海底热液硫化物矿体内部流体混合过程的数值模拟:以大西洋TAG热液活动区为例

大型海底热液硫化物矿体的形成机制是涉及多种控制因素的复杂地质过程,其中热液流体同海水的混合扮演着重要角色。大洋钻探计划(ODP)资料表明在大西洋TAG区热液硫化物矿体内部,热液流体同经过改造的海水之间发生着广泛的混合作用,这个过程在很大程度上控制着海底热液硫化物矿体的内部结构和化学组成。以TAG热液硫化物矿体为例,利用数值模拟方法模拟了热液流体与经过不同程度改造的海水的混合过程,试图探讨海水与热液流体混合在热液硫化物矿体形成中的作用。模拟计算结果表明:(1)来自矿体深部的热液流体与经围岩加热的下渗海水的混合是造成TAG热液活动区硬石膏大量沉淀的重要原因;(2)在热液流体与海水的混合过程中,混合流体的化学性质和矿物沉淀情况在330~310℃上下发生了较大变化,330~310℃是一个特殊的温度区域;(3)利用数值计算结果探讨了TAG热液活动区不同区块(TAG-1,TAG-2和TAG-5等)的流体混合作用和热液活动过程。     

冲绳海槽Jade热液活动区块状硫化物的铅同位素组成及其地质意义

新测行Ｊａｄｅ热液活动区中５件块状硫化物样品的铅同位素组成,具有较小的变化范围,表现出较均一的铅同位素组成特征。在Ｐｂ－Ｐｂ图解上,块状硫化物的铅同位素数据构成线形排列,与该区沉积物和蚀变火山岩的铅同位素组成一致,而与该区新鲜火山岩相比具较高的放射成因铅,证实了该区海底块状硫化物中的铅是由沉积物长英质火山岩来源铅共同构成的混合铅。不同热液活动区铅同位素组成对比研究表明,地质－构造环境的不同是导致各     

辽河三角洲滨海湿地水域初级生产力研究进展

滨海湿地位于海洋与陆地生态系统的交错过渡带,具有极高的生产力和光合固碳效率,是海岸带蓝色碳汇的重要组成部分。滨海湿地生产力不仅由芦苇、翅碱蓬、红树林等陆上植被提供,水体中浮游植物的光合固碳也是提供初级生产力的重要途径。以往较多的调查和研究集中在陆上植被,而对于滨海湿地水域浮游植物和底栖微藻的报道较少。近年来随着各国政府和学者对二氧化碳排放和气候变化的关注,滨海湿地多圈层生态系统的碳循环和碳汇过程成为研究热点,而湿地水域生产力和光合固碳过程作为多圈层碳循环中重要的一个环节亦应受到足够的重视。以中国北方典型的盐沼湿地区域——辽河三角洲滨海湿地为案例,对湿地水域生产力研究进展进行综述,并对其影响因素进行讨论,以期为国家碳循环与碳中和目标调查提供参考资料。     

油田高含水期基于微观渗流机理的宏观岩心水驱油数值模拟研究

建立地层孔隙网络模型描述微观孔喉特征,利用逾渗方法计算基于微观渗流机理的相对渗透率曲线,并将之应用到数值模拟计算中,给出考虑微观渗流特征的方程,并进行数值求解,得到地层中流体分布特征。实例分析表明该方法可以得到基于微观特征的剩余油分布数量和形式,为调剖堵水、化学驱提供技术参数,实现微观渗流机理与宏观计算的结合。     

应用全球定位系统、地理信息系统和遥感技术实现海洋资源与环境的可持续发展

分析了当前我国海洋资源及环境的现状,并提出相应的对策。举例说明了全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)(合称为3S)在海洋资源调查、环境保护等可持续发展核心问题中的应用,提出一些海洋领域近期亟待应用3S技术的重大课题。指出,“数字海底”和“海岸带”研究是当前海洋研究的切入点,是海洋经济、海洋政治、海洋科学问题的重中之重,与人类生存和发展密切相关。     

长江口外缺氧区沉积物中元素分布的氧化还原环境效应

对取自长江口外缺氧区及其邻近海域表层沉积物样品进行了粒度组成和元素(主要包括氧化还原敏感性元素和亲碎屑元素)丰度的分析与测试,对长江口外缺氧区缺氧环境对元素分布的影响进行了探讨,提出了长江口外缺氧区沉积物中氧化还原敏感性元素(Redox sensitive elements,简称RSE)分布的氧化还原环境效应。亲碎屑元素丰度的分布显示出明显的粒控效应,而氧化还原敏感元素的分布受粒度效应的制约很弱,主要受离岸缺氧区还原环境的制约,具有在缺氧区富集的特点。缺氧环境对RSE分布的影响超过了元素的粒控效应,从而使研究区RSE的分布呈现出典型的氧化还原环境效应。     

西北印度洋中脊玄武岩源区地幔特征

利用全球岩石地球化学数据库(Pet DB)中有关卡尔斯伯格洋脊(CR)、北中印度洋脊(NCIR)及南中印度洋脊(SCIR)玄武岩的微量元素及同位素组成数据,分析了玄武岩的元素地球化学特征及其沿脊轴的变化,旨在探讨玄武岩源区地幔的(不)均一性及岩浆作用过程的差异。初步研究结果表明:CR、NCIR及SCIR玄武岩组成相近,仅在个别脊段表现有微量稀土元素和同位素组成上的差异,玄武岩整体与N-MORB组成特征相近,与先前通常认为的典型印度洋中脊玄武岩不同。玄武质岩浆主要源自尖晶石二辉橄榄岩地幔的熔融,岩浆源区主要由两个地幔端元构成,即以亏损型地幔(DMM)为主(69%),其次为富集型地幔(EMⅡ,27%)。富集组分可能源自古老陆壳物质的混染。自CR经NCIR到SCIR整个印度洋中脊西北分支玄武岩的Sr、Nd及Pb同位素组成表现出均一性,表明岩浆源区地幔组成相近。在SCIR 19°S附近脊段岩浆源区地幔存在有不均一性,有EMⅡ型地幔端元混入的迹象。在CR 3.5°N附近脊段,玄武岩明显富集K、Ba、La及U等微量元素,但由于缺少同位素数据,源区地幔特征有待进一步研究。在上述研究成果的基础上,提出了该区大比例尺的调查填图及密集采样和精细室内分析是CR深入研究的基础,同时加强Sr、Nd、Pb及Re、Os、Be等同位素分析测试,可提供揭示CR地幔不均一性的可靠依据,而厘清印度洋型地幔对CR的影响程度则有助于深入认识地幔不均一性的成因及地幔动力学过程。     

端元分析模型在长江口邻近海域沉积物粒度数据反演方面的应用

海洋沉积物粒度分布曲线往往同时具有多个峰,而且同一类型沉积物因时间和空间上的不同其粒度分布曲线峰的位置也不同,沉积物粒度分布多峰的特点反映了沉积物不同的输运形式和沉降过程[1,2].因此,在沉积物的粒度分布数据中保存了有关沉积物输运和沉降的信息,而获得这些信息对于揭示沉积区域水动力特性、沉积物输运和沉降规律具有重要的意义.     

冲绳海槽浮岩包裹体的测温试验

对浮岩中斜长石斑晶中的包裹体及玻璃基质中的包裹体首先进行双面光薄片的镜下观察，然后进行了系统的均化法与爆裂法测温试验。观察与试验结果表明：(1)斜长石中的包裹体均为玻璃质+气泡的两相包裹体，未发现气—液包裹体。固化包裹体为玻璃质，非晶质的固化包裹体外即是大量的气泡，特别是基质当中气泡更为发育，说明熔浆中含有丰富的挥发性组分，同时也说明包裹体形成于较浅的地质条件下。(2)长石中包裹体的均化温度不受包裹体特征不同的影响，均化温度分布范围从910—1250℃，峰值明显，计算的均化温度为Tz=(1081.4±177.9)℃，但还存在有高于1250℃的均化温度峰。包裹体均化法测试结果说明浮岩中斜长石的形成过程至少有两个阶段：第一阶段的岩浆温度在1200—1300℃左右，在此温度下形成的是An值较高的基性斜长石，同时结晶的还有辉石等矿物，斜长石结晶第二个阶段时的熔浆温度在1100℃以下，这一阶段持续的时间长，跨越的温度范围大，应是岩浆在近地表和岩浆喷出过程中的岩浆快速冷却期，同时伴随有矿物大规模晶出。(3)包裹体中的气相部分均聚合成圆形或近圆形，说明温度下降速度较快。斑晶斜长石中部分包裹体与基质玻璃中包裹体的形成温度是连续变化的，这一事实应该与冲绳海槽特殊的地质条件有关     

21世纪的大洋钻探——IODP

人类在地球科学方面已取得了相当大的成就,但就研究范围而言,却仅仅触及了地球的表层。IODP是一项国际性的大洋钻探计划,预期将于2003年10月正式开始实施。IODP将运用新的科学方法、科技设备,使人类对大洋底乃至整个地球系统得出更深、更广的认识。简单介绍了IODP的由来、组织机构、钻井技术、前期科学目标及中国的深海研究现状,提出中国参与IODP的必要性和可行性。通过了解21世纪的IODP在研究课题及研究技术方面的最新动态,不仅有助于我国根据国际动态调整深海研究的方向,制定符合我国需求的研究计划,而且有助于我国把握参与21世纪IODP的时机和策略,迎接“海洋世纪”的挑战,从而逐步实现“从地学大国走向地学强国”的目标。