一种新型的现代海底热液环境模拟实验装置设计

已有的海底热液活动模拟实验装置主要通过控制流体的温度和压力实现热液活动环境下的水岩反应实验,随着近年来对海底热液活动研究程度的逐渐深入以及热液保真采样器等新技术的应用,有必要设计新型的海底热液活动模拟实验装置.为此,我们设计了一种可以模拟海底热液环境的实验装置,该装置主体由两个圆柱形钛合金舱体对接而成,利用加热装置、加...     

长江口外近海表层沉积物粒度的级配特性及其意义

依据采自长江口外近海的22个表层沉积物样品的粒度分析资料,运用多元统计分析以及粒级对比等方法对沉积物的级配特性及意义进行了研究。结果表明研究区沉积物粒度数据中>6Φ,4~6Φ,<4Φ粒级分别具有不同的特征,因子得分区分别对应长江口泥质区、浙闽沿岸泥质区和粉砂-砂质区。从长江口向南至闽浙泥质带,表层沉积物中值粒径从6.9Ф变为7.2Ф,逐渐变细,符合沉积物“机械分异”规律,并呈连续分布,中间并无明显的间断。通过对粒度分布曲线的对比研究认为:>5Φ(<32μm)粒级沉积物主要是现代陆源沉积物,其中>6Φ(<16μm)粒级相对含量与离物源区距离有很好的相关关系,可能是示踪长江入海沉积物的良好粒级区间;<4Φ(>63μm)粒级沉积物在河口区以外的近海主要来源于陆架残留沉积的改造和再搬运。     

三峡工程一期蓄水后长江口悬浮体形态及物质组成

2003年6月1-10日为长江三峡工程一期蓄水期,为了研究长江三峡工程蓄水对长江口环境的影响,2003年6月15-25日组织了长江口及其邻近海域环境综合调查,对该次调查所取得的悬浮体样品进行了显微观察和X射线衍射测定,分析了不同水体中悬浮体颗粒的形态特征和物质组成。结果表明:从徐六泾到长江口邻近海域,悬浮体颗粒形态特征不同,徐六泾至南支主槽,悬浮体颗粒以单颗粒为主;拦门沙最大浑浊带,悬浮体颗粒以大絮团、团状絮团和絮网为主;长江口邻近海域,悬浮体颗粒以有机质絮团和单颗粒并存为主。长江口区悬浮体矿物颗粒主要以粒状或片状形式存在。悬浮体矿物颗粒主要由石英、长石等碎屑矿物和黏土矿物组成。从河道到长江口外的邻近海域,石英和长石含量逐渐降低,伊利石和绿泥石含量逐渐增加,高岭石含量先降低后增加。与蓄水前相比,蓄水后徐六泾附近小絮团数量有所增加,蓄水前后拦门沙和长江口邻近海域悬浮体形态特征和长江口地区悬浮体物质组成并未发生明显变化。     

西沙岛礁基底花岗质岩石的锆石U-Pb年龄及其地质意义北大核心CSCD

西沙地块作为南海中散布的微地块之一,迄今尚缺乏有关中生代构造-岩浆活动的岩石学资料或证据。在2012—2013年,中海石油(中国)有限公司湛江分公司在西沙岛礁上设计实施了"西科1井"科学钻探,成功钻取了长达1 268.02m的岩心,并在井深1 257.52m处钻遇由变质岩和侵入岩组成的结晶基底。利用LA-ICP-MS分析测试技术,对取自岛礁基底的花岗质岩石进行了锆石U-Pb年龄测定,结合邻区和华南地区花岗质岩石的形成年代,探讨了与岩浆作用相关的大地构造环境。结果表明:西沙花岗质岩石在岩性上属碱长花岗岩和二长花岗岩,与南沙地块的花岗质岩石同为I型花岗岩,形成于活动陆缘构造环境下,其岩浆源区可能在一定程度上受到了幔源组分的影响;西沙岛礁基底花岗质岩石形成年龄在144~158 Ma之间,是晚侏罗世构造-岩浆作用的产物,在成岩时代上可与华南燕山期花岗岩进行对比,反映出由古太平洋板块俯冲机制诱发的燕山期岩浆活动对华南大陆和南海地区产生了广泛的影响;岩石学证据表明,西沙-中沙和南沙地块经历了燕山期多期次岩浆活动的改造,在基底构造上属华南大陆的延伸部分。     

海洋沉积物的顺序萃取方法及其在冲绳海槽热液影响沉积物中的应用

不同沉积环境和沉积机制下进入海洋沉积物中的元素分别与不同介质结合,因此,将沉积物中不同结合形态元素相分离的顺序萃取方法是研究沉积物源和沉积环境的重要手段。以Tessier等建立的萃取流程为基础,针对深海沉积物标准物质GBW07315中Fe、Mn、Co、Cu、V元素,分析了方法的准确性和重复性。结果表明:各元素回收率基本介于94%~126%之间,平均值为106%。在重复性方面,除V元素在铁锰氧化物结合态中的相对标准偏差较高外,其余元素在铁锰氧化物结合态、有机结合态以及残渣态中的相对标准偏差均低于15%,而碳酸盐结合态和可交换态中元素的相对标准偏差较大,这与其样品中这些结合态的元素含量相对较低有关。因此,对于深海沉积物来讲,顺序萃取法具有较好的稳定性和可靠性,尤其是对其中铁锰氧化物结合态、有机结合态和残渣态的萃取效果令人满意。将该方法应用于冲绳海槽热液影响沉积物中,实现了热液源铁锰氧化沉积的有效萃取和分离。     

冲绳海槽岩浆源的三分量混合模型

综合分析了冲绳海槽玄武岩中微量元素的地球化学特征，发现最少要求三分量混合作用来解释其岩浆源成分，并通过最大方差因子分析估算了3个分量的贡献比例。亏损型地幔是海槽岩浆源的主体，但其中舍有富集型地幔的成分，尤其是海槽中部玄武岩岩浆源中这种富集型地幔成分的特征表现得更为明显。俯冲组分是岩浆源中的另一个主要成分，贡献量为20％左右，是造成海槽区玄武岩中Pb强烈富集的重要原因。     

冲绳海槽海底热液活动区玄武岩的矿物学和岩石化学特征及其地质意义

１９９２年５月－１９９２６月对绳海槽热液活动区进行调查采样，对拖网采到的新鲜的玄武岩样品做了斑晶矿物学及岩石化学研究。结果表明，冲绳海槽玄武岩的斑晶矿物主要由橄榄石、单斜辉石、斜方辉石和斜长石组成，副矿物有铬铁尖晶石和磁铁矿，因而将样品定为橄榄玄武岩。     

冲绳海槽岩浆活动研究进展及思考

冲绳海槽以其特有的构造地质环境吸引着众多地质学者的关注。针对冲绳海槽地区岩浆作用过程的研究是其中的核心内容之一。本文综述了近年来冲绳海槽岩浆源区物质特征、岩浆形成演化过程及其控制机制等方面研究取得的主要成果,并在此基础上指出了目前冲绳海槽岩浆活动研究工作中存在的科学问题,提出利用铀系不平衡方法研究冲绳海槽岩浆活动的新思路,同时探讨了今后一段时间内的研究方向应该集中在以下四个方面: ①菲律宾板块俯冲的脱水过程对冲绳海槽岩浆活动的作用;②俯冲过程中深海沉积物对冲绳海槽岩浆的贡献;③冲绳海槽岩浆熔融的控制因素;④冲绳海槽火山活动和海底热液活动的成因关系。     

过渡金属元素Cu、Co、Ni在铁锰结核(壳)中富集的控制因素

在不同生成环境下生成的铁锰结核(壳)吸收不同的过渡金属元素。在成岩作用形成的铁锰结核中,Cu、Ni主要以锰相形式存在,而Co则以铁相的形式存在;在水成作用形成的铁锰结核(壳)中Cu、Co、Ni均以锰相的形式存在。这些过渡金属元素在成岩作用形成的结核中的存在与铁锰结核(壳)中锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物的晶体化学特征密切相关,而在水成作用形成的铁锰结核(壳)中的富集与锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物的晶体化。学特征关系不大。同时铁锰结核(壳)中锰矿物和铁的氧化物、氢氧化物又严格地受结核(壳)的生成环境的制约,因此,过渡金属元素Cu、Co、Ni在铁锰结核(壳)中的富集在一定程度上受结核(壳)生成环境的控制。     

现代海底热液活动的热和物质通量估算

对现代海底热液活动所导致的热和物质的通量研究是非常重要的,因为这不仅涉及到海洋环境研究的基础,而且涉及到海水性质的历史演化.当前对热通量估算的主要依据是来自对热液烟囱、低温扩散流及洋中脊的观测数据, 然而在对烟囱体热通量的估算中很少考虑同时存在的传导项,半空间冷却模型的热通量密度函数与实际数据误差较大.因此,应用了三种方法重新估算了热液活动的热通量:(1)通过烟囱体及扩散流估算的热液热通量为97.359 GW;(2)通过热液羽状体估算的热通量为84.895 GW;(3)利用所提出的指数衰减法,通过洋壳传导通量估算的热通量为4.11 TW.对物质通量估算的研究较少,其原因是现场观测数据太少.以大西洋中脊TAG区热液流体为代表首次估算了不同元素的物质通量.用不同方法所得估算值的差异反映了人类对热液活动的认知程度,系统地现场观测将有助于准确估算热液活动对海洋的贡献.