大西洋的前世今生

大西洋是世界上的第二大洋,位于欧洲、非洲与南美洲、北美洲和南极洲之间,他的面积约占地球表面积的20%,后期因大西洋的南端海域被命名为南冰洋,面积有所缩减,形状在平面上呈现狭长的"S"型(图1)。根据演变过程的差异可将大西洋分为南大西洋、中大西洋和北大西洋,南大西洋主要指南美洲和西非之间的区域.中大西洋主要包括北美中南部和西北非之间的区域,北大西洋主要指北美北部和格陵兰岛、挪威陆架之间的区域(图1)。     

桂西二叠系沉积型铝土矿鲕粒成因机制探讨

已有研究表明铝土矿中鲕粒的Al含量普遍高于基质,但鲕粒富集Al过程尚不清楚。本文通过对桂西地区铝土矿进行宏微观观察以及电子探针测试(EPMA)和X粉晶衍射分析,研究了矿石构造和元素地球化学变化规律,试图分析铝土矿中鲕粒生长机制。含矿岩系层序多变特征表明桂西铝土矿为陆相成因;鲕粒内部圈层Al含量大于50%,而Si含量小于1%,Fe含量波动于1%左右,证明矿石中鲕粒Al的含量比基质的高,同时硬水铝石的结晶程度亦较高;与鲕粒生成有密切关系的构造主要为凝胶和裂隙,两者为正反馈关系;胶体在分离过程中出现分凝,主要形成富铝、富硅和富铁凝胶,分凝过程中Fe、Si亲和性强,两者的迁移能力均高于Al。分析认为鲕粒形成于浅埋阶段,是一种凝胶的反复分凝过程,受控于湿润-干热气候,成鲕可大致分为3个阶段,即充水阶段、湿润阶段和干热阶段,成核机制为脱水收缩,圈层增长机制为成胶-凝胶老化交替。铝土矿型风化壳的物质搬运过程使鲕粒的圈层停止生长,形成夭折鲕,若条件有利则形成再生鲕。首次引入磁场的概念解释了鲕粒保持浑圆形习性的原因。     

南黄海冷水中心内外夏季大型底栖动物群落分析

根据1959年、2004年和2012年夏季航次的调查数据,研究南黄海冷水中心内、外大型底栖动物群落结构及年际变化。使用Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数、Margalef丰富度指数,平均分类差异指数以及丰度生物量比较曲线(abundance-biomass comparison curves,ABC Curves)分析群落的组成与变化,使用相对重要性指数(index of relative importance,IRI)分析群落中的优势种和重要种。研究结果显示,3个航次共鉴定大型底栖动物112种,隶属18纲69科80属;其中冷水中心(Yellow Sea cold water mass core,YSCWMC)内33种,隶属16纲65科75属;冷水中心外87种,隶属7纲30科36属。两因素方差分析(Two-way ANOVA)结果显示三航次间时空尺度上冷水中心内、外的H′、J′和d的差异均不显著,物种丰度和物种生物量也未发生明显的改变。冷水中心内部群落的H′、J′和d变化幅度较冷水中心外部群落小,表明相较冷水中心外的群落,冷水中心内的群落结构较为稳定。分类差异变异指数及ABC曲线分析也显示冷水中心内、外的群落状况良好。通过比较冷水中心内、外物种组成发现冷水中心内软体动物(Mollusk)种类最多,其丰度和生物量在冷水中心内优势明显,且三个航次间软体动物物种改变较小。冷水中心内群落中的多毛类动物(Polychaeta)和棘皮动物(Echinodermata)虽在各年份分别占据优势种地位,丰度极高,但种类极少。冷水中心外群落中的多毛类动物和棘皮动物占据绝对优势,无论是种类数还是生物量都较其他种类高。在调查航次总生物量中,冷水中心内的软体动物生物量占总生物量的38%,而冷水中心外的仅占总生物量的3%,说明软体动物较为适宜生活在低温、高盐的冷水环境中。三年间分析调查显示冷水中心内软体动物的重要种及常见种有薄索足蛤(Thyasira tokunagai)、秀丽波纹蛤(Raetellops pulchella)、短吻蛤(Periploma sp.)、胡桃蛤(Nucula sp.)和日本梯形蛤(Portlandia japonica)。冷水中心对于大型底栖动物中软体动物的生长繁殖具有重要的保护作用,能够维持其群落结构的稳定。     

南黄海沉积物中活性铁氧化物对有机碳的保存作用

土壤和沉积物中活性铁对有机质的吸附对有机质具有长期稳定和保存作用,从而在地质时间尺度上缓冲大气CO₂浓度。本文利用连二亚硫酸钠还原性溶解提取活性铁氧化物（FeR）及与之结合的有机碳（Fe-OC）,定量研究了南黄海沉积物中FeR与OC之间的结合方式以及FeR对OC的保存作用,讨论了深度增加对二者相互作用的影响。结果表明,南黄海沉积物中Fe-OC占沉积物总有机碳的份数（f_Fe-OC）为（13.2±7.47）%,即活性铁对OC的年吸附量为0.72 Mt,占全球边缘海沉积物TOC年埋藏通量的0.44%。Fe-OC的平均OC:Fe为4.50±2.61,表明共沉淀作用对有机质的保存起重要作用,且其比值随海源有机质含量增加而增加。Fe-OC稳定碳同位素（δ13C_Fe-OC）结果表明,FeR优先保存活性有机质,但这种选择性随OC:Fe增大而减弱。随深度增加,f_Fe-OC和δ13C_Fe-OC均未表现出显著变化,这与该海域沉积物中有机质活性较低、铁还原作用较弱有关。     

基于解析解的长江口南港悬沙侧向捕集特征分析

为探讨长江口南港的水动力结构及悬沙侧向输运特征,本文从解析解的角度构建了潮汐河口水沙输运数学模型,并将其应用到长江口南港某横断面上。南港水动力主控于半日潮流,余流主要由陆相径流及本地非线性对流项驱动,悬沙分布上北侧副槽远大于南侧主槽,水沙分布的计算结果与实测结果在结构上基本一致。通过输沙函数进一步分析表明,潮流输沙和余流输沙是南港侧向输沙函数的两个主要部分。南港中强劲径流削弱了涨潮流,增强了落潮流,使得向河槽南侧的涨潮流输沙小于向河槽北侧的落潮流输沙,潮流输沙指向河槽北侧。径流驱动的南港侧向余流在涨潮流方向上为一逆时针环流结构,余流输沙指向河槽北侧。扩散输沙指向南侧主槽,因其总是指向悬沙浓度梯度的负方向。在各输沙因子的综合作用下,南港中大量悬沙捕集于河槽北侧,使得河槽北部底层潮平均含沙量值达到最大值。     

南黄海绿潮暴发与紫菜养殖的关系

采用现场调查、社会调查和卫星遥感多种手段相结合,调查了南黄海绿潮早期零星漂浮到大面积暴发的时空变化过程,分析了紫菜养殖工艺对绿潮暴发的影响,估算了南黄海不同紫菜养殖区输入海洋的绿潮藻初始生物量,并探讨了主要海域紫菜养殖面积的增长与绿潮暴发的关系。结果表明,受紫菜养殖生产工艺的影响,数以千吨的绿潮藻在短期内被刮落集中输入至海洋,为绿潮的暴发提供了最为直接和充足的绿潮藻初始生物量,其主要来源为竹根沙、蒋家沙和东沙紫菜养殖区。2005年以来,上述3个养殖区的紫菜养殖面积持续扩大,是2007年以来南黄海绿潮持续暴发的主要原因。水温是影响绿潮形成的关键环境因素,4~6月份大量被刮落入海的绿潮藻在适宜环境条件下漂浮和快速生长,并最终形成绿潮。     

Mineralogical characteristics of polymetallic sulfides from the Deyin-1 hydrothermal field near 15°S,southern Mid-Atlantic Ridge

A seafloor hydrothermal field, named Deyin-1 later, near 15°S southern Mid-Atlantic Ridge(SMAR) was newly found during the 22 nd cruise carried out by the China Ocean Mineral Resources Research Development Association(COMRA). Sulfide samples were collected at three stations from the hydrothermal field during the26 th cruise in 2012. In this paper, mineralogical characteristics of the sulfides were analyzed with optical microscope, X-ray diffractometer, scanning electron microscope and electron microprobe to study the crystallization sequence of minerals and the process of hydrothermal mineralization. According to the difference of the ore-forming metal elements, the sulfide samples can be divided into three types:(1) the Ferich sulfide, which contains mainly pyrite and chalcopyrite;(2) the Fe-Cu-rich sulfide consisting predominantly of pyrite, chalcopyrite and isocubanite, with lesser amount of sphalerite, marmatite and pyrrhotine; and(3) the Fe-Zn-rich sulfide dominated by pyrite, sphalerite and marmatite, with variable amounts of chalcopyrite, isocubanite, pyrrhotine, marcasite, galena and gratonite. Mineral precipitations in these sulfides are in the sequence of chalcopyrite(isocubanite and possible coarse pyrite), fine pyrite,sphalerite(marmatite), galena, gratonite and then the minerals out of the dissolution. Two morphologically distinct generations(Py-I and Py-II) of pyrite are identified in each of the samples; inclusions of marmatite tend to exist in the coarse pyrite crystals(Py-I). Sphalerite in the Fe-Zn-rich sulfide is characterized by a"chalcopyrite disease" phenomenon. Mineral paragenetic relationships and a wide range of chemical compositions suggest that the environment of hydrothermal mineralization was largely changing. By comparison, the Fe-rich sulfide was formed in a relatively stable environment with a high temperature, but the conditions for the formation of the Fe-Cu-rich sulfide were variable. The Fe-Zn-rich sulfide was precipitated during the hydrothermal venting at relatively low temperature.     

基于遥感和GIS的长岛南五岛近30年海岸线时空变迁分析

海岛不仅具有很高的资源、生态和经济价值,而且对维护国家海洋权益具有重大意义。本文基于遥感和GIS技术,利用1982、1995、2006和2015年的Landsat卫星遥感影像,分析了近30年来长岛南五岛海岸线的时空变化特征。结果表明:1982年以来,长岛南五岛近30年的海岸线长度增加了9.54 km,海岸线呈向海推进趋势,平均推进速度为0.54 m/a。海岸线变化主要受人为因素的影响,变化比较大的岸段主要分布在南长山岛和北长山岛的西部,以养殖开发、填海造陆与港口建设为主。研究认为,海岸线的变化,将会导致诸如岸线侵蚀等环境问题,应注意合理开发、利用海岸线资源。     

南祁连盆地木里冻土区天然气水合物烃源岩特征及评价

中国地质调查局2008年在南祁连盆地木里冻土区采集到了中国陆域第一例天然气水合物实物样品,对于天然气水合物的气体来源存在不同的认识。利用新完钻3口井样品的化验分析结果,分析了中侏罗统和上三叠统烃源岩有机地球化学特征。结果表明,中侏罗统江仓组、木里组煤系地层烃源岩有机质丰度较高,TOC(总有机碳含量)大于1%的样品占78.9%;氯仿沥青"A"含量大于0.1%的占总数的72.2%;有机质类型以Ⅱ_2、Ⅱ_1型为主;镜质体反射率R_o多介于0.7%~1.2%之间;71个样品生烃潜量平均值为8.8mg/g,总体处于生烃高峰期的生油阶段或凝析油阶段,属于好、很好烃源岩,为天然气水合物主力生烃层系。上三叠统尕勒得寺组亦为煤系地层烃源岩,TOC含量大于1%的样品占76.9%;氯仿沥青"A"含量小于0.05%;有机质类型以Ⅲ、Ⅱ_1型为主;镜质体反射率Ro介于1.1%~1.77%之间;总体处于生湿气或干气阶段,但由于构造抬升影响其生烃潜量,平均值仅为0.35mg/g,当前整体生烃能力较差,为非烃源岩或较差烃源岩,对天然气水合物成藏贡献不大。     

滇西南澜沧江带红豆山铜矿花岗斑岩地质地球化学特征及成岩时代

南澜沧江火山弧带红豆山花岗斑岩属于过铝质钾玄岩性S型花岗岩,SiO_2含量为71.1%~74.4%,全碱含量高(K_2O+Na_2O=8.4%~9.4%),富钾(K_2O/Na_2O=3.9~5.0),铝饱和指数(A/CNK)为1.06~1.21;具轻稀土元素富集特征,负Eu异常(δ Eu=0.53~0.74);相对富集大离子亲石元素(LILE,如Rb、Ba、Th、U等),但亏损Sr、P、Ti等元素。地球化学特征表明,红豆山花岗斑岩具火山弧花岗岩与同碰撞花岗岩的特征,为活动大陆边缘弧的产物。红豆山花岗斑岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为220.3±3.6Ma,形成于晚三叠世。红豆山花岗斑岩的地球化学特征和形成时代与小定西组基性火山岩非常相似,两者是同一期岩浆活动不同阶段的产物。