沉积地球科学若干理论问题的演革与启示

沉积地救科学中若干理论概念经过百余年的争论与探索，已经成为为建立在地质现象有序性的基础上，以渐进演化和突变事件为指导思想，以活动论世界观，以模拟对比作为主要方法手段，以三维空间作为探索方向的成熟的地球科学分支学科。仅以崇敬心情献上此文，庆祝业治铮教授八十年诞。     

第二届深海研究与地球系统科学学术研讨会第二号通知

"深海研究与地球系统科学学术研讨会"是地球科学领域以中文作为主要交流语言,大幅度跨学科交叉的学术会议,由中国综合大洋钻探计划专家委员会(IODP-China)、国家自然科学基金委员会地球科学部、国际中国地球科学促进会(IPACES)和同济大学海洋地质国家重点实验室联合主办。     

第三届地球系统科学大会在沪召开

<正>2014年7月2日至4日,第三届地球系统科学大会在上海召开。"地球系统科学大会"是地球科学领域以华语作为主要交流语言的大幅度跨学科交叉的学术会议,其前身为已召开两届的"深海研究与地球系统科学学术研讨会"。2010年夏季在上海召开的"第一届深海研究与地球系统科学学术研讨会"有来自海内外86个单位近500位华人学者参加会议。2012年7月2日至4日在上海召开的第二届会议,共有来自海内外125家单位的800余位华人学者参     

地球科学思想的发展--历史的回顾与展望

如果把地球科学哲学的重大变革称为地学革命,那么,这样的革命至少已经发生过两次.第一次是所谓水火之争,即以Werner 为代表的水成论和以Hutton 为代表的火成论的争论,结果Hutton的火成论获胜.接着,以Lyell和Darwin 为旗手的新的科学思想体系又战胜了以Cuvier为代表的灾变论和神创论的挑战,导致了均变论或现实主义原理的诞生.这是唯物主义对唯心主义的胜利,是人类认识史上的第一次地学革命.均变论的诞生奠定了地球科学的思想理论基础,也开始了以固定论作为其哲学基础的地槽论长达一百多年的统治.战后海洋地质研究的迅猛发展导致板块构造理论的兴起,这就是第二次地学革命.这次革命是海陆统一的新地球观对以陆地为基础的狭隘地球观的胜利,标志着人类观察地球的视野从局部扩展到全球.但是,板块理论的兴起,决不意味着人类对地球认识的终结.人类还必须从更大的参照系统来研究作为行星的地球,以及地球本身作为一个物质系统的运动和发展.在这一过程中,海洋地质研究将起到不可替代的作用.     

南京大学海洋地球化学研究中心

南京大学海洋地球化学研究中心成立于2003年，该中心以南京大学地球科学系为依托单位，以成矿作用国家重点实验室为平台，中心成员来自南京大学地球科学系、大地海洋科学系和生命科学院等院系，具有多学科交叉的特色。现任研究中心主任为教育部长江学者特聘教授蒋少涌博士，学术委员会主任为同济大学海洋与地球科学学院汪品先院士。     

南京大学海洋地球化学研究中心

南京大学海洋地球化学研究中心成立于2003年，该中心以南京大学地球科学系为依托单位，以成矿作用国家重点实验室为平台，中心成员来自南京大学地球科学系、大地海洋科学系和生命科学院等院系，具有多学科交叉的特色。现任研究中心主任为教育部长江学者特聘教授蒋少涌博士。学术委员会主任为同济大学海洋与地球科学学院汪品先院士。     

同济大学海洋地质国家重点实验室

同济大学海洋地质国家重点实验室以海洋及相邻陆区的环境演变与海底资源为总目标，以与国际接轨的深海基础研究为特色，围绕大洋钻探等大型国际研究计划，突出“地球系统科学”的思想，实现海洋与陆地相结合，古代与现代相结合，依靠国内外的广泛合作和学科的交叉渗透，采用高分辨率的测试和数值处理手段，探索和发展海洋地质研究中的新思路、新途径和新方法。     

南京大学海洋地球化学研究中心

南京大学海洋地球化学研究中心成立于2003年．该中心以南京大学地球科学系为依托单位，以成矿作用国家重点实验室为平台。中心成员来自南京大学地球科学系、大地海洋科学系和生命科学院等院系，具有多学科交叉的特色。现任研究中心主任为教育部长江学者特聘教授蒋少涌博士，学术委员会主任为同济大学海洋与地球科学学院汪品先院士。     

南京大学海洋地球化学研究中心

南京大学海洋地球化学研究中心成立于2003年，该中心以南京大学地球科学系为依托单位，以成矿作用国家重点实验室为平台，中心成员来自南京大学地球科学系、大地海洋科学系和生命科学院等院系，具有多学科交叉的特色。现任研究中心主任为教育部长江学者特聘教授蒋少涌博士，学术委员会主任为同济大学海洋与地球科学学院汪品先院士。     

南京大学海洋地球化学研究中心

南京大学海洋地球化学研究中心成立于2003年,该中心以南京大学地球科学系为依托单位，以成矿作用国家重点实验室为平台，中心成员来自南京大学地球科学系、大地海洋科学系和生命科学院等院系，具有多学科交叉的特色，现任研究中心主任为教育部长江学者特聘教授蒋少涌博士,学术委员会主任为同济大学海洋与地球科学学院汪品先院士。     

渤海海冰对直桩柱的作用力

于1990年1月在锦州湾采样,主要测试了在不同的冰温和不同的应变速率下渤海海冰的挤压强度,并且研究了海冰挤压强度与冰温及应变速率的关系。对半径R=2,3,4,5cm圆柱压头的海冰挤压强度R_(CM)进行了试验,由此求得了海冰的局部挤压系数和接触系数。分析了冰块宽度B与桩柱宽度b之比与挤压系数的关系。在—10℃冰温下,对半圆形,压头端部尖角20等于180°,120°,90°,60°五种压头进行了试验,从而求得桩柱的形状系数,建立起大冰原对桩柱挤压作用的最大冰压力公式。     

南极海冰的长期变化趋势

本文使用了ＷＤＣ－Ａ提供的按ＷＭＯ标准格式化的ＳＧＲＩＤ海冰资料和ＮＳＩＤＣ提供的ＳＭＭＲ和ＳＭＭ／１的亮温微波资料，将这些资料同化处理使海温序列延长为１９７３－１９９４年。利用上述资料研究海冰的长期变化趋势，发现７０年代前期海冰迅速增多到中期达最大值，后期到８０年代前期迅速减少到最少，８０年代海冰持续偏少或在平均值附近振动，９０年代前期海冰又开始缓慢增多。     

北冰洋门捷列夫海岭富锰棕色层稀土元素组成特征与来源初步分析

北冰洋深海广泛分布的富锰棕色沉积层(棕色层)是海冰、洋流、物源供给等多种因素共同作用的结果,本文基于西北冰洋门捷列夫海岭ARC07-E25岩芯沉积物稀土元素与微量元素含量、颜色反射率参数、粗颗粒组分和无机碳含量的变化特征,对该类沉积层中稀土元素的组成特征、形成机制和物质来源进行了综合分析。结果显示,沉积物稀土元素总含量(∑REE)在122.37×10⁻⁶～231.94×10⁻⁶之间变化,北美页岩标准化配分模式显示出轻微的中稀土(MREE)富集以及由La、Ce、Nd主导的较强的轻稀土(LREE)优势。沉积物中∑REE随着粗组分颗粒(如冰筏碎屑)的增多而呈现降低趋势,表明门捷列夫海脊沉积物中的稀土元素主要富集在细粒沉积物中。根据∑REE在沉积物中的变化特征将E25岩芯沉积物划分为4种地层,反映出了冰期/间冰期的气候转变过程中温暖条件下形成的棕色层与寒冷条件下形成的浅灰绿色沉积层(灰色层)的岩性旋回中稀土元素组成的差异,由于两种沉积层在形成时受到不同的底层水氧化还原环境的控制,导致了铈(Ce)元素在氧化水体中会由Ce³⁺氧化为Ce⁴⁺并发生沉降,而在还原水体中则由Ce⁴⁺还原为Ce³⁺发生溶解,这一特性使LREE含量产生较大波动,进而影响到∑REE,使之趋于在代表氧化条件的棕色层中升高而在代表还原条件的灰色层中降低。R型因子分析和物质来源判别结果显示,E25岩芯沉积物中稀土元素与亲碎屑元素(Nb、U、Th)有较好的相关性,主要来源于东西伯利亚海和新西伯利亚群岛的近岸侵蚀物质以及勒拿河物质的输入。     

Diatom Assemblage and Productivity Changes during the Last 340,000 Years in the Subarctic Pacific

Diatoms represent the major part of the microfossils preserved in the subarctic Pacific sediments. During the warm climate intervals the diatom accumulation rate (DAR) tended to increase, whereas it tended to decrease during the cold intervals. Principal component (PC) analysis of the fossil diatom assemblages in Piston Core KH99-3 ES samples from the subarctic Pacific was carried out to investigate the paleoceanographic conditions of the area. PC1 (59.9% of the total variance) was represented by Neodenticula seminae, a characteristic species representing the high nutrient concentrations, which dominated during the interglacial periods. The DAR and PC changes can be attributed to a global origin that is influenced by the nutrient change due to intermediate water change and to a local one that is explained by the change of upwelling region. The analysis of PC2 (17.1% of the total variance) indicates the change of water mass in the western subarctic Pacific. During Marine Isotope Stages (MIS) 2 and 3, the western subarctic Pacific region was significantly influenced by the sea-ice, which may have been derived from the coastal region or a proximal marginal sea. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

辽东湾冰季太阳辐射分析

利用渤海辽东湾ＪＺ２０－２石油平台上的气象和海冰观测数据,研究了冰季大气层和云层对太阳辐射的影响,结果表明,辽东湾冰季大气光学可取为０．８３,碧空、少云、多云阴天、雾天和雨雪等不同天气条件下的云量系数可分别取为０、３、６、８、９和１０。分析了冰水混合情况下海面对太阳辐射的反射情况;讨论了太阳辐射对冰面长波辐射和对流传热的影响。利用冰面太阳辐射的实测值和计算结果,对整个冰季内太阳辐射的规律进行了分析     

北极海冰与南方涛动的相关分析

本文根据1953～1984年的北极海冰覆盖面积指数和南方涛动指数资料,分析了北极各海区海冰覆盖量与南方涛动的时滞相关关系,统计了北极海冰正距平年和负距平年南方涛动指数的平均情况。初步结果表明,北极各区海冰与南方涛动之间均存在明显的相关关系,时滞相关的最大值从南方涛动早于海冰7个月(Ⅰ区,+0.48)到晚于海冰39个月(整个北极,+0.38)不等,对北极海冰正距平年和负距平年的统计结果也证实了这些相关特点。     

腾格里沙漠南缘土门剖面末次冰消期层段粒度特征及其反映的古气候

腾格里沙漠南缘土门剖面41LD-52L层段由3层黄土状亚砂土、5层砂黄土、2层湖湘和2层古土壤组成,其年代为14 930~11 640 aBP,相当于末次冰消期。分析结果表明,整个末次冰消期层段以粉砂含量占绝对优势,分布范围/平均值21.69%~79.47%/50.33%;砂含量次之,为3.97%~75.37%/38.17%;黏土含量最少,为2.34%~34.02%/11.50%。各不同粒级沉积物、Mz、σ等在垂直方向上呈相反的镜像对称变化。该层段粒度(Mz)指示腾格里沙漠南缘末次冰消期经历了4个以东亚夏季风为主的暖湿气候(W1-W4)与4个冬季风为主的冷干气候(C1-C4),其中W2、W3和W4暖事件与格陵兰GRIP冰心记录的晚阿勒罗德(late Allerød)、早阿勒罗德和波令(Bølling)等暖事件对应;C1、C2和C3冷事件与新仙女木(Younger Dryas,YD)和阿勒罗德(Inter Allerød Cold Period,IACP)冷事件对应。同时,该指标指示的新仙女木冷期(12650~11640 aBP)与波令-阿勒鲁德暖期(14930~12650 aBP),可分别与格陵兰GRIP冰心氧同位素记录的新仙女木冷期、波令-阿勒鲁德暖期(B/A转换)在气候性质和相位上具有较好的对应关系。它们之间的良好的对比关系表明,腾格里沙漠南缘气候波动的驱动机制可能与格陵兰冰心代表的北半球高纬度热盐环流驱动机制密切相关。     

西北冰洋楚科奇海台08P31孔晚第四纪的古海洋学记录

本文通过中国第三次北极科学考察在北冰洋楚科奇海台采集的08P31孔样品的多项指标分析,重建该区晚第四纪的古海洋与古气候演变历史。将08P31孔沉积物记录与其他孔综合对比初步划分为氧同位素3期(MIS 3)-MIS 1的沉积序列;TOC与Opal含量分析结果显示,自MIS 3以来该区总生产力呈逐渐上升趋势,但硅质生产力不高;CaCO3含量不仅代表海生钙质生物的生产力,也是陆源碎屑碳酸盐岩的信号;根据δ13Corg值运用两端元法计算出TOCmar/TOC,并通过TOCmar、TOCter与C/N值比较可知,δ13Corg值作为有机质来源的指标更可靠。经分析该孔沉积物有机质以海源有机质为主,但褐色层B2与白色层W3的有机质主要受到陆源有机质输入的影响;该孔沉积物中的浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sin.)(Nps)的δ18 O和-δ13 C结果显示:褐色层B2和灰色层G1的轻值是由冰融水造成;黄褐色层Yb1上部到白色层W3下部的轻值反映了海冰形成速率提高,导致轻同位素卤水的生产和下沉。黄褐色层Yb1中部及白色层W3,Nps-δ18 O和-δ13C的重值对应低的有孔虫丰度,指示水体温度下降以及低营养环境。黄褐色层Yb2的Nps-δ18 O和-δ13C值呈镜像关系,这是由于大冰期环境下,海盆内储存了较少的融冰水导致。     

Properties of sea ice and overlying snow in the Southern Sea of Okhotsk

The general properties of sea ice and overlying snow in the southern Sea of Okhotsk were examined during early February of 2003 to 2005 with the P/V “Soya”. Thin section analysis of crystal structure revealed that frazil ice (48% of total core length) was more prevalent than columnar ice (39%) and that stratigraphic layering was prominent with a mean layer thickness of 12 cm, indicating that dynamic processes are essential to ice growth. The mean thickness of ice blocks and visual observations suggest that ridging dominates the deformation process above thicknesses of 30 to 40 cm. As for snow, it was found that faceted crystals and depth hoar are dominant (78%), as which is also common in the Antarctic sea ice, and is indicative of the strong vertical temperature gradients within the snow. Stable isotope measurements (δ¹⁸O) indicate that snow ice occupies 9% of total core length and that the mass fraction of meteoric ice accounts for 1 to 2% of total ice volume, which is lower than the Antarctic sea ice. Associated with this, the effective fractionation coefficient during the freezing of seawater was also derived. Snow ice was characterized by lower density, higher salinity, and nearly twice the gas content of ice of seawater origin. In addition, it is shown that the surface brine volume fraction and freeboard are well correlated with ice thickness, indicating some promise for remote sensing approaches to the estimation of ice thickness.     

长江河口深层软土含盐特征及其沉积环境分析

软土的含盐特征是地基设计的一个重要指标,含盐特征主要受沉积环境控制,往往具有较强的地域性。以长江河口北翼海陆交互相软土为研究对象,采集多组土样进行室内试验,进行土体含盐特征、参数相关性及沉积环境分析。研究结果表明,软土含盐特征为NaCl型,含盐量均值为0.613%,以弱盐渍土为主,占比85.4%。含盐量、Cl−含量、Na+含量、K+含量峰度检验符合正态分布,但偏度检验值坐落在拒绝域,不属于正态分布。其他离子假设检验偏度和峰度检验均不符合正态分布。软土含盐量与Cl–含量相关性最高,与除了Ca2+含量、${\rm{CO}}_3^{2-} $含量之外的离子相关性好。软土Cl–含量与含盐量、${\rm{SO}}_4^{2-} $含量拟合以乘幂效果最佳;Cl–含量与Na+、Ca2+、Mg2+、K+、${\rm{HCO}}_3^- $含量拟合以多项式拟合效果最佳。软土环境沉积为碱性。软土钠吸附比平均值为54.35,与标准海水的钠吸附比接近,说明软土层含盐特征保留了海水特征。随着深度的增加,软土钠吸附比有减小的趋势,这与软土形成时间有关,软土形成时代越老,渗透淋滤的时间越长。软土中Sr/Ba远大于1,说明土体沉积时受到了海水作用。软土浸出液中的γMg/γCa远高于地表淡水的γMg/γCa背景值,说明土体沉积时受到海水入侵。引入海水混合模型,计算了海水混合比例。海水混合比的低值主要分布于西部远离海岸区,该区土体沉积主要受长江河水控制。海水混合比的高值主要分布在滨海地区,该区土体沉积主要受海侵控制,海相属性更重。