南海北部天然气水合物远景区末次冰期以来底栖有孔虫稳定同位素特征及其影响因素

底栖有孔虫碳同位素负偏移是地质记录中天然气水合物释放的重要证据之一.对南海北部西沙海槽和东沙陆坡等天然气水合物远景区XH-27PC和DS-4PC柱状样分别进行顶空气甲烷含量分析、有机碳含量分析、粒度分析和有孔虫氧碳同位素分析.结合碳酸盐含量及AMS 14C 测年,揭示研究区末次冰期以来底栖有孔虫的稳定同位素特征.结果显示: 西沙海槽BSR区沉积物中甲烷含量较低; 底栖有孔虫碳同位素负偏不明显,与顶空气甲烷含量呈弱正相关(R=0.32),与有机碳含量有强负相关(R=-0.82),说明低通量甲烷不足以引起底栖有孔虫碳同位素显著偏移,在无甲烷或甲烷轻微渗漏的环境中有机碳的厌氧氧化是影响底栖有孔虫碳同位素组成的主要因素.东沙陆坡BSR区沉积物中含有大量的甲烷气体; 底栖有孔虫氧同位素记录在末次冰期异常偏重,可能与天然气水合物的分解释放有关; 同时可识别出多期碳同位素快速负偏事件,其成因很可能是末次冰期海平面下降导致海底沉积物的温度、压力条件发生变化,从而引发水合物甲烷失稳分解,底栖有孔虫吸收富 12C的甲烷源碳致使壳体碳同位素负偏移.     

南海北部深海甲烷冷泉自生碳酸盐岩显微结构特征与流体活动关系初探

对2002年"海洋四号"在南海北部深水冷泉活动区水深约3000m海底获得的1块自生碳酸盐岩展开了岩石学、地球化学和显微结构的分析研究。结果表明,该HD-83站位岩石样品为有多孔不规则块体,属于与扩散流有关的冷泉自生碳酸盐岩。其自生碳酸盐矿物成分为镁方解石或文石,含量达全岩的17%。全岩碳同位素值δ13C为-61.403‰,氧同位素值δ18O为3.5606‰,属于甲烷冷泉喷口成因自生碳酸盐岩,甲烷来源以微生物成因为主。该岩石显微结构有泡孔状、充填通道、不规则裂隙、虫孔边缘加厚4种主要类型。通过对比,推知这些显微结构可能与甲烷分解排气释放或流体逃逸通道有关。本研究注意到在岩石的裂隙或孔道中菌丝体普遍存在,可能属于菌席的组成份子,依靠通道内流体进行化能合成。     

西北干旱区石羊河流域末次冰期晚期气候不稳定性记录

通过对我国西北干旱区石羊河流域三角城末次冰期最盛期晚期-晚冰期地层剖面沉积物中有机质碳同位素分析,表明在季风边缘带的沉积地层中较详细地记录了这一时期气候快速颤动,发生千年至百年尺度的冷干-温湿变化,高分辨的有机质碳同位素组成与GRIP氧同位素组成有较好的可比性,表明与全球古气候变化有明显的联系,也反映在末次冰期最盛期与晚冰期过渡期气候温湿,陆地植被比较发育,可能与东亚季风有关。有机质碳同位素这一指标对气候记录较敏感,是重建干旱区高分辨古气候演化模式十分有效的手段,在季风交汇带能灵敏地记录到气候快速变化。     

内蒙古伊盟盐海子Ya02孔氧碳同位素记录的第四纪末次冰期及全新世气候特征

从内蒙古伊盟盐海子Ya02孔氧碳同位素资料中可以看到,东亚季风气候在22000aBP时由第四纪末次冰期气候开始转入末次间冰期气候,东亚季风带第四纪末次冰期时的气候环境是湿冷的淡化期,而末次冰期的气候环境是热干的成盐期.其次,末次冰期以来,气候由湿冷变为热干,5400aBP时气候达到热干的大暖期的最热点,之后又逐级降至现代暖趋冷的气候特征,东亚季风气候带的末次间冰期开始界线在22000aBP左右,δ^18O资料告诉我们内蒙古高原第四纪末次冰期曾有过冰川或冰盖地貌景观,在22000aBP以后才消融进入第四纪末次间冰期.     

内蒙古伊盟盐海子YaO2孔氧碳同位素记录的第四纪末次冰期及全新世气候特征

从内蒙古伊盟盐海YaO2孔氧碳同位素资料中可以看到:东亚季风气候在22 000aBP时由第四纪末次冰期气候开始转入末次间冰期气候。东亚季风带第四纪末次冰期时的气候环境是湿冷的淡化期。而末次间冰期的气候环境是热干的成盐期。其次,末次冰期以来,气候由湿冷转变为热干,5400aBP时气候达到热干的大暖期的最热点。之后又逐级降至现代暖趋冷的气候特征。东亚季风气候带的末次间冰期开始界线在22 000aBP左右。δ18O资料告诉我们内蒙古高原第四纪末次冰期曾有过冰川或冰盖地貌景现,在22000aBP以后才消融进入第四纪末次间冰期。     

南海北部冷泉碳酸盐岩研究进展及其对大洋钻探选址的指导意义

冷泉系统在大陆边缘海域中广泛发育,我国的南海北部海域因其独特的地质条件成为了研究冷泉系统的天然实验室。在冷泉系统中,由于甲烷厌氧氧化作用的存在,极大地促进了碳酸盐岩等自生特征矿物的形成。而自生碳酸盐岩继承了冷泉环境中的地球化学特征,是记录冷泉活动信息的优良载体。近十几年以来,国内外科学家对南海北部冷泉碳酸盐岩进行了大量的研究,取得了一系列的成果,但有关南海北部碳酸盐岩最新研究成果的整体认识和未来的研究方向仍缺乏相应的汇总分析。因此,本文对近年来南海北部冷泉碳酸盐岩的相关研究成果进行了综述。目前研究主要关注冷泉碳酸盐岩的成岩过程及其环境影响,包括流体来源、氧化还原环境、元素循环等,而有关冷泉活动对全球变暖和碳循环影响的研究较少;同时大多研究基于单一期次的冷泉活动,有关地质历史时期的冷泉活动鲜有报道。本文在对已有研究基础上进行综述,认为未来需要在南海北部合适的区域进行大洋钻探,重建地质历史时期以来的冷泉活动,探讨其对全球变暖和碳循环的影响。基于前期的工作成果,笔者认为琼东南海域和东沙海域冷泉区是对地质历史时期冷泉活动进行深入研究的理想区域。     

南海北部甲烷渗漏系统环境变化的碳、氧同位素记录

冷泉碳酸盐岩记录了甲烷渗漏活动和流体组分随时间的变化过程,对示踪冷泉系统沉积环境变化具有非常重要的意义.对南海北部获取的冷泉碳酸盐岩进行了碳、氧同位素剖面研究,并对南海北部冷泉碳酸盐岩的碳、氧同位素变化范围进行了统计分析.研究结果及已发表的δ13C和δ18O剖面数据表明,南海北部冷泉碳酸盐岩剖面的δ13C和δ18O之间普遍存在相关性,相关系数R2最高可达0.933 1.经统计,南海北部冷泉碳酸盐岩样品δ13C和δ18O均具有较大的变化范围,其最大变化分别为34.50×10-3和5.89%(Vienna Pee Dee Belemnite,V-PDB).冷泉碳酸盐岩δ13C和δ18O的相关性特征可能指示了初始流体的变化、后期矿物形成/重结晶作用、渗漏系统较为复杂或者成岩作用等环境变化信息.对不同碳酸盐岩样品来说,δ13C的变化主要由海水的参与程度决定,而δ18O的变化可能与温度和Mg元素参与方解石沉淀的程度有关.      

末次冰期以来南海北部下陆坡区沉积有机质地球化学特征及其意义

选取南海北部下陆坡-深海平原过渡带典型沉积柱状样,通过对其沉积有机质的整体有机地球化学特征进行表征,探讨了南海下陆坡-深海平原区沉积有机质在冰期/间冰期旋回中的赋存状态、来源变化以及与古气候环境之间的相应关系。结果表明,总有机碳（TOC）、总氮（TN）和有机质稳定碳同位素（δ13Corg）与冰期/间冰期旋回有明显的对应关系,冰期时对应高值,间冰期时对应低值;而有机质稳定氮同位素（δ15N）表现为全新世时其值偏低,末次冰消期其值偏高,与气候旋回没有相关性; C/N值和δ13Corg值都表明南海北部下陆坡沉积有机质来源是陆相和海相的混源,且在末次冰期/间冰期尺度上主要以海相来源为主。     

冰芯记录中末次间冰期-冰期旋回气候突变事件的研究进展

冰芯记录中的气候变化是古气候研究中的重要组成部分. 极地、中低纬度和热带地区的冰芯记录表明, 在冰期间冰期旋回大尺度气候变化背景下, 全球经历了一系列数百年至千年时间尺度的快速气候突变事件, 诸如末次间冰期的干冷事件、末次冰期的DansgaardOeschger事件、 Heinrich事件和Younger Dryas事件等, 虽然这些穿插在冰阶中的暖湿气候事件、间冰阶中的干冷气候事件的成因、机制和影响范围还存在明显的不确定性. 主要介绍不同区域冰芯记录中末次间冰期冰期旋回这些气候突变事件发生的时间、过程和机制等的研究进展.     

中国热带雷州半岛北部地区末次冰期气候变化的特征与机制

本文通过对雷州半岛北部屋山和下录泥炭沉积剖面,以及泉水河湖相沉积剖面沉积物有机质δ13C分析,重建了我国热带北部地区48～10cal ka BP期间的气候变化历史。通过与3个剖面的烧失量(LOI)、有机质含量(OM)、腐殖化度(HD)、低频磁化率(χlf)、干密度(DD)等气候代用指标的对比分析:δ13 Corg低值指示气候较为暖湿,东亚夏季风较强;δ13 Corg高值则指示气候较为冷干,东亚夏季风较弱。研究表明我国热带北部地区在48～28cal ka BP之间气候较为暖湿。在22cal ka BP(或20cal ka BP)左右,研究区域气候发生急剧变化,其中最干冷的阶段出现在18～16cal ka BP,反映了东亚夏季风的衰弱,可能与末次盛冰期(LGM)的到来有一定关系。12cal ka BP之后该区域气候又逐渐转为暖湿。在48～10cal ka BP之间,3个剖面δ13 Corg值的若干正偏方向的扰动则表明C4植被或者偏正的C3植被的扩张,这些千年尺度的正偏扰动可能与Heinrich事件以及格陵兰冰芯和葫芦洞石笋所检测出来的千年尺度的冷干事件有关。研究还发现,3个研究剖面的δ13 Corg记录反映的我国热带北部气候变化与南半球巴西石笋记录的南美季风变化呈反位相关系,这表明我国热带地区末次冰期的气候变化主要与太阳辐射的变化,以及受太阳辐射驱动的热带辐合带(ITCZ)的迁移有关。ITCZ的迁移可能会引起哈德莱环流经向上分布的不对称,进而改变经向上的水汽传输,使得南北半球低纬度地区气候变化相反。南半球高纬度地区也可能通过"推拉"机制影响到雷州半岛北部地区的气候变化。     

The distribution of dimethylcarbazoles in oils from the Pearl River Mouth Basin, South China Sea

C2-carbazole isomers have been investigated in crude oils from the Hui-Liu Structure Ridge (HLSR) in the Pearl River Mouth Basin (PRMB), South China Sea. The NH shielded isomer, as well as the NH partially shielded isomers, was detected in high abundance and the NH exposed isomers in lower abundance. A small-enrichment trend of 1,8-dimethylcarbazole (DMC) was observed in crude oils along the western part of HLSR (WPHLSR), which may indicate little effect of migration on the C2-carbazole distributions. Two strikingly different distribution patterns of NH partially shielded isomers were observed in the reservoirs along the WPHLSR: one with a preference of 1,3- and 1,6-DMCs and the other with a preference of 1,4- and 1,5-DMCs. All of the oils occurring in the Upper reservoirs have a preference of 1,3- and 1,6-DMCs, whereas those trapped in the Lower reservoirs show a preference of 1,4- and 1,5-DMCs, which may indicate there are two petroleum migration systems in the WPHLSR.     

珠江口盆地构造岩浆活动与热流体的形成

热流体活动可以改变盆地的温-压场，对有机质演化和油气生成具有重要的强化作用。珠江口盆地是我国非常重要的海上舍油气盆地。盆地的形成与演化受到了印度板块向欧亚大陆板块俯冲和太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲的联合控制。五期重要的构造活动和岩浆作用决定了盆地演化的复杂性，造成了盆地地温梯度和热流值均高，促进了盆地的热流体形成与活动，也使得盆地内烃源岩成熟加速。包裹体等分析表明，盆地油气运移始于晚渐新世-早中新世，延续至第四纪。目前研究表明，油气运移至少经历了两期。     

南海北部珠江口盆地西南段断裂特征与成因讨论

珠江口盆地是南海北部陆缘新生代发育的裂陷型盆地,其油气资源丰富,且地处洋陆过渡带,盆地内部断裂特征复杂.在前人研究基础上,利用高分辨率三维地震数据,结合多属性分析技术,完善了区域断裂的精细化解释.将断裂构造类型依据断裂级别与规模划分为控盆一级断裂、控凹二级断裂、控带三级断裂、控圈四级断裂和控层五级小断裂;在盆地西南段发...     

Tectonic Evolution and Dynamics of Deepwater Area of Pearl River Mouth Basin,Northern South China Sea

Quantitative studies on the evolution and dynamics of the deepwater area of Pearl River Mouth basin (PRMB) were carried out based on the latest geological and seismic data.The study area is generally in an extensional state during the Cenozoic.The major extension happened in the earlier syn-rift stages before 23 Ma and the extension after 23 Ma is negligible.Two rapid subsidence periods,32-23 Ma and 5.3-2.6 Ma,are identified,which are related to the abrupt heat decay during margin breakup and the collision between the Philippine Sea plate and the Eurasian plate,respectively.The strongest crustal thinning in the Baiyun (白云) sag may trigger the syn-rift volcanism along the weak faulted belt around the sag.The Cenozoic tectonic evolution of the study area could be divided into five stages：rifting (～0-40 Ma),rift-driR transition (～40-32 Ma),early post-breakup (～32-23 Ma),thermal subsidence (～23-5.3 Ma) and neotectonic movement (～5.3-0 Ma).     

Astronomical Dating of the Middle Miocene Hanjiang Formation in the Pearl River Mouth Basin,South China Sea

The Hanjiang Formation of Langhian age(middle Miocene) in the Pearl River Mouth Basin (PRMB),South China Sea consists of deltaic siliciclastic and neritic shelf carbonate rhythmic alternations,which form one of the potential reservoirs of the basin.To improve stratigraphic resolutions for hydrocarbon prospecting and exploration in the basin,the present study undertakes spectral analysis of high-resolution natural gamma-ray(NCR) well-logging record to determine the dominant frequency components and test whether Milankovitch orbital signals are recorded in rhythmic successions.Analytical results indicate the orbital cycles of precession(～19 ka and～23 ka), obliquity(～41 ka),and eccentricity(～100 ka and～405 ka),which provide the strong evidence for astronomically driven climate changes in the rhythmic alternation successions.Within biochronological constraint,a high-resolution astronomical timescale was constructed through the astronomical tuning of the NGR record to recent astronomically calculated variation of Earth’s orbit. The astronomically tuned timescale can be applied to calculate astronomical ages for the geological events and bioevents recognized throughout the period.The first downhole occurrences of foraminifers Globorotalia peripheroronda and Globigerinoides sicanus are dated at 14.546 Ma and 14.919 Ma,respectively,which are slightly different from earlier estimates in the South China Sea. When compared with the global sea-level change chart,the astronomical estimate for the sequences recognized based on microfossil distributions have the same end time but the different initiation time. This is probably due to the local or regional tectonic activities superimposed on eustatic rise which postponed the effect of global sea-level rising.Astronomical timescale also resolves the depositional evolution history for the Langhian Stage(middle Miocene) with a variation that strongly resembles that of Earth’s orbital eccentricity predicted from 13.65 Ma to 15.97 Ma.We infer that the main factor controlling the variability of the sedimentation rate in the Hanjiang Formation is related to the～405-ka-period eccentricity.     

珠江口盆地新近纪构造特征与演化

在构造特征精细刻画的基础上,运用丰富的三维地震资料,通过断裂活动性的定量计算和平衡剖面分析,恢复了珠 江口盆地新近纪构造演化过程,探讨了盆地动态演化的区域动力学机制。珠江口盆地新近纪经历了构造稳定期和构造活化 期两大演化阶段。珠江组沉积时期,隆起区与坳陷区均整体沉降,仅坳陷内少量控盆断裂微弱活动,整体处于构造稳定阶 段。进入韩江组沉积时期以来,盆地进入构造活化阶段,坳陷区表现为连续沉降,先期控盆断裂活动强度明显增强,以断 块活动为特点;而东沙隆起区则经历了韩江组下段沉积时期、韩江组上段沉积时期和粤海组沉积时期三期同沉积隆升和万 山组沉积时期以来的持续隆升过程,同时发育了近EW向右旋和NW向左旋共轭走滑断裂带以及一系列NWW向次级张性断 裂。构造稳定阶段主要受南海扩张的影响,而构造活化阶段则是在伸展背景下发生的,可能与菲律宾海板块NW、NWW向 运动导致的仰冲和弧-陆碰撞作用有关。     

多期走滑拉分盆地的沉积响应:以南海北部珠江口盆地为例

南海北部陆缘位于太平洋和新特提斯两大构造域之间,其形成与演化受到多期多向构造叠加作用,珠江口盆地是南海北部陆缘的重要构造单元.自新生代早期珠琼运动以来,由于太平洋板块向华南大陆俯冲在珠江口盆地形成两期强烈的走滑拉分作用,从而导致早期弥散状地堑与后两期拉分盆地的三层盆地叠合现象.本文在综合珠江口盆地的地质、构造物理和数值...     

Dynamics Analysis of the Baiyun Sag in the Pearl River Mouth Basin,North of the South China Sea

The Baiyun sag is a deep one developing on the slope of the Pearl River Mouth Basin. It occurs as a composite graben horizontally, and is composed of two sub-sags versus one low uplift. Vertically, the sedimentary architecture could be divided into three layers, i.e. the faulted layer on the bottom, the faulted-ductile stretching layer in the middle and the draping layer on the top. The main rifting stage of the sag is supposed to be characterized by ductile extension and thinning of the crust. The special deformation pattern is probably attributed to the fact that the Baiyun sag is located in the transfer zone of the pre-existing weak zone, which made the sag a strongly deformed area, characterized by the greatly thinned lithosphere and active magmatism. The highly rising mantle under the Baiyun sag should be an important mechanism responsible for the ductile deformation, which caused partial melting of the upper mantle. Upweiling to the upper crust and the sedimentary layers, the partial melting materials accommodated extensional strain and caused non-faulted vertical subsidence. Magma was collected under the transfer zone after the first stage of rifting, and transferred laterally in a direction perpendicular to the extension to the ENE and WSW parts of the sag and upwelled along the NW-trending basal faults, where WNW-trending shear faults developed in swarms. The faulting activity and sedimentation history of the Baiyun sag may have been affected by the ocean ridge jump around 24 Ma and the cessation of sea floor spreading around 16 Ma.     

珠江口盆地沉降史定量模拟和分析

运用Petrosys盆地模拟系统，定量和动态地模拟了珠江口盆地三个主要坳陷的沉降过程，论述了沉降速率的变化与生储盖发育之间的关联，认为珠江口盆地构造沉降史具有幕式、多阶段变化的特征。盆地第一幕和第二幕沉降是盆地发育的主要时期，奠定了盆地的构造格架，形成了盆地主要的沉积地层和油气资源。第三幕沉降为盆地的改造和完成阶段，是盆地区域盖层发育的主要时期。     

Characteristics and Hydrocarbon Potential of Mesozoic Strata in Eastern Pearl River Mouth Basin, Northern South China Sea

The well LF35-1-1 in the eastern Pearl River Mouth basin (PRMB) of the northern South China Sea revealed nnmetamorphosed Middle-Late Jurassic neritic-bathyal sediments and Cretaceous fluvial-lacustrine sediments.Three tectonic movements were identified in Late Jurassic to Early Cretaceous,late Early Cretaceous,and Late Cretaceous to Paleocene,respectively.The Late Jurassic marine facies mainly contain the hydrocarbon source and reservoir-seal assemblages,providing a main exploration target.