2021年 41卷 第6期
中国的海洋地质学起步于新中国成立初期，此后经历了一段长时间的缓慢积累。直至20世纪70年代末期的改革开放以来，中国的海洋地质才有了快速的进步，逐步发展成为一门独立的学科。利用《海洋地质与第四纪地质》出版的全部文献资源，对过去40年海洋地质学开展科学计量，通过关键词词频统计、共词分析、知识图谱等方法，获得关键词测量的各项指标。研究结果表明：① 过去40年，全部载文篇均新增关键词、年度载文红点指标（RPF）保持稳定，显示出中国海洋地质的快速发展是一个完整的过程，且这一趋势仍将持续15～20年；② 根据“高频关键词集合”，中国海洋地质的研究热点分别是中国近海、西太平洋、两极部分海域，热点学科领域有沉积与环境、地球化学与生物地质、构造地质、陆架第四纪地质、近海盆地油气地质、古气候与全球变化等；③ 根据“突变关键词”的组成，中国海洋地质研究前沿集中在以天然气水合物为主的新能源地质、以板块俯冲机制为核心的西太平洋地球动力学、以中—古生代为目标的深水深层油气；此外，印度洋中脊及相邻海域的资源与环境研究也是一个最新增长点。学科的发展遵循从积累到爆发再到成熟的循环过程，但在过去40年的研究里，很遗憾没有发现中国海洋地质学科革命的转折点。从地球科学的基本发展规律来看，研究区域的不断扩大是推动学科发展的基础，新技术的应用以及调查方法的更新是学科发展的关键。从细分学科领域来看，中国海洋地质各学科分支均包含研究热点和研究前沿，且随着时间不断出现交替变化，这种从前沿到热点最终沉淀为学科基础知识的演化模式，是一个值得进一步探讨的学科评价方向。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 1-14
马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山顶发育烟囱状自生沉积，由海底低温碱性流体渗漏形成，它对示踪蛇纹石化流体渗漏有重要意义，但烟囱生长模式仍未明确。本文选取马里亚纳弧前Quaker蛇纹岩泥火山烟囱状自生碳酸盐岩，进行岩石学、矿物学和元素地球化学研究，查明不同生长阶段烟囱元素组成、矿物类型及演化规律，提出烟囱生长模式。幼年烟囱具有高MgO（18.5%～37.5%）和低CaO含量（12.2%～32.1%），由方解石（52.0%～77.6%）及以水镁石为主的富镁碱性矿物组成；成熟烟囱MgO含量显著降低（1.5%～23.6%），CaO含量显著升高（18.6%～53.3%），除发育方解石（59.8%）和少量富镁矿物外，还发育文石（23.4%）；死亡烟囱不含富镁矿物，文石含量最高（33.2%），显微镜和扫描电镜下均观察到文石交代富镁矿物。不同类型烟囱间元素和矿物组成差异以及岩石学特征，说明渗漏流体导致方解石和水镁石沉淀，而文石为交代产物，在烟囱成熟过程中亚稳定的水镁石最终被文石交代，文石及CaO和MgO含量可指示烟囱的成熟程度。同一烟囱横截面由内向外微区样品的MgO含量依次降低，CaO含量依次升高，说明烟囱内侧较新，外侧较老，烟囱由外向内生长。同一烟囱下部横截面MgO含量低于上部横截面，CaO含量则相反，说明下部先形成，指示烟囱自下而上生长。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 15-26
海底流体逃逸活动会显著地改变海底地形地貌，产生麻坑、泥火山等地貌和冷泉羽状流现象。特提斯构造域是世界上油气最集中的构造域，流体逃逸活动广泛发育，形成的复杂流体逸出结构，对海洋油气勘探、全球气候变化研究等方面具有较好指示作用。本文选取特提斯构造域主要海域，系统总结其海底流体逃逸活动特征，发现特提斯构造域海底流体逃逸活动多分布在被动大陆边缘和弧后裂谷盆地等地质背景中，其中地中海、黑海和南海广泛发育海底冷泉、麻坑和泥火山等流体逃逸特征，而波斯湾和澳大利亚西北部近海大量发育碳酸盐岩。海底流体逃逸活动主要受控于活动断裂、沉积物超压、地震活动、海平面变化、潮汐活动和海底滑坡等海洋与地质因素。在不同海域，流体来源也不尽相同（热成因、生物成因以及天然气水合物分解），大多数通过断层、泥火山和气烟囱等通道运移。建议重视对特提斯构造域海底流体逃逸活动发育区的调查和探测，深入分析与之相关的海底流体逃逸地貌发育机制，以及其特殊海域背景下的海洋与地质因素控制作用，总结建立其海底流体逃逸活动模式及相关理论。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 27-41
海底冷泉-热液极端环境是岩石圈与外部圈层进行物质交换和能量流动的主要窗口，其独特的地质条件和营养模式孕育了繁茂的生物群落和生态系统。由于多种因素的叠加控制，海底极端环境的理化性质通常变化频繁且剧烈。大量研究表明，这种变化或波动又能不同程度地被环境中生存的生物记录下来，因此，生物所保留下来的某些地球化学信息具有恢复重建其生存环境变化的潜在能力，这对人类目前尚难自由出入的深海极端环境的探索尤为重要。本文从海底极端环境生物种类和空间分布、生物壳体的地球化学信息、生物元素和同位素地球化学指标以及生物有机生标等几方面出发，探讨当前科学家关注的典型地球化学指标对沉积环境的记录应用，并展望了未来需要进一步加强研究的几个方面，希望借此能引起广大研究者对该领域的兴趣和重视，以加深加快对海底极端环境内运行规律和影响的认识。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 42-52
根据福宁湾夏季水文泥沙实测资料，分析了研究区悬浮泥沙浓度变化特征，研究了悬浮泥沙的输运机制，探讨了悬浮泥沙输运的控制因素。结果表明，平面上，悬浮泥沙浓度从湾内到湾外呈现递减的分布趋势；垂向上，各站位平均含沙量由底层向表层逐层递减。悬浮泥沙在湾内表现为向陆方向输运, 在湾口和湾外整体则向西南方向输运，平流输运在悬沙输运中占主导地位。正常天气下，研究区夏季的悬沙净输运方向与余流方向基本一致；西南强风天气下，研究区悬浮泥沙的浓度增大，其输运方向受风向控制指向东北向。闽浙沿岸流（夏季）活动较弱，对研究区悬浮泥沙的输运基本没有影响。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 53-66
基于2016年莱州湾32个站位表层沉积样的测试和分析并结合以往调研资料，探讨了Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg等7种重金属元素的含量、空间分布特征和相关性，并采用潜在生态风险法、地累积指数法和沉积物质量基准法对该区重金属污染状况进行了系统评价。结果表明，表层沉积物中重金属主要在黄河口以北、西南部小清河口及其东北部富集；Cr、Cd、Hg等与细颗粒沉积物相关，揭示重金属含量受沉积物粒度影响；而沉积物类型分布特征与莱州湾平均环流基本吻合，并与周围河口水动力和潮流显著相关。重金属污染评价结果表明：全部站位的重金属含量均低于PEL（可能效应水平），综合潜在生态风险为低风险；地累积指数评价结果表明：研究区约60%区域受到了Hg的污染，较多比例站位Cd（37.5%）和As（12.5%）显示为轻度污染。统计分析发现，Cu、Pb、Zn、Cd、As和Hg之间存在较为显著的正相关关系，其中Cu、Pb和Zn主要受地壳自然风化过程控制，而Cu和Zn还受有机碳含量的影响；Cd和As推测与人类活动相关；Cr的含量主要来源于地壳自然风化过程，人类活动影响次之。研究结果表明黄河和小清河很有可能是莱州湾西部和西南部表层沉积物的主要来源，该结果与以往研究结果基本一致。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 67-81
下寒武统为扬子地块最重要的烃源岩层之一。然而下扬子地区在该层位尚未取得工业油气突破，开展下扬子地区早寒武世幕府山组沉积环境研究，对比分析扬子地块这一时期不同地区的油气地质条件具有重要的意义。下扬子盱眙地区实施了官地1井，获得了下寒武统幕府山组全取心样品。该井地化分析结果显示，在幕府山组钙质/炭质泥岩样品中，大多数大离子亲石元素展示富集特征，而高场强元素及过渡元素显示出亏损特征；幕府山组泥岩样品中稀土元素总量为14.81～107.47 μg/g；样品的化学风化指数CIA在64.84至78.81之间变化，结合A-CN-K三角图解，表明幕府山组源区受到中等强度的风化作用；微量元素的富集特征表明幕府山组泥岩沉积于潮湿且低盐度环境，氧化还原敏感参数比值指示幕府山组沉积于硫化还原环境。在Th/Sc-Zr/Sc图解中，大多数样品投在玄武岩与长英质火山岩区间，表明并未经历沉积循环。在Al2O3/TiO2 与 TiO2/Zr图解中，幕府山组泥岩样品指示出中酸性岩浆物源。与此同时，Cr/V与La/Th-Hf图解表明幕府山组泥岩物源主体为中酸性岩石。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 82-90
海底泥底辟和泥火山对研究海底深部地球化学过程与全球碳循环、油气与天然气水合物资源勘查和新构造运动等具有重要的意义。利用高分辨率多道地震、浅地层剖面以及多波束等地球物理数据，对冲绳海槽西部陆坡泥底辟和泥火山的特征进行了分析和总结。冲绳海槽西部陆坡发育大量的泥底辟和泥火山，多发育于断裂活动强烈的区域，随着泥底辟的活动和甲烷流体的运移，在海底形成泥火山和气烟囱，因此，泥火山和气烟囱多发育于泥底辟上部，两翼存在强振幅异常，内部表现为低频特征，证明泥底辟和泥火山与甲烷流体活动存在密切联系。冲绳海槽西部陆坡泥火山和泥底辟的形成演化的动力学过程与成因主要包括3个方面，即区域拉张作用形成的构造薄弱带、快速沉积造成的超压和浮力作用以及流体的驱动作用。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 91-101
通过对东海陆坡—冲绳海槽中北部两个水体剖面的碳、氯、硼同位素和离子浓度的分析，探讨了水体剖面的离子和同位素组成的控制因素、水体来源以及现代水体交换过程。结果表明，水体剖面中表层水、次表层水、中层水体的性质明显不同，ST2水体剖面K+、Ca2+、SO42−等离子浓度整体随深度增加而升高，δ13C、δ11B、δ37Cl垂向变化波动较大，ST19剖面离子浓度、同位素垂向变化趋势与ST2剖面相反。ST2、ST19水体剖面表层水（0～100 m）和次表层水（100～300 m）主要来源于黑潮表层水（Kuroshio Surface Water，KSW）和黑潮热带水（Kuroshio Tropical Water，KTW），同时受长江冲淡水（Changjiang Diluted Water，CDW）/陆架水影响；中层水体（300～1 000 m）组成与北太平洋中层水（North Pacific Intermediate Water，NPIW）和南海中层水（South China Sea Intermediate Water，SCSIW）相似。两水体剖面水体组成存在较为明显的南北差异，可能与所处海区地理位置、CDW/陆架水传输路径、区域性地形导致局部上升流、水体剖面中NPIW与SCSIW占比不同有关。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 102-114
俯冲带是地球上地质活动最活跃的地带之一，对地球表面和内部的演化具有重要意义。俯冲带慢滑移事件作为一种重要的断层滑动方式在近十几年才逐渐被地球物理学家所认识。浅源慢滑移可以使浅部断层发生破裂至海底，引发大规模海啸。了解孔隙流体来源和俯冲带沉积物成岩作用有助于认识慢滑移事件的成因机制。以国际大洋发现计划（IODP）375航次在新西兰Hikurangi俯冲板块钻探站位（U1520）和变形前缘逆冲断层钻探站位（U1518）为研究对象，对两个站位沉积物孔隙流体的SO42-、Ca2+、Mg2+和Sr2+浓度以及放射性Sr同位素（87Sr/86Sr）进行了分析。结果显示两个站位Ca2+与Mg2+浓度、Sr2+浓度与87Sr/86Sr呈负相关关系是由于火山灰蚀变作用导致的。两个站位浅层0～14.3和0～37.3 mbsf沉积物孔隙水中的Ca2+、Mg2+浓度同时降低，表明发生了自生碳酸盐沉淀。同时，俯冲板块U1520站位的岩性单元IV（509.82～848.45 mbsf）Mg2+浓度随深度减小，Ca2+、Sr2+浓度则增加，但87Sr/86Sr基本保持不变，显示了碳酸盐重结晶作用。在其下部以火山碎屑岩为主的岩性单元V（848.45～1 016.24 mbsf）沉积物孔隙水的SO42-、Ca2+、Mg2+浓度均趋近海水值，这可能是由于海水在渗透性较好的火山碎屑岩中发生横向流动导致。因此，推测俯冲板片的岩性和成岩作用是高度的不均一，容易促使俯冲板片进入俯冲带后形成特殊的应力场和异常的流体压力，进而可能与Hikurangi俯冲带频发的慢滑移事件有关。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 115-123
阳江东凹为近年来珠江口盆地取得重要勘探突破的凹陷。为阐明阳江东凹始新统文昌组-恩平组物源区、物源转换等源汇过程，以锆石U-Pb定年为主要技术手段，对研究区文昌组和恩平组7件砂岩的碎屑锆石形态和年龄进行了分析。结果表明，（1）在文昌组时期，阳江东凹以周缘凸起的中生代岩浆岩为物源区，为珠江口盆地内部（简称“盆内”）近物源输入，且物源输入量小，利于半-深湖相烃源岩的发育。文昌组的优质烃源岩为本地区油气勘探提供了物质基础。（2）在恩平组下段沉积期，凹陷主体的物源来自阳江-一统暗沙断裂带西侧较远区域出露的加里东晚期岩浆岩或其再循环沉积物，局部仍由周缘凸起供源，洼陷由盆内近物源转变为盆内远物源为主；恩平组上段沉积期，洼陷兼具盆内物源和珠江口盆地外部（简称“盆外”）物源的贡献，其中盆外物源来自华南板块，并且从该时期开始，华南板块物源供给增强，并逐渐控制了整个凹陷的沉积充填。整个恩平组时期，物源供给持续增强及控洼断裂活动性减弱造成洼陷被浅水辫状三角洲所主导。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 124-137
山东即墨马山地区出露罕见的发育柱状节理的中酸性火山岩，对于其年代学及形成的大地构造背景鲜有讨论。岩石薄片与主量元素分析结果证明马山柱状节理火山岩属于粗面英安岩。利用LA-ICP-MS对马山柱状节理火山岩中的锆石进行U-Pb测年，确定其形成时间为113.2±1.3 Ma，属于早白垩世晚期。原位Lu-Hf分析获得锆石εHf(t)值范围为−19.5～−0.4，对应的二阶段模式年龄范围约为1.97～3.26 Ga，暗示其源区岩浆成生于古老地壳的熔融。马山粗面英安岩具有SiO2和Al2O3含量较高，MgO含量低及富含碱的主量元素的特征。其稀土元素总量较低，配分模式呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾模式，Eu轻微负异常，Sr含量高而Y和Yb含量低。马山粗面英安岩的主微量元素显示其具有埃达克岩特征，推测其来源岩浆可能形成于燕山期华北东部区域性地壳增厚后下部老地壳的熔融。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 138-150
基岩油气藏是一种特殊类型的油气藏。随着渤中19-6凝析气藏、永乐8-3-1基岩油气藏及渤中13-2油气田等取得重大突破，证实中国海域基岩油气藏具有巨大勘探潜力。截至目前，已在渤海盆地、北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地获得多个高产基岩油气田。中国海域基岩油气藏具有分布广泛、纵向层系多、岩性多、类型多样的特征，主要发育前寒武系变质岩和混合花岗岩、古生代碳酸盐岩、中生代火山岩以及花岗岩侵入体、中生代碎屑岩等4套储层，尤其以前寒武系变质岩和中生代花岗岩侵入体为主。研究表明基岩油气藏主要表现为新生古储，其形成主要受控于富烃凹陷、构造运动、储盖条件等多种控制因素的影响。在总结前人成果的基础上，指出了中国海域未来基岩油气藏勘探应重点关注6大勘探方向：渤海盆地残山，北黄海盆地东部坳陷东北部局部凸起，南黄海盆地凸起带，东海陆架盆地低凸起，北部湾盆地涠西南凹陷、珠江口盆地惠州凹陷和琼东南盆地松南低凸起，南海南部中建南盆地和万安盆地。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 151-162
以广州海洋地质调查局二维多道地震资料和国外钻井资料为基础，厘清区域地质演化过程及其对盆地地层发育的影响，建立邻区盆地地层层序格架。利用跨盆地地震测线，参考邻区盆地，厘定南薇西盆地地层层序及年代，分析地层生储盖组合特征及其油气地质意义。结果表明，盆地内可追踪识别出7条不整合面（T1, T2，T3，T31，T4，T5，Tg），将地层划分为7个层序，除T1界面之外，其他不整合面分别对应新生代重要地质事件（广雅运动、万安运动、南沙运动、南海运动、西卫运动、礼乐运动）；盆地成盆年代与邻区盆地相同，基底年代为晚白垩世，推测主要发育花岗岩、火成岩和变质岩，T3界面是盆地内最为显著的不整合面，年代为10.4 Ma，对应万安运动；始新世以来发育三种类型生储盖组合，中新世盆地发育碳酸盐岩地层，可为良好的储层，盆地生、储、盖组合较好，具有良好的油气资源前景。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 163-173
以常规和非常规油气成藏理论为指导，结合储层、流体等测试分析结果，开展西湖凹陷Y构造花港组气藏特征及成藏主控因素研究。结果表明：① 花港组垂向上符合中下部致密砂岩气、上部常规天然气藏的分布序列；② 常规气藏气水关系正常，受断盖配置对沿断裂运移油气的封闭作用和断层侧向封堵能力影响，油气主要在区域盖层之下的断背斜顶部富集；③ 致密气藏具叠覆跨越源储组合关系，含气饱和度低，无明显气水界面，属先致密后成藏类型，不同部位含气性受构造幅度和储层物性共同控制。本次研究丰富和完善了西湖凹陷常规-非常规天然气序列成藏规律，并为致密砂岩气的勘探提供理论指导。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 174-182
澳大利亚N区块是海上勘探区块，钻探成本高，存在一定的勘探风险，尽可能地降低风险和找寻可能存在的最大圈闭资源规模，成为勘探的重点和难点。为此，在澳大利亚N区块开展了构造和岩性等多种类型圈闭的识别评价。在构造圈闭落实的情况下，利用澳大利亚N区块二维、三维地震资料，在高精度层序地层格架下，结合物源方向、古地貌和沉积体系空间配置关系分析，建立了岩性圈闭发育模式。通过目标层位的地震叠后属性、叠前同时反演等综合分析，采用纵横波速度比（Vp/Vs）等地震属性预测了岩性圈闭的分布特点及含油气性。在上述工作基础上，开展了岩性圈闭的油气成藏条件研究和圈闭资源量估算，扩大了澳大利亚N区块的资源规模，使其具备了一定的勘探价值。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 183-193
对海岸带滨海湿地土壤或沉积物中碳通量的定量评估是国内外碳循环研究的热点，但目前对碳通量评估涉及地面以下的土壤或沉积物深度大多不超过1 m（最多3 m），少有对更深更长时间尺度（如千年尺度）的沉积物中碳通量进行评估研究。对2016年在渤海湾西岸老黄河三角洲沉积区获取的BHZK13钻孔（长32.68 m）开展AMS14C测年和光释光（OSL）测年、粒度、有孔虫、总碳（TC）和有机碳（OC）浓度、主量元素（含营养元素）和原位密度等参数进行分析测试。结果显示，渤海湾西岸老黄河三角洲沉积区自晚更新世晚期以来，沉积环境自下而上可划分出7个沉积单元，分别对应MIS5期的潮坪相（U1）、泛滥平原相（U2）、河道相（U3）、全新世的潮坪—浅海相（U4）、一期黄河三角洲（5500～3600 cal.aBP）（U5）、改造层（3600 cal.aBP～700 BC）（U6）、二期黄河三角洲（700 BC—11 AD）（U7）。沉积速率在U5前缘相中最大（1.99 cm/a），在U1沉积环境中最小（0.014 cm/a）。相应地，有机碳埋藏通量在U5前缘相最大（134.56 g/（m2·a）），而最小值（0.16 g/（m2·a））出现在U3环境中。沉积速率是有机碳埋藏通量的主控因素，TC和OC与各营养元素都呈极显著的相关性。虽然老黄河三角洲沉积物中有机碳含量较低，但由于沉积速率相对较快，使得老黄河三角洲沉积体也是较好的有机碳贮库。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 194-205
基于电阻率响应特征的储层识别和饱和度估算是天然气水合物储层评价的关键技术之一，在天然气水合物的勘探开发中发挥重要作用。本文开展了沉积物内水合物生成的物理模拟实验，采用电阻率层析成像技术，实现了分散状水合物和块状水合物生长过程的可视化探测，研究了两种赋存形态水合物的电阻率响应特征。研究表明：分散状水合物的高值电阻率零散分布，块状水合物的高值电阻率聚集分布；沉积物内的游离气导致块状水合物的电阻率层析成像位置发生偏移；分散状水合物和块状水合物的电阻率响应特征差异明显，与分散状水合物相比，块状水合物电阻率随着水合物的生成升高较快。
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 206-212
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