深渊着陆器技术研究及马里亚纳海沟科考应用

海斗深渊是指海洋中深度超过6 000 m的区域,占据了海洋底部45%的深度范围,是海洋生态系统的重要组成部分,海斗深渊科学代表着当前海洋研究最新的前沿领域。面向海斗深渊科学近海底长时探测与采样应用需求,介绍了我国自主研制的7 000 m级"天涯"号、"海角"号深渊着陆器系统,针对深渊着陆器的装备特点,重点研究了生物原位观测、微生物富集与固定、生物诱捕及沉积物取样等技术。描述了深渊着陆器在马里亚纳海沟开展的试验和科考应用,验证了着陆器及采样技术的可行性、有效性及其对深渊科考的适用性,并取得了多项科考成果。     

马里亚纳俯冲系统的构造特征

西太平洋马里亚纳俯冲带具有典型的"沟-弧-盆"体系,是由太平洋板块向西俯冲到菲律宾海板块之下形成的洋-洋俯冲带。前人研究成果为理解该区上覆板块地壳结构、弧前蛇纹岩化过程、岛弧及弧后岩浆作用、俯冲板块形态及其相关俯冲动力学过程提供了良好的约束。本文对马里亚纳地区现有研究成果,特别是构造研究内容,进行了总结,发现马里亚纳俯冲带的三维精细构造特征并没有得到很好的厘定,导致马里亚纳弧后扩张的动力学机制存在较大争议。这主要是因为缺乏观测数据以及反演方法的局限性。为此,未来围绕马里亚纳俯冲带的构造特征研究,应首先开展长期系统的海底观测。     

马里亚纳南部弧内坡橄榄岩中的角闪石成分对于弧下地幔交代流体的指示

马里亚纳弧前的橄榄岩被认为是SSZ型蛇绿岩的现代等同物,记录了弧下地幔与俯冲流体的交代反应,其中的角闪石被认为是俯冲流体交代的产物.电子探针的数据表明角闪石主要包括透闪石和镁闪石两种,其中前者具有低的钠含量,后者则具有明显高的钠、铝含量,但Mg#较低.角闪石的组成反映了俯冲流体具有高硅、钙、铝、钠等元素的特征.形成成分...     

“蛟龙”号海试亮出骄人答卷

7月14日下午,“向阳红09”船搭载“蛟龙”号载人潜水器及7000米级海试团队顺利抵达青岛锚地。6月3日至7月16日,“蛟龙”号载人潜水器7000米级海试队奔赴马里亚纳海沟,圆满完成7000米级海试任务。海试队边试验、边改进、边应用的技术模式和持续支持、注重技术经验积累的组织模式为我国深海技术的发展探出了一条新路。     

全水深多波束测深系统Seabeam3012在西太平洋马里亚纳海山区地形测量中的应用

中国科学院海洋研究所在开展西太平洋马里亚纳海山区多学科综合科学考察的过程中,利用“科学”轮船载的全水深多波束测深系统Seabeam3012对多个海山进行了地形测量工作。针对作业过程中遇到的恶劣海况导致采集数据质量差、多波束系统易检测错误海底信息、测线布设难度大等问题,提出了基于船体姿态对数据质量影响分析的多波束测线方向优化、基于地形变化并参考浅地层剖面资料的作业参数优化和基于实时采集情况的多波束采集测线布设优化等一系列措施,有效地提高了海山区多波束数据采集质量,并提高了作业效率。获得的高品质地形数据,为多学科协同研究奠定了基础,为ROV等设备的现场作业提供了安全保障。     

马里亚纳海沟挑战者深渊初期多金属氧化物的 矿物学、地球化学特征及其成因环境研究

对大洋27航次在西太平洋马里亚纳海沟挑战者深渊获取的3个多金属氧化物样品进行了X射线矿物衍射分析、穆斯堡尔谱分析及地球化学元素分析,研究其矿物、地球化学特征差异。结果表明,所取样品处于多金属氧化物发育的初始阶段,具有独特的矿物地球化学特征:(1)相较于太平洋CC区及中太平洋海盆获取的多金属结核样品,本研究样品的矿物组成中含有异常高的石英、斜长石以及黏土矿物,而水羟锰矿和钙锰矿含量较低。(2)样品中铁相矿物主要为正方针铁矿(91.6%),另含少量纤铁矿(8.4%),推测是纤铁矿向更加稳定的正方针铁矿衍变的结果。(3)由于样品中深海黏土组分以及氧化物核心物质的混入,加上吸附金属氧化物时间较短,导致SiO₂和Al₂O₃含量均高于正常结核,而Fe、Mn、Cu、Co、Ni等其余金属元素含量较低。(4)由于形成时间较短,样品中稀土元素含量相对较低,ΣREE仅约为0.4×10^-3(一般太平洋CC区及中太平洋结核中稀土含量均大于1.0×10^-3);加之海水氧化还原作用的降低以及研究区海底热液活动的影响,Ce元素未表现出多金属结核中常见的正异常。     

马里亚纳海槽区粘土矿物组成及分布特征

根据７个岩芯粘土矿物的研究，马里亚纳海槽晚更新世以来的沉积物中主要粘土矿物是蒙皂石，其次是少量ＦｅＭｇ绿泥石和伊利石，蒙皂石和ＦｅＭｇ绿泥石主要是海底基性火山物质蚀变形成的自生矿物，伊利石主要是来自海槽北面和西北面陆上岩石的风化产物，蒙皂石由海槽北部向南部呈增加趋势，而伊利石则呈减少趋势，此外，在距今大约４５－１０ｋｇ形成的地层中蒙皂石呈减少趋势，伊利石则呈增加趋势，上述粘土矿物组成及分布主要与物     

雅浦-马里亚纳海沟附近海域的精细地貌特征研究

利用西太平洋地区的雅浦-马里亚纳海沟附近海域的多波束水深数据,获得了9.8°N—13.2°N、132.2°E—145°E矩形区域内的高精度水深地形图。通过对精细地貌进行研究发现,马里亚纳海沟南部的洋坡上发育有大范围的地垒、地堑型地貌,雅浦海沟北部存在明显的分段性特征,菲律宾海盆和帕里西维拉海盆内存在不同展布方向的大规模脊-槽地貌。研究结果表明此处复杂的地形地貌特征主要受板块运动的控制。最后结合已有研究成果,对该区域的地形地貌进行了分类。     

直捣龙宫的利器

<正>"好猴王,跳至桥头,使一个避水法,扑地钻入波中,分开水路,径入东洋海底……"这是古典小说名著《西游记》中对孙悟空入东海向龙王借兵器的描述。儿时看过这段故事的人,相信绝大多数都曾想象过有孙悟空一样的本事,掐诀念咒,让自己瞬间可以像游鱼一般潜入大海,去瞻仰龙王那藏满宝贝的水晶宫。而随着科技的进步,孙悟空的避水法其实已经渐渐成为离我们很近的现实,只不过这并非神仙才可以使用的超自然能力,而是人类以智慧所创造的真正探海形式。     

马里亚纳海槽玄武岩岩石学

马里亚纳海槽岩石学的研究表明本区岩石属基性的玄武岩,又细分为洋底玄武岩(OFB)和钙碱玄武岩(CAB)。微量元素相对球粒陨石标准化数值特征:除了Sc、Ti,V外,其它过渡元素都有亏损,Cr、Ni出现了明显负异常,Ti相对较富集,稀土元素(REE)表现富集型的型式;同位素测试结果,εNd(0)=6.9。可以认为这些玄武岩是上幔岩的局部熔融形成的岩浆沿着扩张中心喷溢到海底,而形成的新生洋壳。