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卡罗琳海板块实验:初始俯冲、初始扩张与流固耦合
西太平洋具有全球最活跃的板块构造与海陆相互作用过程,西太平洋的卡罗琳(Caroline)海盆形成于特提斯海与太平洋之间,处于印尼海道的咽喉区域,海盆范围正好对应了西太平洋暖池的大部分海域。其内部地形复杂,具有特征的隆起和残留洋中脊,而周围具有年轻活跃的俯冲带和洋中脊,并且与菲律宾海、太平洋、Ontong-Java大火成岩省、众多深海沟等相互作用,是研究俯冲带和洋中脊初始形成机理与动力学以及固体地球与海水相互作用的理想场所。过去对Caroline海盆的研究主要是美国和日本科学家在20世纪70—80年代完成的,在很多构造单元的成因和属性的解释上存在很大争议,很少涉及多圈层相互作用方面的研究。国家自然科学基金委重大研究计划“西太平洋地球系统多圈层相互作用”的实施推动了西太平洋基础海洋科学研究的步伐,通过综合地球物理和地球化学分析,对Caroline海盆的构造边界过程和海盆岩石圈蛇纹岩化程度等开展详细研究,探索深部过程与海底过程之间,特别是在水和热流通量方面的联系。Caroline海盆是提出典型海洋微板块演化模式和未来进一步深入研究(包括科学大洋钻探)的关键区域,其复杂多样的边界发育初始俯冲边界、初始扩张边界以及火山链和张裂中心,其板内地质构造也曾存在复杂的海底扩张和构造转换,并且显示强烈的板块边界和板内构造耦合过程。
李春峰, 李刚, 厉子龙, 刘文潇, 章露露, 陆哲哲, 陈雪刚, 姚泽伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019031501
海洋地质与第四纪地质. 2019, 5(39): 87-97
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2
大洋溶解铁的物质来源及其同位素示踪
铁(Fe)作为海洋初级生产所必需的微量和限制性营养元素影响着海洋生物群落结构、生态功能以及碳循环,理解溶解Fe的物质来源及其对气候变化的响应具有重要的科学意义。早期研究多强调风尘输入是维持大洋Fe循环的主要机制。近年来,随着海水Fe分析数据的积累,尤其是痕量元素及其同位素海洋生物地球化学循环研究计划(GEOTRACES)的开展,陆架沉积物和热液活动所释放Fe的贡献开始越来越受到重视。尽管如此,不同物源对开阔大洋溶解Fe的影响依然存在相当的不确定性。以海水溶解Fe的化学组分为出发点,强调有机配体对大洋Fe循环的决定性作用,综述了不同来源Fe的通量估计和第四纪大洋Fe来源的研究争议。铁同位素为理解大洋Fe的物源演变提供了新的工具。讨论了不同物源的Fe同位素特征,并提出结合沉积物的活动性Fe同位素和组分研究可能为理解过去陆架-热液活动-风尘输出与输运Fe的机制提供全新视角。
陈天宇, 蔡平河, 李伟强, 杨涛, 凌洪飞, 季峻峰
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070501
海洋地质与第四纪地质. 2019, 5(39): 46-57
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3
冲绳海槽海底冷泉-热液系统相互作用
热液和冷泉活动是现代深海环境中两个重要的极端系统,它们均是岩石圈与外部圈层之间进行物质、能量转移和交换的重要途径,它们之间既有显著差异,但也存在很多相似点。一系列调查研究表明,在某些特殊构造单元,热液和冷泉活动可能并不是彼此孤立的,而是在构造地质、生物生态和元素循环上存在某种相互作用或耦合关系。冲绳海槽作为西太平洋一个典型的弧后盆地,发育了繁盛的热液和冷泉活动,是研究这两个海底极端系统相互影响机制的天然实验室。在大量文献调研和野外精细探测结果的基础上,分析了冲绳海槽内相互毗邻的冷泉和热液之间的物质扩散过程及生物地球化学作用,初步建立了两个极端系统内两种不同流体相互作用的概念模型,认识到未来如对两个深海极端环境共生区构造发育特征、地层流体演化、生物群落以及矿物元素组成进行系统分析,将有助于建立更加完善的冷泉-热液两个系统在物质和能量上的耦合关系模型,同时也有助于揭示它们在生物生态之间的沟通融合规律,最终可建立盆地尺度上热液-冷泉区相互作用模式,从而加深对西太平洋甚至全球范围内冷泉-热液两个极端环境系统甚至“流体-固体”耦合的规律性认识。
吴能友, 孙治雷, 卢建国, 蔡峰, 曹红, 耿威, 罗敏, 张喜林, 李清, 尚鲁宁, 王利波, 张现荣, 徐翠玲, 翟滨, 李鑫, 龚建明, 胡钰, 林根妹
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070102
海洋地质与第四纪地质. 2019, 5(39): 23-35
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4
华北-扬子板块碰撞结构的识别:来自南黄海海域的证据
华北-扬子板块碰撞是中国东部中生代最重要的地质事件之一,碰撞形成了世界最大的超高压变质带秦岭-大别-苏鲁造山带。在苏鲁造山带向海域延伸部分,一直缺乏相关地球物理资料来约束碰撞造山带的深部特征。本文总结了华北-扬子板块碰撞的经典模型,根据南黄海海域最新二维地震反射资料和前人的研究成果,认为在造山带南缘南黄海盆地中,扬子板块上、下地壳发生拆离,形成类似“鳄鱼嘴式”形态,华北板块向南楔入到扬子板块之中。在区域重磁异常图中,千里岩隆起带与苏鲁造山带具有相似的重磁异常分布,认为千里岩隆起带为华北-扬子碰撞造山带在海域上的延伸;在南黄海盆地北缘二维地震剖面中,千里岩隆起与南黄海盆地具有完全不同的地震反射特征,南黄海盆地发育完整地层层序,而千里岩隆起内部反射杂乱,变形强烈。在南黄海盆地自西向东三条南北向地震剖面中,南黄海盆地与千里岩隆起带边界反射均具有南倾特征,表明扬子板块物质置于造山带之上;南黄海盆地北部烟台坳陷发育中侏罗统,约束华北-扬子碰撞所导致的挤压活动主要发生于晚三叠世。在千里岩隆起内部反射特征整体上具有背形形态,具有向北逆冲挤压特征,千里岩隆起内反射断续自南黄海盆地基底之下延伸至造山带近地表位置,形态类似于变质核杂岩从深部拆离到地表;千里岩隆起深部,在10 s深度附近可识别一系列近水平反射,具有莫霍面反射特征,莫霍面反射延伸至南黄海盆地北缘消失,推测千里岩隆起之下为华北板块地壳,而华北-扬子板块碰撞过程导致南黄海盆地之下莫霍面反射缺失。多方面的证据支持南黄海海域内扬子板块的“鳄鱼嘴式”地壳形态,以及华北板块地壳向南楔入到扬子板块地壳中。
陈建文, 许明, 雷宝华, 施剑, 刘俊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070902
海洋地质与第四纪地质. 2020, 3(40): 1-12
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5
东海陆架盆地南部中生代构造-沉积演化与油气勘探方向
东海陆架盆地位于欧亚板块东南缘,中生代以来盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期洋壳俯冲及其多构造体系叠加改造,其盆地原型、构造-沉积演化与油气成藏关系一直是研究的热点。本文综合应用东海陆架盆地南部最新地震调查、钻井和临近陆域资料,通过海陆对比、中生界层序地层建立、构造-沉积演化过程重塑,探讨中生界油气成藏的关键问题和勘探方向。研究结果认为东海陆架盆地南部中生界存在2个超层序7个层序,中生代以来演化表现为晚三叠世前的被动大陆边缘基底、晚三叠世—中侏罗世活动大陆边缘拗陷、白垩纪活动陆缘断陷盆地;早期基底NE向格架控制中生代盆地结构与宏观含油气性,中生代两期构造演化造就了两套生储盖组合,基隆运动、渔山运动和雁荡运动控制早期油气的生成、聚集,龙井运动主要控制早期油气藏调整与改造、再成藏;继承性隆起(斜坡)闽江斜坡和“凹中凸”台北转折带是中生界油气主要勘探方向。
杨长清, 杨艳秋, 杨传胜, 孙晶, 王建强, 肖国林, 王蛟, 王明键
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070305
海洋地质与第四纪地质. 2019, 6(39): 30-40
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6
中国海域油气资源潜力分析与黄东海海域油气资源调查进展
2019年是青岛海洋地质研究所重建40周年。40年来,研究所根据公益性油气资源调查的基本定位,按照“立足黄东海、面向中国海、辐射全球海”的空间业务布局,紧密围绕国家和社会重大需求、瞄准国际海洋科技前沿,以摸清中国海域油气资源家底、掌握资源分布状况、实现新区新层系油气突破、服务国家能源战略和海洋强国战略为己任,持续开展了中国海域油气资源区域评价与黄东海盆地油气资源调查,大体分为海域及邻区沉积盆地对比研究、中国海域区域评价战略研究和黄东海海域新区新层系油气资源调查3个阶段。先后主持编制了中国海域沉积盆地分布图和油气资源勘探开发(动态)形势图,开展了海域及邻区含油气盆地对比、中国海域油气勘探开发形势动态分析和油气资源区域评价战略研究、黄东海海域油气资源调查研究与评价,取得了一批原创性的成果。主要体现在:①海域油气资源早期评价技术和沉积盆地深部地震探测技术取得突破性进展;②中国海域油气资源丰富,下一步的调查与勘探方向包括:新层系、近海天然气、富生烃凹陷潜山油气藏、南海深水油气、南海生物礁和非常规天然气;③明确了南黄海盆地的基底性质、海相盆地地层层序和构造区划、侏罗纪前陆盆地特征、海相盆地的油气地质条件和有利区带;④明确了东海中生代盆地的地层层序、盆地结构和两期盆地性质、“大东海”中生代地层分布特征、中生界油气地质条件和有利区带;⑤发现了南黄海古生界古油藏。上述成果和认识为海洋油气资源调查与勘探的下一步工作奠定了坚实的基础。
陈建文, 梁杰, 张银国, 杨长清, 袁勇, 许明, 王建强, 雷宝华, 李刚, 杨艳秋, 杨传胜, 孙晶
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019112001
海洋地质与第四纪地质. 2019, 6(39): 1-29
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7
东海洋陆过渡带中—新生代构造变形及动力学机制
洋陆过渡带为大陆与大洋相互作用的重要地区,是研究大洋与大陆地球演化过程、动力学机制的关键,西太平洋及邻区是全球范围内开展洋陆过渡带研究的最理想实验室。东海陆架盆地及邻区整体位于华南陆块东部,中、新生代以来遭受了多期复杂的板块碰撞、俯冲、弧后拉张等影响,完整保留了该时期的构造变形,记录了丰富的洋陆过渡带地质信息。基于近10年来获取的陆域实测资料、海区地球物理数据,综合前人中、新生界研究成果,运用海-陆对比等方法,以东海陆架盆地南部及邻域为研究区,梳理了毗邻陆域中、新生界构造变形,识别出4大区域不整合面、划分了4大主要构造层,总结了区内6个构造岩浆期发育及5大区域断裂展布。同时,重新梳理了海域中、新生界地层格架,细化出5类构造样式与12种构造组合,分析了断裂、火成岩,其中断裂主要沿NE−NNE、NW向展布,兼有少量沿EW向发育的小规模断裂,岩浆岩多期次活动,主要为燕山期与喜山期。结合数值模拟,认为慢速拉伸模式较为符合研究区中生代构造环境,板片俯冲造成的局部含水地幔熔融可能为区内岩浆岩的主要成因,详细划分了区内构造演化与盆地类型。
杨传胜, 杨长清, 杨艳秋, 孙晶, 颜中辉, 王建强
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019080201
海洋地质与第四纪地质. 2020, 1(40): 71-84
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8
东亚和南亚典型大河三角洲晚第四纪地层结构及成因对比
通过整理东亚、南亚典型河口三角洲末次冰消期以来演化历史的研究进展,对比各河口晚第四纪地层结构、沉积体系演替和三角洲开始建造的时间,分析其沉积历史的主要控制因素。结果显示,末次冰消期以来各河口具相似的地层结构和演变过程,即早全新世下切古河谷充填和河口湾发育,中—晚全新世三角洲建造,该过程主要受海平面变化的控制。但是各河口地层结构和沉积历史也存在差异,其中以三角洲开始建造的时间差别最为明显。对比发现这种差异与流域地貌、基岩以及河口沉积盆地的差别有关。流程短、流域基岩易侵蚀的河流,入海泥沙量大,其三角洲开始建造的时间显著早于其他河流,其中以恒河三角洲最为典型。另外,以珠江三角洲为典型,其半封闭、基底浅的河口沉积盆地特征,也有助于中全新世湾顶三角洲的建造。
潘大东, 王张华
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019012901
海洋地质与第四纪地质. 2020, 1(40): 12-21
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9
九州-帕劳海脊南段的深部结构探测及对板块俯冲起始机制的可能启示
板块俯冲起始机制是板块构造理论发展的关键和新方向,九州-帕劳海脊是研究俯冲带起始机制的典型地区。在回顾板块俯冲起始机制研究历史的基础上,对九州-帕劳海脊及邻区研究现状和存在问题以及对板块俯冲起始机制的指示进行了概述。计划通过在九州-帕劳海脊南段及邻区开展海底地震仪为主的深地震探测,获得研究区高分辨率的岩石圈固体-流体结构,以了解古太平洋板块向西菲律宾海盆俯冲不同阶段的板块深部行为,并在动力学模拟实验及与实际对比的基础上,建立九州-帕劳海脊及邻区从俯冲起始-岛弧裂离-弧后伸展的完整演化历史,揭示板块俯冲起始机制、动力学过程及其控制因素。
丁巍伟, 李家彪
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019071601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 5(39): 98-103
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10
南海北部深水区双峰盆地地震层序特征及勘探前景
南海是中国海洋地质调查、油气和天然气水合物勘探的重点区域,随着南海浅水区勘探程度不断提高,南海北部深水区逐渐成为研究热点。然而,南海北部深水区双峰盆地研究程度仍然较低,以该区2D多道地震及围区钻井资料为基础,使用地球物理地震勘探理论和类比分析的方法研究了盆地地层沉积结构样式和油气勘探前景。在双峰盆地追踪了7个主要反射面,以不整合面为界划分了3套地震层序。研究认为盆地新生界地层厚度较大,中—晚中新世后,盆地进入半深海-深海相沉积环境,发育了以下切水道、深水扇及滑塌体为代表的深水沉积。盆地西部和北部坳陷渐新统湖相-海湾相泥岩,现今已达到成熟-早成熟阶段,具有一定的生烃能力。周缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,盆内发育斜坡扇和盆底扇,可为良好储层。早中新世以来发育的半深海相泥岩,可为良好的区域盖层,具有较好的生储盖组合,预测该区具有良好的油气勘探前景。
张莉, 雷振宇, 许红, 骆帅兵, 钱星, 帅庆伟, 季兆鹏, 周佳维
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018091401
海洋地质与第四纪地质. 2020, 1(40): 1-11
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11
中国海区及邻域立体地貌图的设计与制作实践
中国海区及邻域立体地貌图既是一幅现代地图,又是一张绘画,构成了一幅“现代地图-地景画”。采取“一图三制”绘制方法,即陆地为地形晕渲法, 大陆架使用形象示意法, 深海区采用立体构图法。原图比例尺1:200万,垂直比例尺放大20倍。该图制作分两步:先绘制铅笔草图,再进行彩绘,完全手工绘制。该图展现了欧亚大陆板块东南部、大陆板块边缘及菲律宾海板块的地貌特征。区内地貌形成驱动力来自两条板块边界,即喜马拉雅碰撞带与西太平洋俯冲带。中国东部在E—W向老的构造基础上,叠加了新生代的NNE向构造,呈现网格状构造地貌格局。太平洋对大陆俯冲,拉开了日本海盆、冲绳海槽,形成2套沟弧盆体系。南海海盆是在陆缘引张下形成的,菲律宾弧北移并旋转,把南海围成边缘海。菲律宾弧北段与台湾岛碰撞,使中央山脉隆起,洋壳逆冲上陆,形成海岸山脉,台湾纵谷即板块缝合线。菲律宾海板块是太平洋板块一部分,在断裂基础上发生多次洋壳对洋壳俯冲,形成了洋缘沟弧盆地貌。
刘锡清, 刘喆昊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019052601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 4(39): 1-11
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12
岁差驱动与中国黄土高原的次级气候旋回
以黄土高原普遍存在的次级古土壤为基础,结合粒度资料和磁化率资料,对黄土高原的次级气候阶段进行了划分与对比,初步建立了黄土高原L21以来的次级气候旋回序列。以北半球夏至日在近日点和远日点为界,将岁差旋回转变为北半球"理想岁差气候旋回",并与黄土高原次级气候旋回逐一对比,发现L21以来的72个岁差旋回中,共发育了122个次级气候阶段,合61个次级气候旋回。除去岁差变化微弱的时段,黄土高原次级气候旋回与理想岁差旋回间几乎是一一对应的关系。从而认为,黄土高原的次级气候旋回主要由岁差旋回驱动。与反映全球变化的一级气候旋回相比,黄土高原的次级气候旋回凸显了具有半球效应的岁差旋回在黄土高原气候变化中的作用。黄土高原的次级气候旋回一定程度上受到冰期旋回的遮掩,需要在高原各地往复追索才能清楚揭示。黄土高原的次级气候旋回不仅可以作为地层划分与对比的基本单元,也由于岁差的约束而在一定程度上具有了绝对年代的意义,在地层划分和古气候研究中应引起足够的重视。
赵强, 李西双, 吴永华, 刘建兴
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018110501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 1(40): 136-159
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13
南海北部陆坡30 ka以来的沉积环境演变
南海是西太地区最大的边缘海,汇集了周边陆地大量碎屑物质。这些陆源碎屑通过复杂的洋流系统经陆坡大量的输送到南海深海海盆中,使陆坡成为研究深海沉积物源汇体系不可缺少的重要环节。但陆坡区域水深变化大,洋流体系复杂,加之冰期间冰期海平面升降和季风的变化,使陆坡沉积环境一直成为研究的难点。为了研究陆坡沉积环境的演变过程,本文选用了南海北部陆坡中部和底部的两个重力柱开展元素地球化学方面的研究,探讨陆坡区域近三万年以来的沉积环境特征。研究发现海平面和季风是影响区域沉积环境的两个重要因素:(1)海平面变化是控制陆坡陆源物质/深海钙质碎屑变化的主要因素;(2)研究区域地层发育有“碳酸盐稀释事件”与东亚夏季风在全新世初期(11.5~8.5 kaBP)增强有关。
李平原, 路剑飞, 夏真, 甘华阳, 倪玉根, 王俊珠, 常晓红
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020052501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 6(40): 14-21
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14
海山对深水底流沉积过程及演化的影响研究进展
海山是广泛分布于深水区的一种构造地貌类型,底流则是一种长期存在于深水区的沉积动力,故二者之间将会不可避免地发生相互作用,对深水沉积过程及其演化具有不可忽略的控制作用。通过归纳总结全球海山区底流沉积过程研究成果,指出在海山的直接或间接作用下,深水底流沉积动力受到影响,流动路径发生改变,产生次级底流沉积动力,同时也可影响生物群落分布,进而导致海山区沉积地貌及岩相表现出独特的平面展布特征。随着海山区底流沉积动力和沉积地貌背景的垂向演变,不同时期底流沉积过程及其响应也有所差异。因此,海山区底流沉积动力复杂且具特殊性,造就了不同于开阔陆坡背景下的底流沉积地貌和岩相特征及时空分布规律,其对深海盆地构造和古海洋演化的指示意义也与开阔陆坡底流沉积体系有所不同。目前有关海山与底流沉积过程之间的耦合关系研究程度还相对较低,极大地限制着深水资源勘探和地质灾害预测,这一问题有必要在未来深水沉积学研究中给予重点关注。
王星星, 蔡峰, 吴能友, 李清, 孙治雷, 吴林强
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019111101
海洋地质与第四纪地质. 2020, 5(40): 68-78
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15
南海中央海盆之东部次海盆后扩张期地层特征与影响因素
海底扩张形成的边缘海盆构造演化可划分为前扩张期、同扩张期与后扩张期等阶段。南海中央海盆巨厚的沉积地层大部分是扩张结束之后形成的,尤以东部次海盆地层厚度为最大。因受到不同因素的影响,在该次海盆不同的区域后扩张期发育的地层特征差别较大。这些现象反映海底扩张结束之后所发育的厚层地层中蕴含了大量南海构造演化的信息,因此深入分析该次海盆后扩张期的地层特征与影响因素是南海构造演化研究中不容忽略的环节。利用若干大洋钻孔年代地层资料,在过井剖面上进行合成地震记录标定、划分层序地层并确定其年代属性,并以此为依据分析讨论了本区的地层特征和相关的影响因素。结果表明,东部次海盆北部持续均衡的基底沉降和充足的陆缘物质形成厚度稳定的地层沉积;东部以微板块向马尼拉海沟俯冲为主要影响因素,使不同年代的地层各具特征;中部和西部岩浆活动是主要的影响因素,形成以火山碎屑物质为主的地层沉积;南部因当时的陆坡沉积环境和浊流活动的影响形成具有沉积物波特征的地层沉积。
邱燕, 杜文波, 黄文凯, 王英民, 聂鑫
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020053001
海洋地质与第四纪地质. 2020, 5(40): 1-14
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16
黄河流域全新世古洪水研究进展及展望
全新世古洪水研究能够弥补近现代洪水监测记录在时间和空间上的局限性,更加科学地查明洪灾规律及机制,已逐步成为当今全球变化研究的热点之一。黄河流域由于独特的地质地貌条件,历史时期以来洪灾频发、影响巨大,而且现今洪水风险依然很大,是我国古洪水研究的重点区域。本文围绕近十年来黄河流域全新世古洪水研究在沉积特征、古水文重建、年代框架及其与文明兴衰关系等方面的研究成果,综述了当前研究中面临的主要问题和发展趋势,认为应加强流域内不同地貌位置的古洪水研究,综合分析、交互验证,完善黄河流域全新世古洪水序列及年代框架,深入挖掘“区域气候背景-异常洪水事件-人类活动”之间的相互关系,为全球变化背景下黄河流域洪水预测、防治及风险评估等提供科学依据。
张鹏, 杨劲松, 赵华, 刘哲, 宋磊, 张润, 曹文庚
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020042601
海洋地质与第四纪地质. 2020, 6(40): 178-188
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海底“三极”与地表“三极”:动力学关联
地球地表环境3个极端分别为南极、北极和青藏高原,被誉为地表“三极”。本文提出深地动力系统的“三极”,分别为Tuzo、Jason和东南亚环形俯冲系统,这“三极”主体发育于海底之下的深部地幔,因此称为海底“三极”。地表“三极”和海底“三极”统称地圈“六极”,是全球变化(变暖或变冷)、深时地球、深地动力、地球系统、宜居地球等地球科学前沿研究领域难以回避的研究对象,是地球多圈层相互作用的6个纽带和突破口,也是寻求地球系统动力学机制的关键所在。Tuzo和Jason是现今分别位于大西洋、太平洋之下的大型横波低速异常区(LLSVP),它们控制了大火成岩省、微板块的形成和演化,也控制了集中式火山去气作用,进而引起大气循环变化;它们还不断衍生微板块,并将其向北驱散,这些微板块围绕东亚环形俯冲系统不断聚集,导致大量物质深俯冲,促进深部物质循环,同时,在岛弧地带释放大量温室气体,改变地表系统大气环流;板块聚散伴随海陆格局变迁,同时,也改变着全球海峡通道、高原隆升和垮塌,调节着地表流体系统的运行:包括海洋环流和大气环流。冰盖形成与演化也受其控制。海底“三极”也是地史时期超大陆聚散的根本控制因素,而地表系统的百万年内的多尺度周期性变化主要受公转偏心率、地轴斜率和岁差控制,气候变化受热带驱动和冰盖驱动双重控制。总之,尽管早期地球以后逐渐具有地球宜居性,但地圈-生物圈相互作用极其复杂,地圈“六极”研究可作为宜居地球研究的突破口和生长点。
李三忠, 索艳慧, 王光增, 姜兆霞, 赵彦彦, 刘一鸣, 李玺瑶, 郭玲莉, 刘博, 于胜尧, 刘永江, 张国伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070901
海洋地质与第四纪地质. 2019, 5(39): 1-22
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18
东北印度洋85°E海脊的性质和起源:综述和新认识
85°E海脊是东北印度洋一条重要的线性基底隆起,形成于中生代印度板块北漂过程中的构造和岩浆活动。海脊的结构、性质和起源蕴含了东印度洋扩张和印度板块北漂过程的关键信息,然而目前对其构造属性和形成演化的认识存在较大争议。分析了85°E海脊及邻区的重磁异常特征,结合前人对海脊外部形貌、内部结构、深部构造以及东印度洋板块重建的研究成果,探讨了海脊的性质和起源。结果表明,85°E海脊的形成是热点活动、洋脊扩张、转换断层、扩张中心跃迁以及板块汇聚远程效应等多种地质过程综合作用的结果。海脊呈现明显的构造分段性,不同分段的结构、性质和成因机制不同。12°N以北的海脊形成于板内热点型岩浆作用;2°~12°N的海脊与NW-SE向和N-S向两期海底扩张的边界高度吻合,是白垩纪东印度洋扩张中心调整和板块重组的产物;2°N以南的阿法纳西-尼基廷海山是随着海底扩张逐渐侵位的热点型海脊,可能与2°N以北的海脊不存在成因上的关联。分析认为,2°~12°N的海脊中段是未来部署地球物理测量、进一步确认海脊性质和成因的关键区域。通过深海钻探揭示海脊不同分段的物质组成和形成时代,是破解85°E海脊的性质和起源、白垩纪印度洋板块重建事件以及热点-洋中脊相互作用机制等重大地质问题的关键途径。
尚鲁宁, 胡刚, 袁忠鹏, 祁江豪, 潘军
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020042201
海洋地质与第四纪地质. 2020, 4(40): 1-16
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新生代气候变冷机制研究进展
深海氧同位素记录揭示新生代以来全球气候呈整体变冷趋势,南北两极先后发育冰盖,地球由温室气候变为冰室气候,但是其变冷机制仍不明确。大气CO2浓度降低和大洋环流模式改变均被认为与新生代气候变冷密切相关,但目前对两者的作用还未达成统一的认识,由此存在各种假说,如BLAG假说、高原隆升-风化假说、构造隆升-碳埋藏假说、火山铁肥效应和岛弧隆升-风化假说及海道开合假说等,用以解释新生代全球变冷。围绕新生代气候变冷机制方面的争论,评述了过去近几十年来相关研究的进展和存在的问题,讨论了不同机制对新生代气候变化的影响,并提出未来需要加强的研究重点:建立准确的新生代大气CO2浓度演变序列、建立更加准确的地球内部排气和青藏高原隆升及海道开合时刻表、建立完善的风化指标体系、加强火山作用及其大洋生物地球化学效应的研究。
靳华龙, 万世明
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019062601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 5(39): 71-86
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海底泥火山的甲烷迁移与转化及其对海洋碳输入的影响
海底通过泥火山释放的富甲烷流体是海洋甚至大气重要的碳源之一,对该系统内甲烷迁移与转化过程开展研究,有助于精确估算其碳排放总量。系统调研了国内外文献,认识到泥火山的碳排放具有强烈的时、空变化特征。在时间上,甲烷的排放主要发生在泥火山的喷发期和平静期,而在其消亡之后只出现微量的渗漏;在空间上,一个单独的泥火山中心、翼部和外缘分别发育强甲烷气泡泄漏、中等强度富甲烷和溶解无机碳(DIC)的流体泄漏以及大面积的DIC微渗漏;甲烷厌氧氧化和碳酸盐岩沉淀作用在翼部最强,对碳排放的拦截最有效,而在中心和外缘均较慢。全球陆坡和深水盆地沉积物通过泥火山向上释放的深部来源的甲烷通量为0.02 Pg C·a−1,这些碳可能引发海水缺氧、酸化和影响海-气交换通量,从而在千年尺度甚至更短时间内影响海洋吸收大气二氧化碳的能力。将来需要进一步对海底泥火山的发育数目和喷发周期进行统计,对不同类型的泥火山开展精细调查,以准确评估沉积物中自下而上的碳排放对海洋碳循环的影响,完善全球碳循环模式。
徐翠玲, 孙治雷, 吴能友, 赵广涛, 耿威, 曹红, 张现荣, 张喜林, 翟滨, 李鑫
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020050801
海洋地质与第四纪地质. 2020, 6(40): 1-13
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