大洋钻探与大洋地壳研究

近代地球科学有两大发展趋势：一是向地球深部延伸，目的于探查地球深部的物质组成与作用过程，其代表性学科即地球动力学；二是向全球性扩展，把区域性的地学问题同全球变化联系起来，研究大气圈，生物圈，水圈和冰冻圈的变化及其复杂的相互作用，代表性学科即广义的环境科学。由于海洋占地球表面的７１％以上，洋壳只有５～６ＫＭ，海底又有丰富的矿产资源，因此人类目前比以往任何时候都更加重视海洋科学的研究。多国合作、学科光     

Heat and mass flux estimation of modem seafloor hydrothermal activity

Research on heat and mass flux yielded by modern seafloor hydrothermal activity is very important, because it is involved not only in the base of ocean environment research, but also in the historical evolution of seawater properties. Currently, estimating heat flux is based on the observation data of hydrothermal smokers, low-temperature diffusive flow and mid-ocean ridge mainly. But there are some faults, for example, there is lack of a concurrent conductive item in estimating the heat flux by smokers and the error between the half-space cooling model and the observation data is too large. So, three kinds of methods are applied to re-estimating the heat flux of hydrothermal activity resepectively, corresponding estimation is 97. 359 GW by hydrothermal smoker and diffusive flow, 84.895 GW by hydrothermal plume, and 4. 11 TW by exponential attenuation method put forward by this paper. Research on mass flux estimation is relatively rare, the main reason for this is insufficient field observation data. Mass fluxes of different elements are calculated using hydrothermal vent fluid data from the TAG hydrothermal area on the Mid-Atlantic Ridge for the first time. Difference of estimations by different methods reflects the researching extent of hydrothermal activity, and systematically in - situ observation will help to estimate the contribution of hydrothermal activity to ocean chemical environment, ocean circulation and global climate precisely.     

大西洋中脊TAG热液活动区中热液沉积物的稀土元素地球化学特征

用ＩＣＰ－ＭＳ对ＴＡＧ热液活动区表层热液沉积物中６个块状硫化物样品进行了稀土元素分析。所有样品均表现出正Ｅｕ异常（ＥｕＮ／Ｅｕ＊Ｎ＝１．２７～２．６８）和ＬＲＥＥ相对富集（ＬａＮ／ＹｂＮ＝１５．７９～４７．６２）的球粒陨石标准化配分模式,热液沉积物样品中稀土元素组成的变化是由于海底热液循环体系中热液流体和海水不同程度混合作用的结果,并且,海水与热液流体的混合作用是在热液沉积物形成以前发生的,与黑烟囱流体的稀土元素配分模式对比,表明热液沉积物的ＲＥＥ部分来自下伏的玄武岩基底,在热液沉积物的形成过程中,ＬＲＥＥ得到了较高程度的富集,同时,海底热液沉积物的稀土元素中Ｅｕ的变化可以一定程度的反映出热液流体的演化特征。     

荧光技术在海洋环境学上的应用研究

笔者研制成功的4种不同用途、类型的水中荧光计在海洋、江河水体混合扩散实验研究中的应用,利用这种仪器先后完成了近20处大、中型水域环境评价工程任务,海洋水体中微量油分的测量实验研究,海洋中浮游植物体内叶绿素a浓度现场测量实验研究;并通过改换拖曳荧光计的荧光测量滤光片为中性滤光片,首次在国内东海、黄海倾废区分别进行了较大规模的海洋倾倒悬浮污染物(粉煤灰、碱渣)的海洋深层追踪现场测量实验研究,获得令人满意的结果.同时,还简述了荧光测量法的原理、优点及水中荧光计的结构.用荧光法测量海中物质是近代发展的一种简便、快速、灵敏度高、用途广泛的测量新技术,在海洋环境检测中有着极其重要的应用价值.     

海底热液活动与海洋科学研究

本文简要介绍了海底热液活动的研究历史 ,以及目前研究的几个主要问题。指出海底热液活动是海洋中永远存在的自然现象。热液区主要分布在大洋中脊、弧后盆地和热点区。在这些区域由于地质构造的不稳定性 ,造成冷海水通过隙缝下渗 ,并在岩浆房作用下形成高温热水。热水在上升通道中与围岩作用 ,并发生复杂的岩 -水反应 ,从而改变了海水的化学成分。流出的热液可以形成多种矿物沉积 ,其中最有价值的是 Zn,Cu,Fe,Pb的硫化物。岩 -水反应可以产生可观的元素通量 ,因此 ,对海水元素恒定性的解释需要重新审视。利用 3 He/热比值可以计算海洋的热通量。热液活动为耐温生物的研究提出了新的课题     

琼东南盆地物源和沉积环境变化的重矿物证据

基于11口钻井岩心样品的重矿物数据,结合古生物学、元素地球化学和地震资料,对琼东南盆地的物源及沉积环境演变进行了分析.结果表明,盆地基底沉积以陆相沉积为主,自渐新世起,盆地逐渐接受海侵,大致经历了海陆过渡→滨浅海→浅海→半深海的沉积环境演变过程,水深总体呈逐渐增大的趋势且在同一时期南部区域水深整体上大于北部.随着沉积环境的变化,各地层(崖城组至莺歌海组)物源呈现出多源性特征,经历了原地→近源→远源的演变过程.在渐新世早期,物源以近源玄武质火山碎屑和邻区陆源碎屑为主,之后演变为远源的陆壳碎屑,物源区包括北部海南岛、南部永乐隆起、东北部神狐隆起、西部红河、西南部中南半岛乃至更广的区域.海南岛物源自早渐新世便开始发育,至中中新世成为盆地最主要的物源,并持续至现今;永乐隆起和神狐隆起物源在晚渐新世至早中新世期间最为发育,于中中新世逐渐消退;红河物源于晚中新世大规模加入,为中央峡谷的主要沉积物源,影响至上新世结束;中南半岛莺西物源自上新世发育,影响至更新世时期.此外,自生组分对盆地(尤其是南部区域)的沉积贡献也不容忽视.     

西沙岛礁白云岩化特征与成因模式分析

关于碳酸盐岩的白云岩化作用至今仍是一个争论颇大的科学问题。在2012-2013年期间,中海石油（中国）有限公司湛江分公司在西沙石岛钻取了长达1 268.02 m的“西科1井”岩心,在0~1 257.52 m主要由碳酸盐岩组成的岩心中存在有7个白云岩层。本文基于西科1井岩心样品的矿物组成、常量、微量及稀土元素含量等地球化学特征分析,探讨了西沙岛礁特有的白云岩化作用过程。结果表明:西科1井7层白云岩在成因上与埋深和压实成岩作用无关,其分布与海平面下降的地质事件有良好的对应关系,白云岩层元素地球化学特征表明白云岩成岩流体为浓缩的高盐度海水。根据白云岩层的矿物学和地球化学特征,提出了礁滩潟湖环境下高盐卤水渗透回流作用的白云岩化模式:伴随海平面的升降,礁体处于淹没与暴露的交替之中,海平面下降导致了礁滩潟湖的形成,由于西沙海区蒸发量大于降水量而使澙湖中海水盐度增高,最终形成富Mg卤水;澙湖中高盐度富Mg卤水在礁体内下渗和侧向扩散,Mg逐渐替代早期CaCO₃晶格中Ca而形成白云石;海平面的升降变化和礁体淹没与暴露的交替导致了钻井岩心多个白云岩层的形成。海平面升降直接控制了岛礁碳酸盐岩的发育和白云岩化作用,导致海平面升降的古气候变化在岛礁的形成发育中起到主导作用。     

青藏高原隆升、琼东南盆地沉降和西沙岛礁发育之间的耦合关系

本文基于琼东南盆地15口钻井和西沙石岛岛礁“西科一井”的钻井资料,结合过井地震剖面,系统分析了琼东南盆地沉降（沉积充填）和西沙岛礁生长速率及其变化特征,探讨了青藏高原隆升与琼东南盆地沉降和西沙岛礁发育之间的耦合关系,三者在发育时间和发育过程上表现出高度的一致性,且南海古海水中Sr同位素组成变化也表现出对青藏高原隆升速率变化很好的响应。相对于深水区,浅水区的沉积物堆积速率及其变化能够更好地反映盆地的沉降速率及其变化。琼东南盆地的沉降（沉积物堆积）和西沙岛礁的发育过程均可以分为3个阶段,分别对应于青藏高原的3个隆升期,时间自老到新分别为:23~16 Ma BP、16~5.5 Ma BP、5.5 Ma BP至今。相比而言,岛礁的发育过程与青藏高原的隆升之间的耦合关系更为密切。在青藏高原的快速隆升期,相应发生盆地沉降（沉积充填或沉积物堆积）和岛礁生长速率的加快,同时对应发生了南海海水87Sr/86Sr比值的增大,说明青藏高原隆升可能是影响琼东南盆地乃至整个南海沉降（沉积充填）、岛礁发育和古海水Sr同位素组成变化的主要因素。     

Fe同位素在岩浆作用过程中的分馏效应及其对海底玄武岩形成过程的指示

Fe是火成岩中丰度最高的变价元素,也是重要的成矿元素,主要以Fe²⁺或Fe³⁺价态赋存于固（矿物）、液（流体）相中,并全程参与岩浆作用过程和各种成矿作用。随着测试分析技术（如MC-ICPMS）的发展,Fe等非传统稳定同位素组成分析成为可能,并在最近十几年中被成功应用于岩浆物源追溯、结晶演化过程示踪和成矿作用分析等重要地质作用过程的研究。本文在分析了Fe同位素在岩浆作用过程中分馏效应的基础上,总结了Fe同位素组成在示踪海底玄武质岩浆（MORB、OIB、IAB和BABB等）作用过程研究的最新成果,并探讨了在应用Fe同位素组成示踪海底岩浆作用过程中所存在的主要问题。综合分析结果表明,火成岩中的Fe同位素分馏效应不仅受岩浆源物质部分熔融、岩浆扩散、流体出溶和结晶分异等作用过程的影响,而且还受到同化围岩物质、海底蚀变等作用的影响;由于Fe同位素分析技术（方法）至今仍待进一步完善,已有数据有限且需甄别去伪,因此在利用Fe同位素组成分析或恢复岩浆物源及作用过程时,仍需谨慎;于当前亟需建立完整可靠的Fe同位素示踪体系,这就需要在近期的工作中,尽可能多地选取代表不同构造环境和不同岩石类型的合适样品、获取（积累）更多原始（未经改造或蚀变）样品的精细分析数据,同时在利用Fe同位素示踪海底岩浆作用过程中还需注重多元数据的结合或相互佐证。