纳米地球科学:内涵与意义

纳米地球科学是纳米科技与地球科学的结合,是一门高度综合的交叉学科,很难划分出经典意义上的单科性研究.纳米地球科学的研究对象主要分为纳米物质与纳米孔隙,二者成因多样、尺度效应明显、广泛分布,对于前者,主要通过各类图像表征手段观察其形态、大小、聚集方式,通过各类谱学方法研究其晶体结构、分子结构等;对于后者,则主要通过图像表征手段、流体注入方法与数值模拟的结合来表征孔隙形态、孔径分布、连通性等特征.纳米地球科学的学科内涵主要体现于:在各传统地球科学学科研究的基础和框架上,针对地球不同圈层中纳米尺度微粒形成、运移、聚集和存在形式以及孔隙形成与演化等亟待解决的科学问题开展系统研究,从而加深对矿物、岩石、构造、地化以及资源、灾害、环境等分支学科纳米尺度特性的认知.纳米地球科学的产生与发展使人类在认识和改造自然方面进入了一个新层次,是地球与行星科学发展的必然途径,为矿床勘探、资源开发、新能源利用、环境污染和地质灾害的预防与治理等问题提供了新的理论依据,有着不可估量的科学意义和应用价值.      

南海西缘结合带的贯通性

为了探讨南海西缘结合带的构造贯通性, 在系统分析其地质-地球物理资料的基础上, 剖析了该带的分段性和深-浅部构造几何学特征, 对该带的哀牢山-红河-越东-万纳-卢帕尔各段进行了全面的构造几何学及构造运动学上的对比分析, 提出该带是一条相互贯通的走滑断裂系统, 其各部分在构造几何学上符合走滑构造的基本构架, 构造运动学上具有同时性, 浅部各段具有共同相连的深部的"根", 表现出明显的时空上的贯通性与构造上的一致性.      

南沙微板块边界的动力学演化

南沙微板块的四周为性质不同的超壳边界断裂所围限,北为长龙-黄岩扩张断裂带,南为八仙-巴兰-约克-库约推复断裂带,西为万安-纳土纳走滑拉张断裂带,东为马尼拉-班乃走滑挤压断裂带,它们共同以南沙软流圈顶面为拆离面.该微板块在新生代的动力学过程可分为四个阶段:K₂-E₂1,南沙微板块沿北部的康泰-双子-雄南断裂带伸展,裂离华南-印支陆缘,古南海向南俯冲,西布增生楔形成;E₂2-E₃1,西南次海盆沿长龙扩张脊断裂带扩张,西布增生楔碰撞造山;E₃2-N₁1,中央次海盆沿黄岩扩张脊断裂带扩张,米里增生楔形成,北巴拉望南缘“A”型俯冲;N₁2至现在,南部边界断裂大规模向北逆冲推复造山,南海扩张停止.     

台湾西南海域似海底反射分析

台湾西南海域弧陆碰撞及俯冲作用形成增生楔,在增生楔部位地震调查原始炮集数据上可清楚地识别BSR极性及波形特征。通过对该区域地震调查数据处理,获得了常规地震偏移、瞬时振幅及瞬时相位3种属性剖面,三者可清楚地反映BSR特征及分布,瞬时相位剖面还反映了BSR之上弱反射层的结构特征。研究表明,增生楔部位构造沉积明显控制BSR的形成与分布,该区天然气水合物成矿前景良好。     

南沙海域天然气水合物地震特征

南沙海域水深为200∽2500m，其中大于500m的水域约50万km^2，该区大部分区域发育沉积盆地，构造类型多样，具有形成天然气水合物的气源、温度及压力条件。根据地质及地球物理调查资料，分析了南沙海域天然气水合物成藏的地质条件及地球物理标志特征，认为南沙海域具备形成天然气水合物矿藏的条件，南沙海槽和南沙中部海域是天然气水合物形成的有利地区。     

开发我国海底淡水资源刻不容缓

从全球性淡水资源紧缺的状况出发，根据我国不海第四纪地质及前人对长江口、珠江口等海底古河 道的发现和勘查情况，分析解决我国沿岸城市和岛邮政局淡水供应日益短缺问题的可能性和紧迫性，强调开发海底淡水资源的重要性。     

南海北部边缘盆地天然气成因类型及气源构成特点

南海北部边缘盆地油气地质现象丰富多彩,天然气成因类型及分布规律复杂。根据该区天然气勘探及研究程度,迄今为止勘探所发现烃类天然气可划分为生物气及生物-低熟过渡带气（亚生物气）、成熟-高熟油型气及煤型气以及高熟-过熟天然气等3大成因类型;非烃天然气CO2可划分为壳源型（有机/无机）、壳幔混合型及幔源型等3型4类。生物气及亚生物气在莺—琼盆地及珠江口盆地浅层广泛分布,气源来自上新统及第四系海相沉积;成熟油型气主要分布于北部湾、琼东南东北部及珠江口盆地,气源来自始新统中深湖相偏腐泥型烃源岩;成熟-高熟煤型气及高熟-过熟天然气,则主要展布于莺—琼盆地及珠江口盆地部分地区,前者气源主要由渐新统煤系和中新统海相偏腐殖型烃源岩所供给,后者气源则来自不同类型高熟-过熟烃源岩。CO2则主要富集于莺歌海盆地泥底辟带浅层及琼东南盆地东部和珠江口盆地部分区域,气源分别来自受泥底辟热流体活动影响强烈的中新统海相含钙砂泥岩和深部地幔活动。     

南海及其周缘中新生代火山活动时空特征与南海的形成模式

根据南海海区、华南和中南半岛的地面露头、钻井、拖网及地球物理资料,分析了南海地区火山活动的时空分布特点。在南海陆缘和周边陆区中生代末期花岗岩分布非常广泛。新生代火山岩活动规模较小,主要是海底扩张之后在洋盆扩张脊、北部陆缘的陆洋边界附近、雷琼地区和中南半岛南部的玄武岩。在南海北部陆缘的深部地震调查中发现,在地壳下部存在小规模的高速异常体,结合浅部的晚第三纪一第四纪火山活动,认为该高速体形成于南海扩张之后。这些特征表明,在南海的拉张过程中岩浆供应不丰富,在陆缘未形成大规模的侵入和喷出岩。南海陆缘属于岩浆匮乏型被动大陆边缘。南海海区残留多个刚性断裂陆块,反映了裂谷拉张过程中脆性破裂。根据这些特征,南海形成难以用印藏碰撞引起的软流圈物质上涌导致岩石圈破裂这样的模式来解释。     

初谈海底淡水资源的形成条件与开发意义

淡水资源是人类社会生存和可持续发展的关键因素。目前,淡水资源短缺问题已成为世界各国共同面临的维系民生的一大难题,必须采取有效措施缓解淡水危机。人口从内陆向沿海地区迁移已在世界范围内形成不可阻挡的潮流。据联合国预测,未来的30a世界人口的75%(即约63×108人)将居住在沿海地区。这样,沿海地区的淡水资源问题将更为突出。人类要顺利地实现向海洋要生存与发展空间的战略目标,就必须首先解决沿海及其邻近岛屿地区的淡水问题。我国科技人员在长江河口已首先钻遇海底淡水[1],这给沿海地区淡水问题的解决提供了有益的启示。大量的海洋地…