基于Argo历史观测的南海海盆尺度中层流场研究

针对南海海域海流环境复杂、中层实测数据量少的现状，本文基于2006-2016年布放在南海海域的114个Argo剖面浮标的卫星定位等信息，采用基于背景流和惯性流外推的最小二乘方法，获取南海海域1 200 m深中层流场信息，并采用Divand变分插值的方法形成网格化季节流场。结果表明:（1）针对南海中层（1 200 m）流场，单个Argo浮标可以刻画出具体的中尺度结构，如越南沿岸的反气旋涡，半径约为120 km，最大流速约为9.6 cm/s，平均流速为5.3 cm/s；（2） Argo网格化流场表明海盆尺度中层流场南海南部为反气旋环流结构，北部为气旋式环流，同时在吕宋海峡口存在从南海至太平洋的水体交换；（3）将该流场信息与HYCOM和YoMaHa'07两种资料对比，吻合度较高，与HYCOM再分析资料的偏差分布趋近于正态分布，海流的东西向分量的均方根误差为3.28 cm/s，南北向分量的均方根误差为3.26 cm/s。总体而言，利用Argo轨迹资料能够有效地反演出南海地区海盆尺度的中层环流特征。     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

雅浦沟-弧体系构造演化过程

雅浦沟-弧体系具有十分独特的地质特征,雅浦岛弧以变质岩为主,岛弧岩浆作用较为缺乏,同时雅浦沟-弧距离异常短,增生楔缺失。在总结雅浦沟-弧系统及其邻区的地球化学、地球物理以及构造特征等证据的基础上,探讨了雅浦沟-弧系统的构造演化过程。雅浦岛上的变质基底具有相对较高的K_2O含量、高Ti含量以及较低的~(87)Sr/~(86)Sr比值,表明雅浦岛上的变质基底为帕里西维拉海盆洋壳的一部分。雅浦海沟东侧存在一块水深较深的三角形区域将雅浦岛弧与加罗林海岭间隔开来,地球物理特征显示该区域并没有受到加罗林热点的影响,说明加罗林海岭并没有与雅浦岛弧直接碰撞。结合帕里西维拉海盆在20～15 Ma的NE-SW向扩张以及与之相关的海盆东西两侧洋壳发生的左旋相对移动,推测雅浦海沟很可能是雅浦岛弧东侧的扩张中心暴露转变成的俯冲带,而雅浦海沟东侧的三角形区域则为俯冲板片重新暴露的结果。     

白令海盆17ka以来的古海洋与古气候记录

通过白令海盆08BR02钻孔(57°0.06'N,174°29.97'E,水深3 805 m)的AMS14C测年数据、颜色反射率b*与NGRIP(North Greenland Ice Core Project)氧同位素曲线及白令海4个钻孔颜色反射率b*记录作对比,建立该孔的地层年代框架,顶、底部沉积物年龄分别为4.2 ka和17.0 ka。该孔自17 ka以来,IRD(ice-rafted detritus:冰筏碎屑)、粒度的砂组分以及敏感组分中的33—63μm组分百分含量在全球性冷事件H1(Heinrich event 1)、B/A(Blling/Allerd)中期和YD(Younger Dryas)期间明显增加。IRD和有孔虫丰度在H1、B/A和YD期间同步增加,可能反映海冰融化为表层水提供营养物质,促使表层钙质生产力勃发并将有机质进一步输送至海底,为底栖生物提供营养物质。     

南极半岛鲍威尔海盆南部氧同位素3期以来沉积动力环境演变

本文基于南极半岛鲍威尔海盆南部D3-7沉积岩芯粒度分析数据,采用粒度累积概率曲线、散点图和CM图来研究古沉积环境,其中CM图效果最好。结果表明,构成D3-7岩芯的各种碎屑在搬运到研究区至沉积到海底前过程中呈静水悬浮状态;首次按照古沉积水动力环境条件,将南极半岛鲍威尔海盆南部沉积演化分成四个阶段,从单一静水沉积方式→多种沉积方式→单一静水沉积方式→多种沉积方式,并发现演化具有循环性特征。剖面中的粗组分搬运过程中需要较大的启动能量,推断物源和搬运与冰筏作用、火山活动有关。     

Variation of freshwater components in the Canada Basin during 1967–2010

As a conservative tracer, oxygen isotopes in seawater are widely used for water mass analysis, along with temperature and salinity. In this study, seawater oxygen-18 datasets in the Canada Basin during 1967–2010 were obtained from the four cruises of the Chinese National Arctic Research Expedition(1999, 2003, 2008, and 2010) and the NASA database. Fractions of sea ice meltwater and river runoff were determined from the salinity-18O system. Our results showed that the river runoff decreased from the south to the north in the Canada Basin. The enhanced amount of river runoff observed in the southern Canada Basin may originate from the Mackenzie River, transported by the Beaufort Gyre. The river runoff component showed maximum fractions during 1967–1969, 1978–1979, 1984–1985, 1993–1994, and 2008–2010, indicating the refresh time of the river runoff was 5.0–16.0 a in the Canada Basin. The temporal variation of the river runoff was related to the change of the Arctic Oscillation(AO) index, suggesting the freshwater stored in the Canada Basin was affected by surface sea ice drift and water mass movement driven by atmospheric circulation.     

Low 210Pb in the upper thermocline in the Canadian Basin: scavenge process over the Chukchi Sea

210Pb was measured during the 3rd Chinese National Arctic Research Expedition cruise to investigate its spatial pattern in the western Arctic Ocean, as well as its relation with the thermocline in the Canadian Basin. The specific activities varied from 0.04 to 2.72, 0.013 to 4.37, and 0.1 to 4.85 Bq/m3 for dissolved, particulate, and bulk 210Pb, respectively, corresponding to respective averages of 0.65, 0.43, and 1.08 Bq/m3. In the Canadian Basin, the minimum 210Pb activities occurred in the thermocline, which was characterized by low temperature of-1.52°C and salinity of 33.1. Combining the spatial distribution of 210Pb and hydrographical characteristics in the western Arctic Ocean, this scenario was ascribed to the effective scavenging of 210Pb when the Pacific water flowed across the Chukchi Shelf. Quantitatively, this interpretation was supported by both the shorter residence times and higher scavenging efficiencies(SE) of dissolved 210Pb over the Chukchi Shelf. The highest SE values were observed in the Herald Shoal and bottom waters over the slope.     

越南离岸流跨海盆特征初步分析

为了更加清晰地分析南海的环流结构,本文利用南海表层卫星跟踪漂流浮标轨迹,结合卫星高度计资料,分析了南海中、南部跨海盆尺度海流。结果表明,2011年9~10月,越南沿岸流向南,并分别在11.5°N和8.5°N(等深线出现弯曲处)转向东形成越南离岸流。之后,这支离岸流在11°~16°N呈现蛇形路径,从越南东岸跨越南海南部海盆到达菲律宾西岸。分析卫星高度计数据,结果表明,秋季南海中北部被气旋式环流控制,气旋式环流南部为东向流,可从越南东部一直到菲律宾沿岸,从而决定了越南离岸流跨海盆的特征。越南离岸流的蛇形路径主要是由反气旋-气旋-反气旋-气旋交错出现的中尺度涡决定的。     

南海西南次海盆与南沙地块的OBS探测和地壳结构

跨越南海西南次海盆南部陆缘和南沙地块中部的OBS973-1测线是南海南部首次采集的海底地震仪(OBS)广角反射与折射深地震测线,本文通过震相分析和走时正演拟合,获得了沿测线的二维纵波速度结构模型.模拟结果显示表层沉积物速度2.5～4.5 km/s,厚度1000～3000m,局部基底面起伏较大.结晶基底的速度从顶部的4....     

大洋Fe-Mn氧化物稀有气体来源:来自CC区多金属结核He同位素的证据

大洋Fe-Mn氧化物主要有产出于深海洋盆的多金属结核和产出于海山基底岩石表面的Fe-Mn结壳。当前对Fe-Mn氧化物稀有气体研究处于起步阶段,对其来源的认识尚存在争议。研究认为,因东太平洋洋隆火山热液活动带来了大量成矿金属,从而位于东太平洋海盆克拉里昂、克里帕顿断裂带之间的CC区是全球多金属结核产出最集中、经济价值最高的地区。地壳