Cascadia边缘与天然气水合物共生沉积物中有机质碳、氮同位素组成及意义

Hydrate Ridge南高点ODP204航次5个站位54个沉积物样品中有机碳C, N同位素组成及C/N比值表明沉积物中的有机质主要来自海洋. 对1245B孔的系统分析表明天然气水合物的发育改变了沉积物中有机碳和氮同位素的成岩演化轨迹, 水合物发育处δ¹⁵N值和C/N比值同时变低, 且δ¹³C值相对较重; 在水合物稳定带内δ¹⁵N值的亏损将近2‰. 水合物发育处沉积物中氮含量的增加和δ¹⁵N值的亏损, 推断可能与天然气水合物发育处沉积物中细菌(包括古细菌)的固氮作用有关. 沉积物中有机质中碳、氮同位素的分布与沉积环境的变化同步响应, 同时亦反映流体活动的变化.     

神狐-一统暗沙隆起中部新生代地层层序划分及沉积演化

利用中德合作"南海地球科学联合研究"SO-49航次所采集的地震测线,对南海北部陆缘神狐-一统暗沙隆起中部的新生代地层层序进行了划分,并与北部的珠江口盆地的层序进行了对比.共识别出SB₁、SB₂、SB₃、SB₄和Tg₅个主要反射界面,对比表明:Tg 反射面为新生界基底反射,SB₁、SB₂、SB₃、SB₄相当于珠江口盆地的二级层序界面,层序界面年龄分别为:10.5 Ma 、21.0 Ma 、25.0 Ma 、39.4 Ma.在此基础上,对隆起区新生代沉积环境及其演化进行了分析,认为隆起区新生代沉积经历了断陷湖泊-滨浅海-深海相的演变过程,隆起区主要隆升时期为晚渐新世-早中新世.并就珠江口盆地早第三纪海侵方向和隆起的成因进行了初步探讨。     

南海东部海盆晚期扩张的构造地貌研究

东部海盆存在三组走向不同的北东向线性构造带, 它们分布于黄岩海山链南、北两侧约350 km宽的中央区内, 是张性基底断裂在海底的反映. 这三组构造带分别对应海盆三个扩张期: 磁条带异常6c~6a(24~21 Ma), 6a~5e(21~19 Ma)和 5e~5d(5c) (19~16 Ma). 东部海盆扩张方式具有不稳定性、分段性及不对称性的特点. 各扩张期内, 线性构造走向呈连续变化, 而各扩张期之间线性构造走向则均有3° ~5°跃变, 反映扩张方向存在渐变和突变的演化特点; 与扩张同期的北西向转换断层, 空间分布上呈由东向西逐步加密的特征, 各段间北东向线性构造走向变化较大, 反映扩张轴纵向延伸的分段性; 在21 Ma(磁异常6a)前后, 存在一次重要的海底扩张增速事件, 从早期的30.54 km/Ma增加到晚期的42.88 km/Ma, 对应基底断裂、沉积作用和火山活动等扩张特征的跃变; 扩张不对称率普遍东部大于西部, 扩张速率南侧明显大于北侧, 导致海盆扩张具有东宽西窄的特点及较强的不对称性.     

石岛地震台远震记录反演研究

利用石岛地震台的远震体波记录,采用旋转相关函数法和接收函数法分别反演了台站下方介质的各向异性特征和速度结构.(1)对震中距25°~35°且记录良好的5次地震的ScS震相,采用旋转相关函数法反演了岩石圈的剪切波分裂参数.对深源地震的反演结果表明,石岛地震台快波偏振方向为N94°E,这意味着西沙附近处于近东西向微偏南的拉张或地壳下方的地幔流方向为近东西微偏南,西沙地区地壳是过渡性的,其底部的驱动力主要来自与欧亚板块运动一致的物质流.快慢波时间延迟为1.3 s,估算各向异性层厚度为100 km左右.(2)对震中距20°~60°的9次远震P波波形三分向记录,采用接收函数法反演了地壳和上地幔的S波速度结构.反演结果表明,石岛地震台下方地壳分为3层:约5 km以上有一速度梯度带,S波速度从1.5 km/s逐渐增加到3.5 km/s,其间有若干小的分层;在5~16 km的平均速度为3.8 km/s左右,其间有若干小的分层;在16.0~26.5 km的速度为3.6 km/s左右,这是一个明显的低速层;莫霍面埋深为26.5 km,莫霍面以下平均速度为4.7 km/s,也有若干小的分层,尤其是在莫霍面之下有一个明显的低速层.根据转换波到时分析和速度剖面左右摆动现象,认为反演结果中的小分层可能是不真实的,但在16.0~26.5 km的低速层的真实程度还是较高的,表明下地壳具有一定的塑性.     

江苏中部海岸西洋潮流通道区域晚更新世古地貌与沉积体系研究

南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇,其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响,其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据,结合钻孔资料,分析了西洋浅部地震层序,探讨了其沉积环境特征。研究结果表明,西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处,存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面,与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应,代表一个不整合的古地貌面;该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构,揭示了数条沿NE方向延伸的古水道,并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域,为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分;该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面,其上覆是全新世滨浅海沉积,下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史,提升对辐射沙脊群形成演化的认识。     

罗斯海西部末次冰盛期以来沉积环境重建:有机碳与生物标志化合物分析

本文研究采自位于南极罗斯海西部的ANT32-RB16C柱状沉积物,根据粒度、有机碳和生物标志化合物数据探讨末次冰盛期(24.8 ～20 ka BP)以来该地区有机质来源及沉积环境特征。该柱状样记录了冰架下沉积、冰架前沉积、开阔海域沉积的沉积环境。指示有机质来源的生物标志化合物指标表明该柱状样中所含有机质主要为浮游植物、细菌等海源输入,同时伴有少量陆源物质混合输入。末次冰盛期,由于冰架的影响有机质含量较低,环流影响使得有机质受低等浮游藻类生物等海源影响较大。末次冰消期(20～11.7 ka BP),罗斯冰架消退,冰川溶解释放的有机质在此沉积,使得陆源有机质输入增多,有机质含量升高。进入全新世,有机质含量较末次冰盛期和末次冰消期明显升高,海源输入比例增大,同时细菌等原核生物增多,导致短链正构烷烃降解程度较大。研究区的氧化还原环境主要受冰架与海冰限制作用的影响,与有机质含量和高氧的南极底层水关系不大。总体来说,从末次冰盛期到末次冰消期,研究区沉积环境受罗斯冰架进退影响,全新世以来受气候变化影响。     

多波束UNB数据文件格式的解析及应用

对多波束UNB数据文件格式进行了解析,阐述了UNB文件格式的内部记录结构,即系统参数记录、声速剖面记录、导航记录和测深记录等。设计了能读取UNB文件所包含的船参数、声速剖面、导航信息和多波束各波束信息的原始多波束数据格式读取模,经与CTD实测声速剖面得到的数据进行对比可知,读取的结果准确、可靠。     

南海南部海底地震仪试验及初步结果

采用德国SedisIV型海底地震仪(OBS)和中国科学院地质与地球物理研究所自主研发的OBS,以4×24.5L的大容量气枪阵列为震源,于2009年4～6月在南海南部开展了OBS试验,获得了两条勘测线,其中OBS2009-1测线(剖面1)从南海西南次海盆南部陆缘延伸到海盆中央,另一条OBS2009-2测线(剖面2)穿过礼乐滩东部向西北延伸进入海盆。由剖面2的14台OBS采集的广角地震反射、折射勘测地震数据可知,此次试验,OBS地震记录清晰、震相丰富,所使用的气枪有足够的能量输出,显示了其良好的工作能力,是一次比较成功的地震勘测。数据初步处理和初至波层析成像结果表明,礼乐滩地块的基底较高,很有可能与南海北部陆缘存在共轭关系,但与南海北部陆缘不同的是,北部陆缘有较厚的沉积层覆盖,而礼乐滩块体上的沉积层很薄;东部次海盆地壳明显被拉薄,海盆内的地壳也很薄,莫霍面埋深较浅。     

南海北部陆坡海底峡谷形成机制探讨

通过对南海北部地震剖面的解释,并结合地貌以及区域地质特征等,对发育于南海北部陆坡区的珠江口外、台湾浅滩南以及澎湖海底峡谷的地貌和构造特征进行分析和对比,并对其形成机制进行探讨。研究结果显示,各海底峡谷具有相似的走向,并均具有转向的特征,但是其形成机制却各不相同,由此形成的地貌特征也各不同:珠江口外海底峡谷的形成与珠江带来的大量陆上沉积物的搬运相关,形成了喇叭型的水道;台湾浅滩南海底峡谷的形成受到NW向断裂构造的控制,这些断裂构造形成了薄弱带,经过沉积流的侵蚀而形成狭长的水道,当进入下陆坡后由于海山的阻隔作用而转为近EW向;澎湖海底峡谷带的上段主要是由陆坡沉积流的下向侵蚀、崩塌和滑移形成的,而其下段则主要具有沿马尼拉海沟北向延伸段发育的特征。     

改进的模糊C均值聚类算法及其在海底热液硫化物组分分析中的应用

在聚类分析中,模糊C均值(FCM)聚类算法有着广泛的应用。在实际应用中,该算法存在着很多缺陷,如最优聚类数目的确定完全依赖于数据的数目,算法易收敛到局部极值点以及收敛速度慢等。本文针对这些缺陷提出了2点改进方法:首先,利用减法聚类确定聚类数目的范围,提出一个新的聚类有效性指标函数,实现最优聚类数目的自适应确定。在此基础上,提出了基于粒子群(PSO)的模糊C均值混合聚类算法,以解决已有原始FCM聚类算法容易陷入局部极小点和收敛速度慢的问题。仿真测试结果表明:改进后的FCM聚类算法能够有效减少迭代次数,并以较快的收敛速度获得更加准确的聚类结果。最后,将改进的FCM聚类算法应用到冲绳海槽热液硫化物矿物组分分析中,准确地反映出了其矿物化学组分中主要金属元素的分布特征及矿石分类状况。