地形环境对海底热液硫化物矿体内部流体循环的影响

在三层结构热液硫化物矿体模型的基础上, 分别构建了具有不同地形环境的海底热液硫化物矿体模型, 利用数值模拟方法, 模拟了具有倾斜海底面和起伏地形特征的硫化物矿体模型内部温度场和流场分布, 并据此探讨了地形环境在大型海底热液硫化物矿体形成过程中的控制作用.模拟结果表明: (1) 倾斜的洋壳层顶面对于矿体内温度场和流场分布的影响程度有限; (2) 矿体地形起伏是控制矿体内流体运移和热场分布的重要因素; (3) 在热液流体喷出区附近硫化物的堆积速度较快, 易于形成矿体的高地形区; 但随着地形的不断升高, 矿体内部的温度场和流场的分布模式会逐渐发生改变, 导致该区域热液喷口逐渐消亡或者改道.      

东海内陆架沉积气候信息的端元分析模型反演

应用沉积物粒度端元分析模型对在东海内陆架泥质区取得的30号柱样的高分辨率粒度数据序列进行了反演,分离出3个端元,根据端元的频率分布特征和已有研究结果,认为3个端元可能为现代陆源细颗粒物质(EM1)、现代陆源粗颗粒物质(EM2)和风暴带来的残留沉积区再悬浮物质(EM3),并对本区域的水动力环境进行了分析,认为分离出的端元EM1和EM2的比值EM2/(EM1 EM2)序列可以反映东海沿岸流强度的历史变化,进而反映东亚冬季风强度和中国温度波动的历史。该序列与观测到的近百年来东亚冬季风强度记录、竺可桢的中国温度波动曲线以及葛全胜的中国东部冬半年温度变化序列有很好的对应关系。得出的气候指标序列在竺可桢给出的公元600—1100年高温期间的780—920年出现了一个极小值区,为许多作者推测的公元780—920年出现一个短暂的冷期提供了佐证;另外该序列近百年来变化幅度明显,反映了人类活动的影响。     

长江口柱状沉积物中甾醇的组成特征及其地球化学意义

通过对长江口两个柱状沉积物中有机质的GC-MS分析,检出C₂₇-C₂₉甾烷醇、C₂₇Δ5,C₂₈Δ7和C₂₉Δ22甾烯醇以及C₃₀Δ22烯醇(4α,23,24-三甲基-5α-胆甾-22-烯醇)7种主要甾醇生物标志化合物.8站位沉积物中以陆源输入为主的C29甾醇的相对丰度最高,在17站位深层沉积物中也以C₂₉甾醇为主,而其表层沉积物中则是以海洋浮游动物输入为主的C₂₇甾醇的相对丰度最高.在所有的样品中甾醇都经历了较强的加氢还原作用,相同碳数的甾烷醇的相对丰度远远高于其相对应的甾烯醇的相对丰度.随着沉积深度的增加,甾烯醇的加氢还原作用越强,且由于两个站位不同的沉积环境,8站位甾烯醇的加氢还原作用更强.     

普通黑烟囱热液系统及巨羽流形成的基本数学模型

建立了一种新的管状模型来模拟普通黑烟囱体的热液循环系统,分别用达西方程、湍流方程、Ergun方程和“浮压力差”方程来描述热液循环不同关键环节处的动力学系统,用一个温度场的对流-扩散方程来描述反应区的热能交换及系统的温度变化规律.在联立几个方程并用有效的数值算法及Matlab语言编程求解后,得出了系统中温度、压力及物质流速随时间的变化曲线,并对黑烟囱体内部的动态热平衡和压力平衡进行了分析.在普通黑烟囱体系统模型的基础上进一步建立了巨型羽状流(巨羽流)生成的数学模型.选择胡安·德富卡(Juan de Fuca)洋脊热液喷口对巨羽流的形成进行了模拟,其结果与Baker根据实测数据估算的近似值吻合很好.在上述模型的基础上进一步探讨了巨羽状流形成的一系列条件及主要参数对巨羽流生成周期、温度和最大物质流速等的影响.主要结论如下:巨羽流系统可以由普通黑烟囱系统发展演化而成,其实际过程是普通黑烟囱流系统活动所形成的热液沉积在一定程度上会堵塞热液喷溢通道(相当于形成盖层),造成热液在海底之下积蓄和升温,从而导致浮压力差增大,经过2~3 a(浮压力差达到盖层破裂极限值)则可形成巨羽流系统,巨羽流产生时的热源温度必须超过500℃,喷出热液的最高温度为413℃左右(与实际观测到的海底热液的最高温度一致).当反应区热源温度增大时,产生巨羽流的临界时间明显变短(可能不到1 a),而临界温度(巨羽流生成时的温度)及巨羽流的最大物质流速几乎不随其变化;随着渗透率的增大,巨羽流的最大物质流速也随之增大,但其增速随渗透率的进一步增大而变缓,并逐渐趋向一个相当于下渗流无摩擦阻力时的极限稳定值.     

现代海底热液活动调查研究技术进展

现代海底热液活动涉及到高温高压环境，异常的热液环境使得传统的深海调查研究方法已远不能满足热液活动研究的需要。直视采样技术、深潜器技术、定点监测技术、保真采样技术及模拟实验技术等成为近年来国内外致力发展的热液活动调查研究技术。在分析了近年来国内外海底热液活动调查研究技术发展的基础上，指出了目前已有技术开发中存在的不足,并且提出了我国在现代海底热液活动技术发展的迫切性和应优先发展的技术。      

琼东南盆地井震地层对比分析及区域地层格架的建立

琼东南盆地历经断陷、断坳、裂后热沉降和裂后加速沉降等一系列的构造变动,沉积环境由始新世的滨海环境发展为现今的深水环境,形成了一套包括滨岸沉积、滨浅海沉积、陆架和陆坡沉积、以及半深海沉积的地层组合,具有良好的油气资源的生储盖条件,已成为当前油气资源勘探开发的重点区域。本文首先对盆地区域内钻井和地震剖面进行了主要地层界面(T20、T30、T40、T50、T60和T70)的识别和提取(点),继而结合连井地震剖面(线)和盆地区域过井地震剖面(面)对主要地层界面做了追踪对比分析,再依据古生物年代,建立了适用于琼东南盆地的区域地层年代格架。在琼东南盆地浅水区主要沉积了新近系地层(T60-T20),断裂基本不发育,地层厚度变化不大,极少有明显的上超和削截,局部地区发育有利于油气储集的三角洲沉积体系,表明琼东南盆地新近纪时期受构造作用影响较小。在深水区,新近系地层(T60-T20)和浅水区特征相似,仅反射特征有所不同;古近系地层(T100-T60)内部层序结构主要为楔状或近平行状,具有明显的上超和削截,地层厚度较大,断裂明显并导致地层错断,表明琼东南盆地深水区在古近纪时期主要受构造作用控制,并伴随着强烈的拉张和快速沉降作用,沉积环境主要为浅海。在近东西向的中央峡谷内存在有三期砂体:第一期砂体(井深3 528~3 336m,厚约192m)形成于距今11.6~5.5Ma(T40-T30),分布范围跨越中央峡谷的陵水-松南-宝岛段,沉积物构成包括浊积水道沉积、浊积席状砂、块体流沉积、深海泥质沉积、天然堤及漫溢沉积等;第二期砂体(井深4 100~3 900m,厚约200m)形成于距今5.5~4.2Ma(T30-T29),分布范围跨越中央峡谷的乐东-陵水段,以重力流沉积为主;第三期砂体(深度3 630~3 400m,厚约230m)发育于距今4.2~3.6Ma(T29-T28),分布于峡谷的乐东-莺东段,以浊积水道沉积为主。三期砂体在琼东南盆地中央坳陷带自东向西、由老到新依次展布,构成了良好的油气储层体。     

长江口外近海表层沉积物粒度的级配特性及其意义

依据采自长江口外近海的22个表层沉积物样品的粒度分析资料,运用多元统计分析以及粒级对比等方法对沉积物的级配特性及意义进行了研究。结果表明研究区沉积物粒度数据中>6Φ,4~6Φ,<4Φ粒级分别具有不同的特征,因子得分区分别对应长江口泥质区、浙闽沿岸泥质区和粉砂-砂质区。从长江口向南至闽浙泥质带,表层沉积物中值粒径从6.9Ф变为7.2Ф,逐渐变细,符合沉积物“机械分异”规律,并呈连续分布,中间并无明显的间断。通过对粒度分布曲线的对比研究认为:>5Φ(<32μm)粒级沉积物主要是现代陆源沉积物,其中>6Φ(<16μm)粒级相对含量与离物源区距离有很好的相关关系,可能是示踪长江入海沉积物的良好粒级区间;<4Φ(>63μm)粒级沉积物在河口区以外的近海主要来源于陆架残留沉积的改造和再搬运。     

板块俯冲对岩浆作用影响的同位素地球化学示踪研究

同位素已成为俯冲带岩浆作用研究中灵敏的地球化学示踪剂,是约束岩浆运移过程和时间尺度的有力工具。综述了近几十年来利用Sr-Nd-Pb-Hf同位素、Li和B同位素以及Be和短周期铀系同位素等方法,在俯冲带岩浆作用过程、时间尺度、岩浆源区物质特征、岩浆形成演化及控制机制等方面取得的进展和成果。最后指出将不同同位素研究应用于弧后盆地岩浆作用的研究中,必将为全球俯冲带岩浆作用研究带来突破性的进展和成果。     

大洋钻探计划的长期规划（1989－2002）

大洋钻探计划的长期规划（１９８９－２００２）１概述大洋钻探计划（ＯｃｅａｎＤｒｉｌｌｉｎｇＰｒｏｇｒａｍ）建立在它的前身——深海钻探计划（ＤＳＤＰ）成功的基础上。自从１９８５年１月开始第一口钻井以来，为逐渐全面地认识全球性过程和它们之间的相互作用提供...     

一种新型的现代海底热液环境模拟实验装置设计

已有的海底热液活动模拟实验装置主要通过控制流体的温度和压力实现热液活动环境下的水岩反应实验,随着近年来对海底热液活动研究程度的逐渐深入以及热液保真采样器等新技术的应用,有必要设计新型的海底热液活动模拟实验装置.为此,我们设计了一种可以模拟海底热液环境的实验装置,该装置主体由两个圆柱形钛合金舱体对接而成,利用加热装置、加...