中太平洋海山群漂移史及其来源

中太平洋海山群的海山呈簇状排列且近EW向展布于太平洋海山密集区，其四周分布着一系列NW走向的线性列岛及规模巨大的水下海山链。它位于明显属于海山链构造的夏威夷群岛和马绍尔群岛之间，处于莱恩群岛的北西向延伸方向上，与热点作用的板内火山作用关系密切。结合前人对中太平洋海山群形成和漂移的认识，从板块运动和几何学角度出发，采用Backtracking和Hot-spotting海山追踪方法对该区海山进行了追踪，发现该区海山的热点源主要位于现今法属玻利尼西亚群岛区（法属玻利尼西亚热点群），这与前人从古地磁和钻探资料出发得到的结果相接近。研究表明，中太平洋海山群是多热点成因的板内火山作用和板块构造运动的共同产物，它在130～90Ma期间起源于法属玻利尼西亚热点群，曾随着太平洋板块发生过向南和向北的运动，既有水平方向的漂移又有垂直方向上的升降，在漂移和升降过程中还受到了当时大规模多期的热点活动和断裂活动的改造作用，经过一个漫长的过程后才到达今天的位置，最后形成了现今呈簇状分布的海山群。     

全球三大洋海山钴结壳资源量估算

钴结壳具有Co、Ni、Cu和Mn及其他金属的潜在矿产资源和储存在结壳层中古环境信息的双重意义。与深海多金属结核和热液硫化物矿床相比,具有较高Co、Ni和Pt含量的海山钴结壳有可能成为商业勘探的潜在目标。为合理地估算出全球三大洋海山钴结壳资源量,基于我国西太平洋海山钴结壳拖网采样调查资料和对太平洋海山钴结壳资源分布规律和钴结壳矿区圈定参数指标的深入研究,按海山不同高度、不同洋壳年龄赋予不同结壳厚度,进而计算出全球三大洋海山钴结壳分布面积为3 039 452.14km2和干结壳资源量为(1 081.166 1~2 162.332 2)×108 t。太平洋海山钴结壳分布面积为2 123 087.12km2和干结壳资源量为(513.244~1 026.488)×108 t,大西洋海山钴结壳分布面积为512 509.74km2和干结壳资源量为(116.503 2~233.006 4)×108 t,印度洋海山钴结壳分布面积为403 855.28km2和干结壳资源量为(81.484 9~162.969 8)×108 t。三大洋海山钴结壳的Mn、Co、Ni和Cu金属量分别为(138.848 0~277.696 0)×108 t,(3.967 6~7.935 2)×108 t、(2.793 6~5.587 2)×108 t和(0.825 1~1.650 2)×108 t。根据钴结壳的Co含量、Co通量和厚度相关分析,所赋予的钴结壳厚度占理论推测厚度的6.10%~12.20%,这与Ku等得出"钴结壳生长时间约占其整个生命史4%"的认识非常相近。三大洋海山钴结壳实测厚度与赋值厚度对比分析表明,太平洋海山钴结壳赋值厚度平均值为1.87cm,实测厚度平均值为1.77cm,相对误差为5.35%,大西洋和印度洋相对误差分别为18.18%和23.23%。研究数据表明按海山高度和洋壳年龄所赋的钴结壳厚度基本合理,估算出的钴结壳资源量基本可靠。本文首次估算出三大洋海山钴结壳资源量,为整个海盆和三大洋海山钴结壳资源量估算提供了新方法。     

南海东部海盆海山磁性对比

根据 1 980年～ 1 987年在南海海盆进行地球物理调查获取的海山地形和地磁异常资料 ,运用虚源法 ,对南海东部海盆区域的 9座海山作了磁性计算及对比。结果表明 :(1 )每座海山非均匀磁性反演的磁异常形态比均匀磁性反演的磁异常形态更接近观测异常 ,海山为非均匀磁化。 (2 )每座海山的非均匀磁化计算的拟合度参数值 (GFR值 )大于均匀磁化计算的拟合度参数值 (GFR0 值 ) ,平均每座海山增加 3 .7。 (3 )海山形成后均向北运移 ,位于东部海盆北侧的5座海山沿纬向位移的平均距离为 9.2 1°,南侧 4座海山沿纬向位移的平均距离为 3 .6 7°;海山均呈逆时针旋转 ,但旋转的角度存在区域性差异 ;东部海盆的运移方式与东邻的吕宋岛、西菲律宾海盆和台湾岛相一致。 (4)海山的磁化强度呈明显的分区性 ,北侧 5座海山的磁化强度大于南侧 4座海山的磁化强度 ,推测东部海盆形成过程中整体向北运动     

ODP第197航次—夏威夷热点的运动：古地磁的检验

夏威夷—皇帝海山链的弯曲是固定热点基准结构中记录了板块运动变化的最好例证。换句话说 ,弯曲首先记录了夏威夷热点相对于太平洋岩石圈的运动差异。 4种研究支持近来的观点 :(1 )从相对板块运动数据预测的全球板块运动 ;(2 )源于北太平洋海盆的板块扩张速率数据 ;(3 )利用地球和地震层析成像技术的地幔流模拟 ;(4 )来自皇帝海岭的新的古地磁数据。虽然受以前钻探的限制要获得板块运动速率的数据仍相当困难 ,但是最实用的古地磁数据表明太平洋热点已经迁移 ,其运动速率可与晚白垩世至早第三纪 (81～43 Ma)的岩石圈板块相比。如果这个数据…     

南海中部海盆海山磁性反演及初步解析

南海中部海盆分布着众多海山,从实测磁异常反演海山磁性是南海海盆古地磁研究新的重要课题,它有助于解决南海海盆的运动方向和运动形式等问题.对南海海盆16座海山作磁性反演取得了较高的计算精度.对南海中部海盆海山磁性反演表明,海山均为非均匀磁化体,海山形成经过多期火山喷溢叠加.海山磁性差异清晰地显示了海盆分区特征.南海海盆分东部海盆区和西南部海盐区,海盆地壳运动规律差异较大:东部海盆以逆时针旋转由南往北运移;西南海盆先经历了顺时针旋转,后改为逆时针旋转,由北往南运移.     

麦哲伦海山链漂移史及可能的来源

麦哲伦海山链主要由十多座相对独立的平顶海山组成,呈北西向展布于太平洋海山密集区。结合前人对麦哲伦海山链形成和漂移的认识,从板块运动和几何学角度出发采用backtracking和hot-spotting海山追踪方法对该区海山的起源与形成进行了研究,结果表明,麦哲伦海山链是多热点成因的板内火山和板块构造运动共同作用的产物,最初于白垩纪期间由法属玻利尼西亚热点群西侧呈北北西向排列的热点活动产生,继而受到板块运动与区内近南北向和北北东向两组断裂及其热活化等的改造作用,最后形成了现今看到的平顶海山。     

南海海山非均匀磁性反演

利用虚源法对南海海盆 1 6座实测海山进行了磁性反演。结果表明 ,南海海山非均匀磁化反演效果明显优于均匀磁化反演 ;南海海盆东部和西南部的海山运动方向相反 ,前者向北 ,后者往南 ;海山运移中的旋转形式两地也存在明显差异。     

夏威夷-皇帝海山链成因机制—古地磁学约束

夏威夷-皇帝海山链位于北太平洋中部,是一条自西北至东南延伸的海底火山链,并在47 Ma存在一个方向弯折。厘定这一特征的成因机制和运动学过程,是西太平洋海区软流圈与岩石圈相互作用以及跨圈层物质能量交换的关键科学问题,对于解译东亚大陆动力学演化过程亦具有重要意义。目前对于夏威夷-皇帝海山链47 Ma弯折的机制有两种争论:太平洋板块运动方向改变和热点移动。古地磁学是研究大陆漂移和板块演化的最有效手段之一,其最大优势是可以定量化研究地质历史时期中岩石圈板块的运动学过程。本文首先通过回顾与总结前人对夏威夷-皇帝海山链成因及转向机制的研究,重点探讨古地磁学在该问题上所提供的约束证据,并对存在的关键科学问题进行了梳理和展望。     

IPCC耦合模式对北太平洋海-气系统冬季重现的模拟

冬季重现(再现)是中高纬度大尺度海表温度重要的持续性特征,是热带外海洋特有的现象。北太平洋大气环流也存在这一现象,它可能会强迫产生这一海域海温的冬季重现。本文利用IPCC 20C3M耦合模式资料,评估了耦合模式模拟北太平洋海–气系统冬季重现的能力。北太平洋海温冬季重现的空间范围是海盆尺度的,中部重现时间比其周围晚。大气环流场的冬季重现主要是在北太平洋中部,它与海温冬季重现关系密切。大多数IPCC耦合模式基本上可以模拟出太平洋海温大范围的冬季重现现象。与重现范围的模拟相比,耦合模式对重现时间地理差异的模拟都比较差。各模式对大气环流冬季重现时空分布特征的模拟较差,大部分模式未能模拟出大气环流场中主要的重现区域。而且,大气环流冬季重现对海温重现的可能影响并没有体现在这些耦合模式中。耦合模式对北太平洋大气冬季重现的模拟还有待改善。     

中太平洋海山演化史及与富钴结壳的关系

中太平洋海山区是海山富钴结壳广泛分布的一个重点地区，目前我国正在该区进行富钴结壳资源调查，了解该区海山形成演化史对研究富钴结壳的成因及其分布规律有重要意义。根据大量的文献资料，对该区海山演化史进行了综述，并对海山与其上生长的富钴结壳的关系进行了探讨。     

海山磁性之反演

本文提出一种计算海山磁异常的新方法.直接将海山表面剖分成许多三角单元,然后用高斯数值积分计算这些单元产生的磁异常并叠加.选择适当的磁性参数,使计算异常与实测异常在最小二乘意义下最佳拟合.本方法的优点是,计算模型与实际海山的拟合程度较高,且公式推导和程序设计简单.本文对Watkins海山磁异常进行反演,计算磁异常与实测磁异常的拟合程度稍高于前人的方法.     

海浪破碎对北太平洋海表面温度模拟的影响

基于海浪模式WAVEWATCH Ⅲ模拟北太平洋海浪要素,结合NDBC浮标资料进行验证,发现模拟出的有效波高与浮标测量值具有很好的一致性。基于改进型白冠覆盖率耗散模型,利用海浪模式模拟出的有效波高、有效波周期和摩擦速度等海浪要素计算出单位面积水柱内因海浪破碎产生的湍动能通量。通过改变环流模式sbPOM湍动能方程的上边界条件,引入海浪破碎产生的湍动能通量,并探究海浪破碎对北太平洋海表面温度模拟的影响。研究表明,由于海浪破碎的引入,环流模式sbPOM对北太平洋海表面温度模拟的准确程度得到提升,这为大气模式提供一个准确的北太平洋下边界条件具有重要意义。     

1987及1988年夏季西北太平洋主流系和水位与大气环流关系的数值研究

用一个包括风应力顶的二维绝热非线性数值模式计算分析了１９８７年１９８８年夏季北太平洋主流系和水位与大气环流的关系。将模拟的１９８７年和１９８８年流场作比较可知：１９８７年南赤道较弱，而弱赤道逆流、北赤道流及太平洋流较强，同时各流系位置也都偏南１－２个纬距；模拟的１９８７年黑潮及对马暖流也明显比１９８８年强。分析表明，１９８７年夏季南赤道流弱、北赤道逆流强的主要原因是该年东南信风弱，而弱赤道流、黑潮     

海山铁锰结壳基岩岩石学特征及其生长关系

为了研究海山铁锰结壳基岩类型与结壳壳层生长的关系。对麦哲伦海山及中太平洋海山区取得的铁锰结壳及其基岩样品在电子显微镜下进行了观察和研究。结果表明，上述2个区域基岩岩石类型主要有玄武岩，火山熔岩，火山碎屑岩，硅质岩和碳酸盐岩，其中麦哲伦海山玄武岩为块状构造，中太平洋海山玄武岩则主要为气孔-杏仁状构造，多发生蚀变或完全蚀变，硅质岩颗粒物质主要是硅藻，碳酸盐岩则以晶质灰岩为主，结壳壳层厚度在各类基岩类型上都有变化，以在玄武岩和碳酸盐岩上变化最大。     

中西太平洋海山形态类型与钴结壳资源分布关系

通过对中西太平洋海山形态剖面的山体高度、山顶直径、基底直径、山顶直径与基底直径之比、山体坡度、山体高度与基底直径比值六个参数多元统计分析,发现可以根据山体高度与基底直径的比值对海山形态类型进行分类:比值小于0.10的为平顶海山(Ⅰ类),大于0.10的为尖顶海山(Ⅱ类),对于等于0.10的海山需参考平坦度和山体坡度,平坦度大和山体坡度缓的为Ⅰ类,反之为Ⅱ类。西太平洋的麦哲伦海山区、马绍尔群岛基本以平顶海山为主,介于中西太平洋之间的威克—马尔库斯海山区和中太平洋海山区、莱恩群岛平顶海山与尖顶海山共同发育。对各种类型海山上钴结壳分布研究发现,无论是在尖顶海山还是在平顶海山,板状结壳均比较发育,但砾状结壳在平顶海山比在尖顶海山的发育。中太平洋尖顶海山的结壳比平顶海山的发育,但由于山顶面积小,钴结壳资源量不大。仅从平顶海山看,在麦哲伦海山区、威克—马尔库斯海山区板状结壳比中太平洋海山区、马绍尔群岛、莱恩群岛的板状结壳发育,前者的板状结壳平均厚度大于3 cm,后者的板状结壳平均厚度小于3 cm,总体上是西太平洋平顶海山钴结壳比中太平洋平顶海山的发育。两种类型海山各方向上的资源分布明显不同,在平顶海山的西部山坡的资源比东部山坡的丰富,尖顶海山的则刚好相反。     

南海上层海流的数值模拟

用一个水平分辨率较高的太平洋区域海洋模式计算了太平洋的上层海流.太平洋海域大的海流流系,如黑潮、亲潮、北(南)赤道流、北赤道逆流、加利福尼亚海流和东澳大利亚海流等都再现在模拟结果之中了.本文只给出了南海四季代表性月份的上层环流的数值模拟结果.结果表明:南海黑潮分支是南海北部最重要的一支海流,它不仅是南海暖流的水体来源,而且构成了南海环流重要的一翼.除了个别月份外,终年都有一支较强的NE向海流穿过台湾海峡进入东海.这些计算结果有的已被观测结果所证实.     

世界大洋海山的特征和分布规律

在最近 1 0年 ,由于地球动力学和大地构造学的快速发展及海底矿产资源的诱人前景 ,人们对海底山脉的兴趣剧增。根据卫星测高技术资料解释 ,世界大洋底海山遍布。从卫星测量、水深测量与航海图件等推测 ,在世界大洋岩石圈上 ,高度超过 1km的海山数目很可能多达1 5～ 2 0万座。大洋底杂乱分散的海山证实了板内火山运动过程中的非线性动力学因素的作用。但是 ,对已知高度超过 1km的海山地貌特征的统计分析和 3大洋区海山展布特征的研究 ,有可能确定海山高度分布及空间位置分布同其岩石圈时代间的某种关系。本文对太平洋、大西洋和印度洋内所…     

福岛核泄漏污染物漂移轨迹影响分析

日本东北部海域地震引发的海啸造成福岛第一核电站核泄漏事故,已经成为全世界关注的环境问题,大量受污染海水排人太平洋.基于北太平洋多年Argos漂流浮标海流资料在去除涡旋运动的基础上进行了分析,分段计算了污染海水前锋到达北太平洋不同区域的路径及时间,并与日本公布的计算结果进行了比较,结果表明二者之间存在较大差异.     

从东亚大陆中,新生代的运动探讨南海的形成演化

根据古地磁、古生物地理和地质构造分析，东亚大陆在中生代中晚期至新生代初期大幅度向南运动；新生代中晚期以来大幅度向北运动。运动学模拟发生巨大转变的时期，大致在始新世与渐新世之间，这与全球运动学和动力学发生的重大改组的时间相一致，由此提出大陆后退这一新的南海形成演化的运动学模式。     

基于IGRF-13的海洋磁力异常重计算与精度分析

研究分析了最新的国际地磁参考场模型IGRF-13的数据来源及模型特征,并与以往模型进行了精度对比。在此基础上,结合不同时期获取的海洋磁力数据融合的实际需求,制定了海洋磁力正常场校正方法及磁力异常重计算流程。选取了南海试验区和太平洋试验区的调查数据,应用最新国际地磁参考场IGRF-13对其进行了正常场校正和磁力异常重计算,得出以下结论：（1）磁力正常场模型IGRF-13包含1900-2025年的26个磁力模型,可采用该模型对以往不同时期获取的磁力数据进行统一重计算;（2）应用最新IGRF-13对南海、太平洋试验区的磁力异常数据进行重计算后,数据内符合精度提升了0.05～0.20 nT;(3)建议在对不同年代的地磁数据融合应用前,先消除时变效应。本文提出的地磁正常场校正方法适用于减弱长期变化磁场的时变效应影响,提升磁力成果数据精度。