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1
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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2
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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3
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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4
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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