广西北海银滩4200+B.P.沉积物Sr%2fBa时间序列研析.pdfVIP

广西北海银滩4200B．P．沉积物Sr／Ba时间序列分析 崔振昂1，郑志昌，林进清。梁开 广州海洋地质调查局，广东，广州，510760 摘要t全新世以来环境演化历程及未来环境演化趋势当今是全球变化研究的热点，海水古盐度的研究是进行古环境恢复的重 降低的趋势，即海水的敲度仍将持续增大，但相对于以往的变化幅度(过去1200年)，其增长的趋势明显放缓。模型的拟合 曲线与过去环境演化历程基本吻合，但预测结果与当今伞球气候持续变暖和海平面逐步上升的事实相违背，这一方面说明人 类活动对环境自然演化的影响在加剧，另一方面说明时间序列模型在对突发性事件预测上还存在着一定的不足． 关键词时间序列分析Sr／Ba古盐度ARI／VIA模型 开展古环境变化的研究，可以了解地球环境系统的演化过程和机理，为预测未来气候环境演化的趋势提 供基础资料。全新世以来的气候环境的变化规律，对当今及未来的环境演变趋势有着重要的影响，已经成 为全球变化研究的一个热点【¨】。海水(湖泊)古盐度的研究是恢复古环境、探讨环境变化过程与机理的重 要方法之一，对地质历史时期水体古盐度的重建，不仅能恢复古海域的环境变迁，同时也能从区域盐度变化 历史中识别出区域气候环境变化，为古环境的重建提供一个有效的手段Ml。 1理论背景 在古盐度的研究中，沉积物中的Sr／Ba比值常常作为确定古盐度、反演古环境的的一个重要指标。锶 (Sr)和钡(Ba)是地壳中分布较广的两种微量元素，由于两者的地球化学性质的不同，在元素迁移过程中 有着显著的差异性。在淡水中，水体的矿化程度较低，硫酸根离子含量少，Sr、Ba均以重碳酸盐的形式保留 其中；当水体不断咸化，矿化度逐渐增高时，Ba首先以硫酸钡形式沉淀出来，而sr只有当水体浓缩到一定程 度后才能产生硫酸锶的沉淀，因此沉积物中Sr／Ba和水体的盐度特征有着较好的一致性(有碳酸岩盐存在时 除外)161。 时间序列研究是通过处理按时问顺序排列的数据，从中寻找和分析事物的变化特征，用曲线拟合方法对 系统进行客观的描述，进而预测事物的未来发展。近年来，时间序列分析无论是在理论上还是在应用方面，都 有迅速的发展，已成为概率统计学的一个重要分支【7J。本文试图通过对广西北海银滩近岸海域中全新世以来 (4200 B．只)沉积物中Sr／Ba的地球化学变化特征分析，建立区域古盐度随时间演化的模型，为区域环境演化 历程及今后环境演化趋势预测提供科学依据。 2样品采集及分析 沉积物是环境信息的载体，沉积柱作为区域环境变迁的连续载体是进行环境反演的主要研究对象pJ。 用于本研究的沉积柱(BBWZK8)位于广西北海银滩近岸海域，区内绝人部分海岸属台地型海岸，气候为 积物表层往下取得2．1m柱状岩心。对采集的岩心样品进行现场封装，密封保存后带回实验室分析。沉积柱的 的测试分析，部分层段进行了14C同位素测年(样品地球化学分析和14C同位素测年均由国土资源部海洋地质 实验检测中心完成)。通过Hc同位素年龄测定，沉积柱的底界的年龄大致为4200B．P．，每个样品的地质年 龄根据其沉积特征及沉积相，并通过对实测年龄层段的内插和拟合来获取。不同深度的沉积柱样品的实测 Sr／Ba比值，结合其计算年龄，建立Sr／Ba(古盐度)的时间序列。 245 3时间序列建模 传统的时间序列分析主要是确定性的时间序列分析方法，包括指数平滑法、趋势预测法、趋势季节模型 ARIMA模犁法具有精度高、数据可靠、操作方便、运行迅速、应变能力强等优点，被大量应用于时间序列 资料的分析[9．12J。 3．1岗RMA时间序列模型 项数，d为差分次数。该模型适用于非平稳时间序列，应用中需要通过若干次差分将非平稳时间序列转化为 对时间序列进行拟合和预测分析。 从定义上来说：一个非平稳时间序列Y{_)，，，Y2，Y，，……}，可以通过 (1) VY—Y—r-l，V2Y=v(vv,)=V彤一V一。)，……， 依次差分成平稳时间序列彬似，W2，w3，……}，使得彬满足A删0，q)模型，即： (2) 引入差分算子用B，则式(2)简化为： 妒∞)彬=口∞k (3) 其中：