大洋钻探计划（IODP）302科考中的地球物理学研究：原有资料与新成果的大整合

1引言 作为对综合大洋钻探计划（IODP）、北极钻探科考计划实施所做的准备,一个包含了Lomonosov海岭地质与地球物理资料的大型勘测数据库已经建立完成。这一综合数据库包括了自1961年至2001年间从浮冰岛、破冰船以及潜艇上采集到的地球物理数据资料。     

英国西北陆缘的漂移沉积物

英国西北陆缘漂移沉积物的长期记录是通过地震反射资料及钻孔和短芯资料来综合研究的。这些资料表明英国西北陆缘的底层流开始活动时间为晚始新世早期,即在罗卡尔海槽和哈顿－－罗卡尔盆地的一个主要沉降期之后。地震反射剖面反映了上始新统下部坳陷和侵蚀面以及被中－－上新生界沉积物上超的较老地层。后者主要由深海等深流沉积物组成,其保存形态为丘状、长条状和宽阔席状及与波状沉积物相关的漂移沉积物。这些漂流物序列的地震地     

Amerasian盆地西部构造

Amerasian盆地东部为加拿大深水盆地。通过正负地貌构造对比,证实该盆地西部为复杂地形。后者主要是Lomonosov海岭、Alpha海岭、Mendeleev隆起、Arlis高原、Chuk-chi冰盖和Northwind海岭。实际上,本地貌构造单元与Makarov盆地和一些更小的沉降区整体代表一个超深陆架。该陆架连接北美和亚洲大陆,属于浸没于水中的Hyperborean地台的一部分。     

布莱克海岭中天然气水合物赋存层碳酸盐矿物、硫化物的矿物学和同位素组成特征

ODP164航次期间，在布莱克海岭发现了天然气水合物，主要赋存在海底200mbsf至450mbsf海底似反射层（BSR）之间。在横跨BSR的深度里，没有出现沉积间断。只是BSR层受到了Cape Fear盐底辟（一种刺穿构造）的干扰。在该地区，自生碳酸盐矿物（白云石、菱铁矿）少量的出现在沉积物中，仅占几个百分含量。     

挪威斯瓦尔巴群岛西部天然气水合物高分辨地震研究

在斯瓦尔巴群岛西部的高分辨率地震剖面上可识别出强似海底反射（BSR）（振幅变化大）。据高频海底水听器（HF－OBH）资料计算，在BSR之上速度达1840m/s，暗示沉积物含气体水合物；BSR之下出现低速层，认为含气沉积物所致，厚度12－25m。另外，在经典的水合物稳定带（HSZ）之内。可识别出含游离气的两个低速层，而理论上这里不存在游离气。     

用地震AVO方法研究含气体水合物沉积物的内部结构

采用岩石物理合成地震模型，我们解释了弗罗里达近海BSR振幅随炮检距变化，现场地震资料的AVO分析和以往得出的速度结果对比显示：BSR将含游离甲烷的沉积物与含水合物沉积物分隔开来，BSR振幅随偏移跨增大呈负增长，这种特性说明BSR之上的P波速度比BSR之下的P波速度要大，BSR之上的S波速比BSR之下的波速度小。由此可见，用AVO和速度结果可帮助推断水合物沉积物内部结构。为了达到这个目的，建立两种微力学模型，对应于孔隙空间内水合物沉积的两种特殊情况：（1）水合物胶结颗粒接触，并增强了沉积物强度；（2）水合物远离颗粒接触部位，并未影响沉积积物骨架的硬度。仅第二种模型能定量化形成所观察到AVO响应。因此，推断含水合物沉积物内部结构意味着：（1）BSR之上的沉积物未胶结，故机械强度关弱；（2）其渗透率低，因为水合物阻塞了孔隙空间孔道。后者解释了为什么游离气圈闭在BSR之下，地震资料也暗示水合物层顶部缺少强反射，这一事实建议恰恰在BSR之上的沉积物内水合物浓度高，随深度减少逐渐降低，这种影响与BSR之上的低渗透水合物沉积物阻止游离甲烷上运移一致。     

西伯利亚贝加尔湖中含气体水合物沉积物的多频地震研究

本文讨论了西伯利亚贝加尔湖中含甲烷水合物之沉积物所表现的声学特性与频率关系。所用的五种不同类型的震源（枪阵，二种单气枪，水枪和电火花）的频带宽度10－1000Hz。对于低频枪阵数据，我们所观察到的水合物稳定带（HSZ）底是一个反极性强振幅的似海底反射（BSR）。对于中一高频率数据，BSR的振幅和连续性降低，甚至消失，垂向和水平方向的分辨率解释了这一特征。BSR反射振幅随着偏移距的增加而增强，BSR反射系数以及其下反射增强表明HSZ之下存在游离气。在BSR之上观察到一些延伸的强反射，推断为在HSZ内游离气与水合物共存的标志。BSR之上的空白带厚度变化不定，而对于中一高频的数据，BSR本身起一个低通滤波器的作用。提供初始地震信息的新单道剖面穿过了贝加尔钻井工程（BDP－97）的钻孔位置，在此处HSZ底部之上约200m的深度取到含水合物的沉积物。将钻井和地震信息结合，我们可以粗略估算储存于贝加尔湖中水合物和碳量，也让我们得出一个结论：贝加尔湖中气体水合物的储量没有形成一个有希望的能量远景。     

赤道印度洋的第四纪碳酸盐记录及其与生产率变化的关系

赤道印度洋的自然地理学特征是由３个向北延伸的线状高地（Ｎｉｎｅｔｙｅａｓｔ海岭、Ｃｈａｇｏｓ＿Ｌａｃｃａｄｉｖｅ海岭和Ｃａｒｌｓｂｅｒｇ海岭）分隔的一系列盆地组成。在赤道印度洋西部３０３８ｍ水深处钻探了ＯＤＰ７０９Ａ站位,该站位位于Ｍａｄｉｎｇｌｅｙ中脊顶峰附近的一个小盆地中,而Ｍａｄｉｎｇｌｅｙ中脊则是Ｃａｒｌｓｂｅｒｇ海岭和Ｍａｓｃａｒｅｎｅ高原北部之间的一个区域高地。不规则的基底地貌被厚度从小于５０ｍ至大于４００ｍ不等的沉积物所覆盖。由于印度洋的北部陆地封堵、复杂的自然地理和强的季风,印度洋…     

富粘土深海沉积物的压实趋向

富粘土深海沉积物的压实趋向Ｂ．Ｖｅｌｄｅ对来自大洋钻探计划、深海钻探计划及日本和意大利两国全新世和第三纪深井中已发表的富粘土（＞５０％）沉积物的孔隙度数据分析表明，所有深度的沉积物均不存在简单的压实（孔隙度一深度）规律。这些已发表的数据在浅层样品（埋...     

菲律宾海的地势特征

菲律宾海位于西太平洋大陆边缘,它的周边被岛弧和深海沟所环绕,海域内淡数条近南北向的构造脊。近南北向和近东西向的构造将菲律宾海海底地势分割成不同的部分,构成明显不同的地势特征：（１）深海沟呈链状环绕着 海域周边分布。（２）近南北向的九州－帛琉海岭将海底分面东西两半,东半部主要是岛弧区,西半部主要是海贫区。（３）海脊与岛弧呈近南北向伸展并贯穿全区,海脊与岛弧之间为海盆。海汾底多为丘状起伏,并有轻度切割     

从格陵兰东南部雷克雅内斯海岭的沉积物推测10～70ka前北大西洋冰盖波动

从格陵兰东南部雷克雅内斯海岭的沉积物推测１０～７０ｋａ前北大西洋冰盖波动ＫｌａｓＳ．Ｌａｃｋｓｃｈｅｗｉｔｚ等雷克雅内斯海岭的海洋记录表明了冰盖的变化及气候突变。记录之一的冰携碎屑物（ＩＲＤ）作为冰山流量的代替物也许可表示冰盖波动。ＩＲＤ记录表明６８...     

南海北部陆坡东沙海域海底丘状体气体与水合物分布

海底丘状体在天然气水合物发育区是一种常见的微地貌,对丘状体的研究有助于理解海底流体渗漏模式以及水合物的赋存规律。本文研究南海北部陆坡东沙海域天然气水合物发育区海底丘状体的特征及其与水合物的关系。研究所用的数据包括准三维多道地震数据、多波束数据以及浅地层剖面数据。在多波束海底地形图上,丘状体表现为局部的正地形,直径大约为300 m,高出周围海底约50 m。浅地层剖面上存在明显的声空白以及同相轴下拉现象,指示了海底丘状体气体的分布以及流体运移的路径。丘状体周围明显的BSR表明局部区域可能发育有水合物,水合物钻探结果也证实了这一推测。三维多道地震剖面上,丘状体正下方存在空白反射区域,这与泥火山的地震反射特征类似。但空白反射区域内存在强振幅能量,而且丘状体正下方存在连续的反射层,这表明该丘状体并非泥火山成因。综合钻探结果以及三维地震成像结果,认为水合物形成过程引起的沉积物膨胀以及海底碳酸盐岩的沉淀是形成该丘状体的主要原因。     

菲律宾海的地势特征

菲律宾海位于西太平洋大陆边缘,它的周边被岛弧和深海沟所环绕,海域内有数条近南北向的构造脊。近南北向和近东西向的构造将菲律宾海海底地势分割成不同的部分,构成明显不同的地势特征:(1)深海沟呈链状环绕着海域周边分布。(2)近南北向的九州 帛琉海岭将海底分成东西两半,东半部主要是岛弧区,西半部主要是海盆区。(3)海脊与岛弧呈近南北向伸展并贯穿全区,海脊与岛弧之间为海盆。海盆底多为丘状起伏,并有轻度切割。(4)海岭、海台呈块状分布在海盆之上,长垣分布在菲律宾海沟的东侧。(5)岛弧周围分布有岛架和岛坡地势。菲律宾海的地势特征和它的构造特征相一致。     

南海北部中—深层环流格局下海山-阶地-峡谷沉积效应

作为研究水-岩界面物质能量交换的天然实验室,南海北缘陆坡区具有复杂的地形地貌（如凸起海山、平坦阶地、下凹峡谷等）,并发育不同类型的深水沉积体系（包括重力流滑移滑塌、浊流和底流沉积等）。基于高分辨率海底地形、地震反射资料,海水温盐深（CTD）观测资料,以及已发表的海洋沉积学及物理海洋数值模拟结果,本文针对南海北缘代表型陆坡区开展中—深层环流格局下海山-阶地-峡谷沉积效应分析。发现了尖峰陆坡区侵蚀型-海山型（环槽-丘状漂积体）和席状/无沉积型底流阶地的沉积组合,以及一统陆坡区海山相关底流沉积（环槽-丘状漂积体）-席状/无沉积型底流阶地-黏附型漂积体-陡坡滑塌/峡谷体系的沉积组合;揭示了这些典型深水沉积组合与南海中—深层环流动力格局的耦合关系。该成果对于深入了解深水沉积过程对中-深层动力格局的响应及其对于大陆边缘形态的塑造具有较好的启示意义。     

俄勒冈大陆边缘含气体水合物增生脊的时空演化

俄勒冈大陆边缘上的气体水合物胡安·德富卡板块在美国西北部和加拿大西南部的滨海以约４．５ｃｍ／ａ的速率向北美板块下倾斜俯冲。如今,俯冲板块上的大部分含有大量砂质、粉砂质浊积岩的沉积物似乎已生长为大陆边缘（ＭａｃＫａｙ,１９９４）。源自俯冲沉积物的流体向上平流可能与此处和许多其他活动增生复合体中存在气体水合物有关。气体水合物及其地球物理近似物似乎在水合物海岭（Ｈｙｄｒａｔｅｒｉｄｇｅ）下发育得特别好。该海岭位于年轻增生复合体中,长２５ｋｍ、宽１５ｋｍ,北峰水深６００ｍ,南峰水深约８００ｍ。非常普遍和…     

印度洋东经90°海岭现代沉积物稀土元素组成及其物源示踪意义

基于印度洋东经90°海岭42个表层沉积物的粒度和稀土元素(REE)组成及其空间分布特征,判别了研究区现代沉积物的主要来源,并结合水动力格局等要素探讨了东经90°海岭北部区域沉积物输运方式.结果显示,研究区42个表层沉积物总稀土含量(∑REE)为26.37～156.8?μg/g,平均值为57.35?μg/g,特点是轻稀土...     

Barents海巨大的海底火山口中潜在的水合物丘状体

穿过Barents海“火山口区”的多次调查资料的解释结果提供了该区火山口（大洼地，直径300－500m，深10－30m)，与距今大约15000年冰消作用后气体逸出相关联的进一步证据。为山口的位置表明气体的流动受到三叠纪粉砂岩基岩断裂的控制。数个火山口内的地形高处（由棱角状的岩石组成，局部隆升于火山口壁围岩之上），被解释为水合物丘状体，说明了在火山口形成之后气体仍持续不断地流动。这可能是最早报道的在岩化沉积物中存在的水合物丘状体。假定这种气体为甲烷，海底温度与现今的相似，那么，当海底位于海平面之下280－340m时（比现今低10－80m)就会形成水合物丘状体。地化研究为紧邻火山口区海底浅层中气体水合物随季节性温度变化而分解这一论点提供了证据。     

丘状交错层理研究述评

过去的几十年间在沉积物记录中发现了大量的丘状交错层理,它广泛形成于近滨——陆架之间,但在河口湾、潮坪以及三角洲等环境乃至深水浊积岩中也发现了它的存在,然而,人们对于它的形成环境和影响因素以及成因仍然存在着争论。通过近年来的研究,认为丘状交错层理是由振荡水流和单向水流联合作用所产生的观点逐渐得到了人们的认可。综合Simone Dumas(2006)的波洞实验以及前人的研究观点,影响丘状交错层理发育的因素主要有沉积物的粒度、风暴浪强度、地形坡度和水体密度、温度、粘度等。丘状交错层理对于恢复沉积物记录中的古沉积环境和古地理条件具有指导意义。     

韩国西南白垩系最下部Kyokpori组的漂砾沉积物研究

韩国西南白垩系最下部Ｋｙｏｋｐｏｒｉ组的漂砾沉积物研究＊Ｓ，Ｂ．Ｋｉｍ等１．引言（扇）三角洲陡坡上粗粒沉积物的水下沉积过程由各种非粘性沉积运动所共同控制，包括无粘性碎屑流、碎屑崩坍和高密集度的浊流（评论，见Ｎｅｍｅｃ，１９９０）。这些推论在很大程度上...     

菲律宾海深水环境下浅地层沉积特征分析

本文依托菲律宾海浅地层剖面资料,结合前人已发表的该区域样品资料和钻孔资料,对九州-帕劳海脊以及与海脊相邻的西菲律宾海盆和帕里西维拉海盆浅层沉积物特征进行了初步研究.研究认为海底以下浅层沉积物一般存在3个波阻抗界面,根据其反射特征划分为4个基本类型,并对剖面特征的成因进行了初步探讨,认为在沉积物的沉积过程中,沉积物供给、...