海洋科学的前沿-“数字海洋”

本文所提出的“数字海洋”,系基于当前世界各国极为关注的“数字地球”发展前景 ,其事关我国海洋科学进入21世纪信息时代所面临的挑战和机遇。对此,从“数字地球”概念及其所涉及的新理论和高新技术 ,到中国“数字地球”中的“数字海洋”有待顺应发展,作了概述。同时 ,重点就“数字海洋”技术与目标和建设的设想等作了探讨。     

内蒙古索伦山蛇绿岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其地质意义

为加深对中亚造山带东段晚古生代构造背景的认识,选取内蒙古索伦山蛇绿岩中较新鲜的玄武岩和辉长岩开展岩相学、年代学和地球化学研究。结果表明,玄武岩和辉长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb谐和年龄分别为(276.4±1.4) Ma和(273.9±3.3) Ma,形成于早二叠世。二者均为亚碱性拉斑系列,Mg^#分别变化于41～50和62～65之间,均低于幔源原生岩浆值;主量元素与SiO₂含量之间具有一定的线性关系,反映岩浆演化过程中分离结晶占主要地位。两种岩石的Th/La、Th/Ce和Lu/Yb值均低于大陆地壳的平均值,而与幔源岩浆的比值接近,推测岩浆演化过程中地壳混染的影响不大。稀土元素组成上,玄武岩表现为轻稀土亏损的N-MORB特征,可能起源于尖晶石二辉橄榄岩亏损地幔的5%～10%部分熔融;辉长岩具有轻稀土略亏损、整体平坦的稀土特征,但稀土元素总量明显比N-MORB更亏损,是源区熔融程度更大所致。此外,二者都富集K、Sr、Ba和Pb等大离子亲石元素而亏损Nb、Ta等高场强元素,具有岛弧岩浆特征,指示它们遭受了俯冲板片含水流体或者俯冲沉积物熔体的影响...     

大兴安岭南段晚中生代侵入岩时空分布及主脊与东坡岩体特征对比

通过岩相学、地球化学、锆石U-Pb年代学对位于大兴安岭主脊上的马勒根坝岩体、朝阳沟岩体和大兴安岭东坡区域的野猪沟岩体、布敦化岩体的4个不同花岗岩岩体的岩石类型、主量和微量元素特征、年代学及构造背景进行对比分析,讨论了研究区在晚侏罗世—早白垩世的岩浆活动及地质背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄显示:主脊朝阳沟岩体和东坡布敦化岩体年龄分别为(154±1) Ma和(154.1±1.6) Ma,属于晚侏罗世岩体,主脊马勒根坝岩体和东坡野猪沟岩体年龄分别为(144.62±0.74) Ma和(140.2±2.7) Ma,属于早白垩世岩体。岩相学和地球化学特征显示:主脊岩体为高钾钙碱性-准铝质-过铝质花岗岩岩体,东坡岩体为钙碱性-高钾钙碱性-准铝质-弱过铝质TTG型岩体;主脊比东坡岩体更加亏损Ba、Nb、Sr、P、Ti、Eu元素,为高分异I型花岗岩,东坡岩体为正常的I型花岗岩。结合区域地质资料分析,认为在晚侏罗世—早白垩世伊泽奈崎板块NNW向俯冲和蒙古—鄂霍次克洋闭合共同作用于大兴安岭南段地区,在大兴安岭主脊形成断裂带,导致幔源岩浆上涌底侵下地壳而形成沿断裂带分布的花岗岩体;主脊处于碰撞向伸展...     

浅层结构不确定性对广角地震走时正演模拟结果的影响——以西沙地块OBS2011-1测线为例

海洋地球物理勘探中常使用多道地震数据建立浅部地层模型,结合海底地震仪广角地震数据进行射线追踪和走时反演求取地层速度特征.受采集环境和成本限制,部分海底地震仪测线缺少同步采集的多道地震数据,建立的初始模型其浅层结构有较大不确定性,可能会对正演模拟结果造成严重影响.本研究针对海底地震仪广角地震走时模拟中浅部结构的不确定性因素,使用RayInvr软件构建了理论模型和走时数据体,分析讨论了初始模型沉积层厚度与速度变化对正演模拟结果的影响.之后进行实测数据处理,在MCS2019-3测线数据的约束下建立初始模型,对OBS2011-1测线震相重新进行了走时拟合,将得到的模型结果与先前结果进行对比,得到以下结论：沉积层厚度及速度不确定性对走时模拟结果的浅部结构影响较大,深部结构影响较小;使用错误的速度与基底深度组合来拟合沉积层反射震相PsP,会使台站下方的地壳和地幔折射震相Pg和Pn,以及莫霍面反射震相PmP都出现走时小起伏,走时提前对应沉积层速度与厚度偏大,走时延后对应沉积层速度与厚度偏小;PsP震相缺失时,不同的速度-深度组合都可以很好地拟合震相,但会增加结果的不确定性.

     

西沙地块海底地震仪转换横波的数据处理与震相识别

主动源海底地震仪（OBS）转换横波震相的分析和模拟,能够从泊松比的角度更准确地约束地下结构和物质组成,有助于地壳精细结构和构造属性的研究.本文对南海北部陆缘西沙地块的OBS2013-3测线进行了转换横波数据处理和分析,通过能量扫描法求取极化角,并对OBS水平分量数据进行旋转,获取了径向分量数据.结合本测线的地质情况,求解佐布里兹（Zoeppritz）方程,得到了不同转换模式的能量分配关系,定量地指示了沉积基底和海底面为主导的P-S转换界面,Moho面为次一级转换界面.在OBS2013-3测线的各个台站径向分量地震剖面上识别出了一系列PPS和PSS型转换震相,最大偏移距达到130km,并进行了初步的正演模拟试算和验证.结合本测线实际情况,对OBS转换横波研究的基础问题进行了探讨.这些工作为后续的二维横波速度结构和泊松比结构模拟、物质组成和地壳属性分析打下了坚实的基础,为研究方法的进一步完善提供思路.

     

频率-波数域递推计算海底多分量地震记录中的反射系数

在频率-波数域中采用解析法,解出多层条件下海底实测的多分量地震数据分解成上行和下行P波和S波的算法,导出海底各层地震反射系数随入射角变化(简称RVA)的递推计算公式,为海底多波多分量AVO弹性参数的反演及流体因子预测提供基础数据.合成数据的计算结果表明,本文给出的算法能较可靠地从海底多波多分量记录中提取RVA信息.     

内蒙古北山造山带时空结构与古亚洲洋演化

内蒙古北山造山带自北向南发育红石山－百合山、月牙山－洗肠井和帐房山－玉石山3条蛇绿构造混杂岩带。其中北部的2条蛇绿岩带揭示了北山造山带两阶段演化的历史：月牙山－洗肠井蛇绿混杂岩带洋壳形成于530~520 Ma,沿该带多处保存较完好的蛇绿岩洋壳残块（洋壳结构具向北变新特征）,与北侧的早古生代公婆泉岩浆弧（由南向北岛弧成熟度变高）共同指示了北山洋向北俯冲消减的过程,即490 Ma初始俯冲,450~440 Ma为俯冲峰期,430~420 Ma为同碰撞阶段,400 Ma的双峰式岩浆岩组合指示了北山洋的消亡和后造山伸展的过程;红石山－百合山蛇绿混杂岩带是发育在雀儿山－圆包山岛弧基础上的SSZ型蛇绿岩,弧后开裂洋壳的形成与南侧最早发育的岛弧岩浆作用年龄接近（340~320 Ma）,310~290 Ma俯冲峰期造成南侧白山岩浆弧大量的岩浆活动,早二叠世末期（275 Ma）的辉长岩和花岗岩侵位及早—中二叠世双堡塘组下部的角度不整合均反映了红石山洋盆的闭合。前人所划"石板井－小黄山蛇绿岩带"实为一条早古生代发育的深大断裂,沿带发育中基性侵入体及少量超基性岩,后期（志留纪末）叠加有较强的韧性剪切变形。中生代以来的走滑作用和逆冲推覆构造改造了古生代的构造格架,使红石山-百合山蛇绿混杂岩带向北左行切错了十余千米,北山南部的中—新元古界推覆至下古生界之上。对内蒙古北山造山带时空结构的厘定,有助于中亚造山带造山作用过程的理解及其对古生代地壳增生的深入研究,也对银额盆地晚古生代新层系油气资源勘查起到基础支撑。     

从微体化石看西太平洋暖池的形成与演化

通过对南海大洋钻探ODP第184航次的ODP1143站和ODP1146站以及中德合作"太阳号"95航次的南沙海区17957-2柱状样中微体化石进行定量分析,提取了近18MaB.P.以来南海上部海水垂向结构的变化.结果发现11.5～10.6MaB.P.之间和3.6～3.3MaB.P.以来南海温跃层深度的南北梯度明显增大,指示了西太平洋暖池雏形的开始和现代暖池的最终形成,且分别对应于印度尼西亚海道和巴拿马地峡的关闭.此后,南沙海区的温跃层深度自约0.9MaB.P.逐渐变浅,至约0.15MaB.P.又再变深,反映了西太平洋暖池的减弱和再次加强.因而,晚新生代西太平洋暖池的形成和演化呈现阶段性.     

黑龙江多宝山地区中侏罗世火山岩的发现及其对蒙古-鄂霍茨克洋闭合范围的限定

黑龙江省多宝山地区位于中亚造山带东段、兴安地块东南缘,发育大面积早—中侏罗世侵入岩,但至今未发现同时代的火山岩。在多宝山地区首次发现了同时期的火山岩,并确定为一套英安岩、流纹岩和粗面岩组合。为进一步明确其形成时代及反映的构造意义,对出露的火山岩开展了锆石U-Pb测年和岩石地球化学分析。锆石U-Pb年龄显示,火山岩形成时代为167.1~169.3 Ma,为中侏罗世喷发成岩。火山岩具有富碱（Na2O+K2O=3.70%~7.66%）、富铝（Al2O3=11.42%~19.00%）的特征,属于高钾钙碱性、过铝质（A/CNK=1.08~3.73）岩石。稀土元素呈轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾特征,具负Eu异常（δEu=0.53~0.79）。微量元素显示富集Rb、Ba、K、Th、U、Pb,亏损Nb、Ta、Ti、P、Sr。总体显示,该中侏罗世火山岩起源于新生陆壳物质的部分熔融。根据Ta-Yb、Nb-Y构造环境判别图解,该期火山岩形成于挤压背景环境。结合区域构造背景及其演化特征,综合认为,中侏罗世火山岩应是蒙古-鄂霍茨克洋闭合过程导致的陆-陆碰撞作用的产物。闭合导致的陆陆碰撞作用已影响到兴安地块东南缘。     

Integrated indicators-based gradation of cultivated land quality in mountainous region of Southwestern China

1 Introduction The gradation of cultivated land is to assess the suitability of cultivated land for agricultural production in terms of natural and economic prop-erties of land (Feng et al. 2004). It can be used to evaluate sustainability of land use and …