海底天然气水合物地球化学探测技术

海底天然气水合物是未来的新型能源，地球化学探测与分析技术在天然气水合物勘探、研究和开发中发挥巨大作用。简要介绍了天然气水合物地球化学探测方法及相关的分析测试技术，包括海底沉积物、海水、海面低层大气中烃类气体(主要为甲烷)、孔隙水中阴阳离子和同位素地球化学异常等。并对发展天然气水舍物地球化学探测与分析新技术提出建议。     

海洋浅表层沉积物和孔隙水的天然气水合物地球化学异常识别标志

天然气水合物是一种赋存在低温,高压条件下海底沉积物中的规模巨大的新型能源,研究表明,地球化学是识别海底天然气水合物赋存的一种有效方法。国际上通过分析由大洋钻探采上来的柱状沉积物和孔隙水的地球化学异常,已建立了一套较为成熟的地球化学识别方法。但是,在没有钻井岩心的情况下,如何通过浅表层（＜20m）沉积物和孔隙水及底层海水的地球化学分析来识别海底可能存在的天然气水合物,是国际国内天然气水合物勘查中面临的一道难题,通过对国际上已有数据和资料的全面总结,尝试提出了一系列在海底浅层条件下识别天然气水合物赋存的地球异常标志,包括底层海水的烃类气体及其同位素组成异常,沉积物有机碳和水的含量异常,沉积物中孔隙水的元素和同位素组成异常,沉积物中气体含量异常及沉积物中自生碳酸盐矿物的化学和同位素组成异常等。这些标志的建立将有助于在我国海域开展天然气水合物的勘查工作。     

胶州湾沉积物中有机硫来源及成因机制的研究

有机硫是海洋沉积物中重要的硫形态,其中成岩有机硫对有机质保存和微量元素形态具有重要影响。利用化学提取及硫稳定同位素研究了胶州湾沉积物中碱可提取的腐殖酸硫(HA-S)、富里酸硫(FA-S)以及铬不可还原有机硫(non-CROS)的垂直分布、来源及形成机制。结果表明,non-CROS、HA-S以及FA-S的含量范围分别为19.1~52.6、3.35~7.82和27.3~38.6μmol/g,均处于其他许多近海沉积物中含量的低值区,且3者均为海洋生物有机硫和成岩有机硫的混合物。HA-S和nonCROS以海洋生物有机硫为主,其份数分别为65%~68%和67%~77%,而FA-S则以成岩有机硫为主(54%~73%)。相对于生物有机硫,成岩有机硫更易被碱和酸性Cr(Ⅱ)溶液提取,因此腐殖质硫和non-CROS都不能全面反映沉积物中有机硫的组成和来源。黄铁矿和腐殖质中成岩有机硫含量随深度的同步增加表明黄铁矿形成并未明显地竞争性抑制有机质硫化。     

62kaBP以来湖光岩玛珥湖沉积物有机碳同位素记录及古气候环境意义

湖光岩玛珥湖HUG-B孔岩心记录了62kaBP以来的古气候、古环境变化信息。全岩有机碳同位素组成(δ^13CTOC)分析表明，62kaBP以来δ^3CTOC值变化比较明显，其变化范围为-28．5‰～-15．5％0。结合孢粉和有机地球化学指标进行综合分析，湖光岩玛珥湖δ^13CTOC变化曲线可划分为6个演化阶段：62～58和48～40．5kaBP两个时段的δ^13CTOC值偏负，沉积物中有机质主要来源于热带-亚热带地区的陆生C13森林植被，反映了温暖潮湿的气候环境；58～48和40．5～17．2kaBP期间δ^13CTOC值明显偏正，沉积物中有机质主要源自C4草本植物，反映了湖光岩地区有效降水量减少、干旱程度增加导致湖光岩玛珥湖湖面下降，大量C4草本植物生长在暴露的湖滨岸；17．2～4kaBP时段内δ^13CTOC值尽管存在更加频繁的波动，但总体呈现逐渐偏负的趋势，反映了暖湿和冷干气候多次交替但总体上逐渐变暖、变湿的气候环境；4kaBP以来δ^13CTOC值存在逐渐偏正的趋势，虽然不排除人类活动的影响，但很可能反映了干旱程度的再次增加。综合分析表明，有效降水量(降水量-蒸发量)是控制湖光岩玛珥湖地区C3／C4植物相对生物量变化的主导因素。湖光岩玛珥湖有机碳同位素的研究结果支持区域气候环境而不是大气CO2浓度变化是末期冰期以来热带低纬度地区C3／C4植被相对生物量变化的主要原因。     

南海南部约30 ka来沉积有机质的生物输入特征

对位于南沙海区的1962柱状样中的有机质进行了热解色谱分析，估算了沉积有机质中水生生物输入和陆源生物输入的变化情况，得出了两种输入的高分辨率的堆积速率曲线，并依此探讨了有关的古海洋事件。发现Younger Dryas、Heinrich及Bond周期事件在本海区皆有表现，说明“西太平洋暖池”在末次冰期是不稳定的。     

近十年来的海洋灾害与减灾

10年来，我国沿海地区经济尤其海岸带（沿海带）经济和海洋经济持续、高速发展，社会财富积累量迅速攀升，使承灾体在量上讯速增大，同时也使海洋及海岸灾害经济损失和人员伤亡急速增长，海洋灾害成为中国自然灾害中损失增长最快的。但由于在沿海实施了正确的减灾战略，加大了防灾减灾能力的建设，不但较好地保证了沿海和海洋经济的可持续发展，而且使我国的海洋灾害经济损失系数（灾害经济损失/GDP）保持在1.23%的较好水平，这仅为同期全国自然灾害经济损失系数的1/3，接近于世界减轻自然灾害较先进的发达国家。     

南海北部神狐海域水合物钻探区沉积物地球化学特征

海底水合物形成分解/甲烷渗漏的甲烷以及相关的生物地球化学过程可能对海底的沉积环境产生影响,因此识别水合物的形成分解/甲烷渗漏对海洋沉积环境改造有助于了解水合物成藏特征及其形成分解过程。选取南海北部神狐海域2007年水合物钻探区的SH3钻孔沉积物为研究对象,对SH3钻孔岩心的碳硫数据、主微量元素,尤其是氧化还原敏感元素(U、Mo、U/Mo、V/Sr)进行分析测试,同时结合SH3钻孔孔隙水数据和前人对神狐水合物钻探区的研究成果等进行对比研究。结果表明南海北部神狐海域沉积物来源除河流沉积物以外,同时还有少量中国黄土以及大陆岛弧的长英质岩浆岩沉积物;通过对U、Mo、U/Mo以及碳硫数据分析,发现SH3钻孔在10~25 mbsf(meter below the seafloor)层位为硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic oxidation of methane, AOM)造成的还原沉积环境,AOM作用导致了在这一层位发生了LREE/HREE、MREE/HREE的分馏;SH3钻孔沉积物在约180~215 mbsf的含水合物层位出现了浊流沉积的次氧化的沉积环境,同时其赋存的细粒沉积环境也导致了轻重稀土元素的分馏,与水合物饱和度存在一定的相关性。     

南海ODP1146站位烃类气体地球化学特征及其意义

ODP1146站位位于东沙群岛南部的尖峰北小型裂谷盆地内。系统的顶空气和酸解烃分析结果表明,在0～250m（海底合成深度）区间的烃类气体含量较低且变化不大,但在390～590m特别是在550～590m区间存在较明显的高烃异常。这一高烃异常可能与天然气水合物有关,是邻区天然气水合物分解后释放出的高烃流体沿层间裂隙或断层侧向迁移的结果。甲烷碳同位素的测定结果显示其δ^13C1值为-24.0‰～-37.8‰（PDB标准）,结合烃类气体的分子比值C1／（C2＋C3）,1146站位的烃类气体应是热解气或是以热解气为主的混合气,但在中上部可能存在部分微生物气。     

山东省近50年海洋气象灾害特征分析

本文通过大量的文献和资料查阅,系统的统计分析了近50a山东省沿海及责任海区海雾、风暴潮、风暴海浪、海冰等几种主要海洋气象灾害的海洋、气象及分布特征和灾害情况,进一步分析了它们的变化规律和产生原因,为海洋气象业务、服务、科研提供有益的参考。     

用海洋线虫监测潮间带有机质污染的调查研究

本文是1990年6月至12月,在青岛湾东侧的泥质—粉砂质潮间带,对小型底栖生物所进行的定量研究。小型动物的丰度,随季节变化很大,从9月的909ind/10cm~2至6月的9850ind/10cm~2。自由生活海洋线虫占整个小型动物数量的99.8％。线虫的最低值出现在严重污染区的S_4站。6月在污染区的S_2站观察到。线虫的最高值21427ind/10cm~2。SCI指数随远离排污口而增加。沿有机质污染的梯度,海洋线虫的丰度和SCI指数所显示的趋势,与本研究及以前所获得的大型多毛类动物(主要是小头虫)的研究结果相吻合。将海洋线虫的丰度、百分比组成和SCI指数,做为一种可行的方法,可用来监测受到有机质污染的沉积物。     

中国海洋潮汐40年来研究进展

近４０年来我国海洋潮汐的研究获得显著进展。本文分别对潮汐的分析、推算，潮汐谱估计，平均海面，潮波理论和数值研究等方面进行阐述。潮汐分析、推算已有１００多个分潮的模型可供应用，交点订正系统除利用ｆ、ｕ的１１个公式外，还根据Ｗ．Ｈｏｒｎ的ｊ．ｖ模型，利用Ｄ．Ｅ．Ｃａｒｔｗｒｉｇｈｔ新的引潮势展开推出５９个ｊ、ｖ公式，后者理论上更为精确，它反映了近代天文学研究进展的成就。平均海面提出一种随机动态分析、预测模型，能比较可靠地求出平均海面长期变化趋势，并能对未来几年内作出月平均海面的预报。潮波理论结合中国海实际，研究潮汐摩擦规律及其效应，已能说明中国海主要分潮波系统的形成及其分布变化，潮波数值计算和模拟取得很大的发展，有些在建港和海洋开发利用中已经得到应用，是一种很有前途的研究方法。潮汐表的编算水平高、范围遍及各国主要海港，受到用户的欢迎。总起来说，我国海洋潮汐的研究工作，经４０年来的努力，从总体上说达到了国际水平，某些方面居领先地位。但整个潮汐的观测站网、仪器装备、监测水平和精度，仍有待改进提高。     

南海北部东沙海域水合物区浅表层沉积物的地球化学特征

对采自南海北部陆坡东沙海域水合物区HD319、HD196A和GC10站位的浅表层沉积物进行了地球化学特征研究。X射线衍射分析和扫描电镜观察表明,沉积物中存在具有天然气水合物和甲烷渗漏指示意义的自生碳酸盐、硫酸盐和黄铁矿。沉积物孔隙水化学组分分析显示,随着埋藏深度加深,SO42-、Ca2+、Mg2+和Sr2+浓度明显降低,CH4、H2S浓度的增加,以及Mg2+/Ca2+和Sr2+/Ca2+比值急剧增加,与世界上水合物区浅表层沉积物孔隙水中离子浓度异常特征吻合。沉积物顶空气游离烃分析结果和孔隙水化学组分变化,特别是SO42-、H2S和甲烷含量的急剧变化,说明研究区有丰富的气源,赋存水合物的可能性非常大,同时指示了研究区硫酸盐-甲烷界面(SMI)较浅,位于海底之下8 m左右。     

南海北部陆坡天然气水合物的沉积物孔隙水地球化学研究进展

孔隙水地球化学异常是天然气水合物勘探的重要工具之一,南海北部陆坡地区拥有良好的天然气水合物成藏潜力,孔隙水地球化学异常在南海的天然气水合物勘探中发挥了重要作用。其中与水合物直接相关的氯离子含量异常被用于识别神狐及东沙海域钻探区的水合物层和计算水合物饱和度。除直接指标外,浅表层沉积物中的硫酸盐含量及其他与早期成岩作用有关的地球化学异常作为间接指标可用于水合物的找矿预测,研究者们通过对硫酸盐还原过程的判别、硫酸盐甲烷接触界面的计算等方面对南海北部陆坡不同海域的沉积物甲烷通量进行了评估,预测出水合物可能的成藏区域。其他如碘含量、氧化还原敏感元素、氯同位素、地球化学模型等新的地球化学指标和计算机手段也被应用于南海北部陆坡区水合物成藏研究并取得了不错的成效。