跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

珍贝—黄岩海山链热-重力均衡动态调节机制

珍贝—黄岩海山链作为我国南海的残留扩张中心, 对其研究具有重要的科学意义. 本文运用均衡学方法, 通过重力异常数据反演了过珍贝—黄岩海山链剖面的地壳界面变化, 同时计算了岩石圈热结构状态, 在此基础上建立了珍贝—黄岩海山链的岩石圈地温结构模型. 通过均衡分析方法, 对剖面上测点的海底地形数据进行了热均衡和重力均衡分析, 得到了热均衡和重力均衡形变量. 结果表明, 在珍贝—黄岩海山链高热流区域, 热均衡作用可以产生最大约0.55 km的形变, 其重力均衡形变范围为0.77—1.89 km. 热均衡通过改变海底地形和地壳物质密度不断作用于重力均衡, 重力又反过来作用于热均衡, 形成了热均衡-重力均衡动态调节机制.      

90Ma以来热点与西南印度洋中脊的交互作用：海台与板内海山的形成

本文研究了西南印度洋底地幔热点．洋中脊交互作用与海台、海山形成的关系．先利用板块重构确定了西南印度洋区域中热点与洋中脊相对位置及海台、海山的形成年代,然后通过水深异常和艾里均衡模式计算了相应热点的岩浆熔融通量．计算结果显示,自90Ma以来,马里昂（Marion）热点的活动可分为三个阶段：与古罗德里格斯（Rodrigues）三联点相互作用阶段（90～73．6Ma）、与西南印度洋中脊相互作用阶段（73．6～42．7Ma）及板内火山活动阶段（42．7～0Ma）．这三个阶段分别对应于德尔卡诺隆起（Del Cano Rise）的东部、中部和西部区域洋底海台的形成．马里昂热点的活动强度和周期性明显受到了热点离洋中脊距离的影响．马里昂热点的活动周期约为25Ma,长过夏威夷和冰岛热点的活动周期（约15Ma）．     

东太平洋海盆地山玄武岩特征

东太平洋海山玄下央属于大洋岛屿拉斑玄武岩，主要由橄榄拉斑玄武岩，石英拉斑玄武岩和橄榄玄武岩组成，具有拉斑玄武岩系列和过渡玄武央系列，岩石具有基质为斑拉玄武结构或间隐结构的斑状结构和气孔构造，斑晶主要由拉长石和普通辉石组成，基质除拉长石和玻璃质外，还有少量普通辉石和磁铁矿等，岩石化学成分中Ａｌ２Ｏ３Ｎａ２Ｏ，Ｋ２Ｏ含量偏高，玄武岩中稀土元素分配型式基本相同，曲线较平坦，稀土分馏不明显，具Ｃｅ，Ｅｕ异     

2014年冬季热带西太平洋雅浦Y3海山浮游植物叶绿素a浓度及粒级结构

2014年冬季对西太平洋雅浦区Y3海山及其邻近大洋海域不同粒径浮游植物叶绿素a浓度进行了现场观测,同时结合温度、盐度、营养盐数据,分析了Y3海山区总叶绿素a浓度分布情况,不同粒级浮游植物对总叶绿素a浓度的贡献率及其与环境因子的关系,并与热带西太平洋大洋区(DY断面)进行了比较。结果表明:Y3海山A、B断面与DY断面水体平均叶绿素a浓度相差不大,分别为0.057、0.054和0.051mg/m3,A、B和DY三个断面各水层(0、30、75、100、150和200m)叶绿素a浓度变化范围分别为0.009—0.205、0.005—0.236和0.007—0.229mg/m3。不同粒级浮游植物的叶绿素a占总叶绿素a的比例从大到小依次为微微型浮游植物、微型浮游植物和小型浮游植物,三者在各断面的比例分别为A断面:59.97%,25.39%,14.64%;B断面:50.87%,30.70%,18.43%;DY断面:55.87%,29.87%,14.26%。微微型浮游植物在整个调查区域为优势类群,在A、B和DY三个断面的平均浓度分别为0.025、0.026和0.029mg/m3。各站位均有次表层叶绿素a浓度最高值现象,其中Y3海山区西南部和东南部为叶绿素a浓度高值区。洋流、温度和营养盐均对叶绿素a浓度分布有一定的影响。本研究发现海山经典假说不适用于2014年冬季的Y3海山区。     

2014年冬季热带西太平洋雅浦Y3海山光合色素分布及其对浮游植物群落的指示作用

应用高效液相色谱结合二极管阵列检测器分析技术,研究了西太平洋雅浦Y3海山区域2014年冬季浮游植物的光合色素组成。结果表明：100m以浅,玉米黄素（Zeax）是水柱中浓度最高的光合色素,浓度为22.64—84.31ng/L,叶绿素a（chl a）浓度在水柱中均值为（37±34） ng/L,在贫营养海区的数值范围内,水柱积分高值分布区与海山走向一致,二乙烯基叶绿素a（Dvchl a）和19''-丁酰氧岩藻黄素（19''BF）也是调查海区较高浓度的色素,在水柱中均值分别为（27±22）和（31±30） ng/L。其他色素新黄素（Neox）、叶黄素（Lute）、叶绿素b（chl b）、青绿素（Pras）平均水柱含量极低（<1.00ng/L）。通过CHEMTAX程序因子分析估算了浮游植物群落结构,调查区浮游植物群落以原绿球藻为优势藻,贡献率与环境因子不具有相关性,其次主要为蓝细菌和金藻,蓝细菌贡献率高值区分布在海山东南和东北侧0和30m水层,金藻贡献率高值区分布在75和100m水层,两者贡献率均与环境因子显著相关。     

伊豆-小笠原-马里亚纳俯冲带地震成因

计算了伊豆-小笠原、马里亚纳弧段的浅源地震与俯冲速率的相关系数,证实了俯冲速率是一个重要的控制因素。地震统计结果展示马里亚纳中深度(60~300 km)地震存在较明显分段性,且与海底地形起伏度相对应,推断这种现象一方面因为海山俯冲引起的板块破裂程度高,导致更多的流体供应所致; 另一方面可能与海山俯冲机制导致板片局部变形有关。通过全球P波波速模型,提取马里亚纳之下大约8.0 km/s的等值面,揭示了俯冲板片的深部形态,在马里亚纳弧的南北两侧之下,存在两个明显的缺失,代表了板片深部的撕裂,且北部撕裂程度要比南部高,可能与北部小笠原高原与南部卡罗琳洋中脊俯冲有关。重力数据与地震数据揭示了相对于马里亚纳俯冲带北部,南部可能为强耦合,菲律宾海板块之下410~660 km不连续界面滞留为太平洋板片,西南部与马里亚纳俯冲带南部俯冲太平洋板片相连。初步推断这种结构与具有较大浮力的卡罗琳洋中脊可能共同决定了马里亚纳俯冲带南部8°N、137.3°E存在的旋转极。     

中西太平洋海山形态类型与钴结壳资源分布关系

通过对中西太平洋海山形态剖面的山体高度、山顶直径、基底直径、山顶直径与基底直径之比、山体坡度、山体高度与基底直径比值六个参数多元统计分析,发现可以根据山体高度与基底直径的比值对海山形态类型进行分类:比值小于0.10的为平顶海山(Ⅰ类),大于0.10的为尖顶海山(Ⅱ类),对于等于0.10的海山需参考平坦度和山体坡度,平坦度大和山体坡度缓的为Ⅰ类,反之为Ⅱ类。西太平洋的麦哲伦海山区、马绍尔群岛基本以平顶海山为主,介于中西太平洋之间的威克—马尔库斯海山区和中太平洋海山区、莱恩群岛平顶海山与尖顶海山共同发育。对各种类型海山上钴结壳分布研究发现,无论是在尖顶海山还是在平顶海山,板状结壳均比较发育,但砾状结壳在平顶海山比在尖顶海山的发育。中太平洋尖顶海山的结壳比平顶海山的发育,但由于山顶面积小,钴结壳资源量不大。仅从平顶海山看,在麦哲伦海山区、威克—马尔库斯海山区板状结壳比中太平洋海山区、马绍尔群岛、莱恩群岛的板状结壳发育,前者的板状结壳平均厚度大于3 cm,后者的板状结壳平均厚度小于3 cm,总体上是西太平洋平顶海山钴结壳比中太平洋平顶海山的发育。两种类型海山各方向上的资源分布明显不同,在平顶海山的西部山坡的资源比东部山坡的丰富,尖顶海山的则刚好相反。     

中太平洋莱恩海山富钴结壳元素地球化学特征及成因

富钴结壳是一种经济价值高、开发前景好的海洋矿产资源,其外部形态、内部构造和地球化学特征记录了古海洋环境的演变信息。本次研究借助富钴结壳细致分层的显微构造及元素地球化学的差异分析,探讨中太平洋莱恩海山富钴结壳成因及形成过程。富钴结壳样品由上至下可分为5层,顶部较致密Ⅰ层黑褐色,表面光滑,杂质较少,具有雪松状叠层石构造,反映了沉积水动力较强;较致密Ⅱ层与Ⅰ层宏观特征类似,具有柱状和胡萝卜状叠层石构造,沉积水动力最强;疏松Ⅲ层和疏松Ⅳ层黄褐色,内含沉积物杂质,多见斑杂状构造,沉积水动力比较弱;致密Ⅴ层为磷酸盐层,具有亮黑色的沥青光泽,富含有孔虫化石,底部Ⅴ层Sr、P、Ca等元素明显富集,表明了海洋生物的明显参与,沉积水动力最弱。莱恩海山Ce异常及高钴高锰低铁特征,表明结壳长期处于氧化环境;而Mn、Fe、Co等元素地球化学特征综合表明,海洋水动力及氧化性总体表现为由底部Ⅴ层至Ⅱ层氧化性逐渐增强,至顶部Ⅰ层有所减弱的趋势;依据元素分配系数、Ce正异常、Ho正异常、Y负异常及成因三角图,判定结壳为南极底流影响下的海水成因。综合结壳年代学数据,在元素剖面中记录了三期磷酸盐化事件,恢复了莱恩海山富钴结...