我院章陶亮博士研究成果在《QSR》上发表，揭示西北冰洋末次冰消期煤屑沉积及其指示的劳伦冰盖冰融水事件

2019年7月，我院章陶亮博士的研究成果“Enhanced deposition of coal fragments at the Chukchi margin, western Arctic Ocean: implications for deglacial drainage history from the Laurentide Ice Sheet”在国际著名地学期刊《Quaternary Science Reviews》发表。

末次冰消期中，北美劳伦冰盖（Laurentide Ice Sheet, LIS）的冰融水排泄路径一直存在争议。主要分为以下4种观点（图1a）：1. 经过哈德逊湾向东北进入北大西洋；2. 经过五大湖，随后进入圣劳伦斯峡谷和北大西洋；3. 经过明尼苏达河以及密西西比河湾进入墨西哥湾；4. 经过马更些河向西北流入西北冰洋。此外，广泛运用于低纬地区的地层划分和对比的有孔虫氧同位素记录在北冰洋地区往往并不适用，在MIS3与全新世直接的末次冰盛期（LGM）与随后的冰消期需要新的地层划分指标。

图1(a) 末次冰消期北美劳伦冰盖冰融水的排泄路径；(b)本文研究中楚科奇边缘地区的13个岩心沉积物岩心站位图以及西北冰洋波弗特环流的流向。黑色点表示表层沉积物中站位，位于楚科奇海的一系列等值线和数字指示表层沉积物中>250 μm的煤屑含量分布；橘黄箭头代表白令海入流水进入北冰洋的两个分支；白色区域表示末次冰盛期北美冰盖的覆盖范围；黑色区域表示阿拉斯加以及加拿大北部含煤地层分布。

本文通过在西北冰洋楚科奇边缘地区取得的13个岩芯（图1b），结合沉积物中浮游有孔虫的AMS ¹⁴C测年结果、冰筏碎屑(Ice Rafted Debris, IRD)含量以及沉积物岩性特征对比等方法，获得了这些岩芯MIS3以来的地层年代框架。通过>250 μm IRD组分的岩矿鉴定以及EDS元素含量分析，研究发现了一个从西北冰洋阿拉斯加边缘地区到楚科奇边缘大片地区在末次冰消期的沉积物中广泛存在煤屑含量快速升高的事件。根据该事件中煤屑含量在西北冰洋的分布趋势（图2），研究认为，煤屑最有可能来源于研究区东南部的加拿大马更些河流域。在末次冰消期中，北美劳伦冰盖逐渐消融，大量冰融水使得马更些河的流域范围向南扩张到富含煤的加拿大西部沉积盆地，冰融水携带着加拿大西部沉积盆地的煤屑，通过马更些河进入波弗特海，最后被波弗特环流携带并沉积至西北冰洋的楚科奇边缘地区。煤屑含量快速升高的事件，指示了末次冰消期北美劳伦冰盖快速消融产生的大量冰融水向西北冰洋的排泄，并且可以作为西北冰洋地层年龄对比的新指标。

图2西北冰洋末次冰消期>250 μm的煤屑输入通量(No./cm2)的分布趋势。在计算中，我们假设该事件在西北冰洋所有地区持续时间一致(ca. 15-12 ka)。其中M03岩心的岩矿鉴定资料引自（Wang et al., 2013）。

本文第一作者为章陶亮博士，我院王汝建教授和美国俄亥俄州立大学Leonid Polyak教授为共同通讯作者。本研究受到国家自然科学基金项目（41030859和41776187），中国北极考察专项（CHINARE 2012-2017-03-02）的资助。合作者L. Polyak受到美国国家科学基金（ARC-0806999和ARC-1304755）的资助。

通讯作者: 王汝建  教授

个人主页：https://mgg.tongji.edu.cn/6e/41/c10012a93761/page.htm

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2019.06.029

撰稿：章陶亮

编辑：高小丰

审核：拓守廷