南极半岛太平洋边缘布兰斯菲尔德海峡地区的构造作用和深部结构

南极半岛是南极洲西部最大的区域,在研究冈瓦纳大陆解体历史方面具有关键作用。在冈瓦纳大陆解体之前,南极半岛是南美洲安地斯山系最南端的部分。冈瓦纳大陆解体之后至今,西南极洲以及邻近的Bellinsghausen海、Drake海道是研究诸如大洋岩石圈扩张与俯冲、与近来岩浆一火山作用相关的大陆边缘裂谷作用等现在正在进行着的构造作用过程的独特的地球动力学实验室。     

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区地壳结构反演及构造解析

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区是南极半岛海域火山、地震等新构造运动最活跃的地区,由于前人对资料处理解释的差异,导致盆地的构造格局仍部分存疑。本文以研究区的卫星重力数据为基础,以多道反射地震和部分岩性资料为约束,采用重震联合反演方法构建了三条横跨研究区的地壳结构剖面,并进一步研究布兰斯菲尔德海峡盆地的地壳结构。研究结果表明布兰斯菲尔德海峡盆地莫霍面深度为33—38km。菲尼克斯板块俯冲消减下沉至南设得兰岛弧之下,导致南设得兰海沟的俯冲带后撤,产生3—4km厚的岩浆混染地壳,密度为2.9g/cm³。分析认为受板块运动和弧后扩张影响,沿布兰斯菲尔德海峡盆地扩张脊分布的海底火山裂隙式喷发,并进一步导致盆地的持续性扩张。     

南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物的酸解烃

本文研究了南极布兰斯菲尔德海峡表层沉积物的酸解烃分布特征，并佐以热释汞和蚀变碳酸盐的分析。从酸解烃中甲烷含量的低值和Ｃ１／（Ｃ２＋Ｃ３）比值，以及乙烯的存在等判断，布兰斯菲尔德海峡沉积物的烃类气体来自于生物成因。     

南极布兰斯菲尔德海峡及象岛邻近水域小型浮游植物的分布特征研究

本文分析研究了布兰斯菲尔德海峡及象岛邻近水域小型浮游植物的种类组成、数量分布、群落结构及其与环境因子的关系,共鉴定了小型浮游植物54属201种,平均细胞丰度为4406×10~3个/m~3,大部分为硅藻类,数量最大的为扭链角刺藻、长形环毛藻、克革伦氏菱形藻和翼根管藻等种类。小型浮游植物最高丰度分布在南设得兰群岛近岸、陆架水域,这是由近岸冷水性的小型浮游植物群落组成。小型浮游植物的密度与硅酸盐浓度呈正相关(r=0.438,n=28,P<0.05)。     

水团对吕宋海峡浮游植物群落结构的影响

根据2008年8月18日至9月19日在吕宋海峡3个断面获得的0~200 m层浮游植物数据,探讨了群落结构及其与不同理化性质水团的关系。本研究共鉴定浮游植物4门61属169种（包括变种、变型和未定种）,其中甲藻和硅藻物种数基本相当,各占所有物种数的50%左右;另记录了金藻门3属3种;蓝藻门1种。海区优势种为卡氏前沟藻Amphisdinium carterae、锥状施克里普藻Scrippsiella trochiodea、角毛藻Chaetoceros sp.和原甲藻Prorocentrum sp.。丰度范围是（0.08~9.48）×106个/m3,平均为1.448×106个/m3。甲藻占总细胞丰度的74.68%;硅藻占24.96%。在水平方向,B断面和C5站浮游植物丰度较高,甲藻主要分布于远离陆地的海峡中部,而硅藻主要分布于台湾岛和吕宋岛附近;浮游植物垂直分布主要在水体的0~50 m层。聚类分析并结合水文数据表明浮游植物基本可划分为3个类群,分别受南海水、黑潮水和混合水的影响。南海水与黑潮水交汇的锋面区域,具有较周围区域更高的物种数、水柱平均丰度及硅甲藻丰度比,体现出强烈的锋面效应。     

壳寡糖及其全乙酰化衍生物的制备及结构表征

探讨了壳寡糖及全乙酰壳寡糖的制备方法,通过正交实验考察了原料、温度、时间对降解产物的影响.制备了八种寡糖（八乙酰壳二糖、十一乙酰壳三糖、十四乙酰壳四糖和十七乙酰壳五糖,以及N,N′-二乙酰壳二糖、N,N′,N″-三乙酰壳三糖、N,N′,N″,N′′′四乙酰壳四糖和N,N′,N″,N′′′,N′′′′-五乙酰壳五糖）,并通过IR、NMR及MS等确定了其化学结构.     

ADCP观测得到的2008年4月吕宋海峡流速剖面结构

基于2008年4月22—26日吕宋海峡调查航次的下放式声学多普勒流速剖面仪(LADCP)和船载ADCP(SADCP)等观测资料,并采用潮波模式模拟结果去除潮流对观测资料的影响,观测结果表明:调查期间黑潮入侵南海的位置与1992年春季比较接近,其分支位于调查海区中部C2、C7、C8和C9站,表层黑潮在C8站分离为两支,分别流向C9和C2站,C9站北向流明显比C8站减弱。在C2站,黑潮分支位于400m层以浅,其最大西向流速为77cm/s,而在C7、C8和C9站黑潮分支位于500m层以浅,黑潮在入侵南海的过程中其核心深度逐渐变浅。上层黑潮明显作反气旋弯曲。本调查航次的观测结果在定性上支持吕宋海峡水交换有"三明治"垂直结构的特性。     

基于拉格朗日拟序结构的吕宋海峡表层水交换研究

黑潮通过吕宋海峡入侵南海呈现明显的瞬态特征。以往的研究通常将黑潮在吕宋海峡附近的流态分为几种不同类型。本文基于表层地转流计算得到的有限时间李雅普诺夫指数场（FTLE）,展示了拉格朗日视角下的吕宋海峡上层水交换特征。从FTLE场提取的拉格朗日拟序结构（LCSs）很好地识别了吕宋海峡附近的典型流态和旋涡活动。此外,这些LCSs还揭示了吕宋海峡周围复杂的输运路径和流体域,这些特征得到了卫星跟踪浮标轨迹的验证,且从流速场中是无法直接识别的。FTLE场显示,吕宋海峡附近表层水体的输运形态主要可分为四类。其中,黑潮直接向北流动的“跨越”形态和顺时针旋转的“流套”形态的发生频次明显高于直接进入南海的黑潮分支“渗入”形态和南海水流出至太平洋的“外流”形态。本文还进一步分析了黑潮在吕宋海峡处的涡旋脱落事件,突出强调了LCSs在评估涡旋输运方面的重要性。反气旋涡旋的脱落个例表明,这些涡旋主要源自黑潮“流套”,涡旋脱落之前可有效地俘获黑潮水。LCS所指示的输运通道信息有助于预测最终被反气旋涡所挟卷水体在上游的位置。而在气旋涡的形成过程中,LCS的分布特征表明,大部分气旋涡并未与黑潮水的输运路径相连通。因此,气旋涡对从太平洋到南海的上层水交换的贡献较小。     

吕宋海峡黑潮西侧3个气旋涡的三维结构与演变特征

黑潮入侵南海会诱生中尺度涡,对南海与西太平洋物质能量交换起着重要作用。前人对黑潮诱生反气旋涡研究较多,而对气旋涡研究较少,对其三维结构和生消过程也不清楚。利用卫星高度计数据和再分析数据,选取2018～2019年间南海东北部的3个气旋涡(cycloniceddy,CE)CE1、CE2和CE3,研究了其三维结构与演变特征,并初步讨论了其生成机制。研究结果表明:3个气旋涡生成于吕宋海峡西南部黑潮主轴左侧,半径约为47～87km,生成后都向西移动,最长距离可达255km,远小于该区域中尺度涡平均移动距离。气旋涡的最大旋转速度约为0.4～0.6m/s,垂向深度可达1 200～1 600 m。3个气旋涡中心水体上涌,温度异常均为负值,在垂向上呈单核结构,冷核的位置在50～600m处,冷异常最大可达-2°C;中心盐度异常垂向上呈现“正-负-正”的三核结构,分别位于0～100 m、200～400 m和500 m以下深度,低盐异常最大可达-0.26。黑潮锋面的正压不稳定性是气旋涡生成的主要因素,能量从黑潮动能向涡动能转移,是气旋涡生成所需能量的主要来源。     

华南海陆过渡带的地壳结构与壳内低速层

壳内低速层与地质构造背景的联系已逐渐引起人们的重视。华南沿海众多的地震测深剖面揭示出地壳不同深度上存在着壳内低速层。根据海陆联合深地震探测取得的数据,通过射线追踪和走时模拟方法,获得了沿OBS-2001测线海陆过渡带的地壳结构。根据低速层的走时间断特性辨识了海区地壳中部低速层。剖面中壳内低速层分布在新塘经南澳岛至南澳岛东南约150.0 km的陆架区,尖灭于东沙隆起,其顶面深度为10.0—18.0 km,速度为5.5—5.9 km.s-1,与上、下岩层的速度差均为0.5 km.s-1,其空间展布较为稳定,厚度为3.0—4.0 km,推断其为华南沿海陆上低速层的延伸,含水矿物脱水和部分熔融可能是引起该区壳内低速层弹性波速下降的主要因素。该区壳内低速层的研究对于深入认识岩石圈结构及动力学作用过程具有重要的地质地球物理意义。     

基于多变量分析的环肋圆柱壳结构特性研究

为了从整个可行解空间研究圆柱壳结构特性,采用全因子试验设计获得变量范围内的可行解空间,通过相关理论推导计算得到不同结构形式圆柱壳的强度、稳定性以及振动频率等指标。采用相关性分析、主成分分析以及变量聚类分析方法根据可行解空间的数据对环肋圆柱壳强度、稳定性、振动频率之间以及这些属性与设计变量之间的关系进行研究。采用相关系数矩阵图、主成分分布图以及谱系聚类图将多变量分析的结果可视化。对可视化结果进行分析发现了圆柱壳结构属性之间的矛盾性,变量、属性之间的相似性和关系的复杂性。通过多变量分析得到的相关结论能够作为实际工程设计的参考。     

春季和夏季渤海湾近岸海域大型砂壳纤毛虫的群落结构

为了解渤海湾砂壳纤毛虫丰度、生物量及种类组成,于2011年春季和夏季在渤海湾天津近岸海域进行砂壳纤毛虫群落的采样调查。两个季节砂壳纤毛虫丰度、生物量、优势种及群落结构均有显著的不同。春季砂壳纤毛虫丰度的范围为0~1608个/L,生物量为0.00~20.03μg/L;夏季砂壳纤毛虫丰度的范围为2~313个/L,生物量为0.03~4.04μg/L。共鉴定出砂壳纤毛虫5属15种,其中拟铃虫属(Tintinnopsis)种类最多。春季的主要优势种为运动类铃虫(Codonellopsis mobilis,优势度为0.79),夏季的主要优势种为斯氏拟铃虫(Tintinnopsis schotti,优势度为0.28)和诺氏薄铃虫(Leprotintinnus nordqvisti,优势度为0.28)。春季砂壳纤毛虫群落的物种丰富度、Shannon指数和Pielou指数均明显低于夏季。     

牡蛎壳人工礁对多毛纲底栖动物群落结构的影响

采用功能群及多元统计方法, 对山东荣成俚岛湾牡蛎壳人工增殖礁礁区与毗连非礁区底质中多毛纲动物群落结构进行对比研究, 评估了牡蛎壳人工礁对多毛纲底栖动物群落结构的影响。结果表明, 人工礁区与非礁区共采集19科39种多毛纲动物, 按食性分为植食性、沉积食性和肉食性三大功能群。礁区肉食性多毛纲动物栖息密度高于非礁区, 可能与人工礁礁体底栖多毛纲动物引起的边缘效应有关。多维尺度分析MDS、相似度分析ANOSIM以及多因素方差分析(PERMANOVA)结果表明, 礁区同非礁区多毛纲动物群落结构差异不显著, 这可能与牡蛎壳人工礁单体体积较小, 对近底层水体及底质理化环境的影响较小有关。综上所述, 牡蛎壳人工礁在较小时间尺度内(1—2年)对底栖环境无显著影响。     

滑行波震相对珠江口地区壳内低速层的约束作用

深入研究珠江口地区海陆过渡带壳内低速层的结构和构造特征对于理解板内地震的发震机理、孕震构造及该区域的地壳结构具有重要的地质地球物理意义。利用2015年珠江口区域海陆地震联测L2-ME测线上的19个地震台站(包括陆上台站14台, 海底地震仪5台)记录到的地震数据来探明该区域低速层的结构和构造特征。在常规震相的基础上, 加入了大量的滑行波震相(Ph)进行结构模型计算, Ph震相的增加使得地壳内部10~20km范围内的射线覆盖密度有了显著提高, 从而获得了L2-ME测线下方更为精确的地壳纵波速度结构模型。结果发现, 模型中测线下方13~18km深度范围内稳定连续展布的壳内低速层被清晰成像, 其内部速度稳定在5.7~6.0 km·s^-1之间, 与上下层界面速度差分别为0.5km·s^-1、0.4km·s^-1, 低速特征明显。该低速层厚度由陆侧的3.5km左右降至海侧的1km, 呈现出向海侧逐渐减薄的趋势, 低速层底界面起伏变化较大且具有与莫霍面相似的起伏特征。     

台湾岛与吕宋岛之间的马尼拉海沟北段地壳结构和变形

菲律宾海板块沿台湾岛和吕宋岛之间东倾的马尼拉海沟向欧亚板块仰冲。板块汇聚边缘自南而北逐渐由南海岩石圈的正常俯冲过渡到台湾造山带的初始碰撞。与俯冲相关的地震遍及台湾附近,往台湾方向增生体急剧增宽。为了认识这种以俯冲一碰撞转换带为特征的汇聚板块边缘,我们分析了12条位于吕宋岛与台湾岛之间横切马尼拉海沟的地震反射剖面。结果显示,南海海盆北部基底通常向东和向南倾。在马尼拉海沟北段,海沟充填沉积物南部比北部多,t0层序界面是近海沉积与海沟充填沉积物的界面。可能由于台湾地区的碰撞作用,t0层序北部坡度更平缓或者被抬升。构造分析显示,马尼拉海沟北段俯冲地壳具有三个特征带：正断层带（NFZ）、原始逆冲带（PTZ）和逆冲带（TZ）。正断层带主要由俯冲地壳顶部或上部的一系列正断层组成,在接近深海沟的部位,这些正断层逐渐被海沟充填沉积物所覆盖,暗示正断层带发生在地壳开始弯曲、并引起上部沉积层重力变化的地方。由于增生体附近板块边缘强烈的汇聚作用,一些被埋藏的正断层而被活化为隐伏逆冲断层。原始逆冲带位于正断层带和增生体的前缘逆冲带之间,含隐伏的逆冲断层或者褶皱而不是逆冲断层。海沟区正断层、隐伏逆冲断层和逆冲断层在地壳结构中的连续分布,指示隐伏逆冲断层是沿着之前拉张正断层的位置发育的。上部沉积层的脆性变形很可能是强烈的挤压作用和水分较少的原因所致,最终隐伏逆冲断层可能向上发展,成为海底逆冲断层。     

Malampaya气田（菲律宾）储层结构的地震反射与成像的地质意义

综合岩心与薄片的岩相分析、岩石物理测试和测井证实：Malampaya地层（上始新统一下中新统,巴拉望西北海域）声阻抗的多样性与孔隙度和孔隙类型在垂向上的变化有关,而孔隙度及孔隙类型主要受成岩过程控制。根据具体成岩模式与岩石物性,Nido石灰岩可细分成10—50m（30—150英尺）厚的单元。致密与多孔岩石单元的交替出现主要取决于大气成岩作用（淋滤和成壤作用）和晚期埋藏的胶结淋滤。由连井剖面可以看出地层内的主要地震反射反映的是成岩单元之间的边界。大多数负极性反射与不整合有关,而正极性反射在年代地层上有很多不确定,并可以代表横穿时间界限的胶结透镜体的底部。同其它东南亚第三纪地层对比表明,不同的地震反射成因与不同的成岩演化模式有关。这种地震成岩单元及其控制因素的识别对于碳酸盐岩储层的结构和岩石物性来说是重中之重。