南海北部海洋沉积与环境研究的新篇章--南海北部开放航次沉积与环境研究内容及首航次采样成果

南海北部南临南海地块的主体部分,西部为印支地块,东靠台湾-菲律宾岛弧,地貌类型有海台、链状海山、海底谷和海底扇等。南海北部发育底辟构造、张性断层以及叠瓦状逆掩推覆构造和增生楔等,分布有珠江口、琼东南、莺歌海等常规油气盆地和琼东南-西沙海槽、台西南-东沙及笔架南新型能源——天然气水合物有利区。同时,南海北部受东亚冬季风影响,是现代南海冬季上升流所在地,     

海底天然气水合物分解与甲烷归宿研究进展

综述了近年来天然气水合物分解与甲烷归宿等方面的研究成果。天然气水合物的汇聚与地质构造或地层圈闭有关,其溶解受物质转换控制,分解则受热转换控制。水合物释放甲烷的运移方式包括分散式、中心式和大规模排放式。缺氧氧化和耗氧氧化是甲烷在海洋环境中的2种主要转化方式。天然气水合物释放甲烷的最终归宿主要为：①重新形成天然气水合物;②形成化能自养生物群落和沉淀出碳酸盐沉积;③与氧发生氧化后转变为CO2;④直接排放进入到大气中。沉积物中的微构造、化能自养生物群落、自生碳酸盐矿物及其碳氧同位素组成是水合物释放事件的指纹记录。     

南沙海槽表层沉积自生石膏-黄铁矿组合的成因及其对天然气渗漏的指示意义

南海海槽是潜在的天然气水合物发育区,在表层沉积物中分布有石膏-黄铁矿组合。通过对石膏、黄铁矿的形貌特征、矿物组成、化学元素、硫同位素等的分析,讨论和揭示了石膏-黄铁矿组合的成岩环境、形成机理及其与天然气渗漏的关系。石膏集合体为土块状和多孔状、玫瑰状,表面分布有孔洞或微孔,黄铁矿为莓球状、球粒结块状和虫管状。不同形状的石膏、黄铁矿的化学成分没有明显差别。石膏-黄铁矿的形成机理是海底渗漏的天然气与硫酸盐发生缺氧甲烷氧化反应,产物HS^-与沉积物中的Fe^2＋反应产生FeS并转变为黄铁矿,在形成FeS的过程中产生的H^＋促进碳酸盐溶解,Ca^2＋与SO4^2-达到过饱和沉淀出重。^34S的石膏。因此,石膏-黄铁矿组合是海底存在天然气渗漏的证据,这一发现对开展南沙海槽潜在天然气水舍物的调查以及对天然气渗漏事件的研究具有一定的科学意义。     

云南马关新生代地幔包体中橄榄石的显微构造及其反映的上地幔物理状态特征

利用氧化缀饰法研究了云南马关新生代地幔尖晶石二辉橄榄岩包体中橄榄石的位错构造。其位错构造种类多样、形态各异,主要包括(100)和(001)位错壁、亚颗粒构造、位错网格、{100}滑动条带构造等,表明该区上地幔岩具高温高应变和低温高应变特征。包体形成的温度T为1016—1098℃,压力P为18.3×108—20.6×108Pa。马关上地幔温压状态具有大洋地幔地温特征,热流值达85mW·m-2。上地幔的流动应力σ为27.9—59.7MPa,流动速率ε为1.37×10-18—2.17×10-16s-1,等效粘滞度η为9.18×1022—6.92×1024Pa·s。该区上地幔的高流动应力、高热状态和裂谷带型的流动速率、等效粘滞度特征,可能与16MaB.P.以来区域性东西向伸展作用有关。     

南海火山玻璃的分布特征、化学成分及源区探讨

研究了南海火山玻璃的分布特征、化学成分及源区,结果表明,表层沉积物中的火山玻璃含量基本呈南北向分布,由北部、西部、南部大陆架分别向中部、东部深海盆逐渐增加;柱样沉积物中的火山玻璃在深海盆出现的层数多、含量大.火山玻璃化学组分之间的相关性不显著,表层沉积物中的火山玻璃属于安山岩,柱样沉积物中的火山玻璃的岩石类型广泛,主要属于安山岩和流纹岩.菲律宾岛弧火山带、南海深海盆火山喷发以及印尼岛弧火山带是南海火山玻璃主要源区,火山玻璃搬运和沉积主要受台风、越赤道气流和环流的影响和控制.     

天然气水合物稳定带的计算方法与参数选择探讨

天然气水合物稳定带的研究对于认识天然气水合物的成矿与分布规律以及资源评价都具有重要的指导意义。在计算稳定带厚度的不同方法之间,特别是在参数的选择上存在很大的差异。通过简单评价天然气水合物稳定带计算的几种方法和参数选择,认为选择压力计算公式时要考虑孔隙水产生的压力、海底以上水柱的压力和大气压;考虑大气压的压力随纬度变化的二阶方程是最符合实际的深度-压力转换方程;通过实验得到的方程只适用于纯水或盐度为33.5‰的海水中纯甲烷的预测;根据热力学理论可以计算不同盐度、不同气体组分的稳定带的温压条件;用相平衡图的方法最简单,但误差很大;通过四阶方程拟合实验数据和热力学数据得到的稳定带厚度更接近实际情况;不同方法预测的稳定带底界与实际含水合物沉积底界很难一致。     

南海北部表层沉积物类型及沉积环境区划

对南海北部224个表层沉积物样品的粒度组成和碳酸盐含量进行了测试和分析,探讨了沉积物的运移方式及其沉积环境。结果表明,南海北部表层沉积物可划分为砾砂、粗砂、中砂、细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂-粉砂-黏土、黏土质粉砂、粉砂质黏土、黏土等类型,其中深海-半深海沉积物又可分为:硅质黏土、钙质黏土、含钙质和硅质黏土、有孔虫砂、钙质黏土质粉砂、钙质砂-粉砂-黏土、硅质黏土质粉砂。粉砂质黏土、黏土质粉砂、砂、砂质粉砂、黏土是分布最广泛的沉积物类,约占该区面积的80%以上。同时对粒度相关参数和碳酸盐含量进行了因子统计分析并作沉积环境分区,结果表明上述参数可分为3类因子,将研究区分为4类区域。因子1作用于Ⅰ、Ⅱ两个区域。Ⅰ区为黏土级沉积区,主要分布在研究区东南部水深较大的海域;Ⅱ区为中、细砂质沉积区,主要分布在粤西外大陆架和华南大陆沿海。因子2作用于Ⅲ区,为粗、中粉砂质沉积区,主要分布在琼东南、珠江口外海大陆坡以及台西南外大陆架。因子3作用于Ⅳ区,为粗砂质沉积区,主要分布在台西南内大陆架海域。     

东沙西南海域表层底栖有孔虫碳同位素对冷泉活动的指示

底栖有孔虫碳同位素负偏记录是冷泉活动的重要指标之一。对南海北部东沙西南海域4个含碳酸盐结核的表层沉积物样品中的6种底栖有孔虫进行了氧碳同位素分析,结果表明,表生属种Discanomalina semiungulata、Cibicides wullerstorfi、Cibicides pseudoungerianus、Cibicides lobatulus的碳同位素,相对同水深南海现代表生底栖有孔虫有明显的负偏记录,尤其是表生种D.semiungulata基本都偏负;内生种Lenticulina orbicularis也有部分负偏,而Uvigerina auberiana的碳同位素则明显偏正;几种底栖有孔虫的碳同位素波动幅度都明显较大,明显超出了南海最近两个冰期-间冰期旋回中碳同位素的变化幅度。其中生活在蠕虫管壁上的活体底栖有孔虫D.semi-ungulata和C.lobatulus的同位素都呈明显的负偏,认为该区底栖有孔虫碳同位素这种负偏和波动幅度大可能是由于冷泉活动造成的。活体底栖有孔虫碳同位素负偏表明该区可能存在有正在活动的冷泉,其中表生种D.semiungulata的大量出现可以作为南海冷泉活动的一个潜在指示标志。