardii的波动定义了如同KW23中的有孔生物区域。两个岩芯（图5）的碳酸钙曲线之间的相似性以及它们在相似深度的接近程度允许将氧同位素地层学扩展到阶段8通过碳酸盐峰的相关性（图5）。

岩芯KW25（3994米水深）距离刚果-扎伊尔河口840公里，远离任何河流排放。G.menardii的波动定义了与其他岩芯相关的生物化学，但包括另外的生物区域;百分比超过生物区域X，V和T中有机物总数的50％（图6）。与其他两个岩芯不同，碳酸钙曲线非常类似于大西洋岩芯的氧同位素曲线（Embley和Morley，980; Sarnthein等，1984）。这是大西洋第四纪深海沉积物岩芯的共同特征（Embley和Morley，1980）。在热生物区域T，V和X中发生六边形以及其从岩芯顶部（Y的下边界; Zachariasse等人，1984）的灭活的确认生物地球化。在7厘米处的总有机部分的放射性碳日期给出了年龄为13,960plusmn;700年，证实了岩芯中不存在全新世物质。

确定nanno-区20顶部（Thierstein等，1977）的Coccolith Pseudoemiliana iacunosa（LAD）的灭绝发生在较低V区的12.1m处; 在这个层次上的沉积物中发现了nannozone 19的常见物种（C.Muller，pers.commun.，1987）。 据估计，第四纪沉积物中的。藜的LAD在47.4万年的时间内位于同位素期12的中间。然而，在核KW 25中，lac the的消失位于U / V以上120厘米处 边界在塞拉利昂盆地达到470,000年（Pflaumann，1986）。 可以做出两个假设： （1）一灭绝的估计年龄为47.4万年龄太老，或（2）安哥拉盆地的U / V边界年龄较大。

Sarnthein等人建立的CARTUNE量表 （1984年）在塞拉利昂隆起允许同位素阶段和生物区域之间的精确相关性; 冷生物区域U开始于阶段15的底部，延伸到阶段13，在48万到575,000年之间（图6）。

沉积物累积率

使用两种类型的计算来近似碳酸盐和非碳酸盐级分的累积速率。第一次提供了10年a（沉降率）的估计，而不考虑沉积物的压实程度;这种方法可以将我们的结果与近端研究进行比较。第二项通过假设沉积物的密度是含水量的函数来提供g cm 2 y 10 l（通量率）的估计值;这种方法已经用于刚果-扎伊尔深海扇形地区（Jansen等，1984）和西非边缘（Giresse and Barusseau，1989）的岩芯。

两个较浅岩芯的沉淀速率相似（表1中为3至8.5厘米10 -3），约为刚果-扎伊尔测量水深的一半（Bongo-Passi，1984）。例如在尼日尔三角洲（Pastouret等人，1978年）或刚果（Giresse等，1982）的第四纪沉积物的Y / Z边界观察到的加速度，它们通过时间保持不变，并且不显示任何明显的加速度。岩芯KW 25（2.1至3.6cmbull;年〖10〗^(-3)，表1）的沉降速率比预期的大陆坡芯低，但也低于刚果深海扇形地区的岩芯相同的水深（Jansen等，1984）。

两个较浅岩芯的碳酸盐粒子通量率的累积曲线（图7）显示了几个轻微的下降，其通常对应于暖同位素阶段（岩芯KW23为5.0,5.4,7，岩芯为5.4,5。KW24轻微增加对应于冷却阶段（5.2，2为KW23，和8为岩芯KW24）。碳酸盐积累的这些变化似乎并不影响中间和晚期第四纪线性的总通量率（图7）。 仅岩芯KW23中的热同位素次级5.3和岩芯KW24中的5.3,5.5之内有断裂记录。

在岩芯KW25（4000m水）中，碳酸盐通量（图7）在存在局部严重溶解的冷生物区域W和Y内波动。 如在较浅的岩芯中，这些变化不影响75,000年前的总通量。

伽玛射线曲线和视觉岩性测井显示了当地的沉积物区域1到2厘米厚，它们被层压并且具有不同的颜色。同步地层框架允许估计的周期性116至330年的沉积的单层叠。这些区域随机位于地层中，但似乎与生物区域V和Y最相关。

生物成分

钙质试验

有孔虫代表所有三个岩芯的主要组成部分。 在两个较浅的岩芯中，碳酸盐百分比（岩芯KW23为2至23％，岩芯KW24为2至26％）在暖同位素阶段内增加（I，5，6，7和8内的各种分段）。 在核KW25中，碳酸盐含量较高（O至57％），主峰对应于热生物区域T，V和X; 后两种生物区域之间的对比度大于KW23和KW24。

底栖有孔虫的测试通常比浮游试验更能抵抗溶解过程; 因此，P / B（浮游与底栖有孔虫）价值的下降与溶解有关（Thunnel，1976; Diester-Haass，i 985）。 P / B指数大致遵循碳酸盐曲线，岩芯KW 25中的关系最为明显，其具有较高的碳酸盐含量范围和较长的沉积后期。 两个较浅的岩芯的特点是更高土质通量率，因此预计稀释过程会扰乱关系。 总体而言，岩芯中KW25存在碳酸盐更高的下降（图8）。

粪便丸和硅质骨骼

这些颗粒的丰度被认为是初级海洋生产的近似指标，由寒冷时期的上升流动控制。泥土生物的丰富与海底营养通量有关，正如在刚果大陆边界（Zachariasse等，1984; Bongo-Passi，1984年）和塞内加尔和毛里塔尼亚大陆边缘（Caralp，1984）所证明的那样。在两个较浅的岩芯中，在同位素阶段2，顶部3和岩芯KW23的整个底部部分中记录了硅藻数量的最大值; 在岩芯KW24中的阶段3,4,5.0和前6和8中，其中数字范围特别进行了对比。在岩芯KW23中，粪便颗粒丰富度分别高达3，5.4，6，7， 海绵针状体在

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