大西洋中脊13°～14°S热液沉积区地形统计分类及勘探靶区初选

基于ArcGIS平台提取水深、坡度、粗糙度等地形特征,采用全覆盖多波来声纳测深数据,将南大西洋中脊研究区划分为4 267个统计单元,提取单元内地形特征的统计参数:均值、方差、最大值、最小值;经过统计筛选,最终选取水深均值、方差、最大值、最小值,坡度均值、方差、最大值、最小值共8个变量参与地形分类;利用K-均值方法进行非监督分类,将4 267个统计单元划分为5类地形,其中1 300个统计单元为裂谷,671个为裂谷壁,150个为内角高地斜坡,1 052个为高粗糙度的高地,1 093个为低粗糙度的次高地。将地形类型与地质调查结果进行初步关联,计算各类地形100网格见矿率系数,得到"内角高地斜坡"为热液硫化物发育的大概率地形类型,建议作为后继调查的重点勘探靶区。     

PACMANUS 热液区Si-Fe-Mn 氧化物的显微结构特征及意义

用显微镜、电子探针和扫描电镜等分析技术,对2008年"KX08-973"航次中国首次在东马努斯海盆PACMANUS热液区用拖网取得的少量Si-Fe-Mn氧化物海底热液产物样品进行显微结构特征研究。研究表明,显微镜下,样品呈隐晶质结构;扫描电镜下可见已石化的硅藻;电子探针分析结果显示,Fe和Mn的分布具有明显的分带性,呈现出Si-Mn质层被Si-Fe质层包裹的特征,反应了Si-Fe-Mn氧化物的形成具有多期多阶段性特征。样品是富Si,Fe和Mn的低温热液流体直接沉淀产物。本研究结果对该区热液氧化物的进一步研究,如Si-Mn质层和Si-Fe质层中Si与Mn和Fe的化合方式、微生物在热液氧化物形成过程中的作用具有指导意义。     

大西洋中脊赤狐热液区热液产物矿物学特征及其地质意义

赤狐热液区是2019年中国在南大西洋中脊23.7°S发现的一个位于拆离断层上盘的热液区.本文利用光学显微镜、电子探针、TerraSpec?Halo矿物鉴别仪和XRD粉晶衍射仪,对该区热液产物进行了矿物学和矿物成分研究.结果表明,赤狐热液区热液产物可分为硅质硫化物、硅质矿化角砾岩和碳酸盐质矿化角砾岩.这些产物均由不等量蚀...     

东太平洋海隆1.5°N～1.5°S和南大西洋中脊13.2°S玄武岩物质组成

对东太平洋海隆(EPRⅠ区和Ⅱ区)和南大西洋中脊(SMAR)6个站位新鲜的玄武岩样品进行了岩石学及地球化学研究。结果显示,EPR玄武岩样品可分为辉石玄武岩、气孔玄武岩和玻基玄武岩3种类型,SMAR玄武岩样品主要为辉石玄武岩。EPR和SMAR玄武岩样品的标准矿物组合相同,均出现了石英和紫苏辉石标准矿物,为典型的拉斑玄武岩。EPRⅠ区和SMAR玄武岩表现出轻稀土富集的配分模式,可能受到了富集地幔源区(EMORB)的影响,其玄武岩可能形成于未经历早期熔融事件的富集地幔或部分熔融程度相对较低。EPRⅡ区玄武岩为正常型洋中脊玄武岩(N-MORB),其源区为经历了早期熔融事件的、亏损洋中脊地幔源区(DMM),且源岩部分熔融程度较高。EPRⅠ区与Ⅱ区不同的幔源特征说明东太平洋海隆地幔源区存在不均一性。     

PACMANUS热液区Fe-Si-Mn羟基氧化物的成因及地球化学特征

分析了东马努斯海盆PACMANUS热液区Roger's Ruins和Roman Ruins两个热液点之间拖网取得的Fe-Si-Mn羟基氧化物样品的主量、微量和稀土元素含量。Fe-Si-Mn羟基氧化物样品的微量、稀土元素含量很低,Co/Zn比值较小,生长速率非常快,表明Fe-Si-Mn羟基氧化物样品具有明显的热液成因。大部分样品具有明显的正Ce异常(Ce/Ce*值为1.021~1.769),其Ce的正异常范围(lg 3Ce/(2La+Nd),0.008~0.229)低于典型水成成因的Ce的正异常范围(lg 3Ce/(2La+Nd),0.352~0.637),说明样品受到海水的影响较小。由于出现正Ce异常的样品主要集中在Fe羟基氧化物中,因此,稀土元素的正Ce异常主要受到Fe羟基氧化物的吸附作用和后期成岩作用的影响。TiO2的含量以及Al/(Al+Fe+Mn)比值明显低于火山碎屑物质的TiO2 的含量和Al/(Al+Fe+Mn)比值,表明样品中几乎没有火山碎屑物质的贡献。样品中高含量的Ba很可能来自散落于Fe-Si-Mn羟基氧化物样品中的重晶石以及钡镁锰矿。较高含量的Pb说明早期形成的硫化物并没有带走大量的Pb,相反这些Pb随热液流体喷出进入Fe-Mn羟基氧化物。     

大西洋中脊TAΓ热液场（26°N，45°W）的残余硫化物构筑体

大西洋中脊ＴＡΓ热液场（２６°Ｎ，４５°Ｗ）的残余硫化物构筑体等１９８５年科学考察船“Ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒ”号在大西洋中脊ＴＡΓ热液场进行考察时，在低扩张裂谷区内发现并首次化验分析了“黑烟囱”。这些“黑烟囱”位于裂谷东部的硫化物构筑体上，其矿石储量约...     

南大西洋热液区盲虾虾鳃可培养附生菌多样性分析

对来自于南大西洋洋中脊(SMAR)的盲虾Rimicaris sp.虾鳃中的附生好氧菌及厌氧菌进行了富集培养,共分离得到14株低温好氧菌和2个稳定的厌氧富集菌群.通过对好氧菌的16S rDNA序列系统发育分析,发现14株低温分离菌株分别属于海源菌(Idiomarina)、海杆菌(Marinobacter)、涅斯捷连科氏菌(Nesterenkonia)、赤杆菌(Erythrobacter)、盐单胞菌(Halomonas)、交替单胞菌(Alteromonas)、嗜冷菌(Psychrobacter)、Mesonia8个属,其中9株属于变形菌门(2株属于α-变形菌纲,占总菌株数的14.3％;7株属于γ-变形菌纲,占总菌株数的50.0％).对2个厌氧富集菌群的16S rDNA文库的39个阳性克隆子进行分析,获得2种基因型,分别为γ-变形菌纲的产碱杆菌属(Alcaligenes)和β-变形菌纲的嗜麦芽寡营养单胞菌属(Stenotrophomonas).结果表明,南大西洋洋中脊盲虾虾鳃附生菌类型较为丰富,对于附生菌的研究能够更加全面的认识盲虾与附生菌之间的相互作用.     

西南印度洋脊49.6°E热液区热液产物和玄武岩地球化学特征

利用X射线荧光法和ICP-MS等方法对取自超慢速扩张的西南印度洋脊(SWIR) 49.6°E热液区的热液产物和玄武岩样品进行元素地球化学特征分析研究,结果表明:(1)与亏损型洋中脊玄武岩(N-MORB)相比,研究区玄武岩样品的主量元素组成显示其偏碱性,而微量元素对比表明该区玄武岩明显富集Pb元素;(2)对热液产物的综合分析表明这些样品多为Fe-Si-Mn氧羟化物且都为热液来源;(3)热液产物的∑REE含量介于玄武岩和海水之间,经球粒陨石标准化的稀土元素(REE)分布模式均表现出Eu正异常和轻稀土(LREE)富集的特征。另外,本研究还表明,利用玄武岩和热液产物地球化学指标不仅能够模拟出以热液喷口为中心的元素地球化学晕,而且能反映出热液活动的影响范围。     

南大西洋热液区沉积物可培养细菌的多样性分析和产酶活性鉴定

为获得深海可培养微生物资源,利用2216E培养基,采用涂布平板法从南大西洋热液区沉积物中分离可培养细菌,并通过16S rRNA基因进行分类鉴定.同时测定各菌株产淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、木聚糖酶、褐藻酸酶和脂肪酶(三丁酸甘油酯和吐温80)的能力.分离共获得216株菌株,经16S rRNA基因序列比对,共获得71株不同的菌株.其中包括变形菌纲62株、放线菌纲3株、芽孢杆菌纲2株和拟杆菌纲4株,分布于27个属,41个种.酶活检测结果显示,具有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶(底物为三丁酸甘油酯)和脂肪酶(底物为吐温80)的产酶细菌分别为18、14、25、32株,供测细菌中未检出产果胶酶、木聚糖酶和褐藻酸酶的菌株.这些菌株为进一步研究开发提供了深海微生物资源.     

南大西洋中脊26°S玄武岩中斜长石化学成分变化对岩浆演化的启示

南大西洋中脊26°S热液区玄武岩中斜长石的成分和结构特征为研究岩浆演化特征提供了重要依据。在对玄武岩岩相学观察、斜长石成分分析的基础上,对不同阶段斜长石的结构及成分进行对比,探讨岩浆演化的过程。结果表明：研究区以斑状玄武岩为主,斜长石斑晶常见连晶结构、韵律环带、溶解与再吸收、生长结构,基质中的斜长石主要呈针状和燕尾状;南大西洋中脊26°S（SMAR-26°S）热液区玄武岩主要为钠质拉斑玄武岩,岩浆演化早期以形成培长石为主,晚期以形成拉长石为主,整个演化过程中CaO和Al₂O₃含量下降,而SiO₂、Na₂O、FeO^T和MgO含量上升;从斜长石斑晶的核部→边部→基质中的斜长石微晶,An值整体下降,斜长石斑晶边部的An值与基质中斜长石微晶An值部分重合,形成温度总体有逐渐下降趋势。由此反映出地幔岩浆形成后在上涌过程中可能经历了减压挥发分逸出、晶体在深部的熔蚀、熔体过饱和结晶、低Si同源岩浆的混合、同喷发脱气岩浆迅速减压的过程。     

冲绳海槽中部热液区及典型喷口区地形地貌特征

利用最新测量的高精度深水多波束资料,对冲绳海槽中部热液活动区的地形地貌特征进行了系统的分析后发现,研究区地形情况相当复杂,起伏变化较大,总体上呈沿SW—NE向延伸的裂谷地势,裂谷水深范围约在1 500~1 800 m,大量呈SW—NE向的线性海山链和裂谷、洼地地貌交错出现,分析认为其形成可能与冲绳海槽的弧后扩张作用有关。另外,通过ROV(Remotely Operated Vehicle)上获得的影像,结合浅表层沉积物和岩石样品分析发现,2处喷口地形地貌情况明显不同,Iheya North喷口区地形起伏变化大,具有较多烟囱体、丘体,周围沉积物以硫化物砂为主;Iheya Ridge则以裂隙式溢流为主,分布范围广,地形倾斜平整,少见烟囱体、丘体,底质较硬,热液沉积物分布较少。     

东太平洋海隆(EPR)13°N热液区附近沉积物粒度特征

2003年中国海底热液硫化物调查航段在EPR西侧取得了E271与E272站位的小箱体柱状样品,通过对这些样品采用酸化和未酸化两种前处理方法的粒度分析,结果表明样品受热液活动影响不强烈;粒度分布曲线表现为多峰分布,为多种物源共同叠加沉积的结果,其中以生物源与火山源为主。因此该地区的沉积物源虽然有热液活动的贡献,但是较其它来源的沉积物所占的比例较小。     

东马努斯海盆PACMANUS热液区Si-Fe-Mn-羟基氧化物的Sr、Nd、Pb同位素特征

Si-Fe-Mn-oxyhydroxides dredged at the PACMANUS(Papua New Guinea–Australia–Canada–Manus)hydrothermal field, Eastern Manus Basin, have 87Sr/86Sr=0.708 079–0.708 581; εNd=5.149 833–6.534 826;208Pb/204Pb=38.245–38.440; 207Pb/204Pb=15.503–15.560; 206Pb/204Pb=18.682–18.783. 87Sr/86 Sr isotope ratios are relatively homogeneous and close to the value of the surrounding seawater(0.709 16). The content of Sr in the samples contributed by seawater was estimated to be 76.7%–83.1% of total amount. The mixing temperature of hydrothermal fluids and seawater were ranging from 53.2°C to 72.2°C and the hydrothermal activities were unstable when the samples precipitated. The εNd values of all the samples are positive, which differ from the values of ferromanganese nodules(crusts) with hydrogenic origin. Nd was mainly derived from substrate rocks leached by hydrothermal circulation and preserved the hydrothermal signature. Pb isotopic compositions of most samples show minor variability except Sample #9–2 that has relatively high values of Pb isotopes. The Pb may be derived from the Eastern Manus Basin rocks leached by the hydrothermal fluid. The slightly lower 208Pb/204 Pb and207Pb/204 Pb values of the samples indicated that the hydrothermal circulation in PACMANUS was not entire and sufficient, or that hydrothermal circulation had transient changes in the past. Si-Fe-Mn-oxyhydroxides in the samples preserved the heterogeneities of local rocks.     

西南印度洋脊龙旂热液区蚀变岩岩石学特征及对热液流体循环的指示

慢速−超慢速扩张洋脊的海底热液活动区多出露类型多样的蚀变岩石,记录了地壳深部的流体与围岩的相互作用,为研究深部热液流体特征以及循环过程提供了样本。本研究选取了中国大洋第30、34和40航次在超慢速扩张西南印度洋脊龙旂热液区(A区、B区和C区)利用电视抓斗采集的蚀变玄武岩、蚀变辉长岩、蚀变辉石岩和蛇纹岩等蚀变岩样品,利用光学显微镜、电子探针开展了岩相学和矿物化学分析。岩相学结果表明,龙旂热液区蚀变岩石样品约95%发生了地壳浅部的脆性变形作用,靠近龙旂1号热液区(A区)约有5%的蚀变岩石混合发育了脆性变形及脆性−塑性变形特征。研究区岩石蚀变属于中−低温变质作用,变质相近似绿片岩相,变质矿物组合为绿泥石−绿帘石−钠长石−阳起石−榍石。其中,A区的蚀变岩中的绿泥石形成温度(201～341℃)以及蛇纹石、阳起石、绿泥石等蚀变矿物的Fe元素含量(17.5%～27.5%)都高于龙旂3号热液区(B区和C区)的绿泥石形成温度(239～303℃)和Fe元素含量(16.8%～26.5%),这也与在该区观测到高温的热液喷口相符合。本研究认为龙旂热液区所在洋脊段发育的拆离断层为热液流体的向上运移提供了通道,洋壳扩张后期轴部的岩浆熔体在轴侧区域的岩浆侵入或喷发活动可能为热液循环提供了热源。     

太平洋三海区热液烟囱物的氧同位素特征及形成温度

使用氧同位素方法，测试了西太平洋马里亚纳岛弧、马里亚纳海槽、冲绳海槽和东太平洋加拉帕戈斯裂谷的海底热液烟囱和硫化物合岩样品。结果表明：马里亚纳岛弧上的埃斯梅拉尔达破火山口的热液硫化物的形成温度最高（达275℃），而成为高温产物的代表；冲绳海槽和加拉帕戈斯裂谷烟囱，表现为中高温类型，其氧同位素温度在150℃左右；马里亚纳海槽以蛋白石为主要矿物的烟囱物，则显示出典型的低温热液类型，少量黄铁矿砂试样则表现出中温类型特征。但上述区域大都不同程度地存在有闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等中高温热液矿物，说明研究区除马里亚纳海槽明显有中低温热液活动类型外，其它区域皆具备中高温热液活动特征。     

太平洋三海区热液烟囱物的氧同位素特征及形成温度

使用氧同位素方法 ,测试了西太平洋马里亚纳岛弧、马里亚纳海槽、冲绳海槽和东太平洋加拉帕戈斯裂谷的海底热液烟囱和硫化物全岩样品。结果表明 :马里亚纳岛弧上的埃斯梅拉尔达破火山口的热液硫化物的形成温度最高 (达 2 75℃ ) ,而成为高温产物的代表 ;冲绳海槽和加拉帕戈斯裂谷烟囱 ,表现为中高温类型 ,其氧同位素温度在 1 5 0℃左右 ;马里亚纳海槽以蛋白石为主要矿物的烟囱物 ,则显示出典型的低温热液类型 ,少量黄铁矿砂试样则表现出中温类型特征。但上述区域大都不同程度地存在有闪锌矿、黄铁矿、黄铜矿等中高温热液矿物 ,说明研究区除马里亚纳海槽明显有中低温热液活动类型外 ,其它区域皆具备中高温热液活动特征     

南黄海西部滨浅海区灾害地质因素特征及分布规律

根据浅地层地震剖面的解译结果,对南黄海西部滨浅海区灾害地质要素进行了识别。结果表明,研究区存在多种灾害地质要素,包括海岸侵蚀与淤积、水下浅滩、浅层气、埋藏古河道和古三角洲、沙脊、陡坡、沙层液化、冲蚀沟槽、滑坡、差异性压实断层等等。探讨了灾害地质要素的特征和分布规律,并绘制了主要灾害地质要素分布图。     

南黄海油气资源区粘性土物理力学性质及微结构特征

用土质学的显微结构理论和技术方法,研究了南黄海油气资源区粘性土微结构特征。结合原状样物理力学性质参数,研究颗粒接触、堆垒、孔隙等现象与物理力学性质之间的关系。研究结果表明,沉积物主要为粘质粉土、淤泥质粉质粘土和淤泥等粘性土,其微结构类型有粒状链接微结构、蜂窝状微结构和疏松基质状微结构3种,其中淤泥类土主要为蜂窝状微结构和疏松基质状微结构,结构疏松,孔隙度较大,含水率很高,强度低,压缩性高。粘质粉土为粒状链接微结构．含水率较低,孔隙度相对淤泥类土较小,抗剪强度比淤泥类土略高,压缩性较高。该区粘性土为不理想工程地基土,工程施工时应采取相应措施避开或对其进行改良。     

西南印度洋龙旂、断桥热液区沉积物中重矿物空间分布特征及其意义

以中国大洋第34航次在西南印度洋龙旂与断桥热液区采集的洋底表层沉积物样品为研究对象,为洋中脊热液硫化物勘查重砂找矿工作提供一定的理论与工作基础,开展了沉积物自然重砂矿物的相关研究。绘制了研究区重砂矿物分布图,并根据研究区已探明热液矿体(喷口)的位置,对沉积物重分散晕的形成与分布规律进行了分析;从研究区沉积物的34种矿物中,筛选出3种沉积物重砂找矿的指示性矿物(重砂总量、黄铜矿、黄铁矿)及5种参考性矿物指标(帘石类矿物、透闪石、磁铁矿、铬铁矿、钛铁矿);运用统计学方法,建立了沉积物中指标矿物含量与矿源距离之间的线性方程,提出了根据测站沉积物中指标矿物含量,初步推算矿源距离的方法。