国际洋中脊研究的发展态势及热点分析

对洋中脊研究的国际研究战略与计划进行分析,具体包括综合大洋钻探计划(IODP)、国际洋中脊协会(InterRidge)和国际海洋研究委员会(SCOR)的相关研究规划和资助项目。此外,结合洋中脊研究论文的文献计量学研究,使用社会网络分析法、VOSviewer和Histcite软件综合分析了洋中脊研究的国际发展趋势及研究热点。美国的洋中脊研究实力最强。中国近3年的发文比例非常高,表明越来越关注该领域的研究。中国洋中脊研究的主要合作对象是美国。热液生态系统与洋中脊岩石地球化学研究目前是该领域的研究热点。本分析结果可以为我国的洋中脊研究和相关决策提供参考依据。     

全球大洋中脊研究十年科学规划(2004-2013)

国际大洋中脊协会(InterRidge)是由多个成员国于1992年成立的国际合作项目。它的宗旨是协调世界各国对大洋中脊的多学科的综合研究,包括航次的调配、人员的培训等。这个宗旨在今后十年仍将是国际大洋中脊协会的核心。目前主要成员国(Principal Members)为     

大洋中脊地质研究的进展与趋势--2003北京“大洋中脊国际学术研讨会”述评

评述了2003年10月27-30日在北京召开的“大洋中脊国际学术研讨会”，简要介绍了国际大洋中脊协会(InterRidge)的机构组成、任务和工作进展．以及今后大洋中脊地质研究的发展趋势。这次会议后，中国已成为InterRidge计划的参与成员国(Associate Members)以此为契机，尽快启动中国InterRidge计划，结合中国综合大洋钻探计划(IODP)，以及大洋专项和其他深海调查研究工，有望实现我国在大洋中脊及相关研究领域的跨越式发展，提升我国深海研究领域的整体调查研究水平。     

慢速、超慢速扩张洋中脊三维地震结构研究进展与展望

慢速与超慢速扩张洋脊是研究岩浆活动、构造运动、热液循环等相互作用的最佳场所;其复杂的三维空间的地震结构是构建构造动力学机制的基础.文章首先结合国际深海研究发展趋势,回顾了慢速扩张洋脊的三维地震结构研究进展,发现慢速扩张洋中脊与快速洋脊相似,也存在岩浆房或熔融体;然后,重点结合我国2010年1-3月首次在西南印度洋洋中脊开展的三维地震探测实验,提出了今后超慢速洋中脊的重要研究方向;此次地震数据初步处理结果表明,数据质量良好,为下一步三维层析成像研究打下坚实基础;相信此次研究将在超慢速扩张洋脊的形成演化机制上取得突破性进展,提升我国在国际大洋中脊研究中的地位.     

中国IODP 2014年各项工作取得重要进展

<正>2013年10月,IODP正式进入新的阶段——国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program,IODP)。进入新阶段后,现有的三个钻探平台独立运行,各自寻找财政支持,这使得新十年的科学大洋钻探将更加灵活,效率更高。在IODP新旧交替之际,由我国科学家提出的735CPP建议书安排为新十年国际大洋发现计划的第一个航次(IODP 349),并于2014年1—3月在南海顺利实施,这是     

日本"太古代公园"计划进展

日本“太古代公园”计划 ( The ArchaeanPark Project)是一个与洋中脊有关的研究项目 ,其全称是“太古代公园 :热液通道下的生物群与地学环境的相互关系”( Archaean Park:interaction between Sub-Vent Biosphere andGeo-environment) .该计划由日本科技厅设基金支持 ,共有 1 5个研究机构参加 ,计划 5年完成 ( 2 0 0 0— 2 0 0 4年 )。大洋中脊热液区下面那种高温而缺氧的环境与太古代生命起源时的情况相似 ,这项计划就是通过钻探和监测来探索发生在海底热液系统内的底部生物圈和地壳流体运动 ,因此而命名。本文主要介绍该计划 2 0 0 0…     

西太平洋—北印度洋及其洋陆过渡带:古今演变与论争

西太平洋-北印度洋及其洋陆过渡带是国家发展战略"一带一路"的海洋丝绸之路核心区,从地球科学的视野,科学地深度思考认知"一带一路"相关的地学基本问题,尤其相关两洋及其洋陆过渡带的地质与海洋的科学基本问题及其自然生态环境、灾害、资源能源状态、潜力、发展趋势,是当前地球科学界服务于国家重大需求的重要任务。因此,本文主要就西太平洋和北印度洋及其洋陆过渡带的相关固体海底科学的几个重要问题进行讨论:1、现代有关两洋突出的大洋地质问题。从两洋及其洋陆过渡带研究现状与发展需求思考,主要包括,(1)两洋及其中板块的起源、起始与生消演化问题,主要有,(1)初始三角型太平洋域板块起源、过程,包含Galapagos和西Shatsky等微板块差异成因等;(2)古今太平洋域的诸板块对东亚大陆作用时空演化过程和现今状态与趋势;(3)印度洋起始、演化与超大陆裂聚问题。(2)洋中脊研究最新进展与问题:(1)洋中脊-热点相互作用和洋中脊增生方式问题,如何思考洋中脊0 Ma处的千万年垂向增生行为与百万年侧向扩张关系问题;(2)弧后盆地扩张与正常大洋洋中脊的成因机制差异;(3)印度洋超慢速和太平洋快速扩张与差异扩张的根本动因,是否有主动与被动扩张之分,及其关于洋中脊推力问题等;(4)洋中脊跃迁死亡:洋内板块重建、洋中脊终止活动和空间跃迁的原因;(5)洋中脊-地幔柱相互作用。(3)洋内俯冲和洋内构造问题:(1)洋内俯冲带起因与洋内弧、洋中脊俯冲与陆缘板片窗、转换断层与转换型大陆边缘;(2)大火成岩省与海山链、洋底高原等。(4)印度洋海洋核杂岩与洋壳流变学问题等。(5)大洋板块驱动力问题研究进展,包括地幔对流、负浮力、海沟吸引力、洋中脊推力等新的评述讨论。2、两洋的洋陆过渡带问题。包含:(1)陆缘基底属性:冲绳海槽、鄂霍茨克海、新西兰东侧海底地壳是陆壳还是洋壳及洋内微小陆块的成因和来源;(2)洋陆过渡带的洋陆交接转换与耦合过程如何:西太平洋海山链记录的洋内重大转折事件与大陆边缘重大事件对比、洋陆转换带与地幔剥露、弧后盆地转换断层成因、转换型陆缘的形成与消减等问题。(3)西太平洋与东亚大陆的洋陆过渡带有无巨大平移转换断裂作用,其时空、规模如何,意义何在。(4)两洋交接转换与洋陆过渡带深浅部关联,即欧亚、太平洋和印度-澳大利亚三大板块汇聚,及其从深层地幔、岩石圈到地壳与地表系统效应问题,及在此背景下两洋的洋陆过渡带相关问题。3、古今太平洋板块与特提斯带、欧亚大陆板块、印度洋域板块关系,尤其现今它们的关系及其发展动态趋势。最后对"两洋一带"有关海洋地质、洋陆过渡带与深部地质作了瞻望。     

大洋多断层转换板块边界

按照 Wilson( 1 965)的定义和后来的研究 ,大洋脊—脊转换板块边界具有独立的、宽为几公里的走向滑动变形带 ( Fox和 Gallo,1 984)。与巨大的大陆走向滑动带不同的是 ,后者的走向滑动分布在宽阔 ( 1 0 0 km)的复杂变形带中。本文的大洋转换边界 ,与 Wilson的模式相反 ,被描述成复杂的、宽阔的 ( ( 1 0 0 km)多断层带。我们也进行了数值模拟以帮助确定是什么因素引起了一种或他种类型的大洋转换边界的发育。1　 Romanche多断层转换体系Romanche转换边界是洋中脊体系中最长(约 90 0 km)的转换边界之一 ,滑移速率为 3 2mm/ a,年龄偏移为 55M…     

大洋科学钻探特点与发展趋势——基于国际大洋发现计划科学框架的对比分析

大洋科学钻探计划是地球科学领域迄今为止历时最长、成效最大的国际科学合作计划。自1968年以来,先后经历了深海钻探计划、国际大洋钻探计划、综合大洋钻探计划和国际大洋发现计划4个阶段。进入国际大洋发现计划,IODP工作组两次发布科学框架,文章对两个科学框架进行了对比分析。大洋科学钻探的特点和发展趋势是坚持解决重大科学问题,由地球拓展到太阳系,重视技术和大数据,以及扩大社会影响和宣传。这给我国发起国际大科学计划提供了启示,一要注重科技创新,运用大数据等先进技术;二要加强科学管理,促进开放和共享;三要重视提升影响力,扩大宣传和影响。     

先进的科学钻探船进行的地球探测

1　深海钻探历史地球表层岩石圈经常活动 ,这种动力地球观从研究海底开始形成。海底从洋中脊喷出的岩浆诞生 ,在海沟处俯冲消亡。因此 ,约占地球表面积 70 %的海底大约两亿年进行一次更迭 ,这就是海底扩张学说。 2 0世纪 60年代初提出的这种观点 ,为地球科学的发展带来了深刻变化 ,进而发展为板块构造学说。这种学说被称为地球科学史上的革命 ,而证实和促进其发展的应该是大洋钻探计划。海底扩张学说认为 ,海底年龄离洋中脊越远越老 ,海底岩石由岩浆冷凝形成的岩石组成。为了获取证据 ,最为有效的办法是对海底进行钻探、取样、测年、分析岩…     

Nino2、3区的大洋科考船测气象海浪特征分析

通过分析中国大洋科考22航次第七航段海洋环境资料,重点研究了热带东太平洋洋中脊海域的气象与海浪特征,并分析了同期热带大洋气候背景.船测资料与卫星资料的分析结果一致显示,洋中脊海区受到了东南太平洋副热带高压偏强的影响.本文的分析结果将为更精确地研究Nin02、3区的海洋环境特征提供了数据支持.     

东欧部分国家的海洋调查活动

近年来,东欧部分国家(东德、波兰、保加利亚、罗马尼亚、苏联等)进行了某种程度和范围的海洋学调查。其中规模较大,持续时间较长的要数“卡姆契亚”国际实验计划。 “卡姆契亚”计划本是东欧“社会主义阵营”国家科学界长达十年的协作计划——“世界大洋研究”     

ODP209航次——沿14°～16°N大西洋中脊上地幔的钻探

ODP2 0 9航次将沿 14°～ 16°N大西洋中脊 (MAR)钻取上地幔的岩心。该区域是 1996年大洋岩石圈科学钻探计划进入 2 1世纪后 ,在低速扩张脊非补偿岩浆部分钻取一系列浅钻获取上地幔岩心的理想地区。在本区 ,火成岩地壳部分缺失 ,地幔的结构和成分可以通过沿走向超过 10 0km的那些站位来确定。大洋中脊跨学科的全球实验 (RIDGE)项目主要是基于地幔流体或地幔熔岩、或是两者学说的研究 ,其焦点是在岩浆活动的大洋中脊区中部 ,至少是低速扩张脊如MAR的 3维趋势。该学说目前已为大家普遍接受 ,但从未有项目直接检验过。在岩浆活动区设定相…     

大洋核杂岩与拆离断层研究进展

大洋核杂岩和拆离断层是洋中脊中发育的重要构造,被广泛关注。拆离断层一般为长期活动的,低角度的,大断距的正断层,绝大多数形成于慢速和超慢速扩张洋中脊的内侧角上,其将地壳深部和上地幔的物质拆离到海底面形成大洋核杂岩。大洋核杂岩因其表面发育了窗棱构造,在多波束图像上更容易识别。大洋核杂岩所处的地壳年龄较年轻,为0~10Ma。洋中脊半扩张速率约为10mm/a,具有不对称扩张的特点,有拆离断层的一侧扩张速率更快。在大洋核杂岩取得的岩芯中代表性岩石为辉长岩,地震资料解释认为大洋核杂岩下具有一个大的辉长岩侵入体。发育大洋核杂岩和拆离断层的区域有升高的布格重力异常,高的P波速度和抬升的莫霍面。拆离断层起源于岩浆供给不足的区域,大多在大洋中脊洋脊段(segment)的末端,其演化会受到上地幔辉长岩体侵入的影响,通过旋转铰链的模式进行。总结了全球大洋核杂岩和拆离断层的分布情况,讨论了其岩石特征、地球物理场特征,探讨其成因机制和演化模式,并探讨了未来的研究方向。     

大洋中脊海底热液系统的演化特征及其成矿意义

大洋中脊海底热液系统的演化与成矿是复杂、综合的地质过程.归纳、分析了前人研究的资料认为,热源供给和热液活动构造体系是控制热液系统演化与成矿的关键因素.在快速扩张洋中脊热液系统中,岩浆的供给充裕,构造体系渗透性极好,演化时间较短,海底的热液循环输出过程可分为发生、持续和衰退3个阶段;在慢速扩张洋中脊热液系统中,岩浆的供给...     

快速扩张的东太平洋海隆侧翼年轻深海丘陵的热液释放现象

大洋板块从洋中脊扩张后,经过热传导和热平流,大洋岩石圈冷却下来。据估算,50%的水热损失(5.5×1012W)和流体通量(2.3×1012m3/a)来自于5Ma或者更年轻的海底。来自0.1～5Ma的地壳流体循环的大量矿物沉降,可以解释地震速度的快速增加,上地壳孔隙度和渗透率随年龄增加而降低,以及504B孔岩心中约6.9Ma时的玄武岩蚀变和矿脉层。虽然发现了洋脊侧翼通量增大的证据,但是由于缺少勘探和足够的知识来了解洋脊侧翼的热液如何释放至海底,对于如此大范围的海底热液喷口的直接观察进行地很少。沿着洋中脊顶部已经发现了上百座活动喷口,在这里已经进行…     

现代海底超镁铁质岩系热液系统与地质意义

现代海底热液循环与洋中脊地质过程一直是国际洋中脊计划研究的热点.海底热液系统多数都与海底玄武岩及其水-岩反应直接相关,而一类与深海橄榄岩的产出及其蛇纹石化作用有关的海底热液系统——超镁铁质岩系热液系统,以具有高浓度H2和CH4异常而低SiO2浓度为显著特征,主要分布在慢速扩张大西洋中脊和超慢速扩张北冰洋Gakkel洋脊和西南印度洋中脊.超镁铁质岩系热液系统在流体组成、构造背景和硫化物成矿方面与玄武岩热液系统有很大差异,主要表现在地幔来源超镁铁质岩石的普遍出露、喷口流体高的H2和CH4异常以及硫化物中高Co/Ni比值.超镁铁质岩系热液系统的发现丰富了全球洋中脊热液系统的研究内容,对洋中脊地质过程、海底热液活动及其成矿作用研究具有重要意义.     

热点与大洋中脊的相互作用

大规模的火山大洋中脊系统绕地球延伸60 0 0 0 km长 ,几乎全部分布在世界大洋洋底。有的地方 ,大洋中脊火山的规模非常大 ,以致高出海面形成地球上最为壮观的岛屿。冰岛、亚速尔群岛及加拉帕戈斯等都属此类岛屿。因为它们是由深部地幔上升的异常热岩石在小区域内形成的 ,并散布在海底 ,所以称它们为“热点”。但是 ,热点并不是一种孤立的现象。卫星海洋学、地震学、地球化学和地球动力学的最令人激动的进展表明了热点对全球大部分洋中脊系统具有重要的意义和长远的影响。全球已经确认的热点大约有 44个。其中大多数都与洋中脊系统有关联 ,确…     

西南印度洋中脊岩石地球化学特征及其岩浆作用研究

作为超慢速扩张脊的代表,西南印度洋中脊(SWIR)因其独一无二的地形地貌特征、洋壳结构、洋壳增生机制、岩浆和热液活动以及深部动力学过程,近30年来成为国内外研究的热点区域。基于近年来对SWIR玄武岩、辉长岩及橄榄岩的岩石学和地球化学研究成果总结,重点探讨了沿SWIR轴向(大尺度)以及单个洋脊分段(小尺度)的岩石地球化学变化特征及其影响因素,阐述了SWIR的岩浆供应及洋壳增生模式。其中,在9°～16°E斜向扩张脊,以构造作用为主的洋脊扩张模式导致了更宽的洋壳增生带和显著的地球化学异常;而在50°～51°E脊段,发育了强烈的火山活动,其成因机制包括克洛泽热点与洋中脊相互作用、微热点、古老熔融事件的残留地幔再熔融等几种观点。此外,西南印度洋中脊龙旂热液区(～49.7°E)的最新研究表明,其热液循环路径与拆离断层的发育密不可分,热液流体循环最深可达莫霍面以下6 km。因此,在今后的一段时间,应进一步加强SWIR不同空间尺度地幔源区性质、洋中脊构造与岩浆作用过程、热点-洋中脊相互作用和岩浆-热液活动与成矿等主要科学问题的研究。     

东南印度洋中脊(108°—134°E区域)断层构造与岩浆活动关系

东南印度洋脊(Southeast Indian Ridge, 简称SEIR)是中速扩张洋中脊, 在其中的108°—134°E区域的全扩张速率为72~76 mm·a ^-1。但在接近澳大利亚-南极洲不整合带(Australian-Antarctic Discordance, 简称AAD)区内, 海底地貌沿洋中脊的变化强烈, 其变化范围涵盖了从慢速到快速扩张洋中脊上常见的例子, 且出现了明显的地球物理与地球化学异常, 说明洋中脊在AAD区附近的岩浆供应量极不均匀。文章定量分析了高精度多波束测深数据, 计算了洋中脊不同段的地形坡度、断层比例以及平面与剖面的岩浆参数M值, 结合研究区内剩余地幔布格重力异常以及洋中脊轴部地球化学指标Na_8.0、Fe_8.0等资料, 分析与讨论了研究区的断层构造与岩浆活动特征的关系。研究发现, 东南印度洋脊108°—134°E区域的B区(在AAD区内)及C5段(在AAD区外西侧)发育有大量的海洋核杂岩, 而且B区的海洋核杂岩单体规模更大, 其中最大的位于B3区, 沿洋中脊扩张方向延伸约50km。研究结果首次系统性地显示, 相比东南印度洋的其他区域, B和C5异常区具有偏低的平面与剖面M值、偏高的断层比例、偏正的地幔布格重力异常以及偏高的Na_8.0值与偏低的Fe_8.0值, 这些异常特征可能反映了B区和C5段的岩浆初始熔融深度较浅以及岩浆熔融程度较低, 因此导致其岩浆供应量异常少, 形成较薄的地壳。研究结果同时表明, 在岩浆供应量极少的洋中脊, 构造伸展作用有利于海洋核杂岩的发育, 导致地壳进一步减薄。