我国海底峡谷研究进展

海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道和深海油气资源储集的重要场所,海底峡谷在我国近海也广泛发育。通过对国外海底峡谷研究成果和方法的介绍和学习,我国海洋学家开始对冲绳海槽西坡、台湾周边海域、南海北部海域及世界上其它海域的海底峡谷进行深入的调查和研究,并取得了丰硕的成果。但与国际相比,我国海底峡谷研究还处在发现和描述的阶段,还需要进行系统的观测和深入的研究,来探讨海底峡谷的形成发育机制和控制因子,及其与我国近海演化和油气成藏的关系。     

南海北部191柱状沉积物主元素特征及其古环境意义

应用XRF法对南海北部陆坡191柱状沉积物中主元素进行分析,结果显示,全柱沉积物中SiO₂含量最高,其次是CaCO₃,Al₂O₃和CaO。在垂向分布上CaCO₃和CaO含量分布基本一致,SiO₂,Al₂O₃,Fe₂O₃,K₂O,MgO含量变化相似。结合AMS碳-14测年,可将191柱状样划分为5个地球化学层,主元素和MgO与Al₂O₃含量比值在垂向上的旋回变化反映了南海北部氧同位素3期以来末次冰盛期、冰后期、晚冰期的气候变化、海平面波动及陆源物质供应的变化,并对Heinrich事件、格陵兰高频气候振荡(D/O)旋回、新仙女木事件以及普林斜氏虫低值事件等全球性短周期气候事件有很好的对应关系,但受区域影响,在时间上有所滞后。氧同位素3期以来的沉积速率并未显示出南海普遍存在的间冰期比冰期、暖期比冷期的沉积速率低的规律,而是逐渐减小的,这可能是氧同位素3期频繁的冷热干湿气候振荡导致岩石易于风化破碎受侵蚀后被洪水搬运的缘故。     

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。     

天然气水合物释放甲烷对晚第四纪气候影响的古环境记录

天然气水合物作为全球碳循环中最大的碳储库,在全球变暖或海平面变化导致压力减小的情况下将分解释放大量甲烷进入水体和大气,对气候和环境造成巨大的影响。自从1995年Dickens等提出形成晚古新世温度峰值事件(LPTM)的主要原因是海底天然气水合物大规模分解释放甲烷这一假说以来,地质历史时期天然气水合物演化的研究蓬勃发展。而晚第四纪以来经历了一系列气候变化过程,在加利福尼亚的圣巴巴拉盆地、瓜伊马斯盆地、俄罗斯的贝加尔湖、格陵兰海、秘鲁、东格陵兰陆架、巴布亚新几内亚以及南海等地都记录了天然气水合物分解释放而形成的碳同位素负偏的古环境信息。主要针对这些古环境记录进行整理总结,为进一步研究天然气水合物的动态演化提供基础。     

海南岛周边海域表层沉积物粒度分布特征

对采白海南岛周边海域的533个表层沉积物样品(站位水深为0～174 m,平均水深为49 m)作了粒度分析、粒度参数计算和多元统计分析,并进行了沉积物分类和分布特征的研究.结果表明:(1)表层沉积物的粒级组成为-1 φ～>11φ,主要粒级是6～9φ,占55.62%;沉积物类型主要为砾石、砂砾石、砾石质砂、砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂,粘土质粉砂和砂-粉砂-粘土9种,其中,砾石、砂、粉砂和粘土百分含量分别为1.14%,22.66%,52.50%和23.70%.(2)沉积物的平均粒径范围为-1.56～7.57φ,平均值为5.87φ;偏态的范围为-0.35～0.77,平均值为0.00;峰态的范围为0.58～3.05,平均值为1.01;分选系数为0.60～3.72φ,平均值为2.24φ.(3)R型聚类分析结果表明表层沉积物摹本上分为粗、细两大类:粗颗粒沉积物由-1φ～3φ粒级组成,细颗粒沉积物由4φ～>11φ组成,各粒级归类良好,图形清晰.R型因子分析结果表明前四种因子累计特征值比例达到92.80%,因子1主要由7φ～>11φ的正载荷和0φ～2φ的负载荷组成,因子2主要由5φ～6φ的正载荷组成,因子3则由3φ～4φ的负载荷组成,因子4主要由-1φ负载荷组成.(4)研究区粗粒沉积物主要位于水动力较强、物质来源多种的沉积环境,并多经历了后期的现代细粒沉积作用的改造,细粒沉积物主要位于水动力弱、物质来源单一的环境.     

南海北部冷泉碳酸盐岩层状结构及其地质意义

通过对南海北部冷泉碳酸盐岩的结构进行研究,发现了3种不同的层状结构:结核状碳酸盐岩的微纹层和烟囱状碳酸盐岩平行及垂直烟囱壁的层。不同层的微结构、化学成分、矿物等方面的研究结果表明:结核状碳酸盐岩层的各个微纹层在结晶程度、矿物形态、孔隙度等方面不同,但化学成分变化不大;对于烟囱状碳酸盐岩,与烟囱壁平行的内外层之间矿物、成岩程度等不同,垂直烟囱壁的不同层之间碳酸盐矿物含量不同。碳酸盐岩不同的层状结构是其形成时地质、物理、化学和生物等信息的反映,对于恢复其形成时的古环境具有重要意义。     

锂同位素地球化学及其在热液活动研究中的应用

在前人研究资料及成果的基础上,探讨了海底热液活动区锂和锂同位素地球化学组成及应用前景。与海底热液活动相伴的锂元素是海洋锂库的重要来源。海底热液系统中各部分锂及其同位素组成具有显著差异,热液流体中锂含量为20~1 421μmol/kg,δ7Li值为 2.6‰~ 11.6‰;孔隙水中锂含量为9.0~5 720μmol/kg,δ7Li值为 4.5‰~ 43.7‰;热液活动区沉积物中锂含量为(4.8~76)×10-6,δ7Li值为-4.31‰~ 9.36‰;风化玄武岩中锂含量为(6.97~75.5)×10-6,δ7Li值为 7.5‰~ 13.7‰;高温变质玄武岩中锂含量为(0.60~4.61)×10-6,δ7Li值为-2.1‰~ 4.8‰。因此,锂及其同位素组成能提供热液系统中有关水-岩反应、水-沉积物反应、物质来源及流体循环的信息,是洋壳岩石蚀变及海底热液循环非常有效的指示剂。热液系统锂及其同位素组成能预测海底水岩比率,是海底热液矿床规模预测的有效参数。     

硫酸盐-甲烷界面与甲烷通量及下伏水合物赋存的关系

硫酸盐-甲烷界面在富甲烷和含天然气水合物的海洋沉积区已经成为一个重要的生物地球化学识别边界.在硫酸盐-甲烷界面之上,沉积物中的硫酸盐因参与分解有机质和甲烷厌氧氧化反应而被消耗,而界面之下沉积物中的甲烷则不断生成,含量逐渐增加.根据该界面附近硫酸盐浓度和甲烷浓度的变化特征,可以判断该区甲烷流体通量的大小,从而指示下伏天然气水合物的可能赋存状况.南海北部陆坡的柱状沉积物孔隙水数据的分析显示,其硫酸盐-甲烷界面埋深比较浅,表明该海域的甲烷通量较高.这种高甲烷通量很可能是由下伏的天然气水合物所引起的,并暗示着该区下伏海底可能有天然气水合物沉积层赋存.     

大洋多金属结核中几种常见锰矿相的特征及其相关性

大洋多金属结核中的1 nm锰矿相常以陆上钡镁锰矿命名,但两者在晶体结构等方面有很大的差别,并不属同一种矿物,1 nm锰矿相与人工合成的布塞尔矿却有更多的相似性。1 nm锰矿相会因干燥失水而相变成0.7 nm锰矿相,因此结核中的大多数0.7 nm锰矿相很可能不是原生矿物,而仅仅是1 nm锰矿相的相变产物。水羟锰矿和1 nm锰矿相是多金属结核中最主要的两种锰矿物,它们两者均有0.24 nm和0.14 nm这两条特征X射线衍射峰,因此在对结核进行锰矿物相的鉴定中要注意把它们区分开。     

南海北部冷泉碳酸盐岩矿物微形貌及其意义探讨

主要通过南海北部冷泉碳酸盐岩的扫描电子显微镜观察,发现该区结核状碳酸盐岩具有微孔结构,这些微孔可能是甲烷渗漏的通道,并且结核状碳酸盐岩矿物堆积较为紧密;碳酸盐矿物的微形态呈近菱形、菱形、球状、丝状、短柱状、卵状等形态或集合体,其中球状碳酸盐具有微生物结构,由蠕虫状或丝状矿物组成,其他几种微形貌的碳酸盐矿物由纳米级的微晶颗粒组成.碳酸盐集合体微形貌和微晶颗粒在形态和大小上与甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原菌差别较大,由此推测在其沉淀过程中这两种细菌可能只是提供了物质基础,而其沉淀作用则与纳米细菌密切相关.在南海北部冷泉碳酸盐岩中还发现了结晶程度不同的碳酸盐矿物连续生长的现象,以及一些未知的蘑菇状和管状矿物.