太平洋与东亚沿海的海洋战略角逐（上）

太平洋作为世界第一大洋，位于亚洲、大洋洲、北美洲、南美洲和南极洲之间。西南以塔斯马尼亚岛东南角至南极大陆的经线（东经146°51’）与印度洋分界，东南以通过南美洲南端的合恩角的经线（西经67°）与大西洋分界，北经白令海峡与北冰洋相通，东经巴拿马运河和麦哲伦海峡、德雷克海峡通大西洋，西经马六甲海峡和巽他海峡通往印度洋，面积17967．7万平方千米，占地球表面总面积的35．2％，占世界海洋总面积的49.8％。     

西准噶尔蛇绿岩:古大洋俯冲增生过程的记录

蛇绿岩记录了大洋岩石圈形成、演化、消亡的全过程,是刻画区域板块构造和洋 陆格局演化的关键证据。本文通过系统梳理前人相关研究,总结西准噶尔蛇绿岩最新研究成果,探讨大陆地壳增生方式、恢复古大洋演化历史,从而对西准噶尔构造体制转化提供新制约。西准噶尔地区发育多条震旦纪—石炭纪被构造肢解的蛇绿岩带,具有典型的岩块 基质结构,绝大多数蛇绿岩包括正常洋壳组分和海山/大洋高原残片,其中基性岩具有MORB和OIB的地球化学特征。基于前人研究,本文认为在西准噶尔古大洋发育过程中,发育不同时代与地幔柱有关的海山/大洋高原,同时存在增生型和侵蚀型两类汇聚板块边界。另外,大洋高原增生不仅是大陆地壳增生的有效途径之一,还可能诱发俯冲极性反转和传递。而在大洋高原形成初期,还可能存在地幔柱诱发俯冲起始机制。     

一株分离自太平洋卡罗琳深海海山水域NX-5T菌株的多相分类鉴定

黄杆菌种类多、分布广,但从深海海山环境中发现黄杆菌新物种的报道还没有。2017年我们从西太平洋卡罗琳深海海山水域分离到一株细菌XN-5^T,经16S rRNA基因序列测定表明,该菌与黄杆菌属(Flavobacterium)内系统发育关系最近模式菌株F.degerlachei LMG 21915^T、F.frigoris LMG 21922^T之间的相似性分别为97.5%和97.8%。本研究采用形态学观察、生理生化特征、遗传特征、脂肪酸和极性脂测定等方法,对该菌株进行了详细的多相分类鉴定。结果表明,XN-5^T菌株在16S rRNA基因系统发育、生长温度、淀粉、酪蛋白水解、硝酸盐还原,产α-半乳糖苷酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶,同化L-阿拉伯糖、D-甘露醇、N-乙酰-氨基葡萄糖、葡萄糖酸钾,发酵蔗糖、阿拉伯糖,以及脂肪酸、极性脂组成等方面,均与相近模式菌株有所差异。综合多相分类鉴定数据,我们判定XN-5^T菌株为Flavobacterium属内的一个新种,命名为Flavobacterium pacifica sp. nov。     

无震脊或海山链俯冲对超俯冲带处的地质效应

全球海底分布着众多的无震脊或海山链,且在太平洋、印度洋及大西洋均存在靠近俯冲带的海岭。除小安德列斯弧外的巴拉克达脊和蒂勃朗脊起源自转换断层外,一般认为它们由与板块构造动力学迥异的地幔柱动力学所形成的。在板块汇聚边缘处,与扩张脊处所形成的正常洋壳一起,无震脊或海山链俯冲于陆缘弧或洋内弧之下,其对弧及弧后地区的地质效应(构造、地貌、地震以及岩浆作用等)有别于正常洋壳俯冲。无震脊或海山链的俯冲通常造成俯冲带地区的上驮板块的局部异常抬升、俯冲剥蚀作用效应的加强、海沟的向陆迁移以及地震强度的增加。同时,无震脊或海山链俯冲时,其携带的具富集地球化学特征的物质不仅影响着地幔地球化学,也对弧及弧后火山熔岩化学产生明显影响,并对超俯冲地区的热液矿床的形成产生重要影响。最后,本文指出了我国有关无震脊或海山链俯冲的可能的研究方向包括黄岩海山链俯冲对吕宋岛弧的可能影响、印度洋无震脊俯冲对青藏高原局部地区的影响,有我国学者参与的IODP344航次的研究对象——科科斯脊俯冲对哥斯达黎加地震成因的效应以及位于西太平洋地区靠近俯冲带的一些无震脊等。     

“大洋板块地层”的重建与意义——以藏南仲巴地区为例

混杂岩是古增生楔存在的标志之一,一般由枕状玄武岩、灰岩、放射虫硅质岩、硅质页岩、砂岩等混乱无序组成。目前"大洋板块地层"(OPS)运用放射虫地层学方法对混乱的增生楔断片进行重建取得了良好效果,并清晰地展示了大洋板块俯冲和洋底物质连续增生的历史。在西藏仲巴地区填图过程中,结合放射虫年代学分析鉴定结果,以OPS重建的思路和理论作为指导,重建了仲巴地区混杂岩的大洋板块地层,并恢复了该区域特提斯洋在洋中脊大洋板块增生至消亡的岩石序列,自下而上分别为侏罗纪海山玄武岩、海山覆盖物侏罗系—白垩系碳酸盐岩、海山周围沉积的侏罗系—白垩系放射虫硅质岩和硅质页岩,以及海沟附近的白垩系陆源碎屑岩等,为特提斯洋大洋板块俯冲的方向、持续时间和古大地构造环境提供了信息。     

太平洋水下海山磷酸盐的成因及形成环境

笔者首次对太平洋与大洋富钴结壳密切相关的海山磷酸盐的成因及形成环境进行了比较深入的研究.研究发现,各种产出形态的磷酸盐都不同程度地交代碳酸盐等含钙物质,而呈现出交代生物结构、交代凝灰结构、交代角砾状结构及交代填间结构等各种交代结构,反映了磷酸盐的交代成因. 此外,其δ13C值(变化于0.7‰~2.0‰之间)也证实其属于交代成因.磷酸盐中Na、Mg、Sr、F、P2O5含量以及Na/P2O5、Mg/P2O5、Sr/P2O5、F/P2O5的比值,特别是晶格中结构CO2的含量(变化于5.7%~6.2%之间),与形成于氧化环境下的Blake plateau、Chatham Rise、Agulhas Bank等处的磷酸盐相近,表明调查区磷酸盐亦形成于氧化环境.氧同位素测定结果表明,磷酸盐的形成温度为5.8~14.8 ℃,平均为11.5 ℃,显示其形成于正常的海水温度环境.西、中太平洋海山磷酸盐形成环境十分接近的事实暗示,西、中太平洋广大区域内的成磷事件存在着时间上和成因上的统一性和相似性.     

西北太平洋采薇海山富钴结壳矿物学和地球化学特征

富钴结壳是一种富含Mn、Co、Ni和稀土元素（镧系元素加钇,简称REY）等元素的海底矿产资源。本文研究的富钴结壳样品是“科学”号在2018年HOBAB5航次于西北太平洋采薇海山的山顶边缘上通过电视抓斗获得的。利用扫描电镜、X射线衍射仪（XRD）、电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）分析了富钴结壳的显微构造、矿物学特征和地球化学特征,并探讨了其成因类型和形成机制。富钴结壳的结构从内到外可分为土黄色的疏松层（C8-5）、黑色铁锰致密层（C8-2、C8-3和C8-4）和发育葡萄状球体的粗糙表面（C8-1）。土黄色疏松层孔隙度较高,主要组成矿物为水羟锰矿、石英、钙长石、钠长石、钙十字沸石和钡镁锰矿,Mn的含量较低,Al的含量较高。黑色的铁锰致密层孔隙度较低,呈柱状构造,主要组成矿物为水羟锰矿、石英、钙长石和钠长石,Al含量有所下降,Mn含量升高, 说明陆源物质的供应逐渐变少。在富钴结壳的生长后期,其主要显微构造由柱状构造向斑杂构造转变,二者的过渡区域为铁锰氧化物与富Si碎屑物质组成的层状构造。富钴结壳各层位的Mn/Fe比值为1.16～1.85,且各层位Ce呈正异常,Y呈负异常,以上特征表明富钴结壳为水成成因型,其金属元素来源于氧化性海水,未受到热液活动的影响。依据富钴结壳的年代学数据,可知从渐新世末期到上新世中期,富钴结壳的生长过程一直受控于太平洋深层水。Co/(Fe+Mn)和Co/(Ni+Cu)的不断升高表明富钴结壳一直在氧化性较高的海水环境中生长。相较于其他大洋和海区,采薇海山富钴结壳具有高含量的Co、Ni和REY,具有极高的经济价值和开采价值。     

冲绳海槽中部热液区及典型喷口区地形地貌特征

利用最新测量的高精度深水多波束资料,对冲绳海槽中部热液活动区的地形地貌特征进行了系统的分析后发现,研究区地形情况相当复杂,起伏变化较大,总体上呈沿SW—NE向延伸的裂谷地势,裂谷水深范围约在1 500~1 800 m,大量呈SW—NE向的线性海山链和裂谷、洼地地貌交错出现,分析认为其形成可能与冲绳海槽的弧后扩张作用有关。另外,通过ROV(Remotely Operated Vehicle)上获得的影像,结合浅表层沉积物和岩石样品分析发现,2处喷口地形地貌情况明显不同,Iheya North喷口区地形起伏变化大,具有较多烟囱体、丘体,周围沉积物以硫化物砂为主;Iheya Ridge则以裂隙式溢流为主,分布范围广,地形倾斜平整,少见烟囱体、丘体,底质较硬,热液沉积物分布较少。