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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。
根据岩心、铸体薄片、扫描电镜、阴极发光、X衍射等资料并结合物性资料，对北部湾盆地涠西南凹陷流三段储层的储层特征、成岩作用特点进行了研究。结果表明研究区压实作用强烈是储层致密化的主要原因。胶结作用对储层有一定的破坏作用，但是早期碳酸盐胶结、自生高岭石有利于优质储层的发育。溶蚀作用是优质储层发育的基础，破裂作用改善了储层的渗流能力。在成岩作用研究的基础上，根据成岩作用的强度及特殊成岩矿物，划分了五类成岩相。其中，弱压实弱胶结相物性最好，中等压实中等溶蚀相、强压实中强溶蚀相物性次之，压实充填相和碳酸盐致密胶结相物性最差。通过成岩相的测井响应分析，识别了单井-剖面-平面的成岩相。预测研究区东部辫状河三角洲浅埋藏储层、西北部扇三角洲和西南部扇三角洲的水下分流河道中厚层砂砾岩体储层为甜点发育区。
琼东南海域地震剖面上存在大量的含气特征，同相轴下拉、明显的速度横向变化等，因此水合物之下地层存在成像模糊且归位不准等问题，本文利用基于非线性层析的深度偏移方法提升成像精度。该方法采用全三维体的层析成像反演法建立深度域速度模型，通过对深度偏移道集拾取RMO量，并对其进行反偏移计算运动学不变量；在建立层位、倾角等骨架信息约束的混合模型基础上，利用运动学不变量进行速度层析，使得RMO最小以实现模型更新。该方法避免了常规速度更新的多次迭代偏移，能极大地提升层析效率，并能充分利用剖面骨架和倾角信息，获得高精度的速度模型。在琼东南水合物资料的实际应用中，有效地消除了含气对地层的影响，获得高精度的深度域成像结果。
深海浊流沉积是重要的油气和天然气水合物勘探目标，对古海洋、古环境、古构造乃至古气候等方面的研究具有重要的科学意义。前人对于浊积岩的研究多从沉积学角度进行，从岩石物理角度开展的相关研究很少。本文将岩芯宏观沉积学分析、薄片（或涂片）分析与岩石物性分析相结合，研究南海海盆北部IODP 367航次U1499、U1500站位浊流沉积的沉积特征和岩石物理响应。共识别出了3类浊积岩：钙质、陆源碎屑和陆源碎屑—钙质混积浊积岩，以陆源碎屑和混积浊积岩最发育。不同类型的浊积岩表现出不同的岩石物性特征：钙质浊积岩表现为低磁化率、高颜色反射率亮度、密度变化较大和低自然伽马；陆源碎屑浊积岩表现为低磁化率、中—低亮度、中—高密度、中—低自然伽马；混积浊积岩的磁化率、亮度和自然伽马变化大，密度中—高。南海海盆浊积岩的丰度在发育时间上以晚中新世和中—晚更新世最高，然后依次为早更新世、上新世和早—中中新世。晚中新世和中—晚更新世全球海平面总体处于低位时期，有利于浊积岩的发育。自晚中新世以来，南海海盆钙质浊积岩的丰度总体呈逐渐减少趋势，可能与南海海盆水深逐渐加大、碳酸盐沉积逐渐萎缩等因素有关。
基于均匀分布于滦河水下三角洲的85个表层沉积物粒度数据，利用基于地统计学的粒径输运趋势方法对滦河水下三角洲沉积物的输运趋势及影响因素进行了研究。半方差函数分析表明，以0.015°（地球大圆弧度）为插值半径加密后（规则分布）的平均粒径半方差值具有随变程增加而增加的趋势，并在变程值达到0.09°后趋于稳定，而原始数据的半方差值与变程相关性较差。以此（0.09°）为特征距离计算的粒径输运结果显示，滦河水下三角洲南部水深12 m以浅区域粒径输运趋势以向南为主，北部具有向西和向北的趋势；水深12～15 m范围内粒径输运趋势近似西南方向，且趋势较大；南部水深15 m以深地区粒径输运趋势方向为西北向，北部为东南向。粒径输运趋势整体上与实测潮流、余流和泥沙输运方向一致，显示潮流对研究区沉积物的输运具有控制作用。滦河水下三角洲地区沉积环境和输运趋势受河流、波浪、潮流、残留沉积和地形等多种因素影响，粒径输运趋势仅能够较好地解释潮流影响，对于残留沉积等复杂沉积过程的解释则相对有限。
马都拉海峡盆地北部外陆架台地发育有E-W向一字排列的颗粒灰岩生物礁体。该生物礁是有孔虫（主要为抱球虫目）壳体经过各种沉积作用形成的堆积体，发育于早上新世挤压反转期盆地北部边缘区。由于生物礁生长发育所经历的特殊性，其岩石学特征等信息常常具有标志性的反映，因此礁体的剖面反射特征和地震属性相比于围岩会存在不小的差异。这些差异为人们利用地震解释和地震属性提取技术识别生物礁奠定了基础，如在地震剖面上，生物礁往往出现对称丘状外形反射、礁前斜坡前积反射、礁内部杂乱反射和不连续强反射的特征等等。以O-2井钻遇的存在抱球虫化石的马都拉海峡盆地上新统芒杜组沉积地层为研究对象，从地质背景入手，描述了盆地的新生代构造特征和发育各时期所对应的地层。通过进行层位标定和三维地震解释，结合地震属性提取技术，同时考虑到生物礁的发育形态与环境，最终获得了盆地抱球虫颗粒灰岩生物礁在空间上的分布。最后，本文结合盆地历史上的沉积构造活动，提出反转断裂带活动是研究区控制生物礁生长的重要因素，并据此总结了马都拉海峡盆地芒杜组台地边缘生物礁的发育模式。
湖泊沉积物以其沉积速率快、连续性好、分辨率高等特性成为研究历史时期气候变化的理想载体。辽东半岛南部处于亚欧大陆东岸，保留多处典型的湖相沉积。以辽南地区金州西团瓢湖沼相沉积物为研究载体，通过野外调查与室内粒度、化学元素、烧失量、电导率实验相结合的方法，探讨了该区域的环境变化。结果表明：研究区沉积期气候经历了寒冷干燥（15.64～30.81 kaBP）－寒冷干旱（10.36～15.64 kaBP）－温暖干旱（5.77～10.36 kaBP）－温暖湿润（0.90～5.77 kaBP）－温凉干旱（0.90 kaBP至今）5个阶段，结合地球化学指标的对比分析，初步认为端元1可能指示东亚季风及坡面流水带来的细颗粒沉积物，端元2可能代表动力较低的弱水流沉积物，端元3则可能代表动力较强的冲洪积物。
南海因受到高纬度气候、低纬度大洋以及东亚季风等多种因素的影响而成为研究古温度和季风变化的理想区域。本文通过研究QH-CL11柱状沉积物的GDGTs组成、含量变化特征及其延伸的86个碳原子的四醚指标（TEXH86），分析南海北部GDGTs来源，并定量计算QH-CL11柱状沉积物记录的海洋表面温度（SST），从而探讨31 ka以来南海北部古温度变化的驱动机制。通过甲烷指数和支链/异戊二烯类指标等，确定isoGDGTs主要来自于奇古菌，适用于古温度重建。TEXH86温度显示出明显的冰期—间冰期旋回，与南海北部有孔虫和UK’37 SSTs具有很好的相似性。出现在TEXH86 SST中的海因里希冷事件（H1-3）和Bølling–Allerød暖期之前的温度大幅度上升事件（14.6 ka）反映了高纬度气候对南海的影响。南海SSTs和北太平洋MD01-2421 UK’37 SST的差异（ΔSSTs）可以用来反映东亚冬季风强度的变化。ΔSSTs显示东亚冬季风强度在Bølling–Allerød暖期前增加，在新仙女木时期达到最大值，在全新世早期再次下降，然后在全新世中晚期缓慢增加，这与前人对东亚冬季风强度的认识具有很好的一致性。该方法对重建长周期东亚冬季风强度具有重要的指导意义。
本文对南海琼东陆架上升流区一根45 cm海洋沉积柱样进行了年龄和地球化学元素分析，并利用生物源Ba（Babio），重建了研究区过去1 900年的海洋生产力记录。结果表明海洋生产力在过去的1 900年中变化明显，在中世纪暖期时生产力相对较高，而在气候相对凉爽的小冰期时生产力相对低。海洋生产力在过去100多年增加迅速（当前Babio约为210 μg/g），达到过去1 900年以来的最高水平。通过与气候环境记录对比，发现琼东上升流区海洋生产力受东亚夏季风影响显著，并与温度变化之间存在一定的关联。在气候温暖期，东亚夏季风强度增加，引起沿岸上升流增强，使得海洋生产力提高。在全球变暖背景下，人为因素导致的气候变化可能会对该地区海洋生产力造成影响。
世界大洋底蕴藏着丰富的金属矿产资源，其所含的锰、钴、镍、稀土等矿产是陆地含量的数十倍乃至数百倍或更高，因此是未来矿产资源的接替区。本文介绍了世界大洋多金属结核、富钴结壳、多金属硫化物及深海稀土等资源现状、分布及潜力，分析总结了21世纪以来国际海底区金属矿产勘查合同现状，并介绍了俄罗斯、巴布亚新几内亚、日本、中国等国家在其专属经济区内进行多金属结核、多金属硫化物开采实验的情况。由于世界大洋金属矿产资源丰富，潜力巨大，其勘查开发日益受到世界各国的重视，国际海底勘探合同不断增加，商业开发提上日程，但国际海底区的金属矿产资源开发仍面临技术、规章、环境等方面的制约和挑战。
南华北盆地晚古生代海陆交互相暗色泥岩较为发育，是该区主要烃源岩层系之一。本文采用电感耦合等离子体质谱仪和X射线荧光光谱（XRF）对太康隆起西部地区上古生界本溪组、太原组、山西组和下石盒子组28件暗色泥岩、粉砂质泥岩样品进行了稀土元素和微量元素测试，基于稀土元素的稳定性和其对沉积水体变化的高敏感度，结合泥岩有机碳含量及宏观沉积特征，探讨太原组、山西组古沉积环境及其对有机质富集的影响。分析结果表明，太康隆起地区太原组和山西组稀土元素总量高，轻、重稀土元素分异程度相近，明显高于本溪组和下石盒子组，同时山西组具有较弱的Ce负异常和较强的Eu负异常。Ce异常表明本溪组至下石盒子组整体形成于缺氧的还原环境。ΣREE和TOC在垂向上的变化表明古气候条件经历了由干冷向温湿的转变，沉积速率先降低再增大，太原期沉积水体深，沉降速率低，环境稳定，对有机质的富集和保存有着重要的地质意义。
地磁日变改正是海洋磁测资料处理过程中的一个重要环节。本文利用地磁场综合模型与IGRF模型联合计算了西太平洋某调查工区的地磁日变数据，对比分析了相同位置的海洋地磁日变站观测数据。使用两种不同类型的地磁日变数据，分别对该测区中15条测线进行了磁测数据处理，并对这些测线及其56个交叉点进行了误差分析。研究结果认为：①当用计算数据做海洋磁测的处理时，其交叉点内符合精度在调差前基本满足海洋地质规范的要求，在调差后完全符合海洋地质规范的要求，但使用计算数据的精度低于实测数据。②磁静时，计算日变曲线和实测日变曲线拟合程度高；磁扰时，两者幅值差异较大，磁扰越强相关系数越小。磁情指数K＞4时的模型计算数据，建议谨慎使用或不使用。
杭州湾海底沉积物中蕴藏着大量的浅层生物气，作为温室气体CH4的重要载体，研究其甲烷厌氧氧化（AOM）及相关碳循环过程，对正确评估浅层生物气的生态环境效应具有重要的科学意义。通过对YS6孔柱状沉积物孔隙水、顶空气等地球化学参数的测试分析，基于质量平衡和碳同位素质量平衡原理，利用“箱式模型”定量研究了硫酸盐—甲烷转换带（SMTZ）内的碳循环过程。结果表明：SMTZ位于海底约6～8 mbsf沉积层，其内部碳循环过程除了包含有机质的硫酸盐还原（OSR）、AOM和碳酸盐沉淀（CP）反应外，还隐藏存在“AOM生成的溶解无机碳（DIC）”产甲烷反应（CR），反应速率分别为9.14、7.42、4.36、2.72 mmol·m−2·a−1，而有机质降解产甲烷反应（ME）未发生。各反应对SMTZ内孔隙水DIC的补充贡献率为OSR＞AOM＞ME，而对DIC的消耗贡献率CP＞CR。深部含甲烷沉积层向上扩散而来的CH4并不是驱动SMTZ内部SO42−还原的唯一电子供体，CR和OSR反应亦是导致进入SMTZ内硫酸盐扩散通量大于甲烷的重要因素，且SMTZ下边缘沉积层出现明显的13CH4亏损亦与CR反应有关。本研究认为，定量评估海底沉积物中AOM作用的相对强弱时，SMTZ内可能存在的“隐藏的”产甲烷作用（如CR、ME等）不能忽视。
黄河口海域盐度变化受入海径流量、海洋动力条件及气候等影响，时空变化显著。河口区盐度场的变化不仅会影响营养盐、污染物的运输，还会改变入海泥沙的沉降及固结特性，进一步影响沉积物的抗侵蚀性。为研究不同盐度环境对沉积物抗侵蚀性的影响，选用黄河三角洲沉积物进行室内循环水槽试验，模拟不同盐度条件下沉积物发生侵蚀再悬浮的过程。研究得出在本研究区盐度0～36‰范围内，黄河口细颗粒沉积物临界切应力值存在明显差异，变化范围为0.055 6～0.080 6 Pa。固结程度相同，沉积物临界切应力随盐度的增加呈对数增长特征，在盐度小于9‰的条件下，黄河口细颗粒沉积物抗侵蚀性受盐度环境变化的影响尤为明显；固结程度不同，随着固结时间的推移，盐度环境的增加对沉积物临界切应力的促进作用减小。
本文对长江与黄河口黏土粒级沉积物主微量元素的地球化学特征进行了研究。结果表明：长江相对富集Al、K、Fe、Ti等常量元素以及Cr、V、Li、Zn、Ni和Rb等微量元素，黄河以高Ca、Sr和Ba为特征；长江沉积物中稀土元素含量高于黄河沉积物，长江与黄河黏土粒级沉积物中稀土元素的分馏程度相同，均具有轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的右倾的球粒陨石标准化配分模式，上陆壳标准化配分模式为中稀土元素富集，黄河沉积物的Ce负异常和Eu正异常程度较长江沉积物偏弱。长江沉积物中元素含量变化较大，而黄河沉积物中元素含量较为稳定。黏土粒级沉积物的稀土元素更接近其物源区，＜2 μm的黏土粒级沉积物中的REE可以作为判识长江与黄河沉积物的地球化学指标。ΣREE、δCe可以作为长江、黄河入海沉积物的判别指标。长江与黄河黏土粒级沉积物的地球化学特征受源区岩石类型、化学风化、水动力分选等因素的控制。化学风化引起河流沉积物相对其源岩发生地球化学分异，水动力分选使矿物在不同粒级沉积物中富集，从而引起地球化学组成在不同粒级沉积物中的分异。
在天然气水合物发育区海底沉积物中甲烷厌氧氧化作用（AOM）是碳循环的重要组成部分。通过定量计算表层沉积物中甲烷迁移转化通量，可以更准确评估甲烷来源碳对沉积物碳库和海洋深部碳库影响。本文利用反应―运移模型对采集于南海神狐水合物发育区两个站位（SH-W19-PC、SH-W23-PC）采集的孔隙水SO42-、溶解无机碳（DIC）、Ca2+剖面进行拟合，同时对DIC碳同位素进行分析，确定近海底沉积物中的碳循环。研究显示两个站位孔隙水中SO42-和Ca2+浓度在剖面上随深度呈线性减少，DIC浓度随深度逐渐增加，其δ13CDIC值随深度逐渐降低至约-25‰，表明两个站位存在一定程度的AOM。模拟计算两个站位沉积物孔隙水溶解甲烷向上的通量分别为25.9和18.4 mmol·m-2 a-1，AOM作用产生的DIC分别占其总DIC量的70.7%和60%。由沉积物向海水中释放的DIC通量占DIC汇的约60%。因此，在天然气水合物发育区向海底渗漏甲烷大部分以DIC的形式进入上覆海水，这些具有极负碳同位素值的甲烷来源的DIC可能对局部深海碳库产生一定的影响。
本文利用中国东部陆架海不同季节的航次观测数据与HYCOM模式数据，分析了HYCOM模式输出的水体温盐数据在中国东部陆架海的适用性，并探讨了中国东部陆架海表底层温盐锋面的时空变化及其对细颗粒沉积物输运和沉积的影响。研究结果表明，中国东部陆架海表、底层温度锋（盐度锋）的分布趋势基本一致（不考虑冲绳海槽以东的海域），但底层锋面的强度和锋区范围明显大于表层。锋面的位置很好的体现了海区流系的基本格局。表、底层温度锋面基本处于几大水团的交界处，说明表、底层温度锋面的分布与研究区环流和水团配置情况密切相关。而表、底层盐度锋面的分布则与研究区入海径流、沿岸流以及暖流等的分布密切相关。此外，对比锋面与中国东部陆架各泥质沉积区的位置可以发现，研究区温盐锋面的空间分布和季节变化对于泥质沉积区的形成具有重要的控制作用。
碳酸盐晶格硫（CAS）是古环境恢复的重要手段之一，它系指在碳酸盐成岩过程中微量的硫酸盐离子取代碳酸盐离子并保存在晶格中的硫酸盐。CAS对矿物沉淀发生时的海水硫酸根的氧、硫同位素组成、硫酸盐浓度和当时古环境的氧化还原状态都有很好的保存和记录作用，因此引发了对其持续关注，并开展了一系列卓有成效的研究。本文综述了CAS当前的研究进展，主要从前处理方法、影响因素、同位素组成和古环境恢复等重点问题来探讨CAS的成因和CAS对不同沉积环境的恢复应用，并展望了需要进一步研究的几点研究方向，希望借此能引起广大研究者的兴趣和重视。
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