中西太平洋海山形态类型与钴结壳资源分布关系

通过对中西太平洋海山形态剖面的山体高度、山顶直径、基底直径、山顶直径与基底直径之比、山体坡度、山体高度与基底直径比值六个参数多元统计分析,发现可以根据山体高度与基底直径的比值对海山形态类型进行分类:比值小于0.10的为平顶海山(Ⅰ类),大于0.10的为尖顶海山(Ⅱ类),对于等于0.10的海山需参考平坦度和山体坡度,平坦度大和山体坡度缓的为Ⅰ类,反之为Ⅱ类。西太平洋的麦哲伦海山区、马绍尔群岛基本以平顶海山为主,介于中西太平洋之间的威克—马尔库斯海山区和中太平洋海山区、莱恩群岛平顶海山与尖顶海山共同发育。对各种类型海山上钴结壳分布研究发现,无论是在尖顶海山还是在平顶海山,板状结壳均比较发育,但砾状结壳在平顶海山比在尖顶海山的发育。中太平洋尖顶海山的结壳比平顶海山的发育,但由于山顶面积小,钴结壳资源量不大。仅从平顶海山看,在麦哲伦海山区、威克—马尔库斯海山区板状结壳比中太平洋海山区、马绍尔群岛、莱恩群岛的板状结壳发育,前者的板状结壳平均厚度大于3 cm,后者的板状结壳平均厚度小于3 cm,总体上是西太平洋平顶海山钴结壳比中太平洋平顶海山的发育。两种类型海山各方向上的资源分布明显不同,在平顶海山的西部山坡的资源比东部山坡的丰富,尖顶海山的则刚好相反。     

麦哲伦海山链漂移史及可能的来源

麦哲伦海山链主要由十多座相对独立的平顶海山组成,呈北西向展布于太平洋海山密集区。结合前人对麦哲伦海山链形成和漂移的认识,从板块运动和几何学角度出发采用backtracking和hot-spotting海山追踪方法对该区海山的起源与形成进行了研究,结果表明,麦哲伦海山链是多热点成因的板内火山和板块构造运动共同作用的产物,最初于白垩纪期间由法属玻利尼西亚热点群西侧呈北北西向排列的热点活动产生,继而受到板块运动与区内近南北向和北北东向两组断裂及其热活化等的改造作用,最后形成了现今看到的平顶海山。     

卡罗琳M4平顶海山区地貌特征与地质过程研究

卡罗琳M4平顶海山位于卡罗琳海脊与马里亚纳海沟交界处,对其地貌与地质过程的研究有利于深入理解地球动力及环境背景与该地区海山演化的关系。基于“科学”号实测的全覆盖多波束水深数据与“发现”号遥控无人潜水器(remote operated vehicle, ROV)多次下潜获取的近海底影像资料,描述了卡罗琳M4平顶海山及附近区域的地形地貌特征,并对影响海山演化的主要地质过程进行了分析。线性喷发中心等火山地貌指示了研究区内沿线性喷口的裂隙式喷发活动。“C”字型的弯曲形态与陡崖说明山顶平台边缘经历过多次崩塌与破坏,滑坡痕与沉积块体/碎屑组成了块体搬运体系,并在中下段斜坡转变为浊流形成冲沟与水道。M4海山顶部还发育有较为完整的残留环礁地貌,其被淹没的机制可能是由于上升流输入的丰富营养物质影响了底栖环境的光照,从而抑制了珊瑚生长。     

南海西部陆坡平顶海山和海丘地形特征

西太平洋发育有大量的平顶海山,但在南海目前尚未见到关于平顶海山的详细报道。基于多波束测深数据,在南海西部陆坡识别出13个平顶海山和1个平顶海丘。平顶海山和海丘主要分布于西沙群岛和中沙群岛附近海底,以及海隆和海岭上。其中2个平顶海山为链状海山,位于中沙北海隆。南海西部陆坡的平顶海山和海丘山顶平台面积均超过3km~2,山顶水深范围184~631m,位于陆坡中部的平顶海山和海丘山顶水深较小,而位于陆坡边缘的平顶海山山顶水深较大。通过对比西太平洋平顶海山,初步探讨了南海西部陆坡平顶海山和海丘地形特征指示的地质意义。     

中太平洋海山区尖顶和平顶海山结壳成矿与分布的比对研究

尖顶海山和平顶海山是洋底海山的两种类型,同时也是富钴结壳资源赖以成长的主要载体,两者在地形上具有显著差别,资源状况和分布也不尽一致。以地形分类为基础,就中太平洋海山区两类海山结壳的成矿特征、宏微观构造、矿物和化学组成以及空间分布等进行了比对研究。研究认为,尖顶海山体积虽小,但地形演化连续,底层流及环境氧化性较强,有利于结壳的长期稳定生长,结壳厚度总体较大,富成矿元素和生物组分,远景成矿区域连续绵长。平顶海山山体巨大,顶部和斜坡陡崖区不利于结壳成长,底流活动只在山顶边缘和山脊地带表现突出,环境氧化性整体较弱,后期构造活动相对频繁,结壳总体厚度较小,铁,碎屑和热液组分含量较高,远景矿区相对狭窄。     

海山富钴结壳的圈矿方法

对海山富钴结壳的圈矿方法进行了分析和探讨,指出海山富钴结壳圈矿的主要方法和步骤为:(1)挑选富钴结壳发育良好的海山。除大片连续厚层板状分布的结壳发育良好的大型平顶海山是重点调查的目标海山外,规模较小的尖顶海山是近年来新的圈矿目标海山。(2)确定矿块的边界位置。对选定的海山进行深海摄像、电视抓斗、拖网和浅钻等多种手段的调查,通过所取得的综合结果对矿块边界进行判断,确定准确的矿块边界。(3)计算结壳的覆盖率。利用调查所获得的矿块相关的数据和信息对矿块内结壳厚度和结壳覆盖率以及矿区资源量进行评估。     

西太平洋拉蒙特平顶海山富钴结壳矿区圈定与资源量估算

为能科学合理、快速量化地圈定出大洋海山钴结壳优质矿区,本文基于国际海底管理局提出的矿区选取模型,利用我国西太平洋海山钴结壳资源调查的拖网采样资料,结合西太平洋海山钴结壳分布特征,提出人机交互式的矿区圈定方法,对西太平洋马尔库斯-威克海山区拉蒙特平顶海山圈定出钴结壳资源远景区和符合国际海底管理局规章要求的51个钴结壳矿块,估算出拉蒙特平顶海山和51个矿块的钴结壳资源量及金属量,同时通过对拉蒙特平顶海山日本申请矿区的结壳资源分布特征分析,表明采用人机交互式的矿区圈定方法得出的结果,不仅能快速定量地圈定出钴结壳资源前景较好的矿区,也为大洋海山钴结壳矿区圈定和资源量估算提供了新方法。     

南海深海平原海山、海丘分布规律及形成环境

南海深海平原有众多的海山、海丘分布,相对高差1 000m以上的高大海山即有18座,并对其中14座主要海山予以命名.海山和海丘的排列方向具有明显的规律性,有北东向线状海山和链状海山、东西向链状海山或海丘、南北向链状海山或海丘和北西向链状海山或海丘.海山、海丘的排列方向明显受南海板块构造运动控制,高差悬殊的海山和海丘系由玄武岩浆沿海盆断裂构造线上溢发而成.     

南海东部海盆海山磁性对比

根据 1 980年～ 1 987年在南海海盆进行地球物理调查获取的海山地形和地磁异常资料 ,运用虚源法 ,对南海东部海盆区域的 9座海山作了磁性计算及对比。结果表明 :(1 )每座海山非均匀磁性反演的磁异常形态比均匀磁性反演的磁异常形态更接近观测异常 ,海山为非均匀磁化。 (2 )每座海山的非均匀磁化计算的拟合度参数值 (GFR值 )大于均匀磁化计算的拟合度参数值 (GFR0 值 ) ,平均每座海山增加 3 .7。 (3 )海山形成后均向北运移 ,位于东部海盆北侧的5座海山沿纬向位移的平均距离为 9.2 1°,南侧 4座海山沿纬向位移的平均距离为 3 .6 7°;海山均呈逆时针旋转 ,但旋转的角度存在区域性差异 ;东部海盆的运移方式与东邻的吕宋岛、西菲律宾海盆和台湾岛相一致。 (4)海山的磁化强度呈明显的分区性 ,北侧 5座海山的磁化强度大于南侧 4座海山的磁化强度 ,推测东部海盆形成过程中整体向北运动     

基于多波束数据的南海海盆洋壳区海山地形特征

利用全覆盖的多波束数据,聚集南海海盆洋壳区,统计分析了海山的地形特征,并展示了典型海山和海丘的地形。统计结果表明,研究区发育高差1 000m以上的海山约46个,高差1 000~500m的海丘约90个,高差500~200m的海丘约100个。多波束数据揭示了海山和海丘更加精细的形态特征,如部分海山和海丘顶部保留的火山口形态。同时,发现研究区众多海山和海丘一侧山坡为陡峭的断面,推测为一系列的小断裂切割形成。基于海山和海丘的地形断面分布特征探讨了中南断裂的位置,推测中南断裂可能是由两组南北向平行的断裂及中间区域组成的断裂带。     

南海海山非均匀磁性反演

利用虚源法对南海海盆 1 6座实测海山进行了磁性反演。结果表明 ,南海海山非均匀磁化反演效果明显优于均匀磁化反演 ;南海海盆东部和西南部的海山运动方向相反 ,前者向北 ,后者往南 ;海山运移中的旋转形式两地也存在明显差异。     

南海中部海盆海山磁性反演及初步解析

南海中部海盆分布着众多海山,从实测磁异常反演海山磁性是南海海盆古地磁研究新的重要课题,它有助于解决南海海盆的运动方向和运动形式等问题.对南海海盆16座海山作磁性反演取得了较高的计算精度.对南海中部海盆海山磁性反演表明,海山均为非均匀磁化体,海山形成经过多期火山喷溢叠加.海山磁性差异清晰地显示了海盆分区特征.南海海盆分东部海盆区和西南部海盐区,海盆地壳运动规律差异较大:东部海盆以逆时针旋转由南往北运移;西南海盆先经历了顺时针旋转,后改为逆时针旋转,由北往南运移.     

海山生物多样性研究近10年国际发展态势与热点

海山是全球深海生物多样性的汇聚区, 且以其高富钴结壳资源和高渔业资源成为深海探测研究热点。海山生态系统易受到人为活动的影响, 海山及其冷水珊瑚被认为是脆弱海洋生态系统的重要构成部分。对海山生物多样性的破坏以及过度开发可能对海洋健康造成不可逆的严重影响, 法律和地缘政治等因素的影响也使得保护海山生物多样性面临很多挑战。本研究对海山生物多样性近10年(2001—2020年)的国际研究计划以及论文发表情况进行了综合分析, 探讨了海山生物多样性研究的国际发展态势和研究热点, 为海山生物多样性研究、保护与管理及相关国际合作的开展提供参考。     

马里亚纳弧前区锥形海山岩石学及成因

锥形海山是马里亚纳弧前区非火山成因的海山。它是由俯冲的太平洋板块对仰冲板块的上推作用,地壳下的上地幔物质底辟侵入的结果。海山顶部的岩石是由蛇纹石化超镁铁质方辉橄榄岩组成。其主要矿物成分为斜方辉石、橄榄石、尖晶石、磁铁矿、蛇纹石和碳酸盐。手标本呈显晶质块状构造,薄片中呈粒状、残留状、筛网状及斑状变晶结构。岩石化学特征表现为:低Si和Al,高M/F值,含水,亏损了所有过渡金属。岩石的成因属超基性岩浆直接结晶,后经海水的参入,在热液作用下普遍发生蛇纹石化和碳酸盐化。     

海山区浮游生态学研究

本文综述了海山浮游生态学研究的现状。海山是大洋中常见的地形单元,在有的海山附近鱼类和底栖生物的生物量比周围大洋中要多,针对这些鱼类和底栖生物的饵料来源提出了三种假说,第一种假说认为海山区特殊的物理环境导致初级生产力较高(经典假说),第二种假说认为海山区的饵料不是本地生产的,地形和流场使得外来的浮游生物在海山区富集或通量加大(外来营养补充假说),第三种假说认为海山上部的颗粒有机物营养较高,是鱼类和底栖生物的营养来源之一(颗粒有机物补充假说)。对海山浮游生态学的研究基本围绕这几个假说进行。目前只在9座海山进行了浮游生态学研究,这些研究表明单个假说并不能解释海山附近鱼类生物量较大的现象,海山鱼类和底栖生物的营养来源可能有很多,这些假说阐述的机制并不互相矛盾,海山生物之间的营养关系也比原来想象的复杂得多。已有研究都是针对其中某个假说进行验证研究,建议我国即将进行的海山浮游生态学研究针对三种假说进行海上调查,以提供完备的数据支持。     

海山俯冲对希库朗伊增生楔构造变形的影响：基于离散元模拟的认识

海山等粗糙海底的俯冲对增生楔的结构、地貌、应力和地震灾害有着重要的影响。希库朗伊（Hikurangi）俯冲带位于新西兰北岛外海,希库朗伊高原向西正以40～47 mm/a的速率俯冲于澳大利亚板块之下。希库朗伊高原内部发育大量形态各异的海山,其俯冲造成希库朗伊北缘经历了严重的构造侵蚀。目前该区域的慢滑移事件有了很好的地震学和测地学约束,但对于希库朗伊北缘的构造侵蚀和构造应力体制如何演化以及对地震活动的影响仍然不清。本文基于离散元方法（DEM）数值模拟,结合地震反射剖面,探讨了海山俯冲对希库朗伊俯冲带北缘增生楔的形态、断裂结构、活动性、应变分配的影响。模拟结果显示海山的俯冲在其顶部形成一条巨型分支断层(mega-splay fault),吸收主要的缩短量并沿海底发生长距离、低角度逆冲推覆。随着俯冲的持续,海山前缘形成一个双重构造剪切带,而随着滑脱层的下移并向前扩展,最终形成前缘逆冲断裂体系。模拟证实海山俯冲提高了弧前增生楔内应力分布的非均质性,海山前缘最大剪切应力显著累积,而海山后缘则表现为一个稳定的应力影区。海山俯冲显著增加了希库朗伊俯冲带板间逆冲断层的几何粗糙度和物质非均质性,对微地震和...     

世界大洋海山的特征和分布规律

在最近 1 0年 ,由于地球动力学和大地构造学的快速发展及海底矿产资源的诱人前景 ,人们对海底山脉的兴趣剧增。根据卫星测高技术资料解释 ,世界大洋底海山遍布。从卫星测量、水深测量与航海图件等推测 ,在世界大洋岩石圈上 ,高度超过 1km的海山数目很可能多达1 5～ 2 0万座。大洋底杂乱分散的海山证实了板内火山运动过程中的非线性动力学因素的作用。但是 ,对已知高度超过 1km的海山地貌特征的统计分析和 3大洋区海山展布特征的研究 ,有可能确定海山高度分布及空间位置分布同其岩石圈时代间的某种关系。本文对太平洋、大西洋和印度洋内所…     

西太平洋海底平顶山研究

太平洋西部海底有很多平顶海山，在这些平顶海山的斜坡上，分布着富钴结壳。以近年来“海洋四号”船在西太平洋调查的资料为依据，通过对平顶山的地形地貌、表层沉积物和沉积地层以及岩石特征的分析研究，认为这些海底平顶山原来是一些出露于海平面的火山岛屿，在海浪的冲击和海流、海水的冲刷、侵蚀作用下，逐渐削蚀成略低于海面的平台，以后平台逐渐下沉，经过漫长的地质岁月，终于成为隐藏于海面以下1000－2000m的海底平顶山。     

北冰洋底发现火山

20 0 1年初 ,在北冰洋高纬度区进行海底测量的美国潜水调查船“Hawkhill”号上工作的科学家们发现了两座以前未知的活火山。在北地群岛 ( 86°N ,85°E)以北 ,利用声纳发现了两个不规则状尖顶隆起 ,其高度分别约为 50 0和1 0 0 0m。这些海山位于延伸 1km以上的加克利海岭的东部 ,该海岭分隔了南森和阿蒙森海盆。声波的高反射率说明隆起的顶部是光秃的 ,几乎未被新鲜的沉积物覆盖 ,它们是由年轻的玄武岩组成的。以夏威夷地球物理和行星学研究所MHEdwards为首的美国地球物理学家小组根据这一事实及在该区发现的特征性线性磁异常得出结论 :…     

中太平洋富钴结壳Co元素地球化学特征

对在中太平洋研究区5座海山调查时获取的38个富钴结壳样品中主要金属元素的含量进行了化学分析,探讨了不同海山富钴结壳中Co元素含量的变化规律及结壳中元素间的相关关系,结果表明:(1)5座海山富钴结壳中的各主要金属元素含量相近,38个富钴结壳样品中Co元素的平均含量为0.67%,具有一定的开发前景。(2)不同海山富钴结壳中Co元素含量有一定变化,其变化与富钴结壳的类型、海水水深、地形地貌以及成矿作用等有密切的关系。Co元素在板状结壳中的含量为最高,在钴结核中的含量次之,而在砾状结壳中的含量为最低;富钴结壳中Co元素含量与海水水深呈负相关,浅水区富钴结壳中Co元素的含量明显高于深水区;海山地形地貌对Co元素的含量及富钴结壳的发育有一定影响,海山的椭圆状分支、支脉及边缘部分,Co元素的含量相对较高,富钴结壳发育得较好;Co元素富集成矿作用还主要受锰、铁水成成矿作用的控制。(3)富钴结壳中金属元素之间存在不同程度的相关性。Mn元素分别与Co、Ni、Cu、Zn、Mg、Na、Ba、Ti等元素呈强烈的正相关,而分别与Al、Si、Ca、P、Fe、Sr等元素呈负相关;Co元素分别与Cu、Al、P、Ca等元素呈负相关;Ca元素与P元素呈强烈正相关。