西太平洋典型边缘海盆的岩浆活动

在发育有全球最大、最复杂的弧—沟—盆体系的西太平洋地区,集中了全球75％左右的边缘海盆(弧后盆地).根据磁异常条带年龄,这些边缘海盆可粗略分为3个扩张幕.主要根据DS-DP,ODP和IODP计划实施以来所获得的成果,结合其他海洋调查航次研究成果,系统阐述了分属3个扩张幕的西菲律宾海盆(第一扩张幕)、南海—四国海盆(第二扩张幕)和冲绳海槽(第三扩张幕)—马里亚纳海槽内的岩浆活动特点.西菲律宾海盆(扩张时代为65～35 Ma BP)从原先的赤道位置迁移至现今的位置,其内存在如似正常洋中脊玄武岩(NMORB)、洋岛玄武岩(OIB)及弧火山岩等多种岩石类型,其地球动力学背景分别与弧后扩张、地幔柱及火山弧等背景有关,其复杂的构造演化样式需要进一步研究;四国海盆(扩张时代为27 ～ 15 Ma BP)是由古伊豆—小笠原—马里亚纳弧(IBM)裂解形成的,其内除发育正常(N)—富集(E)的洋中脊玄武岩(NMORB-EMORB)外,还在扩张停止的同时出现了板内火山作用,形成了中K-超K碱性玄武岩.四国海盆的扩张模式并没有从岩石学和地质年代学角度进行明确制约,板内火山作用的地球动力学背景也不甚清楚.南海(扩张时代为32～15.5 MaBP)是由来自华南地块的一些微陆块向东南裂离后的海底扩张所形成,并在海底扩张后2 ～8 Ma出现板内火山作用,截止目前,并没有获取到洋壳基底样品,主要获取到了南海海山似OIB的玄武岩,未来需要从岩石学和地质年代学角度对南海海底扩张动力学和时代以及扩张期后的板内火山作用动力学背景进行进一步制约.马里亚纳海槽(扩张时代为5 Ma BP至今)为一年青的洋内弧后盆地,其北段处于裂解增进阶段,其内出露有似MORB(中南段)及介于似MORB与似岛弧岩石之间过渡类型的玄武岩(增进端);虽然在扩张时代上与马里亚纳海槽相当,但冲绳海槽(扩张时代为4 Ma BP至今)为一陆缘、初生弧后盆地,从西南往东北方向,不同区段处于不同的伸展发育阶段,西南段出露有似MORB岩石,中段岩石主要为玄武质岩石和流纹质岩石组成双峰组合,而东北段为中酸性火山岩.正在活动的马里亚纳海槽与冲绳海槽的岩浆作用研究应和其伴随的火山岛弧及其相邻的海沟处正在俯冲的洋壳板块结合起来,完整理解板块俯冲输入(subduction input)与弧及弧后输出(volcanic output)之间的关系,这将为揭示西太平洋地区构造演化提供重要证据.即将在西太平洋地区实施的IODP 349 ～ 352航次,为我国科学家提供了研究西太平洋地区构造演化的契机.     

浪尖上的中国海监——中国海监定期维权巡航执法工作发展纪实

黄岩岛,也称民主礁,位于我国中沙群岛最东处,是中沙群岛中唯一露出水面的岛礁,也是南海海盆洋壳区内唯一有礁石出露的环礁。黄岩岛海域海洋生物资源丰富,是中国广东和海南渔民的传统渔场,据史料记载,明清时期中国渔民就已在黄岩岛海域进行渔业捕捞。与此同时,黄岩岛地处南海东北部,扼守南海出入太平洋之＂口门＂,是维护国家安全和海洋权益的重要战略支撑点。黄岩岛是中国的固有领土,以其独特的地理环境、丰富的自然资源和重要的战略地位,成为我国南海一枚璀璨的明珠。2012年4月10日,菲律宾军舰干扰并一度企图抓扣在黄岩岛海域正常作业的我渔船和渔民,正在进行维权执法任务的中国海监船在上级指示下迅速前往,与菲军舰对峙并成功解救我12艘渔船。中国海监编队维护我国南海海洋权益有理、有利、有节的行动,赢得了举国支持,也使国人又一次认识并了解了巡航在我国辽阔海疆上的这支维权执法威武之师。     

西太平洋帕里西维拉海盆不对称性发育特征及其成因

西太平洋帕里西维拉海盆是伊豆-小笠原-马里亚纳"沟-弧-盆"体系下众多弧后扩张盆地中最大的一个,地质、地球物理资料显示该海盆具有明显的不对称发育特征,但长期以来对其成因缺乏系统研究。本文深入分析了帕里西维拉海盆东西两侧的几何形态、地形地貌、沉积特征与地球物理特征,以及盆地南端东翼的缺失和西翼明显的弯曲构造特征,并结合海盆区域板块运动机制研究认为：盆地不对称性发育特征的成因主要在于盆地的构造发育背景、盆地两侧构造活动与沉积环境的差异,盆地东西两侧的不对称发育主要受盆地发育过程中两侧的构造过程与沉积环境控制;盆地南端东翼的缺失和西翼的弯曲构造更多地受到东侧加洛林板块特别是加洛林脊俯冲作用的影响。     

富稀土磷酸盐及其在深海成矿作用中的贡献

中国最近几年对中北太平洋海域开展了系统调查,在中太平洋海盆新发现了稀土含量高达2000×10~(-6)的富稀土泥。深海泥样品稀土与各主要氧化物相关图解中,∑REY与P_2O_5含量始终保持良好的相关性。在太平洋各沉积物柱状样中,∑REY随着P2O5变化非常敏感。如果将P_2O_5含量高于0.25%的样品剔除,深海泥的∑REY不高于400×10~(-6),指示了磷对稀土元素的控制。海洋磷酸盐能够继承海水的负Ce异常及高Y/Ho比值特征,深海泥样品具有相似特征,且表现为稀土含量越高,其稀土配分模式越接近磷酸盐。酸淋滤实验显示,滤液中萃取出大部分的P及∑REY,且∑REY与P含量具有良好的正相关关系。无论∑REY高低,滤液稀土配分均呈现出显著的负Ce异常;而难溶残留物的∑REY普遍较低,且无负Ce异常特征。根据12组滤液中PO_4~(3-)与∑REY,估算出深海泥中的磷酸盐具有的∑REY含量范围为9495×10~(-6)~28287×10~(-6),这与深海泥中生物磷灰石的稀土含量和稀土模式均吻合。综上所述,我们认为深海泥中的磷酸盐主要以富稀土磷酸盐的形式存在,其稀土含量远高于深海泥中的铁锰氧化物和铝硅酸,因此磷含量的变化对于深海泥的稀土含量和模式影响至关重要。相较于碳酸盐沉积环境下容易形成贫稀土的磷块岩,深海环境下的化学沉积以及有机P的成岩作用容易形成富稀土磷酸盐。     

欧亚北极区东部区域地质与构造演化

欧亚北极东部地区资源丰富,但由于区域地质构造复杂,勘探程度低,盆地分布及其发育的构造背景仍存在很大的争议.在大量收集整理区域地质文献的基础上编制了该区构造简图,并对区域地质构造及其演化进行梳理.该区主要构造单元包括:上扬斯克-科雷马造山带、北极阿拉斯加-楚科塔微板块、科雷马-奥莫隆复合超地体、南阿纽伊缝合带等.早侏罗世至早白垩世,随着美亚海盆的张开,北极阿拉斯加-楚科塔微板块裂离加拿大北部陆缘,并随着Anui-Anvil洋的关闭,与科雷马-奥莫隆超地体及亚洲大陆北缘碰撞,形成新西伯利亚-楚科奇造山带-布鲁克斯造山带及南阿纽伊缝合带.上扬斯克-科雷马造山带是晚侏罗世-早白垩世科雷马-奥莫隆超地体与西伯利亚克拉通边缘的碰撞结果.      

2008年夏季加拿大海盆永久冰区的淡水累积现象

A combination of δ~(18)O and salinity data was employed to explore the freshwater balance in the Canada Basin in summer 2008.The Arctic river water and Pacific river water were quantitatively distinguished by using different saline end-members.The fractions of total river water,including the Arctic and Pacific river water,were high in the upper 50 m and decreased with depth as well as increasing latitude.In contrast,the fraction of Pacific river water increased gradually with depth but decreased toward north.The inventory of total river water in the Canada Basin was higher than other arctic seas,indicating that Canada Basin was a main storage region for river water in the Arctic Ocean.The fraction of Arctic river water was higher than Pacific river water in the upper 50 m while the opposite was true below 50 m.As a result,the inventories of Pacific river water were higher than those of Arctic river water,demonstrating that the Pacific inflow through the Bering Strait is the main source of freshwater in the Canada Basin.Both the river water and sea-ice melted water in the permanent ice zone were more abundant than those in the region with sea-ice just melted.The fractions of total river water,Arctic river water,Pacific river water increased northward to the north of 82°N,indicating an additional source of river water in the permanent ice zone of the northern Canada Basin.A possible reason for the extra river water in the permanent ice zone is the lateral advection of shelf waters by the Trans-Polar Drift.The penetration depth of sea-ice melted waters was less than 30 m in the southern Canada Basin,while it extended to 125 m in the northern Canada Basin.The inventory of seaice melted water suggested that sea-ice melted waters were also accumulated in the permanent ice zone,attributing to the trap of earlier melted waters in the permanent ice zone via the Beaufort Gyre.     

我国可燃冰深海探测技术——孔隙水原位采样取得突破

记者22日从国土资源部广州海洋地质调查局获悉,我国“海洋四号”科考船近日采用新研制的“气密性孔隙水原位采样系统”,首次在南海中央海盆4000多米深水水域海底成功获取孔隙水样品。这标志着我国对可燃冰的深海探测技术又取得了新的突破。“气密性孔隙水原位采样系统”由多个高强度抗腐蚀金属材料气密容器纵向排列,通过水下计算机实现对孔隙水采样的全自动监控和采集。该系统近日搭载于“海洋四号”科考船进行海上试验,其最大工作水深超过4000m,沉积物采样深度大于5m,可同时采集11个层位的孔隙水,系统仅在海底停留5分钟,每个层位采水量皆超过100mL,共采集孔隙水1198mL,     

南海新生代碱性玄武岩主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素研究

南海海盆玄武质岩石的全岩K-Ar年龄为7.9~3.8 Ma, 为南海扩张停止(15.5 Ma)后、晚中新世以来的板内火山作用的产物, 可与其周边地区(如雷琼半岛、南海北缘及中南半岛等)同期火山作用的岩石成因和源区性质进行对比研究. 在详细的岩相学研究基础上, 从中挑选出了新鲜的玄武质岩石, 并进行了主量、微量元素及Sr-Nd-Pb同位素分析研究. 结果表明, 该区玄武岩属于碱性玄武岩浆系列, 具有OIB型的稀土及微量元素特点, 形成岩浆的部分熔融作用程度较低, 岩浆在上升期间或在高位岩浆房中经历了结晶分异作用和堆晶作用. Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明, 南海地幔存在不均一性, 岩浆源区性质为EM2与DMM的二端员混合模式, 其中EM2为来自地幔柱物质的富集端员, DMM端员为大洋软流圈或岩石圈亏损地幔; Pb同位素特征显示本区存在Dupal异常, 结合北冰洋Gakkel脊新发现的Dupal异常, 表明此异常并非只限于南半球. 从Sr-Nd-Pb同位素变异图解中可见, 南海与雷琼半岛、南海北缘以及中南半岛地区可能具有相似的地幔源区特征, 与中国华北及东北地区存在一定差异. 南海海盆晚中新世以来的玄武岩为海南地幔柱提供了地球化学制约.     

中国第二次北极科学考察综述

经国务院批准,由国家海洋局组织实施的以了解北极变化及其对我国气候环境的影响为主要科学目标的中国第二次北极科学考察队于2003年7月15日从大连出发,途经日本海、鄂霍次克海,7月23日进入白令海,7月30日进入北冰洋。考察队于2003年9月12日返航离开北冰洋,26日到达上海,历时74天,安全航行14188海里,航时1010h。本次考察以“雪龙”船为支撑平台,辅以直升机、水面作业艇、冰上车辆延展考察空间,利用卫星跟踪浮标、海洋浮标、潜标、潜水器、卫星遥感等高技术手段以及常规观测设备,在白令海、楚科奇海以及加拿大海盆开展海洋、冰雪、大气、生物、地质等多学科立体综合观测,圆满完成了预定计划,获得了大批宝贵的现场数据和样品。来自中国、美国、芬兰、加拿大、日本、韩国、俄罗斯的109名科考人员参加了本次考察。     

风应力桥梁作用下热带太平洋和热带印度洋相互作用的数值试验

利用中等复杂程度全球热带大气和热带海洋模式的数值试验,模拟分析了热带太平洋和热带印度洋通过风应力桥梁的相互作用过程.利用NCEP再分析的1958～1998年SST强迫大气模式得到的风应力与NCEP再分析的同期热通量共同驱动海洋模式,作为控制试验;和控制试验平行,但强迫大气模式的SST在某一海盆取为多年气候平均值的试验作为敏感性试验.比较控制试验与敏感性试验模拟的SST变率,揭示了热带某海盆SST异常通过风应力桥梁作用对其他海盆SST的影响及其过程.数值试验结果表明:热带某海盆SST暖(冷)异常一般总是引起该海盆上空西部西(东)风异常和东部东(西)风异常;热带太平洋SST暖(冷)异常导致年际尺度上印度洋上空东(西)风异常和年代际尺度上热带印度洋风场辐散(合),该风应力导致热带印度洋年际SST暖(冷)异常以及年代际SST冷(暖)异常,但这种异常均较弱;热带印度洋SST暖(冷)异常导致热带太平洋上空东(西)风异常,该风应力异常在年际和年代际尺度上均导致热带太平洋SST冷(暖)异常,但年代际尺度上异常更明显.考虑到热带印度洋SSTA受热带太平洋SSTA影响大,并且热带太平洋SST暖(冷)异常主要通过表面热通量导致热带印度洋SST变暖(冷)的观测事实,文中揭示的热带印度洋SST暖(冷)异常通过风应力桥梁作用导致热带太平洋SST冷(暖)异常的结果表明,热带印度洋SSTA对于热带太平洋SSTA主要起着一种负反馈作用,并且这种负反馈作用在年代际尺度上更为明显.