中北太平洋铁锰结壳钕同位素演化研究

现代海洋中的水成 Fe－Mn 结壳的 Nd 来自当时周围海水，因此利用 Fe－Mn 结壳可以恢复新生海洋 Nd 同位素演化历史，进面了解古海洋环境和古气候变迁信息。海洋中 Nd 的来源包括河流或陆源 Nd、大陆边缘沉积物和风成粉尘中的可溶 Nd，以及洋中脊热液蚀变来源的 Nd。对海水、水成成因铁锰结壳和结核、洋脊热液喷发和河流输入的 Nd 同位素研究发明，陆源物质控制着大洋中溶解的 Nd。对于风尘输入对大洋中的REE的影响还存在争议。有研究表明来自大陆和火山的风尘是某些局部大洋中的 REE 的重要来源，风尘与海水间的 REE 交换引起了某些洋区中 Nd 同位素组成的变化。相反，另有学者认为风尘对北太平洋中的溶解 Nd 总量没有影响。笔者分板子一块来自中北太平洋的铁锰结壳样品（MDD53）的 Nd，Pb 同位素，得到了该区新生代以来的 Nd，Pb 同位素演化历史。通过对比该结壳和岩心 LL44－GPC3 中粉尘的同位素演变曲线，发现二者的 Pb 同位素变化规律十分相似，证明结壳中的 Pb 主要来自粉尘。与 Pb 同位素相反，二者的 Nd 同位素演化完全不同。中国黄土的ENd值远低于中太平洋深水中的ENd值。因此，笔者认为风成粉尘对太平洋深水中溶解的 Nd 总量的影响可以忽略不计。结壳的 ENd值介于大陆和岛弧火山的值之间，说明新生代太平洋海水中的 Nd 主要来自河流、大洋边缘大陆风化及大洋环流携带大源自其他大洋的 Nd，新生代 Nd 同位素比值的增长主要是国为太平洋边缘岛弧的风化剥蚀作用和火山活动的增强。     

中太平洋富钴结壳不同壳层He,Ar同位素组成

对中太平洋MH海山富钴结壳不同壳层样品的稀有气体同位素丰度与组成测定结果表明:富钴结壳中He同位素组成类似于深海沉积物,主要来源于宇宙尘,其3He含量由老到新呈现基本稳定的特征,但在8Ma时3He含量明显增加,是其他样品的4～5倍,与深海沉积物中3 He含量在8Ma达到最大值相吻合.在未磷酸盐化壳层中,D4、D5、D7...     

北秦岭丹凤地区早古生代花岗岩的Pb、Sr、Nd同位素地球化学特征

通过对北秦岭丹凤地区早古生代花岗岩的Ph、Sr、Nd同位素地球化学特征的系统研究,结合元素地球化学特征,证明早古生代具成分极性的枣园、黄柏岔、石门花岗岩是由于秦岭群斜长角闪岩和黑云斜长片麻岩部分熔融,近俯冲带以熔体与熔体的混合、远离俯冲带是前者产生的熔体与后者熔融后的残留相以不同比例混合形成的。     

北秦岭丹凤地区早古生代花岗岩的Pb、Sr、Nd同位素地球化学特征

通过对北秦岭丹凤地区早古生代花岗岩的Ｐｈ、Ｓｒ、Ｎｄ同位素地球化学特征的系统研究，结合元素地球化学特征，证明早古生代具成分极性的枣园、黄柏岔、石门花岗岩是由于秦岭群斜长角闪岩和黑云斜长片麻岩部分熔融，近俯冲带以熔体与熔体的混合、远离俯冲带是前者产生的熔体与后者熔融后的残留相以不同比例混合形成的。     

五大连池钾质火山岩的Sr、Nd、Pb同位素地球化学及岩浆的化学演化

五大连池火山岩是我国东部新生代最典型的钾质玄武岩。以富Ti、Na、K为特点，结晶分异使岩浆向富Si、富碱方向演化。岩石中Rb、Sr、Sin、Nd丰度与熔岩的碱质同步增长。Pb、Sr、Nd同位素组成很特殊，富放射成因Sr和Nd，但贫放射成因Pb，^37Sr/^34Sr，高于全球未分异现代值,^143Nd/^144Nd为0．512381-0.512433，低于全球未分异现代值；^206Pb/^204Pb,^207Pb/^204Pb,^208Pb/^204Pb分别对16.712-16.992,115,371-15.407,36.315-36.948,比许多大洋玄武岩和大陆玄武岩偏低。上述数据表明，其源区为无明显地壳物质混染的，未遭改造的原始富集地幔，同大洋玄武岩明显不同，暗示地幔的物质组成有区域性和不均匀性。     

Nd同位素方法应用于示踪古洋流的研究进展

大洋环流在调节全球水热分配方面起着举足轻重的作用,对全球气候变化有着重要影响。为了更好地了解未来的气候变化模式,掌握古洋流变化与气候冷暖交替耦合关系的机理成为当务之急。目前,海水Nd同位素是追踪洋流演化方式的有效指标,获得了越来越多的关注。通过从海洋环境Nd同位素的相关特性以及研究材料与方法方面来阐述Nd同位素应用于示踪古洋流研究的可行性以及最新的进展,并配合实例进行说明。     

太平洋海山磷酸盐的锶同位素成分及形成年代

作者首次对太平洋不同海山上对富钴结壳伴生的各种产状的磷酸盐的锶同位素成分及其形成年代进行了深入研究。研究表明，我国调查区磷酸盐的^87Sr/^86Sr比值变化于0.70766至0.70842之间，形成年代相当于距今21Ma至39.5Ma。磷酸盐化作用主要发生在晚始新世-早新新世及晚渐新世-早中新世期间。西、中太平洋磷酸盐形成年代的一致性揭示，自晚始新世至早中新世，在太平洋水下海山上曾发生过广泛的磷酸盐化作用，磷酸盐的形成是古海洋环境变迁的一个重要反映。     

华南火山岩及铀成矿相关的Sr,Nd,Pb同位素演化规律研究

本文应用Ｓｒ,Ｎｄ,Ｐｂ同位素演化示踪获得：华南各地区中生代火山岩的同位素演化受区域古陆（基底）变质岩、早期改造衍生体和再循环陆壳制约;铀成矿同位素组成具有地壳来源性。燕山期大陆边缘增生作用,导致陆内下地壳岩浆活动及拉张裂陷等地壳运动,促成铀的迁移富集成矿。     

北太平洋Rossby波研究进展

系统地阐述了北太平洋Rossby波在卫星观测、理论扩展及模型应用3个方面的研究成果.随着卫星观测技术的发展,明显地探测到海表面信号的Rossby波特征,且观测到波速在热带外大于自由Rossby波理论值.为解释这个波动加速现象,在自由Rossby渡理论的基础上,考虑了大气强迫、非静止基流及海底地形等因子的作用,使得Rossby波的波动理论得到了扩展.而关于风应力强迫Rossby波的线性理论模型主要有3类:一阶斜压Rossby波模型、局地Ekman抽吸模型和Svetdrup平衡模型.这些模型被广泛地应用到北太平洋海表面高度和温度/密度跃层深度等要素变化的机理研究中,得到了不同的模型在大洋的不同区域有不同的作用等结论.最后,对线性Rossby波研究存在的问题进行了初步探讨,提出了需要进一步解决的新课题.     

中太平洋地区两个铁锰结壳的生长幕研究

通过对3块中太平洋铁锰结壳样品进行的生物地层学及其结构构造、元素地球化学剖面的综合研究发现,铁锰结壳的生长主要集中于两个形成环境存在差异分别由不同因素控制的形成阶段,一个是约25Ma以来其形成环境氧化程度由南极底层流(AABW)控制的对应于结壳新壳层的生长幕,另一个是渐新世之前其形成环境氧化程度由环赤道表中层洋流和高密度温盐表层水下沉控制的对应于结壳老壳层的生长幕,而在早、中渐新世处于两种环境的转换期,也正好是海退期、大洋低生产力期、低CCD和生物碳酸盐低产率期,形成结壳生长的主要生长间断。该研究成果对于进一步了解太平洋的古海洋、古环境演变有一定意义。     

西太平洋富钴结壳元素组合特征及其地质意义

海山富钴结壳是一种重要的海底固体矿产。对西太平洋海山的56个结壳样品进行了23种化学组分分析,并利用R型聚类分析和R型因子分析,分别提取四组元素组合和四个主因子。综合特征表明．富钴结壳在形成过程中,经历了一次强度较大的锰矿物相成矿作用,Co、Ni等元素的富集与此有关;铁矿物相的成矿作用强度较小,但表现出多期次的特点;锰、铁矿物是不同成矿作用的产物;结壳形成过程中,可能遭受了二次磷酸盐化作用,结壳中磷酸盐矿物的形成对铁矿物相的形成可能有抑制作用。     

太平洋中国开辟区铁锰结核稀土元素和铈钕同位素特征

从东太平洋中国开辟区南部挑选了4个铁锰结核(地理坐标,北纬7.7533°～8.6866°,西经143.875°～146.937°),每个结核以内部较容易剥离面和密集的铁锰质纹层为界,分成核部、中部和边部3部分,共12个样品做了Ce、Nd同位素组成和REE浓度测定。另外,从相同站位上又选择了3个结核进行了全结核的常量和微量元素浓度测定。常量与微量元素浓度测定结果证明,被研究结核属于早期成岩型。稀土元素图形特征与以前报道不同,从较广泛区域内挑选出的样品,除一个基本上无Ce异常外,其他都显示弱的负Ce异常,平均δCe为0.85。更重要的特征是,被测定的12个样品ε_(Ce)和ε_(Nd)都呈负值,同时,ε_(Nd)值高于其他大洋,它们分别为-0.80～-1.9和-1.4～-4.6,在ε_(Ne)-ε_(Nd)坐标图上位于第Ⅲ象限。根据这些特征,结合洋底地质环境,可能暗示直接或间接来源于大洋亏损地幔的成矿物质在太平洋结核中占有绝对优势。结核内部壳层之间的Ce、Nd同位素组成和Ce异常强度的变化,可能说明,在整个结核形成期间,成矿组分的来源曾发生过较大变化,幔源组分的强烈活动出现在结核的形成过程中。     

West Pacific and North Indian Ocean Seafloor and Their Ocean-Continent Connection Zones: Evolution and Debates

The Indian Ocean and the West Pacific Ocean and their ocean-continent connection zones are the core area of "the Belt and Road". Scientific and in-depth recognition to the natural environment, disaster distribution, resources, energy potential of “the Belt and Road” development, is the cut-in point of the current Earth science community to serve urgent national needs. This paper mainly discusses the following key tectonic problems in the West Pacific and North Indian oceans and their ocean-continent connection zones (OCCZs): 1. modern marine geodynamic problems related to the two oceans. Based on the research and development needs to the two oceans and the ocean-continent transition zones, this item includes the following questions. (1) Plate origin, growth, death and evolution in the two oceans, for example, 1) The initial origin and process of the triangle Pacific Plate including causes and difference of the Galapagos and West Shatsky microplates; 2) spatial and temporal process, present status and trends of the plates within the Paleo- or Present-day Pacific Ocean to the evolution of the East Asian Continental Domain; 3) origin and evolution of the Indian Ocean and assembly and dispersal of supercontinents. (2) Latest research progress and problems of mid-oceanic ridges: 1) the ridge-hot spot interaction and ridge accretion, how to think about the relationship between vertical accretion behavior of thousands years or tens of thousands years and lateral spreading of millions years at 0 Ma mid-oceanic ridges; 2) the difference of formation mechanisms between the back-arc basin extension and the normal mid-oceanic ridge spreading; 3) the differentials between ultra-slow dian Ocean and the rapid Pacific spreading, whether there are active and passive spreading, and a push force in the mid-oceanic ridge; 4) mid-oceanic ridge jumping and termination: causes of the intra-oceanic plate reorganization, termination, and spatial jumps; 5) interaction of mantle plume and mid-oceanic ridge. (3) On the intra-oceanic subduction and tectonics: 1) the origin of intra-oceanic arc and subduction, ridge subduction and slab window on continental margins, transform faults and transform-type continental margin; 2) causes of the large igneous provinces, oceanic plateaus and seamount chains. (4) The oceanic core complex and rheology of oceanic crust in the Indian Ocean. (5) Advances on the driving force within oceanic plates, including mantle convection, negative buoyancy, trench suction and mid-oceanic ridge push, is reviewed and discussed. 2. The ocean-continent connection zones near the two oceans, including: (1) Property of continental margin basement: the crusts of the Okinawa Trough, the Okhotsk Sea, and east of New Zealand are the continental crusts or oceanic crusts, and origin of micro-continent within the oceans; (2) the ocean-continent transition and coupling process, revealing from the comparison of the major events between the West Pacific Ocean seamount chains and the continental margins, mantle exhumation and the ocean-continent transition zones, causes of transform fault within back-arc basin, formation and subduction of transform-type continental margin; (3) strike-slip faulting between the West Pacific Ocean and the East Asian Continent and its temporal and spatial range and scale; (4) connection between deep and surface processes within the two ocean and their connection zones, namely the assembly among the Eurasian, Pacific and India-Australia plates and the related effect from the deep mantle, lithosphere, to crust and surface Earth system, and some related issues within the connection zones of the two oceans under the super-convergent background. 3. On the relationship, especially their present relations and evolutionary trends, between the Paleo- or Present-day Pacific plates and the Tethyan Belt, the Eurasian Plate or the plates within the Indian Ocean. At last, this paper makes a perspective of the related marine geology, ocean-continent connection zone and in-depth geology for the two oceans and one zone.     

太平洋富钴结壳中碲元素的地球化学特征及其富集机制探讨

文章通过对采自太平洋海域不同海山上68个结壳样品中Te元素地球化学特征的研究,探讨了富钴结壳中控制Te元素富集的古海洋氧化还原环境及其富集机制。分析表明,太平洋海域中大多数结壳的w（Te）变化于13.4×10^-6~115.8×10^-6,平均50×10^-6,是海水w（Te）的10⁹倍;结壳中w（Te）与Mn/Fe比值呈正相关,相关系数为0.51;与Fe呈负相关,相关系数为-0.61,显示结壳中Te与Co有类似的地球化学特征。古海水氧化还原环境的改变是控制结壳中Te元素含量变化的重要因素;能反映古海水氧化还原环境的Ce异常与结壳中Te含量基本呈同步变化趋势,Te含量具有随古海水氧化程度减弱而降低的特征。结壳中Te元素的富集主要受控于其内的Mn/Fe比值。Te元素的富集机制除被海水中带微弱正电荷的FeOOH胶体以库伦静电吸附外,还可能与δ-MnO₂表面上以一种表面络合物方式的富集机制有关。Te进入结壳的存在形式及其在不同古海洋环境中的富集机制还有待进一步研究和探讨。     

西太平洋海山玄武岩的岩石学特征及与上覆富钴结壳的关系

通过对西太平洋海山玄武岩和玄武质火山角砾岩的岩石学特征及其气孔充填物成分变化的研究,讨论了海山玄武岩与上覆富钴结壳的关系。富钴结壳的基岩火山岩主要为碱性玄武岩和玄武质火山角砾岩。碱性玄武岩中气孔充填物为S型和C型,S型和C型气孔充填物不共存在同一个气孔中。S型气孔充填物的物质成分富Si、Fe、K、Mg、Al,Co含量一般为0.17%~0.46%,其成分与碱性玄武岩的组成类似,其物质来源可能与碱性玄武岩有关。C型气孔充填物为O、Ca、C及少量Si、Al、Mg、Fe、K等元素,C型气孔充填物可能与海水中物质的沉积有关。由Si、Al、Fe、Mg、K等元素变化曲线反映出的S型气孔充填物沉积过程与富钴结壳早期的沉积过程具有相似的趋势,说明富钴结壳早期沉积物的物质来源可能与碱性玄武岩有关,富钴结壳物质来源可能是碱性玄武岩和海水共同作用的结果。     

太平洋多金属结核和富钴结壳稀土元素地球化学对比及其地质意义

多金属结核和富钴结壳是大洋两类典型的铁锰产物。为探讨不同海区多金属结核和富钴结壳之间稀土元素特点及其揭示的地质意义,利用近年中国在太平洋获取的样品进行对比,采用ICP-AES对稀土元素测试。结果表明,结壳具有正Ce异常明显、LREE富集、∑REE高的特点,而结核表现为HREE相对富集、∑REE相对较低,因成因类型不同,Ce异常或表现为正异常、负异常或异常不明显。结核形成后受到成岩作用的影响,而结壳则为水成作用形成;结核和结壳中REE的存在形式比较复杂,不同海区各不相同,中太平洋东部产出的结壳和位于东太平洋的结核中REE可能主要赋存于铁矿物相,而西太平洋结壳REE可能主要赋存于锰矿物相;结核和结壳REE可能分别来自海水和海山蚀变玄武岩,热液作用影响有限。