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沉积与环境
马里亚纳弧前Conical蛇纹岩泥火山顶自生沉积物特征及其对渗漏流体的指示
马里亚纳弧前蛇纹岩泥火山顶部海底发育由低温碱性流体渗漏形成的自生沉积物,记录了渗漏流体特征,对俯冲带的物质循环研究有重要意义。但目前对复杂矿物组成的自生沉积物及其所指示的渗漏流体信息仍不清楚。对采自马里亚纳弧前Conical蛇纹岩泥火山的自生沉积物进行了岩石学、矿物学及主量和微量元素分析。结果表明,Conical蛇纹岩泥火山自生沉积物呈疏松多孔状,极易碎,碎块主要呈薄片状和球粒状。薄片状碎块呈白色,主要由针状文石和棱柱状方解石组成,CaO含量较高(49.3%~53.3%),MgO含量较低(2.3%~4.5%)。球粒状碎块呈黄色或白色,为无定形镁硅酸盐,MgO含量较高 (25.5%~29.1%),CaO 含量较低(0.5%~2.9%)。碳酸盐岩碎块的总稀土含量(ΣREE)为227.2~4 136.6 ng/g;无定形镁硅酸盐碎块的ΣREE为115.4~364.9 ng/g,均显示轻微重稀土富集的平坦型配分模式。自生沉积物的稀土配分模式显示,除两个稀土含量相对较高的碳酸盐岩样品外,渗漏流体的贡献高于90%,说明两类样品均形成于较强的渗漏环境,并且碳酸盐及镁硅酸盐可能分别形成于“低硅型”和“高硅型”不同的流体活跃期。
佟宏鹏, 胡海明, 陈琳莹, 陈多福
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022051101
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 1-10
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西南印度洋中脊27洋脊段新火山脊岩浆深部过程研究—来自斜长石斑晶的制约
前人对超慢速扩张西南印度洋脊(SWIR)玄武岩的研究多基于全岩粉末样品,而对能够记录更多岩浆过程的矿物斑晶开展的工作则较为匮乏。本文对西南印度洋脊断桥热液区所在的27段洋脊富含斜长石斑晶的玄武岩进行了全岩和单矿物的地球化学研究。玄武岩样品(34IV-TVG07 和 30III-TVG14)SiO2含量为49.16%和49.50%, MgO含量分别为6.76%和6.52%。全岩微量元素总体上和N-MORB(normal mid-ocean ridge basalts)类似。电子探针测试结果显示,斜长石的An值范围变化较大(76.2~87.9),且绝大部分的斜长石斑晶An值都在80以上,比SWIR 64°E 的Mount Jourdanne火山斜长石超斑玄武岩中的斜长石An值高得多(<70),暗示斜长石的成因不同于Mount Jourdanne,不是由下洋壳辉长岩中的斜长石被后期岩浆直接机械捕获携带上升而形成。运用Petrolg3软件计算模拟也显示斜长石无法由其寄主岩浆直接结晶产生。结合实验岩石学结果以及西南印度洋中脊地幔中存在古老地幔楔熔融残余的多方面地球化学证据推测,断桥区玄武岩中的高An值斜长石斑晶最有可能由软流圈地幔中的古老、亏损的岛弧地幔楔残余熔融形成的岩浆结晶形成。
王聪浩, 刘佳, 陶春辉, 李伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022040101
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 11-20
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南黄海地形地貌特征及其成因探讨
利用多年来大量的实际调查资料并结合以往的研究成果,对南黄海海底地形进行了分区研究,经过地貌分析、地貌单元识别,划分了地貌类型,并探讨了地形地貌的成因。结果表明,南黄海海底地形可以划分为6个地形单元,西部自北向南分别为山东半岛东部水下泥楔地形区、海州湾缓倾斜地形区和苏北岸外舌状地形区;中部纵列的两个地形区分别为平坦的浅海平原地形区和低洼的黄海槽地形区;东部为坡度较大的斜坡-沟槽地形区。海底总体地势由西、北、东三面向中部和东南方向缓慢倾斜,西部坡度比较平缓,东部相对较陡。地貌类型中规模较大的三级地貌有11种,黄海槽谷中心线以西以堆积、侵蚀-堆积地貌为主,以东以构造-堆积地貌为主;南黄海现代海底地形地貌的发育,主要受区域构造、海平面升降变化、海洋水动力和物源等因素控制。
孔祥淮, 陆凯, 徐晓达, 杨慧良, 张勇, 尚鲁宁
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022072903
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 21-31
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南海北部中层水盐度时空变化及盐量输送研究
为探讨南海北部中层水盐度的时空分布特征及与外海水的交换,选用1871—2010年共140年的月平均海洋同化数据(SODA2.2.4),利用EOF、小波等分析方法,分析南海北部中层水盐度的时空分布、变化周期、盐通量等特征。结果表明:① 南海北部中层水的盐度月际变化特征为:1—3月,南海北部中层水受到越南东部沿岸向东北方向延伸出的高盐舌的影响(>34.45 psu),盐度偏高,中部盐度较低;4月南海北部中层水的盐度分布均一,盐度范围在34.40~34.45 psu;5—8月,夏季南海北部的中层气旋式环流将北太平洋中层水(North Pacific Intermediate Water,NPIW)携带至南海中部,在南海中部偏北形成一低盐水团(<34.42 psu), 并在此时间段内低盐水团逐渐向东北方向移动,直至9—10月,上述低盐水团与NPIW混合;11—12月,NPIW东撤,收缩至吕宋海峡西北侧。② 过去140年,南海北部中层水的盐度值波动上升,其中,1985年中层水盐度值最高,可能与当年夏季风爆发早且强有关。1963—2002年,存在较强的16~21 a的周期性,小波系数的实部正相位的峰值和负相位的谷值所对应的年份,与ENSO冷事件具有较好的对应。③ 对EOF第一模态分析显示,整个研究海域为单极子变化特征,呈一致性变化。第二模态的空间分布呈偶极子形态,一正一负相位中心沿NW-SE走向对称分布。④ 南海北部中层水全年的净盐通量均由南海向东流入太平洋,夏季最少,冬季最多。1871—2010年的140年间,中层水的盐通量一直处于下降的趋势,下降的趋势十分缓慢。
周莉, 康建成, 孟祥春, 华宇彤
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022031501
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 32-42
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南海东北部陆坡区浮游有孔虫壳体的原位微区Mg/Ca分析
有孔虫碳酸钙质壳体是海洋沉积物中普遍存在的环境记录载体之一,原位微区分析技术的发展为更进一步详细、直观地了解有孔虫壳体内微量元素的分布和变化提供了新方法,并带动了应用有孔虫壳体微区的元素含量和比值作为工具进行古环境反演相关研究的快速发展。利用电子探针 (EPMA)、激光剥蚀电感耦合等离子体质谱 (LA-ICP-MS) 并结合扫描电镜,对南海东北部陆坡区表层沉积物中的Globigerinoides ruberNeogloboquadrina dutertreiPulleniatina obliquiloculataGloborotalia inflata 4种浮游有孔虫壳体的Mg/Ca进行了原位地球化学分析。电子探针面扫描结果显示,G.ruber具有多条高Mg条带,这些周期性的条带变化可能与共生藻类有关;而N.dutertreiP.obliquiloculataG.inflata外部具有较厚的低Mg方解石壳。同时,LA-ICP-MS测试结果也显示出N.dutertreiP.obliquiloculataG.inflata的壳体中存在明显的低Mg/Ca层,而G.ruber中可见多组Mg/Ca比的高低变化,这与电子探针面扫描的结果一致。有孔虫自身的生物矿化过程会影响壳体中Mg/Ca比的分布,而污染相的存在会导致Mg/Ca测试结果的偏高。因此,认为有孔虫壳体Mg/Ca比的较大变化不仅受到周围海水温度的影响,而且还与共生藻等因素有关。此外,利用LA-ICP-MS测试可获得较为可靠的Mg/Ca比,避免了常规复杂的前处理过程,可以为今后高效、快速、高空间分辨率、低样品量的测试提供技术依据。
张广璐, 杨俊, 龙海燕, 赵彦彦, 邹立, 魏浩天, 刘盛, 杨丹丹, 孙国静
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021122101
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 43-58
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苏北射阳河口NTCJ1钻孔沉积序列与年代再认识
射阳河口位于苏北粉砂淤泥质海岸上,处在苏北废黄河三角洲侵蚀岸段与江苏中部淤积岸段之间的过渡区域,是淤蚀交替地带,系现代海岸地貌演变的节点处,同时也是晚第四纪古黄河古长江交互作用的关键区域之一。为了深入研究不同大河交互作用下的海岸、陆架晚第四纪沉积层序模式,最近就苏北射阳河口NTCJ1孔沉积序列和年代,根据该孔的岩性、粒度、介形虫、有孔虫、黏土矿物、地球化学元素和ESR测年等结果,并结合邻近其他钻孔和浅层地震剖面资料进行再研究和再认识,主要得到以下两点新认识:① NTCJ1孔22.00 m岩芯记录了MIS 5以来的沉积环境演化过程,可能缺失形成于MIS 4—2的第一陆相沉积层,MIS 1海相沉积层直接上覆于MIS 5海相沉积层,且尚未钻及形成于MIS 6的第二陆相沉积层;② NTCJ1孔中上部0~17.95 m颗粒较细,以粉砂质为主和暗黄色为基调,明显上粗下细,基本为AD 1128—1855年间形成的废黄河三角洲沉积,为一进积序列,底部可能含有少量全新世滨浅海沉积,但目前尚难以甄别;下部17.95~22.00 m颗粒较粗,以细砂质为主和深灰色为基调,尚未钻穿,是受到古黄河明显影响的MIS 5潮汐河口的水道充填沉积。
夏非, 张永战, 王丽
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022112801
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 59-66
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现代海洋甲烷循环过程观测及研究进展
当前出于对全球气候变化的担心以及获取能源资源的需求,甲烷日渐成为人类社会关注的焦点。海洋中聚集了巨量的天然气水合物,存在与甲烷有关的多种重要生化作用,支持了海底繁盛的化能自养合成生物群落,有效调节了进入大气的甲烷通量,在全球碳循环中的地位无可替代。同时,因天然气水合物动态活动造成的甲烷泄漏是岩石圈向外部圈层进行物质和能量输送的重要途径,对海洋环境有着深远影响。系统介绍了现代海底甲烷泄漏的地质控制因素、沉积物和水体对富甲烷流体的消耗、海洋甲烷循环模拟研究以及全球典型海域甲烷观测及相关研究成果,最后指出了海洋甲烷循环研究发展趋势。综合考虑了环境、生物和技术因素对海洋甲烷循环的影响和限制,从一个地质工作者的视角对阶段成果和存在问题进行审视,并提出了自己的思考,借此引发全社会对与甲烷有关的重大科学问题及海洋观测技术的重视与支持。
孙治雷, 印萍, 徐思南, 曹红, 徐翠玲, 张喜林, 耿威, 孙伟香, 吴能友, 张栋, 翟滨, 吕泰衡, 周渝程, 曹又文, 陈烨
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022042801
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 67-81
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海洋沉积物中甲烷代谢微生物的研究进展
甲烷是一种重要的温室气体,深刻影响着全球的气候变化。同时,甲烷还是海底潜在能源—天然气水合物的主要成分。海洋沉积物是甲烷生物转化的一个重要生态区域,产甲烷菌主要利用H2、CO2及简单的有机物(甲醇、甲胺、二甲基硫等)作为底物生成甲烷,产生的甲烷在向上迁移的过程中主要被甲烷厌氧氧化(anaerobic oxidation of methane, AOM)和甲烷好氧氧化(aerobic oxidation of methane,AeOM)消耗,进而大大减少了甲烷向大气的排放量。AeOM主要发生在含氧的沉积物及沉积物-水界面中,由甲烷好氧氧化菌(aerobic methane-oxidizing bacteria, MOB)介导。然而,绝大部分甲烷在穿透缺氧沉积物层之前是被AOM反应消耗,甲烷厌氧氧化古菌(anaerobic methanotrophic archaea,ANME)是主要的参与者,这些功能微生物耦联电子受体SO42−、NO2/NO3或Fe3+和Mn4+将甲烷进行氧化。本文对产甲烷菌和甲烷氧化菌的种类、代谢途径及其在海洋沉积物中的分布特征进行了综述,并在前人工作基础上,对今后海洋生境中甲烷代谢过程的研究进行了展望,以期为进一步开展海洋环境中甲烷的生物转化过程及元素耦合的研究提供理论依据。
陈烨, 孙治雷, 吴能友, 刘昌岭, 徐翠玲, 辛友志, 曹红, 耿威, 张喜林, 翟滨, 孙运宝, 李晶, 张栋, 闫大伟, 吕泰衡
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022021801
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 82-92
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地球化学与地球物理
南黄海表层沉积物稀土元素分布特征及其物源指示意义
对南黄海表层沉积物稀土元素数据进行了系统总结,旨在揭示其赋存特征、分布规律及主要来源。结果表明,南黄海稀土元素含量为77.2~261.78 μg/g,平均值为166.46 μg/g;空间上分布规律显著,高值区出现在南黄海中部泥质区,含量基本在180 μg/g以上,而低值区则呈斑块状出现在靠近山东半岛近岸一带,含量多低于130 μg/g。稀土元素的球粒陨石配分模式和上陆壳(UCC)配分模式显示各海域总体特征较为一致,与中国大陆的稀土元素配分曲线类似,指示了较强的陆源特征,河流携带的陆源入海物质是其主要的物质来源。通过对稀土元素各特征参数进行相关性分析,发现南黄海稀土元素组成与沉积物粒度呈较为明显的正相关,表明了沉积物粒度、矿物组成对稀土元素含量具有显著的控制作用。对比分析稀土元素空间分布规律和南黄海主要入海河流沉积物稀土组成,结果表明南黄海绝大部分沉积物来自于中国大陆河流,包括长江、黄河和老黄河等大型河流。在不同环流体系控制下,大型入海河流控制了南黄海不同区域的物质分布:西北部主要来自黄河入海物质,山东半岛沿岸流是其主要输运动力;老黄河物质主要沉积在西部海域,主要驱动力是苏北沿岸流;南部物质主要来自长江入海物质,长江冲淡水和闽浙沿岸流控制了其分布范围;东部近岸区域则以朝鲜半岛入海河流携带陆源物质为主,主要输运动力为朝鲜沿岸流。在此基础上,以La/Yb=11.7为界,可将整个南黄海划分为两个物源区,西部大部分海域为中国大陆来源,而东部近岸区则为朝鲜半岛来源,两者分界线基本接近于黄海海槽的位置。总体而言,大中型河流带来的陆源物源、沉积物粒度以及海域流系格局控制了南黄海表层沉积物稀土元素的组成特征和分布格局。
密蓓蓓, 张勇, 梅西, 王忠蕾, 窦衍光
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022072901
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 93-103
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黄河三角洲周边海域表层沉积物地球化学特征分布及影响因素
基于黄河三角洲周边海域180个站位的表层沉积物资料,分析了16种地球化学元素的分布特征,利用多元统计分析、数值模拟、元素比值等方法,探讨了沉积物粒度、水动力环境以及物质来源等因素对于表层沉积物地球化学特征的影响。在地球化学元素分布的基础上,运用聚类分析将研究区划分为6个地球化学区域。I-2区、I-3区、II-1区和II-2区东部的大部分元素(TFe2O3、Al2O3、MgO、MnO、K2O、Cr、Ni、Cu)含量较高,沉积物粒度较细;I-1区、II-3区的SiO2含量较高,沉积物粒度较粗。潮流控制着沉积物的起动及运移,潮余流影响着细粒沉积物以及多数元素的富集,水动力作用通过改变沉积物粒度空间格局进而控制这些元素的分布。研究区黄河物质输入以及人类活动影响的区域性差异明显,黄河物质输入主要作用于现行黄河口海域,人类活动对埕北老黄河口的Cd、Zn、Pb、P2O5影响最为显著。自然因素是控制研究区表层沉积物地球化学特征分布的主要原因,人类活动则进一步改变了部分元素的空间分布规律。
雷志宇, 刘荣波, 胡日军, 仇建东, 朱龙海, 朱峰, 张晓东
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022041301
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 104-118
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闽中南近海浅部地震地层和埋藏特殊地貌
在闽中南近海台湾海峡中西部的湄洲湾和泉州湾采用拖筏震源进行高分辨率单道浅地震调查,测线网格在南部海域为1 km×5 km,北部为约5 km×8 km。有两个区域性的强反射界面:海底面和陆相强侵蚀面。局部可以辨识海侵面、最大海泛面和基岩面。除了在晚更新世古河道等负地形区外,陆相强侵蚀面与海侵面重合,该强侵蚀面将地震剖面分隔为上层序和下层序,而海侵面又将上层序划分为全新世海相和晚更新世古河道充填相层。其中,全新世海相层为主体,全区有分布,部分海域可以分成上亚层和下亚层。在晚更新世末次低海面时期,研究区南部发育古晋江南河道和北河道,最宽分别约7~8 km和2 km,北部为密集的溪沟地貌,宽约1 km;推测随着海平面上升,古晋江河道发生堆积退缩,直至消失,时间为约12.0~9.6 kaBP,而后掩埋于全新世海相层之下。在研究区最南部,有19 条长度1 km以上的潮流沙脊埋藏于全新世海相层内,高约1~7 m,长约1.5~10 km,大体相互平行,主要发育年代可能在约10 kaBP。沙脊分为单脊型和多脊型,前者又分为单脊孤立型和单脊多列型,后者分为简单多脊型和超复多脊型,沙脊高度与下伏亚层的厚度基本上呈正相关。泉州湾口外发育小型河道和水下三角洲,主要浅埋于全新世海相层内,形成于全新世。这些埋藏特殊地貌的发育,除北部海域的溪沟外,均与晋江水沙有关。
刘阿成, 唐建忠, 张杰, 吴巍
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022032201
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 119-130
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古海洋与年代地质
有机脂类分子重建海洋古温度研究进展
温度是气候变化中一个非常敏感和关键的因子,也是气候模拟试验中不可或缺的边界条件。古温度重建对于理解古气候系统(如大气环流、洋流强度和路径演化历史)及预测未来气候变化都具有重要意义。随着分析测试技术的不断发展,分子有机地球化学温度指标受到高度重视,成为古气候研究的重要手段,迄今为止,已在全球范围内得到了广泛应用。本文综述了\begin{document}${\rm U}^{\rm K}_{37} $\end{document}、TEX86、NL5、LDI、RI-OH、和RAN13这6种基于有机脂类分子的海洋古温度重建代用指标,包括各指标所涉及的有机生物标志物的结构特征、生物来源、温度响应机制,阐述了各指标的发展历程、基本原理、应用现状,分析了其局限性。为验证重建结果的可靠性提供了理论依据,同时阐释了多指标联用对全面、客观重建古温度的必要性,以及对古气候研究学科发展的重要意义。
杨迎雪, 李丽, 郁金勇, 贺娟, 贾国东
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022042901
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 131-149
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近2.1 Ma以来帕里西维拉海盆黏土矿物输入变化及其对中更新世气候转型的响应
对帕里西维拉海盆PV090102孔2.1 Ma以来沉积物中黏土矿物的含量、特征参数和形貌特征进行了分析,结果表明,黏土矿物以伊利石(48%)和蒙皂石(34%)为主,绿泥石(13%)和高岭石(6%)含量较低。伊利石结晶度平均为0.29°△2θ,表明其形成于气候寒冷且水解作用弱的陆地源区;伊利石化学指数平均为0.32,表明该孔伊利石为富Fe-Mg伊利石,且经历了较强的物理风化。黏土矿物的组合特征和形貌特征表明,蒙皂石主要来源于周围火山岛弧,伊利石、绿泥石和高岭石主要来源于亚洲大陆风尘。在中更新世气候转型期,伊利石通量、绿泥石通量和高岭石通量均呈增加趋势,这与该孔总的风尘通量和风尘石英通量的变化趋势一致,且与亚洲大陆干旱化一致,表明其响应了中更新世气候转型期亚洲内陆的干旱变化,因而可以作为亚洲内陆干湿变化的示踪指标。此外,第四纪以来PV090102孔蒙皂石通量的变化与该孔火山物质通量的变化趋势具有很好的一致性,因而可以作为火山物质输入西菲律宾海的替代指标。
颜钰, 蒋富清, 曾志刚, 郑昊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022071701
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 150-161
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油气与矿产
基于灰色理论指导的储层构型半定量表征及优质储层预测—以西湖凹陷A构造花港组H3砂层组为例
A构造位于西湖凹陷中北部,花港组H3砂层组为主力目的层,其储层横向分布相对稳定,但储层砂体厚度大,非均质性强,骨架河道的雕刻不清制约了优质储层的预测。利用灰色理论,定量计算西湖凹陷A构造花港组隔夹层综合评价指标IRE,识别厚层砂岩中的隔夹层类型,划分河道期次,识别骨架河道。此外,计算河道宽厚比和砂地比,半定量表征河道连通性及展布特征,预测优质储层发育区。结果表明,西湖凹陷A构造花港组发育两种类型隔夹层:落淤层夹层和泥岩层隔层,其中落淤层IRE值为24~45,泥岩层IRE值为51~110,在H3砂层组识别出3大套共10期单河道砂体。工区单河道宽厚比为38.87,折算出各期河道展布范围为1.1~2.3 km,河道砂体几乎都呈叠拼式展布。在地震复合微相指导下,对花港组早期河道进行识别和追踪,结合沉积微相、粗粒相带及成岩相分布特征,认为A构造南部有利储层更为发育。
姜雪, 熊志武
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022022301
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 162-172
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南海北部琼东南盆地烃源岩发育特征与气源综合分析
琼东南盆地是一个具有巨厚古近系和新近系沉积的新生代沉积盆地,烃源岩主要发育于始新世、渐新世、中新世3个时期。渐新统煤系烃源岩具有广覆式分布的特点,有机质丰度最高,是盆地主力烃源岩;中新统浅海—半深海相烃源岩在深水区中央坳陷厚度大且分布稳定,生烃转化率较高,但有机质丰度较渐新统偏低,是盆地潜在烃源岩;始新统湖相地层虽然探井尚未钻遇,但地震相特征及烃源对比表明,盆地大部分地区均存在始新统中深湖相烃源岩。应用元素地球化学方法分别对盆地不同区带不同时期生物发育的古生产力、古气候及水动力特征等进行了分析研究,初步证实中央坳陷古生产力最高,其次为中部隆起区,北部坳陷则相对较低。基于以上研究,提出了琼东南盆地烃源岩主要发育于3个时期,有4种类型:始新统中深湖相烃源岩、早渐新统崖城组海陆过渡相煤系烃源岩、中—晚渐新统崖城-陵水组半封闭浅海相陆源烃源岩及中新统浅海-半深海相陆源潜在烃源岩。在此基础上,根据大量油气勘探成果及油气地球化学特征,综合判识认为盆地中央坳陷带是渐新统烃源岩最有利发育区且生烃潜力大,其次为北部坳陷带和中部隆起区。气源综合判识表明,中央坳陷带目前勘探发现的深水气田群气源供给主要来自渐新统崖城组煤系烃源岩及半封闭浅海相陆源烃源岩,而北部坳陷带广大区域油气来源则可能主要来自始新统湖相烃源岩。
刘昆, 宋鹏, 胡雯燕, 李虎, 毛雪莲
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022060601
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 173-184
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第四纪地质
陇中盆地中新世土壤呼吸历史及其对东亚夏季风的响应
土壤呼吸作用是土壤碳循环研究的重要环节,查明呼吸作用产生的二氧化碳浓度、土壤呼吸速率及影响因素对理解土壤碳循环至关重要。目前更多的研究集中于现代土壤呼吸作用,地质历史时期的土壤呼吸报道很少。中中新世作为预测未来气候变化的相似期,其土壤呼吸的研究可以为未来高二氧化碳浓度下气候变化提供借鉴。报道了陇中盆地天水莲花剖面中新世以来碳酸盐结核的δ13CPC以及碳酸盐结核内包含的δ13Com,并重建了中新世土壤呼吸速率以及土壤呼吸释放的二氧化碳浓度。结果显示,土壤呼吸速率为150~400 gC·m−2·a−1,土壤呼吸释放的二氧化碳为700×10−6~2 400×10−6。土壤呼吸释放的二氧化碳以及土壤呼吸速率都显示在中中新世暖期增高,在早中新世及晚中新世土壤呼吸释放的二氧化碳以及土壤呼吸速率下降,这种变化与东亚夏季风降水变化趋势一致,指示暖湿气候增强了土壤呼吸作用。
季顺川, 文静雅, 马龙, 董铭, 苏怀
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022061001
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 185-192
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晚中新世柴达木盆地低偏心率时期倾角驱动的干湿变化
当前间冰期正处在地球轨道低偏心率时期,在全球变暖的大趋势下北半球冰盖正逐渐消融。因此,解析北半球无冰背景下低偏心率时期亚洲内陆干湿变化规律和驱动机制,对预测该地区未来环境变化具有重要意义。然而,以前的研究关注亚洲内陆低偏心率时期环境变化的高分辨率记录较少,限制了对该区干湿循环和驱动机制的理解。柴达木盆地位于东亚季风降水边缘,对干湿变化非常敏感。选取柴达木盆地东北部大红沟剖面河湖相沉积地层,利用频率磁化率指标重建晚中新世时期(9~12 Ma)高分辨率干湿变化历史,揭示了典型的低偏心率时期干湿变化主导周期和轨道斜率驱动机制。结果表明,在低偏心率时期(9.2~9.4 、 9.6~9.8 和11.2~11.4 Ma),该区域干湿变化以4万年周期为主,对应倾角变化,说明在岁差振幅较小时,倾角变化可能上升为轨道调控干旱区干湿变化的主导因素。这一发现对理解未来气候变化具有一定的借鉴意义。
邓欣宜, 聂军胜, 任雪萍
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022052601
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 193-199
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技术方法
基于化学示踪的海床细颗粒渗流测量方法研究
海床内部孔隙水及细颗粒的渗流和输运对于海底沉积动力过程、海床稳定性有重要影响。针对海床内部渗流发展过程难于描述、细颗粒渗流难于定量测定的问题,本文以在海床中物理化学性质稳定的白色氢氧化镁粉末作为示踪剂,通过分层取样加盐酸反应及离子色谱测试等手段,实现海床细颗粒渗流的指示及定量测量。试验及分析表明,本方法清晰显示了细颗粒在动荷载引起的粉土海床内部超孔隙水压力和向上的渗流压力梯度作用下向上运移,形成规模和形状各异的渗流通道,最终部分到达海床表面的渗流发展过程,实现了细颗粒从海床内部至床面逐层渗流量的定量表征,对于进一步理清波浪作用下粉土海床液化、渗流、再悬浮耦合机理及开发相应的定量评价方法具有重要意义。
王虎, 黄博, 孙永福
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022012802
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 200-206
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多分支井射孔程度和布设位置对倾斜泥质水合物储层开采产能的影响
南海天然气水合物(以下简称水合物)较多赋存于凹凸起伏的泥质地层中。针对实际倾斜水合物储层展开多分支井产能研究十分必要。以南海北部神狐海域X01站位实际地质参数和地形参数为依据,利用TOUGH+HYDRATE水合物产能预测软件和经过验证的建模新方法,建立了代表实际情况的倾斜泥质水合物储层模型,探讨了多分支井射孔程度对开采产能的影响,对比了位于储层不同构造位置(即构造低部位、倾斜部位和构造高部位)的多分支井的产能差异,确定了优势开采井型和最佳布井位置。结果表明,相比于仅水平分支射孔的多分支井,水平分支和垂直主井同时射孔的多分支井更利于水合物分解产气。但垂直主井的打开长度不宜过长,垂直主井与水平分支的打开长度比值介于0.5~1.0最利于提高气水产出比。泥质水合物储层的地层倾角影响多分支井的开采产能,将多分支井布设在储层构造低部位的水平位置更利于实现水合物长期高效开采。
毛佩筱, 吴能友, 万义钊, 陈强, 胡高伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022011501
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(6): 207-217
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