南极陆缘热流分布与天然气水合物资源量研究

近期系统的研究表明南极陆缘存在众多有利于天然气水合物赋存的指示性标志,尤其在陆缘周围的盆地中发现多条相关的地球物理反射层;同时,物源、温压、构造和沉积条件,皆有利于来自下部烃类气体的运移、富集和成藏,形成适合天然气水合物赋存的构造环境。在此基础上,利用收集的地热数据库,首先描述了陆缘周围的热流分布状况,再次计算了天然气水合物稳定带的厚度,最后利用体积分方法初步估算了该区域的天然气水合物的前景资源量。结果表明虽然陆缘周围的热流值相对较高,平均值达85.9 mW·m^-2,但是由于陆缘海水深度大,形成足够强的压力,保证了天然气水合物的稳定赋藏,由此计算的前景资源量为0.97－1.63×10¹³ m³,表明具有可观的经济价值。     

南极罗斯海盆地油气地质条件及资源潜力研究

罗斯海位于罗斯海湾北部、南极太平洋扇形区,该区域的罗斯海盆地是南极最具资源潜力的盆地之一,可进一步分为维多利亚地盆地、北部盆地、中央海槽和东部盆地四个次级单元。在对区域地层特征、地震地层特征进行总结归纳后,也分析了盆地的构造、沉积、温压及烃类地化条件,认为罗斯海盆地具有较好的油气地质条件。以二维地震、钻孔资料为基础,对盆地成熟度及生烃量进行了模拟。研究认为:东部盆地与维多利亚地盆地油气生成区均较广,但后者的源岩热演化程度较前者稍高,而中央海槽与北部盆地在油气生成区域及热演化程度方面均较差;根据生烃量模拟结果,同时选择合理的排聚系数,推测罗斯海盆地的地质资源量约为91.5亿吨。     

世界海底多金属结核调查与研究进展

随着全球经济的发展,世界各国都面临着严峻的资源危机,而开发利用深海固体矿产资源已成为许多国家的重要选择。人们越来越意识到,海洋已经成为实现新世纪人类社会经济可持续发展的重要空间。随着中国大洋调查的进展,有必要系统梳理世界国际海域深海多金属结核资源调查历程、研究现状及进展。深海多金属结核资源作为可能是海底分布最广、储量最大的金属资源,历来得到国际和国内学者的广泛关注。近几十年的调查和估算表明,全球海洋中大约覆盖了54×106km2的多金属结核,有商业开采潜力的资源量达75×109t。但是很多海域涉及到具体区域性的资源调查工作还有待开展,同时在新的理论认识如热液成因和生物化学作用在多金属结核形成过程中的影响以及如何使金属提取过程更加绿色环保和科学高效等学科已经逐渐成为各国学者关注的新方向。中国应该合理有效开展具有针对性的多金属结核调查,争取使中国在深海海域矿产资源的调查和开发工作中走在国际前列。     

马里亚纳海沟“挑战者深渊”最深点水深探测

2011²012年,海洋六号船采用EM122多波束测深系统在马里亚纳海沟最深海域"挑战者深渊"进行的多波束水深测量,通过对测深资料进行分析处理,获得了高精度海底地形图,揭示了马里亚纳海沟挑战者深渊附近海底地形呈近东西向延伸,有西部、中部和东部三个洼地,它们由10800m等深线圈闭,长轴方向与海沟方向一致。洼地底部水深大于10900m,地形较为平坦。三个洼地最深区域分别由10916m、10904m和10915m等深线圈闭。三个洼地最大水深为10917m(误差小于20m),位于西部洼地内,中心位置为142°12.14'E,11°19.92'N。该处也是马里亚纳海沟最深点。     

桂东南大容山-十万大山S型花岗岩带的成因：地球化学及Sr-Nd-Hf同位素制约

本文报道桂东南大容山-十万大山花岗岩带浦北岩体(东北带)、旧州岩体(中部带)和台马岩体(西南带)全岩的主、微量元素、Sr-Nd同位素和锆石的LAM-MC-ICPMS原位Hf同位素分析结果。岩石学及元素地球化学结果显示:上述三个岩体为典型S型花岗岩;高I_(Sr)(>0.721)和低ε_(Nd)(t)(-13.0～-9.9)意味着它们可能来自古老地壳的重熔。岩浆结晶(～230Ma)锆石的ε_(Hf)(t)值主要集中在-11～-9,相应的T_(DM2)模式年龄为1.9～1.8Ga;少数结晶锆石的ε_(Hf)(t)值逐渐升高到-4.5,T_(DM2)降低为～1.5Ga。捕获锆石(1681～384Ma)的的ε_(Hf)(t)值分布在-17.1～ 3.4,T_(DM2)主要集中在2.4Ga、1.9Ga和1.5Ga。大部分岩浆结晶锆石ε_(Hf)(t)值与根据"全岩ε_(Nd)(t)值和‘地壳Hf-Nd相关’预测值"基本一致,表明平均地壳存留年龄为1.9Ga的地壳是最重要的物源区。部分岩浆锆石与捕获锆石具有相同的T_(DM2)～1.5Ga,表明平均地壳存留年龄为1.5Ga的物源区参与了该花岗岩带的形成;由于缺少T_(DM2)>2.0Ga的岩浆锆石,少量平均地壳存留年龄为2.4Ga的再循环地壳物质参与了该花岗岩带的形成。因为缺少显著幔源特征的高ε_(Hf)(t)值锆石,本文认为地幔物质基本没有参与该S型花岗岩带的形成。     

深海沉积物中的稀土矿产资源研究进展

近年发现,太平洋和印度洋的深海盆地中存在大量富含稀土的深海沉积物。主要类型为多金属软泥、沸石黏土和远洋黏土,其中的全稀土含量(∑REY,∑REE+Y)为400×10-6~2000×10-6,最高可达6600×10-6,重稀土含量(HREE)已达到或超过中国南方离子吸附型矿床的重稀土品位两倍以上,是潜在的新型稀土资源,具有重要的经济价值。目前不少学者对富稀土的深海沉积物进行了大量地球化学及部分矿物学的工作,认为多金属软泥中的稀土元素多赋存于与海底热液作用有关的铁锰氧化物和氢氧化物中,而沸石黏土和远洋黏土中稀土元素的富集则与磷酸盐的混入密切相关,其稀土元素主要存在于与磷灰石成分相当的生物鱼骨屑中。深海黏土的北美页岩标准化稀土配分模式与海水相似,表明其中的稀土元素主要来自于海水,REY富集成矿可能主要受控于磷灰石早期成岩阶段,期间稀土元素未发生分异。尽管近些年对深海沉积物中的稀土元素研究取得了不少成果,但是,对于沉积物中的稀土富集机制及影响因素等问题仍然需要更加深入的研究。作为稀土资源大国,为了争取我国在国际海底稀土资源竞争中的话语权,维护中国的稀土利益,中国应加紧开展相关的稀土资源勘查和潜力评价。     

阿拉伯海北部莫克兰增生楔天然气水合物浅表层识别标志

阿拉伯海北部的莫克兰增生楔是阿拉伯板块以低速、低角度俯冲到欧亚板块之下形成的主动陆缘构造,蕴藏着丰富的天然气水合物资源。依据2019年中国在莫克兰增生楔海域采集的高分辨率多道地震资料、浅地层剖面及多波束测深数据,并结合以往的调查成果,探讨莫克兰海域天然气水合物存在的浅表层识别标志。地震识别标志主要有似海底反射层(BSR)和振幅空白带2种标志,地形地貌标志包括海底麻坑、海底滑塌、丘状体、泥火山、冷泉系统等,水体标志主要为羽状流。在水深1000 m和2900 m的站位已分别钻获水合物样品。莫克兰增生楔丰富的水合物识别标志可能与低速、低角度的俯冲地质背景有关,使该区水合物存在指示兼具主动大陆边缘和被动大陆边缘的特征。综合研究区的异常标志分布特征,推测增生楔中部和西部的背斜脊及其附近区域是天然气水合物远景区。     

西太平洋多金属结核及其表层沉积物地球化学特征：沉积环境对结核生长的影响

西太平洋深海盆地同时发育多金属结核和富稀土沉积物,但针对多金属结核及其表层沉积物之间关系的研究较少。通过多金属结核-表层沉积物地球化学分析,揭示关键金属元素在结核、沉积物中的富集和分馏过程,探讨沉积过程与环境对多金属结核生长的影响。研究区多金属结核具有相对高的Co、REY含量,低的Mn/Fe比值,显示为典型的水成成因。主成分分析及相关性分析结果指示结核的成矿过程是在水成作用、成岩作用以及陆地碎屑、生物碎屑输入的作用下,Fe-Mn氧化物对海水及孔隙水中各类金属元素的选择性富集。研究区表层沉积物主要为深海黏土,相较于多金属结核富集大部分金属元素,深海黏土更为富集Si、Al、Na、K等元素。沉积物中Co、Ni、Cu等金属元素的富集与Fe-Mn微结核的含量相关,而REY与磷酸盐组分更为密切。Fe-Mn氧化物组分对海水中金属元素选择性吸附形成多元素的富集及显著的Ce正异常、Y负异常,而磷酸盐组分主要继承海水的稀土特征,它们的含量决定了沉积物中金属元素及稀土元素的含量和模式。结核及沉积物在关键元素富集的过程中有相似的过程,Fe-Mn氧化物组分是二者元素富集过程的载体。研究区的低生物生产力和低沉积速...     

西北太平洋采薇海山表层沉积的岩石磁学特征及其对深海环境过程的指示

采薇海山位于西北太平洋麦哲伦海山区,是由中国发现、命名并负责资源勘探的重点调查区之一.本文利用大洋27航次在采薇海山北坡MABC-05站获得的箱式沉积物样品,开展了详细的岩石磁学研究.结果显示表层沉积物中的磁性矿物以颗粒较细的、矫顽力较低的磁铁矿为主;利用对数正态分布函数可以区分三个具有不同矫顽力值的磁性颗粒组分,并发现磁性颗粒的矫顽力值变化可以有效指示沉积物埋藏后的早期成岩特征.在参考现代物理海洋过程的基础上,我们推测南极底层水团的演化和太阳辐射的变化可能共同影响了采薇海山区海洋底层环境过程.这一结果为探讨南极气候状况对北太平洋的可能影响,评估海洋上层与底层的相互作用等重要科学问题提供了新途径.