2022年 42卷 第5期
孟加拉深海扇是连接高原与深海“源-汇”过程的转换带，不仅是板块漂移与碰撞过程的重要产物，而且其巨厚的沉积层是研究构造隆升与沉积演化等相关核心科学问题的天然“档案室”。前人基于钻探样品及地球物理资料，获取了孟加拉扇早渐新世以来沉积演化过程、90°E海岭性质与演化、南亚季风形成与变化等科学问题的重要认识。但埋藏于海底的大型线性基底性质的争议和扇体对隆升过程全时序沉积揭示的不足，直接制约了南亚季风形成时限、板块碰撞过程的构造特征和扇体物源时空转换等关键科学问题的揭示。因此，在存在构造隆升过程完整沉积记录并同时兼顾特殊构造地区开展大洋钻探，有利于上述科学问题的揭示。依据在扇体下游合理位置新近获取的高质量多道地震数据，查明了孟加拉深海扇下游地区的基底起伏、完整沉积层结构和构造发育特征，并在此基础上针对孟加拉深海扇全时序地层层序揭露不完整、玄武岩洋壳年龄和特殊构造性质等钻探科学目标，选取了该地区未来3个科学钻探井位，并分别对其开展了井位标定与岩性预测，钻探实施不仅对解决以青藏高原为核心的地球系统科学前沿具有重要科学意义，而且对服务我国自有大洋钻探船钻探井位储备具有现实意义。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 1-15
北太平洋作为全球大洋环流的重要组成部分，在高低纬间热量和物质的传输与再分配方面起到重要的调控作用，进而影响到地球气候系统。基于过去50多年来的大洋钻探工作，前人在北太平洋地球科学的研究上取得了一系列的成果。本文回顾了北太平洋古海洋和古气候方面的研究进展，包括：（1）东亚夏季风和西部边界流演化，以及其对高低纬热量、水汽的传输；（2） 北太平洋中层水和深层水的性质变化、分布范围和驱动机制，以及冰期旋回中水体垂直交换作用的气候响应；（3） 风尘输入对亚洲内陆古环境的反映，及其对北太平洋生产力的铁肥效应。尽管前人针对上述科学问题都开展了相应的研究工作，但目前在对北太平洋上述几方面的认识上仍然存在着分歧。基于对前人研究的总结概括，本文最后提出了未来北太平洋研究的关键科学问题，强调了多圈层、多系统角度对深入认识过去地球气候系统变化的重要性，并对未来大洋航次开展的理想靶区进行了展望。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 16-32
多个航次的大洋钻探已经在南海成功实施，航次科学目标主要聚焦于古海洋、海盆形成过程以及岩石圈破裂过程等，钻遇了多种类型的深水沉积物，而且近些年来的物理海洋调查也已证实了其复杂的深水沉积动力环境，尤其是南海北部陆缘区海底地形地貌复杂，发育了深水水道、块体流等重力流沉积以及多种类型的等深流沉积。南海独特的构造环境和复杂底流活动所导致的不同深水沉积体系类型和丰富的沉积记录，使南海北部陆缘区成为研究深海沉积过程的最佳场所。通过对2—3个剖面多站位不同地形地貌条件下多类型深水沉积物的钻探对比分析，将有助于深刻理解重力流-底流相互作用特征，揭示块体流、浊流和底流形成和发育演化过程，查明岩石圈破裂和海底扩张的沉积响应等科学问题，丰富深水沉积动力学理论，深化对南海大陆边缘沉积格局演变和深层海流演变的整体性和全面性认识。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 33-41
中国东部陆架位于亚洲大陆与西太平洋的过渡区域，是连接全球最大的沉积源-汇系统的重要纽带，记录了东亚构造变形、亚洲季风系统形成与演化、海平面变化及东亚重大水系变迁等诸多重要信息。在总结前人研究的基础上，结合最近20年来中国海洋专项获得的数据资料和研究成果，综述了中国东部陆架区第四纪以海侵-海退变化为主要特征的沉积环境变化，探讨了陆架沉积环境变化与区域构造、海平面和东亚季风气候变化的联系；基于目前在长江、黄河流域及东部陆架区开展的沉积物源-汇研究，讨论了长江和黄河贯通入海的可能时代及控制因素；提出新生代以来陆架地质环境演变与东亚构造历史、季风系统演化、海平面变化、重大水系调整及陆架有机碳埋藏的耦合机制研究是未来在中国东部陆架实施科学钻探的重点科学目标。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 42-57
为深入了解东海外陆架表层沉积物物质来源及沉积环境特征，运用粒度和矿物学研究手段，对济州岛西南海域180个表层沉积物样品进行沉积物类型和碎屑矿物组成分析，探讨了矿物分布特征与沉积环境的相互关系，进一步明确表层沉积物的输运模式、物质来源及环流系统对其分布的影响。结果表明，研究区重矿物共34种，以普通角闪石、绿帘石和钛铁氧化物类矿物为主，橄榄石和变质岩矿物是区别内陆架沉积的标志性矿物。轻矿物共13种，以普遍发育的海绿石为特征。根据碎屑矿物组合分布特征，将研究区分为Ⅰ、Ⅱ两个矿物组合区，并进一步将Ⅱ区划分为两个矿物组合亚区。中部现代沉积区（Ⅰ区）矿物组合为普通角闪石-绿帘石-自生黄铁矿-钛铁氧化物类矿物-片状矿物，表现为现代陆源沉积特征，物质来源以黄河为主，生物沉积和自生沉积也是该区重要的沉积方式。外围残留沉积区（Ⅱ区）为沉积作用缓慢的弱还原环境，Ⅱ-1亚区矿物组合为普通角闪石-绿帘石-钛铁氧化物类矿物-石榴石-橄榄石，认为是以古长江的残留前积沉积为基底，受到Ⅰ区影响，接受了少量悬浮再悬浮的现代陆源沉积，同时又具有区域独特性。Ⅱ-2亚区矿物组合为绿帘石-普通角闪石-钛铁氧化物类矿物-石榴石，认为是古长江的残留沉积，在中部冷涡作用下，很少有现代物质的加入，区内不排除在当地环境生长的生物体作用下与Ⅰ区互相调整的物质。本研究为今后在东海外陆架深入开展沉积学、矿物学及环境演化研究提供了新的参考。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 58-69
对南黄海中部泥质区南侧4个表层沉积物和SYS90-1A孔中5个沉积物样品进行碎屑锆石U-Pb定年，具体分析了研究区表层沉积物物源差异及约1.0 Ma以来沉积物物源变化。结果显示，泥质区沉积物主要来自黄河，而泥质区外部南侧沉积物可能主要由长江供应。SYS90-1A孔主要记录了早更新世晚期以来的沉积记录，不同时期物源差异明显：中更新世早期以长江源物质为主，利用磁化率开展旋回地层学分析，根据天文年代调谐确定该时期具体时代为0.59～0.71 Ma；早更新世晚期至中更新世以及中更新世中期以来以黄河源物质为主。这一结果与前人关于南黄海早更新世以来沉积物以黄河源物质为主的认识不同，长江源物质对南黄海泥质区沉积物贡献需要重新认识。上述表层沉积物样品和钻孔沉积物样品碎屑锆石U-Pb年龄分布与朝鲜半岛河流沉积物完全不同，说明该区域自早更新世晚期以来沉积物主要来自中国大陆。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 70-82
西北孟加拉湾位于印度夏季风的核心降水区，是研究印度季风活动及其对环境影响的理想地区。通过对西北孟加拉湾马哈纳迪盆地IODP353航次U1446站位岩芯生物硅含量和沉积通量的分析，重建了研究区早更新世末—中更新世早期(920～370 ka)的硅质生物生产力演变历史，探讨了印度夏季风降水和径流活动对研究区古生产力变化的影响机制。结果显示，西北孟加拉湾在920～370 ka期间，硅质生产力总体上表现为中更新世过渡期(Mid-Pleistocene Transition，MPT)较低，MPT之后呈上升的趋势；具有明显的冰期-间冰期旋回性，冰期时下降，间冰期上升，且在MPT之后波动幅度增大。对比该站位已有的δ18Osw和Rb/Ca比值等夏季风降水和径流指标发现，印度夏季风增强时硅质生产力上升，减弱时硅质生产力下降，推测印度夏季风的增强导致孟加拉湾降水以及周边河流径流量剧增，河流提供的营养物质使得西北孟加拉湾表层硅质生物勃发，硅质生产力迅速升高。而印度夏季风减弱时，营养盐的减少抑制了表层浮游硅质生物的繁殖，从而使得硅质生产力下降。U1446站位生物硅通量的频谱和小波分析也显示，研究区的硅质生产力受轨道周期变化的调控。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 83-93
为了解俄罗斯极地海悬浮体颗粒物（Suspended Particulate Matter，SPM）的分布特征及其沉积学意义，对2019年中俄北极联合考察（AMK78航次）在喀拉海-拉普捷夫海-东西伯利亚海表层海水采集的SPM样品开展了颗粒浓度、组成和岩石磁学分析。研究发现，SPM主要由陆源碎屑和硅质浮游生物碎屑组成。悬浮体浓度在德米特里拉普捷夫海峡及其东侧海域最高，鄂毕河和叶尼塞河河口外侧次之，其他海域整体较低。悬浮体中携磁矿物为单畴、多畴磁铁矿。陆源碎屑集中分布在近岸和河流入海口附近海域,离海岸和河口较远海域悬浮体中硅质生物碎屑占比升高。SPM浓度主要受到河流搬运入海的陆源碎屑通量和海岸侵蚀的影响，而SPM中磁性矿物与流域内岩石类型有关，并受西伯利亚沿岸流的影响，磁性矿物集中在洋流流速缓慢的区域，粒径粗的磁性矿物分布在沿岸地区，可能与海岸侵蚀有关。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 94-102
揭示位于太平洋板块、欧亚板块与印澳板块之间的菲律宾海板块的地质演化是理解西太平洋沟-弧-盆体系形成演化的重要一环。隶属于菲律宾海板块的帕里西维拉海盆及其北侧的四国海盆，是菲律宾海板块发生第二次扩张的产物，记录了菲律宾海板块生长、太平洋板块西向俯冲消减的过程及弧后扩张的重要信息。基于前人研究成果，综述了帕里西维拉海盆的地质与地球物理特征，并将其分为4个区域：东区、西区、南区及中央裂谷区。其中：（1）东区的沉积物较厚(最厚达3 500 m)，地形较为平滑，未能识别出磁异常条带，基底熔岩具有类似于弧后盆地玄武岩的微量元素特征和印度洋型MORB（洋中脊玄武岩）的同位素特征。（2）西区的沉积物较薄，地形较为复杂，可识别出10-5D号磁异常条带，海底熔岩的特点类似于东区。（3）南区地形复杂，海山、裂谷、丘陵等海底组构相间分布，可进一步分为5个次级单元，无磁异常条带，其基底熔岩具有类似于N（正常）-MORB和IAB（岛弧玄武岩）之间的微量元素特征和印度洋型MORB的同位素特征。（4）裂谷区，沉积物较薄，广泛分布了拆离断层和核杂岩，水深较深（最深处超过7500 m），该区域同时出露有肥沃型橄榄岩和难熔型橄榄岩。最后，本文建议了8个钻孔站位，以解决该海盆尚存的一些有关构造-岩浆过程、深部地幔过程、俯冲带过程及沉积古环境方面的重要的基础科学问题。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 103-109
南海是西太平洋最大的边缘海之一，位于欧亚板块、菲律宾海板块和印度-澳大利亚板块的转换交接部位，也是太平洋构造域与特提斯洋构造域全球两大构造体系的交汇点，蕴含着丰富的前沿地球科学问题。聚焦南海区域4+1次大洋钻探航次（ODP184、IODP349、IODP367、IODP368及IODP368X），系统总结了中生代以来南海深海盆从陆缘张裂、海底扩张，到气候环境和沉积演变取得的重要进展。基于南海共轭大陆边缘在形成演化过程中时空分布不均一性，凝练了陆缘伸展减薄过程、洋陆过渡带张破裂过程、岩浆活动动力学机制和莫霍面优选等4个科学主题。以往的大洋钻探多数限于南海大陆边缘北部中段，对整个南海的控制约束作用有限。针对上述科学问题，对南海相关数据进行了详细解释分析，在南海东北次海盆、西南次海盆和西北次海盆提出9个科学钻探站位，以期全面、完整和具体地揭示南海生命史。在今后工作中坚持深浅结合、难易结合的原则，开展实施南海大洋钻探，不仅具有支撑未来天然气水合物钻采船在南海海域钻探的现实需求，而且对刻画南海完整生命史具有重要科学意义。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 110-123
以阳江东凹及开平凹陷为研究对象，运用碎屑锆石U-Pb定年、地震剖面渠汇分析及沉积相分析等手段，系统分析文昌组和恩平组沉积期沉积物来源、输送渠道以及沉积形式，将“源-渠-汇”耦合的思想运用到珠江口盆地始新统沉积演化中。碎屑锆石U-Pb定年结果表明，研究区物源在时空上均表现出不均一性，文昌组阳江东凹碎屑锆石年龄以燕山期为主，年龄谱图表现为单峰值，开平凹陷则存在燕山期和印支期两个峰值，锆石自形程度均较好，指示盆内近源沉积；恩平组碎屑锆石年龄谱图均具有多峰值特征，且古生代和前寒武纪的锆石数量增多，锆石磨圆度高，说明开始接受盆外物源，为盆内和盆外双重供源。基于大量的地震剖面，在研究区分别识别出断槽、古沟谷及构造转换带等物源运输通道，阳江-一统暗沙断裂带的走滑作用对研究区始新统沉积物沿上述通道输送起到了重要作用。整体来讲，文昌组沉积期主要发育滨浅湖相、半深湖相和扇三角洲相，恩平组沉积期则主要发育辫状河三角洲相和滨浅湖相。本研究对于认识阳江东凹和开平凹陷始新统“源-渠-汇”过程以及阳江-一统暗沙断裂带在始新世的表现形式具有重要意义。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 124-136
铁锰结壳富集Co、Cu、Mn、Ni、Ti、V、REE、Y和Zn等关键金属，研究其富集于结壳的规律以及相关地质环境制约因素对于未来开发利用这些海底金属资源十分重要。本文对九州-帕劳海脊南部13°20′N新发现的铁锰结壳样品进行了矿物学、元素地球化学和电子探针微区分析，发现其成分较为均一，未遭受明显的磷酸盐化作用，属于单层型水生成因结壳。Co、Ni等高含量关键金属主要富集在水羟锰矿内，其中主要以晶格态形式存在的Co所经历的表面氧化还原反应是其累积富集的关键；而Ni除了与Co一样通过置换Mn或占据晶格空位而呈现富集特征外，还大量以吸附态形式存在。Ti、V和REY等通过表面络合、晶格进入以及共沉淀作用富集在以六方纤铁矿为主的铁羟基氧化物组分内。Cu、Zn的晶格进入能力不足，加之海水Cu含量偏低，Zn的弱吸附作用共同导致它们以相对低含量形式分散分布。基于Co经验公式揭示结壳的形成起始于晚中新世，未出现明显生长间断，但持续生长时间不足导致结壳的关键金属累积富集程度低于全球主要结壳成矿区。不过，研究区理想的水深条件、较低的沉积速率、稳定的构造环境、合适的最小含氧带水深分布和远离非成矿物质的大规模稀释影响，都是本区结壳未来持续性增生和进一步富集关键金属的有利条件。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 137-148
深海多金属结核与富钴结壳富含Mn、Co、Ni、Cu及稀土等元素，极具资源潜力，因而广受关注。选择采集自九州-帕劳海脊南段水深约3 000 m的6个多金属结核和2个富钴结壳样品进行地球化学特征研究。结果显示本区样品Mn/Fe比值为0.88～1.07，Co及稀土元素含量高，与库克群岛多金属结核元素特征相似，表现出典型的水成成因特征。与其他地区水成结核、结壳相比，样品具有较高的Ca含量，可能和其所在位置海脊部位水深较浅、位于碳酸盐补偿深度（CCD）以上有关。样品表现出Y负异常、Nd含量高等水成结核的特点，但微弱的Ce正异常特征与其他地区水成多金属结核/壳的强烈Ce正异常特征不同，这表明其生长于弱氧化环境。本区结核分布在CCD以上，最小溶氧层（OMZ）以下，是一种水成成因、贫氧生长的新型多金属结核，其物质来源、成矿模式将为揭示多金属结核的形成分布规律提供一条全新的认识途径。同时研究区结核、结壳Co及稀土元素含量较高，且分布位置较浅，易于开采，具有一定的资源潜力。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 149-157
东海陆架盆地是发育于西太平洋边缘的前中生代克拉通基础上的中、新生代坳陷-断陷-坳陷叠合型盆地，蕴藏着丰富的油气资源，但深层（上三叠统—白垩系）由于埋藏深，区域构造背景、地球物理场、构造演化复杂，温度场、压力场与应力场变化大，地质结构改造强烈，油气成藏过程复杂，影响了对盆地深层烃源岩与油气生、排、聚潜力综合评价。因此，本文在利用前人研究成果的基础上，综合应用钻井、地球物理和浙闽陆域资料，通过区域地震地质解释和井-震标定，将东海陆架盆地南部深层划分出上三叠统—中侏罗统、上侏罗统和白垩系3个二级构造层序，建立了深部层序格架和层序演化序列，明确了深部主要发育上三叠统—下侏罗统和下白垩统两套受海侵影响或海相泥页岩烃源岩，提出东海陆架盆地南部深层总生烃能力和平均资源丰度较大，具有可观的油气资源潜力，是今后东海深部油气勘探值得探索的重要领域。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 158-171
地球上除了板块边界形成的岩浆活动之外，在板块内部也广泛存在大规模岩浆活动。其中，板内岩浆活动在大洋中形成了广泛的洋底高原和链状分布的海山。20世纪70年代，国际上提出“地幔柱”假说来解释洋底高原和有时间序列的海山链成因。“地幔柱”假说认为，深部地幔物质上涌过程中包裹周围地幔物质，并在浅部上地幔发生高程度部分熔融，首先形成大规模洋底高原，接着在运动的板块之上形成有年龄序列的洋岛/海山链。然而，长期以来，并没有找到明确有成因联系的洋底高原-海山链系统，使得该假说一直没有得到证实。卡洛琳火山系统由西部的卡洛琳高原和东部卡洛琳洋岛/海山链组成。回顾了卡洛琳海山链火山岩已有研究成果，结果显示，卡洛琳海山链很可能是由一个年轻（约30 Ma）地幔柱形成。尽管如此，在卡洛琳洋底高原和东部海山链之间还有大量平顶海山尚未进行过火山岩采样研究，目前对该海山链系统是否由一个地幔柱“热点”连续形成还缺少明确证据。由于该区海山通常被沉积物或礁灰岩覆盖，常规采样困难。本文提出对该平顶海山区进行5个站位的钻探采样，并开展岩石学、年代学和地球化学研究，并与卡洛琳洋底高原和海山链进行详细对比，将有望检验“地幔柱”假说是否成立。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 172-177
洋底高原的形成与演化过程是近年来海洋地质学关注的重点科学问题之一。卡罗琳洋底高原位于西太平洋雅浦海域，其构造演化独具特色，经历了热点火山作用、俯冲碰撞和裂解等多个地质事件，为洋底高原的研究提供了关键案例。目前对卡罗琳洋底高原演化过程的认识尚未完全明晰，未来研究可聚焦4个方面：①卡罗琳洋底高原北部正常洋壳年龄的厘定，揭示卡罗琳板块-太平洋板块边界的位置与形态；②结合钻井、地震地层学研究，建立地层年代框架，识别区域构造事件的发生时间与影响范围；③揭示索罗尔海槽岩石圈的张裂阶段及新洋壳是否形成；④阐明卡罗琳洋底高原俯冲前缘挠曲断裂带地壳的性质与年龄。近年来，我国十分重视卡罗琳海域的地质和地球物理调查研究，并有望开展大洋钻探计划。本文在前期工作的基础上提出了雅浦海域大洋钻探站位选取建议，希望可以解决以上关键科学问题，为全球洋底高原的形成演化研究贡献中国智慧。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 178-186
九州-帕劳海脊及两侧的盆地是研究边缘海形成演化和板块俯冲起始机制的理想区域。利用最新采集的深反射地震数据并结合钻孔数据，研究了九州-帕劳海脊及其东西两侧盆地的构造沉积特征及地壳结构，探讨了西菲律宾海的起源及沿古伊豆-博宁-马里亚纳弧的俯冲起始机制。地震剖面和钻孔岩心揭示西菲律宾海盆发育上、下两套不同来源的沉积物盖层，其中下部地层厚度差别大，多为火山物质，来源于九州-帕劳海脊的岛弧火山作用，表现为向海脊方向的持续增厚，靠近海脊的山脚下发育火山碎屑岩裙；上部地层厚度较为稳定，为一套大洋的深水细粒沉积物。西菲律宾海盆和帕里西维拉海盆的地壳厚度约为6～8 km，接近全球平均洋壳厚度；西菲律宾海盆的莫霍面呈宽缓的褶皱状，与沉积物之下的洋壳基底基本同步起伏。西菲律宾海盆在中生代可能位于南半球澳大利亚的北缘，是在陆缘弧（包含部分大陆碎片）的基础上，因古近纪弧间伸展和海底扩张而逐步发展起来的。西菲律宾海盆的地震剖面和钻井均揭示了始新世时期的构造挤压事件，沿古伊豆-博宁-马里亚纳弧的俯冲起始可能是印亚碰撞的远场效应引起的诱导俯冲，俯冲过程伴随着侧向传播和持续的挤压应力场，直到约30 Ma开始岛弧裂离。该研究对揭示东南亚板块构造演化过程和板块俯冲起始机制具有一定的理论意义。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 187-198
菲律宾海板块因其位于欧亚板块、太平洋板块和印-澳板块交汇处的特殊位置，蕴含丰富的前沿地球科学问题，是构造地质学、沉积学、古海洋学以及全球变化研究的热点地区，已经开展了25个航次、98个站位、218口深海钻探井工作。系统梳理了已有的DSDP-ODP-IODP大洋科学钻探航次目标与初步结果，认为绝大部分钻探航次以“弧前增生楔结构和孕震机理”及“岛弧岩浆作用和大陆边缘陆壳增生机制”为主要科学目标，且集中在以日本南海海槽、伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧区域为主的活动大陆边缘，少量钻孔分布在板块内部的海底高原和海脊地区，深海盆区仅有零星钻孔分布。而上述地区同样是制约西太平洋构造沉积演化研究的关键区域，诸如花东海盆的年代属性、俯冲带和岛弧形成过程、菲律宾海板块演化以及风尘沉积等关键科学问题需要在此寻找答案。基于已有研究与实测资料，在九州-帕劳海脊三联点区建设性地提出了5个大洋科学钻探站位，并进行了初步钻探预测，旨在阐述俯冲启动机制和岛弧早期演化、厘定三联点岩浆作用和古环境重建等3个科学目标。菲律宾海钻探井位建议与实施，不仅对解决菲律宾海构造演化与沉积效应的关键科学问题有重要科学意义，而且对支撑未来我国自有大洋钻探船深海科学钻探需求具有现实意义。
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(5): 199-210
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