IODP中的海陆对比和海陆相互作用

综合大洋钻探计划（IODP）将于2003年10月启动。与大洋钻探计划（ODP）相比,IODP规模更大,钻探和研究范围更宽,囊括地球科学的诸多领域,涉及海底生物圈、地球壳幔结构、俯冲工厂和地震活动、古环境记录和海底资源等。从海陆对比和海陆相互作用的角度,分析我国地球科学,尤其是新生代地质学研究中的一些特点和优势。中国新生代地质演化历史别具特色,如宏观地形格局的变化,喜马拉雅山和青藏高原的隆升,西太平洋边缘海的扩张,亚洲季风系统的形成等,这些特色成为中国科学家参与IODP科学研究计划的优势。     

海岸带海陆交互作用过程及其生态环境效应研究进展

海岸带是地球表层物质、能量和信息流通交换最活跃区域之一,具有动态变化的盐度、溶解氧等地球化学梯度,其界面过程体现在大气降水-河水-海水-地下水-沉积物之间的物质循环和能量交换。在人类活动与气候变化双重影响下,海岸带面临着气候灾害、海岸侵蚀、海水入侵、滨海湿地退化、水体富营养化以及重金属、新型污染物等生态环境问题,成为地球科学和环境科学领域研究的热点。本文围绕海岸带水文-生物地球化学循环、人类活动影响下的海岸带环境问题、海岸带环境对气候变化的响应、海岸带海陆交互界面观测新技术新方法4个方面,综述了国内外研究进展与发展趋势,展望了海陆交互作用及其生态环境效应研究的未来发展方向。     

略论海陆成矿问题

地壳通过不均一性分异形成大陆型地壳和大洋型地壳, 陆核及地块的形成、大陆裂解与增生、洋壳的新生与消减、陆-陆碰撞拼接形成具有不同构造特征的海陆构造区。中国海陆构造演化经历了太古宙陆核形成、元古宙陆块形成、震旦纪至三叠纪联合大陆形成、中新生代联合大陆解体4个阶段, 形成北方(准噶尔—大兴安岭)、北部(塔里木—华北)、南部(扬子—华南)、南方(冈底斯—喜马拉雅), 东部(滨西太平洋)5个大陆及陆缘构造区。太古宙花岗绿岩带、元古宙裂谷(裂陷)带、显生宙大陆边缘是最重要的海陆成矿环境。海陆成矿有利因素的耦合对成矿至关重要, 而最佳耦合的机制及其发生在海陆构造区的时空位置是圈定有利成矿靶区、引导找矿突破的关键科学问题。     

鄂尔多斯盆地东缘海陆过渡相页岩气储层孔隙特征及影响因素

为了研究鄂尔多斯盆地石炭—二叠系海陆过渡相页岩气储层孔隙特征,选取页4井、页1井和DT803井海陆过渡相泥页岩样品进行了扫描电镜、低温液氮吸附实验以及相关的地球化学实验,分析了海陆过渡相页岩气储层的孔隙类型、特征及其影响因素。实验结果表明:研究区页岩孔隙以粒间孔和有机质孔最为发育;页岩孔形态以狭窄的平行板状为主,孔隙微观孔径分布范围为1~60 nm,主孔径分布介于1~6 nm和40~60 nm,介孔为孔体积和比表面积的主要贡献者,但微孔对比表面积的贡献不容忽视;有机碳和黏土矿物含量是海陆过渡相页岩孔隙发育的主要影响因素,脆性矿物对孔隙发育影响不明显。     

海陆过渡相页岩气层系沉积研究进展与页岩气新发现

四川盆地海相页岩气成功规模效益开发,使我国页岩气跨入了高速发展的快车道,确立了页岩气在我国能源安全保障中的重要战略地位。我国海陆过渡相页岩气资源丰富,有望成为我国页岩气增储上产的现实领域。目前海陆过渡相页岩气勘探开发和地质评价还处在初期阶段,海陆过渡相富有机质页岩发育特征与分布、沉积模式、有机质富集机理等非常规油气沉积学相关研究有待深入。通过系统厘定海陆过渡相相关概念与特征,明确了国内外典型海陆过渡相页岩气层系;系统总结海陆过渡相页岩沉积研究现状与新进展,揭示了海陆过渡相中富有机质页岩有利发育环境、主要沉积模式和页岩气储层基本特征。系统梳理鄂尔多斯、四川、渤海湾等盆地海陆过渡相页岩气勘探开发新发现,指出了我国海陆过渡相页岩气具有良好勘探开发前景。海陆过渡相页岩层系常伴有煤层,可进行页岩气、煤层气等联合开采,实现“体积开发”,以期有效推动我国天然气产业高质量大发展。     

塔里木地区寒武纪早期海陆格局

寒武纪早期(基本相当于纽芬兰世和第二世)是塔里木地区海相烃源岩层的重要沉积期。对这一时期塔里木地区海陆格局的研究将有助于其海相油气资源潜力的评价。本文在前人研究的基础上,野外调查和收集分析地质露头剖面13条、钻井柱状剖面10条,并参考部分地震剖面资料,构建了塔里木地区寒武纪早期海陆环境格局,编制了海陆格局与构造-沉积环境图。在研究结果中,明确了铁门关一带的微陆块性质,并认为它与北库鲁克塔格台地同属塔里木北部被动陆缘;在塔里木陆表海盆地内,依据新的资料,划分了不同沉积环境区。     

鄂尔多斯盆地山西组沉积环境讨论及其地质启示

鄂尔多斯盆地晚古生代经历了巨大的海陆变迁,并发生多次海侵。其中,关于本溪组-太原组的陆表海沉积环境经长期研究已达成广泛共识,而对处于海陆转换关键时期的山西组沉积环境问题至今存在较大争议。鉴此,本文在前人研究基础上,根据地层与古生物、沉积构造、岩性特征、成岩作用等地质依据,结合硼元素法所计算的古盐度、Sr/Ba比值以及硼、镓、铷三元素含量关系等不同地球化学测试分析结果,对早二叠世山西期沉积环境进行了较为深入的研究。认为山西期为陆表海背景下的海陆过渡沉积演化阶段,发育大面积分布的海陆过渡三角洲体系,到下石盒子期才完全进入陆相湖盆的沉积演化阶段。通过盆地山西组东西向与南北向地球化学基干剖面的建立,呈现古盐度和Sr/Ba比值由南向北、自西向东、层位自下而上总体减小的变化趋势,于山1晚期这种差异性基本消失,表明鄂尔多斯盆地山西期由南向北、层位自下而上受海水影响的规模与范围愈来愈弱。在此基础之上,将晚古生代鄂尔多斯盆地划分为3大沉积演化阶段,并建立了该时期盆地的基准面旋回层序地层格架。该成果认识对扩展和深入鄂尔多斯盆地油气勘探具有重要指导意义。     

海陆过渡区空地重力数据融合及评价

海陆过渡区是海洋与陆地复合与交叉的地理单元,是资源与环境条件最为优越的地区,将航空重力与地面重力有效融合,形成连续的重力场资料,对海陆过渡区资源与环境评价具有重要意义。本文选择日照—连云港海陆过渡区为示范区,开展了航空重力数据与地面重力数据的融合研究。通过数据整理与对比分析,总结了数据间系统差的确定方法,提出了空地重力数据间一致性与差异性的评估方法,并分别采用剖面和平面两种形式对数据间的一致性和差异性进行了量化评估;在数据量化评估的基础上,采用平面均方根误差法分别对混合法与缝合法的数据拼接质量进行了定量评价,为数据融合方法的选择提供了定量依据。研究结果表明,日照—连云港海陆过渡区航空重力与地面重力数据间剖面上的一致系数为0. 81~0. 99,平面上的一致系数为0. 95,数据间一致性较高,具备较好的数据融合基础;对比试验表明,缝合法对于海陆过渡区空地重力数据融合效果更佳,采用缝合法融合后的重力数据与原始空地重力数据间的均方差分别为2. 63×10 -5 m/s 2 、0. 98×10 -5 m/s 2 ,取得了较好的融合效果。日照—连云港海陆过渡区空地重力数据的融合,为同类地区开展多源重力数据的融合提供了借鉴。     

全球变化与人类活动的相互作用--我国下阶段全球变化研究工作的重点

全球环境变化与可持续发展是当今人类社会面临的两大重要挑战。IGBPⅡ在探索地球系统变化规律的同时,力图将全球变化与可持续发展更紧密地结合,为人类社会的可持续发展提供科学背景和依据。根据国际全球变化研究发展的动向与我国的具体情况,今后我国全球变化与人类活动相互作用研究的重点应放在那些兼备显著区域特色和国际影响力的重大科学问题上。其中值得着重解决的10个科学问题包括：水循环与水问题、人类活动与区域碳循环过程、季风亚洲的人类活动与气候集成、土地利用/土地覆盖变化与陆地生态系统变化、人类活动与大气气溶胶、边缘海及海陆过渡带与人类活动、全球变化的影响与适应性、过去环境变化与中华文明、建设全面小康社会与温室气体减排国际谈判的科学支持、全球变化与人类活动相互作用研究基础信息平台建设。     

沁水盆地煤系页岩气成藏模式分析

本次研究分析了石炭纪-二叠纪海陆过渡相泥页岩测试数据和地质资料,依据海陆过渡相泥页岩地球化学、储层物性、含气性等特征,探讨了海陆过渡相页岩气的成藏模式。在生气模式方面,海陆过渡相页岩气以自生为主,他生为辅,煤层作为补充气源,热演化进程方面要求低于海相泥页岩;在储气模式方面,海陆过渡相泥页岩储层更加致密,孔隙度更小,对游离气的存储能力相对较差;在吸附气存储方面,储层的最大吸附量受控于泥页岩有机质丰度;在保存模式方面,页岩气保存受泥页岩厚度、构造埋藏史、基本构造形态等多种因素的控制,且任一种不利控制因素可能破坏页岩气藏。     

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区海陆过渡相页岩气地质特征及成藏潜力

海陆过渡相页岩气是我国页岩气增储上产的重要接替领域,基于鄂尔多斯盆地东缘临兴地区海陆过渡相页岩实验和研究资料,选取山西组、太原组和本溪组页岩层系为研究对象,从沉积环境、页岩展布、有机地球化学特征、矿物学特征、物性特征和含气性特征等方面,系统总结解剖研究区海陆过渡相页岩气地质特征,分析其富集成藏潜力。结果表明:鄂尔多斯盆地在晚石炭世–早二叠世受区域内部构造活动影响,水体环境变化频繁,形成多期次的滨浅海–三角洲前缘–滨浅湖组合的沉积旋回,沉积多套海陆过渡相富有机质页岩;临兴地区位于鄂尔多斯盆地东部晋西挠折带的中北地区,区内沉积环境稳定,海陆过渡相富有机质页岩广泛分布;岩性主要为灰白色–浅灰色细粒砂岩和暗色泥页岩互层发育,垂向上页岩累计厚度大,为60~180 m;页岩有机质类型为Ⅱ₂–Ⅲ型干酪根,总有机质碳含量较高,平均TOC质量分数为3.07%,处于成熟生气阶段;页岩矿物成分以石英和黏土类矿物为主,长石和碳酸盐岩类矿物含量较少;宏观上主要孔隙类型为无机孔隙和有机质孔隙,裂缝不发育,微观上孔隙受黏土矿物控制,孔隙形态多为开放狭缝状的微孔和介孔。研究区海陆过渡相页岩具有低孔低渗的物性特征,但平均含气量为1.15 m3/t,具有较好的含气特征,确定研究区内山西组北部、太原组东北部、本溪组东部和北部为页岩气潜力区。研究认识为该区后期页岩气勘探开发提供理论据。      

星地碰撞的板块构造效应

板块构造是一种全球大地构造理论.它以洋底扩张、洋壳边缘俯冲及转换断层为主要构造活动形式,配以地幔对流为原动力,建立一套颇具魅力的板块构造机制理论,被受到广泛认同.但也存在一些重要问题,主要是其地幔对流理念难以令人信服和对海陆格局变迁问题没提出明确的动力机制.在阐明造成板块构造理论这两方面困难问题的主要理由之后,介绍了星地碰撞事件的存在状况及其动力作用,着重论述了大规模星地碰撞的动力作用强大,对全球地质构造活动都有重要影响,板块构造也难以避免;星地碰撞的强烈冲击作用,有能力造成洋底开裂或使大陆裂解.据此设想,可用"星地撞击成缝,减压诱发岩浆上侵"的模式,取代与地球内部层圈结构相抵触的"地幔对流"模式来解释洋底扩张;并以星地碰撞发生地点的随机变化性作为大规模海陆格局变迁的主控原因.如此,则可有助于上述板块构造理论中存在的两大难题的解决.     

全球油气地质几个重大问题的思考

经多年研究和实践,认为全球有关油气地质差别很大,从地壳运动动力、海陆变迁与大陆地块形成演化、原型盆地类型、油气资源潜力及油气发展战略和方向出发,提出几个重大问题进行初步讨论,如地球构造运动起源、地球海陆变迁特征、古生界变质作用、矿产资源形成与破坏、油气战略思考和调整方向。多年来,对上述几个重大问题的探索和科学研究,特别对全球油气勘探发展战略和方向具有重大指导意义。     

基于陆海统筹理念的闽江口生态格局探讨

湾区的区位优势与产业集群优势明显,是人类活动最集中的区域.在快速城市化进程下,作为海陆交互作用的频繁地带,闽江口的生态环境问题较突出.基于福建省资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价成果,针对闽江口生态服务功能区和生态问题风险区内的重要生态要素单元开展了1∶5万环境地质调查,以陆海统筹理念为指导,在"双评价"指南的基础...     

青藏高原隆起及海陆分布变化对亚洲大陆气候的影响

我们利用经过改进的NCARCCMI动力气候模式并综合出一个40～50MaB．P．的下垫面情景,进行了海陆分布和SST分布由古代到现代、青藏高原由隆起初期、隆起到现代高原一半和现代高度共5个情景的数值试验。结果表明,从古代到现代,模拟的中国气候是变冷的并且东部变湿而西北部变干。青藏高原的隆起是模拟出来的中国变冷的主要原因。青藏高原从隆起初期到隆起到现代高度一半时期中国地区降水是增加的,但当继续隆起后降水却有所减少,尤其是中国西北地区。本文还对海陆分布和SST分布变化以及青藏高原隆起对手风环流的影响作了分析。     

垦东地区海陆过渡带地震采集技术应用

分析了垦东地区海陆过渡带勘探的难点,针对地震波激发和接收条件差、干扰波发育等特点,在海陆过渡带地震波的激发、接收以及测量等方面进行研究:优选了气枪震源和炸药震源激发参数;改进了检波器及检波器固定方法,从而提高了检波器与地表的耦合效果;对检波器进行实时定位监测。采用上述措施,提高了地震采集资料的信噪比和分辨率,顺利完成了该区的地震采集任务。     

序

正大陆架是大陆向海洋的自然延伸。大陆架承接陆地上丰富的物源供应,成为最富饶的海域,自古人类就尽享"鱼盐之利,舟楫之便",现代又开启油气资源之门。缘此,成为当今外交领域的"兵家必争之地"。世界大陆架总面积为2 700多万km2,平均宽度约为75 km,占海洋总面积的8%。大陆架是海陆交互作用最强烈的地区,其地层不仅记录了沉积环境的海陆变迁,而且也记录了板块运动等重大构造环境演化,是连接陆地、大洋的重要纽带,是破解海陆演化的关键环节。     

引力作用下的平衡质量运动

根据广义相对论,在天体引力作用下,天体周边的空间是曲折的。空间因天体的引力而发生曲折,地球在引力的作用下也与人类之前所认识的有所不同。本文提出一种新的假设一引力作用下的平衡质量运动理论,试图从思维的角度重新思考和探索地球的运动规律。主要讨论三个问题：地球上质量的分布;地球的运动;地球自转的速度。由地球上海陆质量的分布引出假设一引力作用下的平衡质量运动理论,其次,利用该假设对地球火山、地震和自转进行分析与推导。     

松山-布容地磁极性倒转在黄土高原东南缘记录的可靠性探讨

中国黄土的剩磁获得机理和Lock-in深度问题是目前黄土古地磁研究的焦点和核心问题之一,它直接关系到黄土时间标尺的精确度和海陆古气候对比的可靠性.文章以黄土高原东南缘三门峡曹村剖面获得的高分辨率古地磁极性界线作为年代控制点,通过黄土-古土壤序列1.1Ma以来的磁气候记录与近年来中、高纬度大西洋ODP/DSDP钻孔中获得的具有高分辨率古地磁年代约束的深海氧同位素记录进行了详细对比分析,提出与传统的海陆对比不同的基于古地磁界线的海陆对比方案:松山/布容地磁极性转换界线记录在曹村剖面S8的顶部,可对应深海沉积的MIS 19,而不是前人认为的MIS 21.黄土高原不同地区记录东亚冬、夏季风的差异性和变化性可能是全球具同时性的松山/布容地磁极性转换在黄土高原不同地区产出层位不一致性的主要原因,而基于Lock-in模型的天文年代标尺则可能高估了黄土/古土壤的年龄.     

我国海洋第四纪研究与环境演变中的海陆相互作用

根据我国的地理位置和第四纪地层的特色分析,海陆结合是我国海洋第四纪研究的优势所在.半世纪以来,中国海洋地质的研究经历了从调查到研究、从海岸到浅海再到深海、从晚第四纪到晚新生代、从低分辨率到高分辨率以及从定性到定量的进展过程,取得了重要进展,但仍有很大的差距.新世纪初期,应当从国际、国内第四纪研究的关键问题着眼选题,以西太平洋边缘海与暖池作为主战场,和陆地工作、和现代过程相结合展开研究.文章对我国海洋第四纪研究的方向、措施进行了讨论.