北极楚克奇陆架边缘“大西洋水层”钕同位素示踪

摘要

温暖的“大西洋水层”为北冰洋提供了重要的热量来源,是决定其海冰状况、冰架分布及周边冰盖稳定性的关键因素.通过分析M04孔沉积物中稀土元素（REE）的含量及其配分模式和Fe-Mn氧化物组分的钕同位素组成,探讨了晚更新世以来楚克奇陆架边缘REE的富集机制、ε_Nd示踪水团性质的有效性以及“大西洋水层”的强弱变化.结果表明,间冰期Fe-Mn氧化物是溶解态REE沉淀的主要载体,但冰期缺少Fe-Mn氧化物的灰色层中也富集了大量的溶解态REE.同时,Fe-Mn氧化物萃取液中ε_Nd介于—5.50～—8.74之间,呈现出冰期高,间冰期低的特点,有效指示了“大西洋水层”在楚克奇陆架边缘的活动.在间冰期,“大西洋水层”增强,为陆架输入的Fe²⁺和Mn²⁺创造了再氧化的条件;而在冰期,“大西洋水层”几乎退出了楚克奇陆架边缘.参照现代冰川溶水的化学组成,导致冰期M04孔Fe-Mn氧化物萃取液中REE富集和ε_Nd显著正偏的环境要素,很可能是东西伯利亚冰盖的扩张及其冰下排水,而不是海冰排盐形成的“卤水”.这些发现进一步揭示了北冰洋REE的富集机制,论证了ε_Nd示踪“大西洋水层”的有效性,并深化了对“大西洋水层”演变规律的认知.

关键词

钕同位素 / 稀土元素 / 大西洋水层 / 楚克奇陆架边缘 / 北冰洋 / 海洋地质