琼东南海域末次冰期以来硅铝分布特征及意义

电学的基本知识~

E有很多解释：
1、能量：单位：J（焦耳），Ek为动能，Ep为势能，E0为光子能量（E0＝hγ），E总为系统总能量，ΔE为质量亏损释放的能量（ΔE=mc^2）。
2、场强：单位：N/C或V/M，其中E=F/Q=U/d。


扩展资料：
对一根细杆施加一个拉力F，这个拉力除以杆的截面积S，称为“线应力”，杆的伸长量dL除以原长L，称为“线应变”。线应力除以线应变就等于杨氏模量E=( F/S)/(dL/L)。
对一块弹性体施加一个侧向的力f（通常是摩擦力），弹性体会由方形变成菱形，这个形变的角度a称为“剪切应变”，相应的力f除以受力面积S称为“剪切应力”。剪切应力除以剪切应变就等于剪切模量G=( f/S)/a。
对弹性体施加一个整体的压强p，这个压强称为“体积应力”，弹性体的体积减少量(-dV)除以原来的体积V称为“体积应变”，体积应力除以体积应变就等于体积模量: K=P/(-dV/V)。
参考资料来源：百度百科-e

李学木

（广州海洋地质调查局海洋地质科学发展战略研究所广州　510760；同济大学海洋地质教育部重点实验室　上海200094）

摘要　对琼东南从陆架到陆坡的33个表层样和1个柱状样的SiO₂、Al₂O₃分析、浮游有孔虫鉴定、δ¹⁸O、δ¹³C分析和¹⁴C测年，结果表明，从陆架到陆坡SiO₂含量呈下降趋势，Al₂O₃含量变化较复杂，总体为“先升后降”，在外陆架—上陆坡最高。SiO₂与Al₂O₃的相关性在陆架和陆坡完全不同，在水深＜150m的陆架区两者呈负相关关系，在水深＞300m的陆坡区，两者呈正相关，在150～300m的过渡区，两者相关性不明显。陆坡区柱状样的SiO₂/Al₂O₃与浮游有孔虫转换函数计算的表层水温有明显相关，均在氧同位素1、3期高，2期较低，这反映了不同气候条件下，陆源物质的风化淋滤作用强度不同造成，因此SiO₂/Al₂O₃比值可能成为又一反映古气候特征的指标。

关键词　地球化学　末次冰期　琼东南　古气候

南海是西太平洋最大的边缘海，其北部大陆边缘宽广，沉积速率高，同时各种钙、硅质微体生物发育，成为古海洋学研究的热点地区之一^【1～1】。对于南海沉积地球化学已作了不少研究^{【12～16】}，但沉积地球化学对古气候古海洋环境方面的研究很少。

在中国海陆架SiO₂、Al₂O₃分布表现为负相关关系^{【16～17】}，但陆坡区两者的关系比较复杂，SiO₂/Al₂O₃总体随水深增多，先降后升^【12】。本文对晚冰期以来的SiO₂/Al₂O₃研究后，发现它与海水表层温度有关，可能为古气候研究提供一些有用的信息。

1　材料与方法

对琼东南海域进行34个站位的地质取样（图1），其中1个为柱状样，其余为表层样。从取样站位的水深来看，小于150m的5个站位，150～300m的4个站位，大于300m的24个站位。柱状样S19，长664cm，按10cm间距取样，共取64个样品。对所有样品作硅酸盐全分析、浮游有孔虫鉴定，对上部49个样品作δ¹⁸O和δ¹³C分析，并作了3个¹⁴C年龄测定，其中SiO₂、Al₂O₃采用原子吸收进行测定。

图1　取样站位图

Fig.1　Sites of sampling

研究区表层沉积物总体由西北向东南变细，西北以陆源碎屑为主，主要为细砂、粘土质粉砂等；东南部以生物碎屑为主，主要有钙质生物砂质粉砂、钙质生物粘土—砂—粉砂、含硅钙质生物粘土质粉砂等。

2　表层样品SiO₂、Al₂O₃分布特征

2.1　SiO₂分布特征

总体从西北部陆架区向东南陆坡，SiO₂含量逐渐下降，从70%下降至34%（图2）。在陆架部分等值线与水深的等深线基本平行，到西南部西沙海槽南坡，虽水深变浅，其含量继续下降，而且变化梯度大致相同。显然主要受离岸距离和水深控制，陆源物质主要来自西北的海南岛，随离岸距离和水深增大，陆源物质减少，其主要成分SiO₂含量下降。

图2　琼东南表层沉积物SiO₂含量分布图

Fig.2　Distribution of content of SiO₂at submarine surface sediment in Southeastern Hainan

2.2　Al₂O₃分布特征

Al₂O₃含量分布比SiO₂含量分布复杂，成块状分布（图3），西北陆架区含量最低，为8.0%～11.0%。外陆架—上陆坡含量最高，为10.0%～14.5%。在东南部西沙海槽的南坡，含量下降，为10.5%～12.5%。且与水深等深线不完全一致，显然，它的影响因素更多。但总体而言，由西北向东南，由陆架到上陆坡，随水深和离岸距离增大而递增，之后在陆坡区随离岸距离增大而下降。

图3　琼东南表层沉积物Al₂O₃含量分布图

Fig.3　Distribution of content of Al₂O₃ at submarine surface sediment in Southeastern Hainan

2.3　SiO₂/Al₂O₃分布特征

SiO₂/Al₂O₃比值的分布有明显的规律（图4），由西北向东南下降，由8.5降至3.2，在内陆架区变化梯度大，水深越浅变化梯度越大，且与等深线大致平行。而外陆架至陆坡含量相对稳定，尤其在海槽区变化很小，为3.2～3.6，但仍受离岸距离控制，东南部最低。

图4　琼东南表层沉积物SiO₂/Al₂O₃比值分布图

Fig.4　Ratios of SiO₂ to Al₂O₃ at submarine surface sediment in Southeastern Hainan

2.4　相关分析

通常认为陆架区沉积物中SiO₂、Al₂O₃含量的分布呈负相关关系^{【16、17】}。对本区表层样品的详细研究表明，SiO₂、Al₂O₃之间的关系在不同水深的海域是不一样的，在水深小于150m的内陆架，两者为负相关关系，这与以往的研究是一致的；但在水深150～300m的外陆架至上陆坡区，两者没有明显的相关性；在水深大于300m的陆坡区两者呈明显的正相关关系（图5）。

图5　琼东南表层沉积物SiO₂与Al₂O₃相关图

Fig.5　Relationship between content SiO₂ and Al₂O₃ at submarine surface sediment in Southeastern Hainan

A：水深＜150m,B：水深＞300m

3　S19柱状样地层时代

S19柱状样的氧同位素测定结果（图6）表明，0～140cm段为氧同位素1期，140～420cm为氧同位素2期，420cm以下为氧同位素3期，未见底。同时对该柱状样的¹⁴C测年结果，143～146cm为（10860±240）aB.P.,246～249cm为（14000±350）aB.P.,349～352cm为≥17000aB.P.，与氧同位素结果基本吻合。

4　S19柱状样SiO₂/Al₂O₃变化与古水温

4.1　SiO₂、Al₂O₃分布特征

S19柱状样的SiO₂、Al₂O₃呈明显的正相关关系，与本区＞300m的陆坡海域表层沉积物SiO₂、Al₂O₃相关性一致（图6），而与浅海陆架区分布相反。总体看，该柱状样SiO₂、Al₂O₃含量在氧同位素2期较高，而1、3较低。但在2期末，即末次冰期的冰消期均明显下降，达到最低值，SiO₂、Al₂O₃含量分别为41.26%～43.56%,22.58%～13.08%；全新世早期上升，其含量分别为45.08%～46.76%,13.58%～14.58%；中晚期下降43.61%～44.67%,12.72%～15.15%（图6）。

图6　S19柱状样Si、Al分布与表层水温关系

Fig.6　Relationship between SST and content of Si and Al at piston core S19

¹⁴C测年：1:10860±240aB.P.，2:14000±350aB.P.，3：≥17000aB.P.

4.2　SiO₂/Al₂O₃与古水温

该柱状样SiO₂/Al₂O₃比值的变化与SiO₂、Al₂O₃含量变化完全不同（图6），总体呈负相关。但它与浮游有孔虫转换函数计算的表层水温^【18】却有明显的正相关，大致均可分为3段：0～140cm，即氧同位素1期，SiO₂/Al₂O₃比值较高，为3.08～3.55，表层水温也较高，冬季为23.3～27.2℃，夏季为27.8～29.8℃；140～460cm，大致相当于氧同位素2期，SiO₂/Al₂O₃比值较低，为3.04～3.47，表层水温也较低，冬季为21.4～24.4℃，夏季为28.1～29.0℃；460～664cm，氧同位素3期，SiO₂/Al₂O₃值较高，为3.27～3.68，表层水温也明显增高，冬季为21.9～25.2℃，夏季为28.5～29.3℃。

从下陆坡区SiO₂、Al₂O₃呈正相关分布来看，控制其分布的显然与内陆架的“粒度分布率”^【16】不同，下陆坡的陆源物质主要是粘土矿物，因此，SiO₂/Al₂O₃比值变化与粘土矿物的化学成分有关。在不同的气候条件下，陆地的风化淋滤作用强度不同，使带到陆坡的粘土矿物含量和成分不同。在温暖潮湿时期，陆地风化淋滤作用强，硅质成分先被淋滤带入海洋，而铝相对更多的滞留在陆地；在干冷期，风化淋滤作用弱，这种由淋滤造成的硅、铝差异较小，这可能是暖湿期SiO₂/Al₂O₃比值高，而干冷期SiO₂/Al₂O₃比值低的原因。

5　结论

（1）从陆架到陆坡SiO₂含量呈下降趋势，Al₂O₃含量变化较复杂，总体为“先降后升”，在外陆架—上陆坡最高。

（2）SiO₂与Al₂O₃的相关性在陆架和陆坡完全不同，在水深＜150m的陆架区两者呈负相关关系，在水深＞300m的陆坡区，两者呈正相关，在150～300m的过渡区，两者相关性不明显。

（3）陆坡区柱状样的SiO₂/Al₂O₃与浮游有孔虫转换函数计算的表层水温明显相关，均在氧同位素1、3期高，2期较低，因此可能成为又一反映古气候特征的指标。

参考文献

[1]汪品先，卞云华，王律江等.1995.十五万年来的南海.上海：同济大学出版社，46～82

[2]钱建兴.1999.晚第四纪以来南海古海洋学研究.北京：科学出版社

[3]Schonfeld,J,Kudrass H.1993.Hemipelagic sediment accumulation rates in the South China Sea related to Late Quaternary Sea-level changes.Quaternary Research.40:368～379

[4]Sarnthein M,Pflaumann U,Wang P X,et al.,eds.1994.Preliminary report on Sonne-95 cruise“Monitor Monson”to the South China Sea.Reports Geol-Palaeont Inst Univ Kiel,68

[5]李学杰，陈芳，唐荣革等.1996.南海北部HY4-901孔氧同位素与古气候研究.科学通报，41（10）:911-913

[6]李学杰，段威武，魏国彦等.1997.近2万年来南海北部与西部碳酸盐旋回及其古海洋学意义.海洋地质与第四纪地质，17:9～20

[7]Wang L,Sarnthein M,Eelenkeuser H,et al.,1999.East Asian monsoon climate during the Pleistocene:Highe-resolution sediment records from the South China Sea.Marine Geology,156:245～248

[8]邵磊，李献华，韦刚健等.2001.南海陆坡高速堆积体的物质来源.中国科学（D辑），31（10）:828～833

[9]王律江，Sarnthein M.1999.南海北部陆坡近四万年来的高分辨率古海洋记录.第四纪研究，（1）：27～31

[10]涂霞，郑范，陈木宏.2000.南海南部NS93-5柱状样揭示的晚第四纪以来的古海洋学特征.热带海洋，19（4）：38～43

[11]许东禹、刘锡清、张训华等.1997.中国近海地质.北京：地质出版社

[12]姚伯初，蓝先洪，邱燕.1998.西沙西南海域表层沉积物的地球化学特征.海洋地质与第四纪地质，18（1）：23～35

[13]邵磊，董百万，刘志伟等.1999.南海沉积物稀土微量元素分析.同济大学学报（自然科学版），27（增刊）：55～60

[14]张富元.1991.南海中部表层沉积物的元素地球化学.海洋与湖沼，22（3）：253～263

[15]古森昌，陈绍谋，吴必豪等.1989.南海表层沉积物稀土元素的地球化学.热带海洋，8（2）:93～101

[16]赵一阳，鄢明才.1994.中国浅海沉积物地球化学.北京：科学出版社

[17]张虎才.1997.元素表生地球化学特征及理论基础.兰州：兰州大学出版社

[18]李学杰，江茂生.2002.南海西沙海槽末次冰期以来浮游有孔虫与表层水温.中国科学（Ⅰ）辑）32（5）：423～429

DISTRIBUTION AND SIGNIFICATION OF Si AND Al FROM LAST GLACIATION IN NORTHERN SOUTH CHINA SEA

Li Xuejie

（Institute of Marine Environmental Geology and Engineering Geology,GMGS,Guangzhou 510760;China Laboratory of Marine Geology,Tongji University,Shanghai 200092,China）

Abstract:33 samples of seabed sediment and 1 piston core was collecting from southeastern Hainan Is-land,northern South China Sea,for analysis of SiO₂,Al₂O₃,Planktonic foraminifera，δ¹⁸O，δ13 C and ¹⁴C dating.The contents of SiO₂ decrease from the continental shell to the slope as the in-creasing of the water depth and distance from the continent，but the distribution of Al₂O₃ is much complex which is highest in the outer shell to upper slope and both decreasing to coast and deep-sea basin.The relationship between SiO₂ and Al₂O₃ was variation as the change of water depth,that was negative in water depth less than 150m area，positive in larger than300m area and not clear relation in the 150m to 300m area.SiO₂/Al₂O₃ in piston core S19,collecting from the slope,were good relative with sea surface temperature（SST）,calculated by plank tonic foraminiferal transfer function EP-12E,both higher inδ¹⁸O stage 1 and 3,lower in the stage 2.It reflected on different weathering eluviation in different weather condition,so it may be another proxy of paleoclimate in slope area.Key words:geochemistry，Last glaciation,southeastern Hainan，Paleoclimate

---

禅城区13649922843： 我我国2006年煤资源情况 - ？
厍炉眼氨： 中国森林覆盖率超过18% 人工林面积居世界首位中国森林面积达到1.75亿公顷,森林覆盖率为18.21%,人工林面积居世界首位.我国煤的储藏量达6000亿吨,我国煤的储藏量居世界第三位,但人均储藏...

禅城区13649922843： 请问,海口的特产有啥? - ？
厍炉眼氨： 1、珍珠 珍珠是一种古老的有机宝石.主要产在珍珠贝类和珠母贝类软体动物体内,由内分泌作用生成的含碳酸钙的矿物(文石)珠粒和大量微小的文石晶体集合而成,种类丰富,形状各异,色彩斑斓.海南省管辖的南海海域盛产珍珠,它与...

禅城区13649922843： 地层类型有哪些? - ？
厍炉眼氨： 1.陆相地层第四纪阶段陆相地层的主要类型如下.(1)冰碛层集中分布于西部地层区,全为山岳冰川堆积类型.天山、阿尔泰、西昆仑、东昆仑、祁连的冰碛层大致有了测年数据控制,喜马拉雅、岷山、龙门山至滇西北的冰碛层大多缺乏测年资料...

禅城区13649922843： 关于中秋节的诗歌 - ？
厍炉眼氨： 中秋节诗词选 《中秋》 (唐)李朴 皓魄当空宝镜升,云间仙籁寂无声; 平分秋色一轮满,长伴云衢千里明; 狡兔空从弦外落,妖蟆休向眼前生; 灵槎拟约同携手,更待银河彻底清. 《八月十五夜玩月》 ...

禅城区13649922843： 通州海棠湾附近英语培训 ？
厍炉眼氨： 海棠湾距三亚市区28公里,与亚龙湾、大东海、三亚湾、崖州湾并列三亚五大名湾,区位条件优越.又因西北多山地,东南为平坦的河流冲积地和滨海平原,区内旅游资源...

禅城区13649922843： 海南岛总共有多少个市?多少个县? - ？
厍炉眼氨： 截止2015年9月止,海南省有4个地级市、5个县级市、4个县、6个自治县. 4个地级市:海口市,三亚市,瞻洲市,三沙市. 5个县级市:五指山市,文昌市,琼海市,万宁市,东方市. 4个县:定安县、屯昌县、澄迈县、临高县. 6个自治县...

禅城区13649922843： 什么是地壳的运动和海平面的升高 ？
厍炉眼氨： 海平面变动受多种因素的控制和影响,主要有:冰川-海平面变动,构造-海平面变动... 末次冰期以来,在斯堪的纳维亚地区均衡上升了约 300米,现仍以每百年一米的速度...

禅城区13649922843： 描写开封的名句 - ？
厍炉眼氨： 河南开封.这座古城的历史文化时常让人品味不尽.汉代文学家司马迁,唐代的著名诗人李白、杜甫、白居易,宋代的文豪苏轼等都写过赞美开封的诗赋.其中白居易在《隋堤柳》诗中写道:“大业年中炀天子,种柳成行夹流水.西自黄河东至...