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东海陆坡−冲绳海槽水体剖面地球化学特征与指示意义
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(KSW: Kuroshio Surface Water)和黑潮热带水(KTW: Kuroshio Tropical Water),同时受长江冲淡水(CDW: Changjiang Diluted Water)/陆架水影响;中层水体(300~1 000 m)组成与北太平洋中层水(NPIW: North Pacific Intermediate Water)和南海中层水(SCSIW: South China Sea Intermediate Water)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。
范佳慧, 窦衍光, 赵京涛, 李军, 邹亮, 蔡峰, 陈晓辉, 李清
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021072201
海洋地质与第四纪地质.
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全新世中国大河三角洲沉积演化模式转化及其对人类活动的响应
中国三大河口三角洲包括黄河三角洲、长江三角洲和珠江三角洲,在国民经济发展和全球海陆相互作用研究中均扮演着非常重要的角色。因此,全面揭示河口三角洲演化进程,总结河口三角洲演化模式,对指导河口三角洲可持续开发利用具有重要意义。本文结合前人研究进展及近年来海洋区域地质调查资料,系统总结了全新世以来我国三大河口三角洲“三个阶段,三个尺度,各具特色”的演化模式,揭示了全新世初期、两千年前左右和工业革命后三个阶段千年-百年-年代际时间尺度下河口三角洲演变模式转化的主控因素,认为河口三角洲的演化模式正在由自然演变向人为控制转型,人类活动正剧烈地影响着河口三角洲的自然演化进程。三大河口三角洲沉积演化模式各具特色,黄河三角洲具有超级叶瓣与叶瓣发育演替特色,长江三角洲具有北岸沙岛并岸、南岸不断推展特色,珠江三角洲则表现为河网发育充填、逐级分汊延伸特色。随着河口三角洲演化受人类活动影响的加剧,正确认识河口三角洲演化规律及其主控因素,不仅有助于提升三角洲地区陆海相互作用研究水平,而且将为三角洲可持续开发利用提供科学依据。
胡刚, 张勇, 孔祥淮, 吴晓, 王张华, 袁忠鹏, 丛静艺
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020122201
海洋地质与第四纪地质.
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南海北部神狐海域SH37岩芯浊流沉积及其物源分析
为了分析南海北部神狐海域的浊流沉积,对SH37岩心进行了沉积物粒度测试、AMS14C测年和地球化学元素测试等工作。根据粒度特征和C-M图等分析认为,200~300 cm层位属于浊流沉积,该层沉积物粒度较粗,分选较差,敏感粒级端元EM3与Zr/Rb元素比值在该层均含量较高,且有地层年龄倒转现象。推测浊流成因为海平面的变化或重力作用引起的陆坡滑坡。稀土元素含量与(La/Sm)UCC-(Gd/Yb)UCC、(Gd/Yb)UCC-(Gd/Lu)UCC散点图结果显示,SH37岩心沉积物来源较为一致,主要来自于珠江和台湾岛内河流。
肖倩文, 冯秀丽, 苗晓明
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021011901
海洋地质与第四纪地质.
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中沙群岛海域表层沉积物粒度特征及其输运趋势
对中沙群岛海域232个表层沉积物样品进行了粒度分析,以探讨研究区沉积物来源、沉积环境和输运趋势。根据Folk沉积物命名法,将研究区沉积物划分为砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂质泥、粉砂和泥等6种类型,以砂质泥和泥为主,粒径较粗、分选较好的沉积物主要分布在中沙台地海域。通过对组分含量、粒度参数和水深进行聚类分析和主成分分析,综合考虑沉积物来源和海底地形地貌的影响,将研究区划分为5类沉积区:台地区、台地阶地区、台地周缘斜坡区、海槽海岭区和深海盆地区 结合沉积环境分区进行了粒径趋势分析,研究显示,沉积物主要以中沙台地和西沙隆起海域为中心向周缘输运,在中沙海槽海域形成汇聚区。研究区沉积物输运格局主要受季风、海流、潮汐和波浪等因素的共同控制,与沉积物来源、海底地形地貌和实测水动力条件相吻合。
陈俊锦, 张经纬, 刘时桥, 陈万利, 秦永鹏, 吴时国
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021090901
海洋地质与第四纪地质.
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珠江口内伶仃洋晚第四纪黏土矿物组成特征及对源区气候变化的指示
黏土矿物组合和相对含量变化可反映源区地表风化过程,进而推断古气候的周期性变化,因此黏土矿物分析是古气候重建的重要手段之一。对珠江口内伶仃洋13-LD-ZK20钻孔晚第四纪沉积物中黏土矿物组成进行分析,结果显示黏土矿物主要为蒙脱石(含伊利石/蒙脱石无序混层),平均相对含量为49%,其次为伊利石、高岭石和绿泥石,平均相对含量分别为20%、19%和12%。伊利石化学指数较高(多数大于0.4),指示源区强烈的化学风化作用。珠江口内伶仃洋晚第四纪以来黏土矿物根据其相对含量变化和岩芯是否受成岩作用影响可分为4个阶段,指示西江源区气候总体暖-冷-暖的变化趋势。晚更新世第1阶段黏土矿物受成岩作用影响,不具古气候指示意义,第2阶段初期较为温暖,末期存在短期气候相对干冷阶段,可能与晚更新世末次冰盛期有关,第3阶段前期稍转暖。全新世(第3阶段后期和第4阶段)主要为温暖潮湿气候特征,并存在短期冷-暖波动。
张立雪, 陈爱清, 陈庆, 赖佩欣
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020121002
海洋地质与第四纪地质.
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基于ERT技术的含水合物沉积物可视化探测模拟实验
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。
赵金环, 刘昌岭, 邹长春, 陈强, 孟庆国, 刘洋, 卜庆涛
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021060901
海洋地质与第四纪地质.
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珠江口盆地阳江东凹始新统的源汇过程:碎屑锆石定年及物源示踪
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古生代岩浆岩,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。
杜晓东, 彭光荣, 吴静, 蔡国富, 汪晓萌1, 索艳慧, 周洁
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021071301
海洋地质与第四纪地质.
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西太平洋铁锰结壳中两类不同成因磷酸盐的元素特征、形成机制及指示意义
太平洋铁锰结壳在中新世以前大多经历了磷酸盐化,一般认为其形成代表了高生产力时期富磷组分对先期已形成结壳的交代作用,即磷酸盐化事件的产物。然而,前人对铁锰结壳磷酸盐化的机制研究多基于点-线分析元素或同位素,对铁锰结壳生长结构及二维元素分布特征研究较少。本研究以西太平洋水成铁锰结壳MDD53为研究对象,利用电子探针(EPMA)进行高分辨率元素定量分析,并结合微区X射线荧光光谱(μXRF)面扫得到结壳元素二维分布图。电子探针和μXRF结果揭示了该结壳中下部发生了磷酸盐化。μXRF结果显示该结壳存在两种不同类型的磷酸盐富集特征。第一类是结壳顶部中出现零星的Ca、P富集,同时伴随着强烈的后期改造特征,如结壳呈破碎状结构,Fe丢失、Mn相对富集。电子探针数据进一步表明,在成岩改造中,Co、Ni等微量元素发生了相对富集,而Pb则发生了丢失,这一现象反映了这些元素与Fe、Mn不同的亲和力,与大量有机质在结壳海水界面分解导致的成岩扰动特征相符。第二类是结壳底部连续出现的纹层状Ca、P富集特征,且无后期扰动现象,暗示 MDD53结壳底部磷酸盐是同沉积/早成岩作用的产物,而不是反映后期磷酸盐化事件成岩改造的影响。这类未报道过的同沉积磷酸盐可能表明结壳形成早期,其水深相对较浅时,海水中大量磷酸盐与铁锰氧化物胶体共沉淀而产生的磷酸盐富集现象,因而为重建晚白垩-早新生代高时间分辨率古海洋演化提供了可靠载体。
刘佳辉, 曲扬, 李伟强, 魏广祎, 孙倩元, 凌洪飞, 陈天宇
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021052701
海洋地质与第四纪地质.
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珠江口盆地西江凹陷南部文昌组层序地层及沉积体系研究
珠江口盆地西江凹陷南部包括两个相邻洼陷:西江36洼和番禺4洼,钻探结果却揭示了截然不同的油气勘探前景,其中,番禺4洼探明储量已过亿吨而西江36洼却未有商业发现,导致勘探上对西江36洼烃源潜力有所顾虑。为了揭示这种差异油气地质条件产生的原因,亟待开展两个洼陷的对比研究。本文以主要烃源层系文昌组为切入点,通过开展精细的层序—沉积研究,进一步系统评估西江36洼烃源潜力。依据地震、钻井及分析化验等资料,在西江36洼与番禺4洼文昌组共识别了6个三级层序。西江36洼和番禺4洼文昌组发育扇三角洲、辫状河三角洲、湖底扇及湖泊沉积等沉积相类型,垂向上沉积相带具有旋回特征。伴随裂陷不同阶段和边界断层活动差异,陡坡带和缓坡带三角洲沉积体系规模呈现差异演化特征,而湖盆和半深湖-深湖相规模总体呈现出先增大后减小的规律。沉积相带在横向上也具有明显的迁移特征,表现为文六段时期先在西江36洼开始沉积,文五段开始再扩展到番禺4洼,同时文一段时期西江36洼湖盆已经消失,只在番禺4洼沉积充填。进一步对比两个洼陷各三级层序反映优质烃源岩条件的半深湖-深湖规模及物源供给量程度,结果显示在文六段至文四段时期两个洼陷烃源条件基本一致。鉴于该层段作为番禺4洼的主力源岩,其巨大的生烃潜力已经被勘探所证实,因此认为具有相似烃源条件的西江36洼生烃潜力不能过早低估。
吴宇翔, 舒誉, 丁琳, 谢世文, 李小平, 柳保军, 刘冬青, 王宇辰, 郭伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021011803
海洋地质与第四纪地质.
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华南下扬子区早寒武世幕府山组沉积环境:来自于全岩地球化学的启示
下寒武统为扬子地块最为重要烃源岩层之一。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在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,大多数样品投入到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。
许明, 陈建文, 袁勇, 张银国, 梁杰, 李慧君, 王建强, 吴淑玉
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020101601
海洋地质与第四纪地质.
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马里亚纳弧前Quaker蛇纹岩泥火山自生烟囱生长模式
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,文石非流体渗漏直接成因,为交代水镁石产物;现存的水镁石代表较晚从渗漏流体沉淀的组分,文石代表其先驱水镁石矿物较早在渗漏环境沉淀;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。
佟宏鹏, 姚凯, 陈琳莹, 胡海明, 崔彩英, 陈多福
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021062501
海洋地质与第四纪地质.
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新西兰Hikurangi俯冲带沉积物成岩作用示踪研究:来自孔隙流体Sr同位素证据
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。本文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,而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。
孔丽茹, 罗敏, 陈多福
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021071202
海洋地质与第四纪地质.
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海洋地质与第四纪地质的结合
《海洋地质与第四纪地质》的独特性, 在于两大学科的相互结合。为纪念期刊创刊40周年,本文回顾了两大学科在中国联合发展的历史,并讨论其未来的前景。
汪品先
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021072601
海洋地质与第四纪地质.
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海洋天然气水合物储层特性及其资源量评价方法
天然气水合物资源开发的前提条件是准确评价其资源量,而正确理解天然气水合物储层特性是准确评价其资源量的基础。天然气水合物的含量及其赋存形态是影响储层特性的主要因素。储层特征参数直接影响海洋天然气水合物资源评价的准确性。现有天然气水合物资源量评价方法的原理、评价参数及适用性各不相同,且均未考虑水合物的赋存类型。为落实海洋天然气水合物矿体分布和开发目标,本文在前期工作的基础上,针对天然气水合物有利区块和矿体评价,分别提出了海洋天然气水合物“资源详评”与“资源精评”的新方法。基于小面元的资源详评方法,适用于钻井稀少、地球物理测网较为密集的有利区块孔隙填充型水合物控制地质储量评价;基于“水合物地层丰度”概念的资源精评方法,适用于井网密集的井场小范围矿体探明地质储量精准评价,可有效提高对块状、脉状和结核状等裂隙型填充型水合物资源评价的准确度。
刘昌岭, 孙运宝
海洋地质与第四纪地质.
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西湖凹陷孔雀亭地区平湖组沉积相演变及其主控因素分析
东海陆架盆地西湖凹陷含有巨量的石油天然气资源,具有极佳的勘探潜力,其中平湖组沉积作为重要的含油气层,已成为近期油气勘探的聚焦点。孔雀亭地区为西湖凹陷研究程度较低的区块,对于该区域沉积相及其控制因素方面的研究仍然较少。本文基于钻井资料与三维地震资料对孔雀亭平湖组沉积微相进行精细刻画并系统分析了全球海平面、区域构造、古气候、古地貌对研究区沉积微相演变的控制作用。研究表明,平湖组下段(包括平下下段、平下上段)以潮坪沉积为主,辫状河三角洲沉积只发育在源区附近,而平中段与平上段以辫状河三角洲沉积为主,潮坪沉积分布面积迅速降低。由平下段至平中段,随着相对海平面(全球海平面与区域构造综合效应)下降,辫状河三角洲向海方向发生进积。同时,平中段与平上段时期极高的CO2浓度使得大陆源区剥蚀量快速增加,大量沉积物随着河流输入至西湖凹陷,从而进一步加剧了辫状河三角洲的向海推进。平下段与平中段早期的古地貌断陷发育较多,对辫状河三角洲的扩张存在限制作用,而经历了平中段大量沉积物充填之后,早期的洼陷逐渐被填平,从而平上段的辫状河三角洲可以大范围向海方向发生推进,形成规模庞大的三角洲砂体沉积。
吴峰, 任培罡, 谈明轩, 张福榕, 马皓然
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021052401
海洋地质与第四纪地质.
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西湖凹陷Y构造花港组气藏特征及成藏主控因素
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。
刘峰, 黄苏卫, 杨鹏程, 张传运
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021080401
海洋地质与第四纪地质.
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琼东南盆地陵水凹陷海底周期阶坎底形的特征及成因
海底周期阶坎底形一直是海洋地质关注的热点。本文基于285 km2三维地震资料对琼东南盆地海底周期阶坎底形几何构型(波长、波高、迎流面长度、背流面长度、迎流面夹角和背流面夹角)及形成机理进行了分析。研究区位于上陆坡(2°~14°),发育一条NE-SW水道,宽 6.5 km,深 35 m。水道内外均发育周期阶坎,剖面上具有波状特征。周期阶坎的波长(20~160 m)随深度增加而变长,波高(4~10 m)随深度增加而减小,迎流面长度(20~140 m)比背流面长度(10~40 m)长,迎流面夹角(0.1°~0.15°)平缓,背流面夹角(0.2°~0.8°)陡峭。初步认为,研究区周期阶坎底形由持续稳定的浊流形成,且以沉积型周期阶坎为主。
程琳燕, 李磊, 高毅凡, 张威, 龚广传, 杨志鹏, 王潘
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021041902
海洋地质与第四纪地质.
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海底冷泉原位观测装置研究回顾与展望
海底冷泉多由海底天然气渗漏形成,是以水、碳氢化合物、硫化氢或二氧化碳为主要成分的流体。它既是海底天然气水合物存在的标志,又与温室效应、海洋生态环境、冷泉生物群落等问题密切相关,对海底冷泉的流体渗漏通量和化学组成进行测定,对认识上述问题有重大意义。与实验室化学分析和数值模拟相比,原位观测可保证数据的可靠性和真实性,作为冷泉原位观测的主要手段,冷泉原位观测装置在近二十年发展迅速。本文根据观测目标和观测原理将海底冷泉原位观测装置分为3类,即冷泉渗漏气体通量原位观测装置、冷泉渗漏液体通量原位观测装置以及冷泉渗透流体化学组分原位观测装置,并从设计意义、工作原理以及解决的科学问题等方面梳理了国内外海底冷泉原位观测装置的发展,分析了各个装置的优势、局限性以及适用范围,最后展望了海底冷泉原位观测装置未来的发展方向。
张云山, 贾永刚, 尉建功
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021052002
海洋地质与第四纪地质.
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南海南部海陆过渡相烃源岩的两类分布模式
位于南海南部的曾母盆地和文莱-沙巴盆地是南海中南部油气资源最为富集的两个盆地,可采储量相当,但含油气性和油气分布差异巨大。本文在油源对比的基础上,结合古气候、古植被、沉积演化与沉积相带差异,总结了曾母盆地和文莱-沙巴盆地海陆过渡相烃源岩的分布模式。研究认为,曾母盆地近岸一侧原油和文莱-沙巴盆地原油为煤系烃源岩来源,曾母盆地远岸一侧原油为陆源海相烃源岩来源。受古气候、古植被控制,煤系烃源岩具有较强生油能力,受沉积相带控制,曾母盆地和文莱-沙巴盆地海陆过渡相烃源岩存在两种分布模式,分别为“三角洲煤系-陆源海相”烃源岩分布模式和“三角洲-浊积含煤”分布模式。烃源岩分布模式进而控制了油气分布,曾母盆地的原油集中分布于三角洲平原及近岸地区,而文莱-沙巴盆地煤系烃源岩分布受浊积岩分布控制而广泛分布,这可能是文莱-沙巴盆地满盆富油的重要原因。
兰蕾, 李友川, 王一博
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021011802
海洋地质与第四纪地质.
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印度尼西亚库泰盆地下中新统混积序列特征研究
库泰盆地是印尼最大、最深的新生代裂谷盆地,也是印尼油气最富集的盆地之一。长期以来,对库泰盆地的勘探主要针对中-上中新统三角洲相沉积体系,对库泰盆地沉积地层的认识也主要集中于中中新统及以上地层,对下中新统及更深层系鲜有勘探认识。通过最新的钻探成果和野外地质考察,认为下中新统以滨海相沉积为主,自下而上形成了海相暗色泥岩-进积砂岩-生屑灰岩的垂向沉积序列,以生屑灰岩为标志层。这套沉积序列具有明显的混积特征,生屑灰岩直接上覆在反旋律的滨海相砂岩之上,被厚层泥岩覆盖。分析认为这种生屑灰岩与砂岩交替发育的交互混积序列是一套完整的代表水体逐渐变浅、随后变深的海相准层序。相对海平面较高时期主要沉积海相泥岩;随着海退事件,垂向上逐渐沉积细砂-中砂-粗砂岩;之后,相对海平面升高,生屑灰岩开始发育;伴随海平面不断上升,生屑灰岩被海水淹没,沉积海相泥岩,覆盖在生屑灰岩之上,一个沉积旋回结束。这种多旋回特征反映了研究区在早中新世高频的海平面变化,指示着研究区在挤压应力场的作用下,构造活动频繁,发生快速相对海平面变化。
鲁银涛, 杨涛涛, 许小勇, 徐宁, 刘忻蕾, 闫春, 邵大力, 范国章, 吕福亮, 李东
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021051403
海洋地质与第四纪地质.
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中太平洋莱恩海山富钴结壳元素地球化学特征及成因探讨
富钴结壳是一种经济价值高、开发前景好的海洋矿产资源,其外部形态、内部构造和地球化学特征记录了古海洋环境的演变信息。本次研究借助富钴结壳细致分层的显微构造及元素地球化学的差异分析,探讨中太平洋莱恩海山富钴结壳成因及形成过程。富钴结壳样品由上至下可分为5层,顶部较致密Ⅰ层黑褐色,表面光滑,杂质较少,具有雪松状叠层石构造,反映了沉积水动力较强;较致密Ⅱ层与Ⅰ层宏观特征类似,具有柱状和胡萝卜状叠层石构造,沉积水动力最强;疏松Ⅲ层和疏松Ⅳ层黄褐色,内含沉积物杂质,多见斑杂状构造,沉积水动力比较弱;致密Ⅴ层为磷酸盐层,具有亮黑色的沥青光泽,富含有孔虫化石,底部Ⅴ层Sr、P、Ca等元素明显富集,表明了海洋生物的明显参与,沉积水动力最弱。莱恩海山Ce异常及高钴高锰低铁特征,表明结壳长期处于氧化环境;而Mn、Fe、Co等元素地球化学特征综合表明,海洋水动力及氧化性总体表现为由底部Ⅴ层至Ⅱ层氧化性逐渐增强,至顶部Ⅰ层有所减弱的趋势;依据元素分配系数、Ce正异常、Ho正异常、Y负异常及成因三角图,判定结壳为南极底流影响下的海水成因。综合结壳年代学数据,在元素剖面中记录了三期磷酸盐化事件,恢复了莱恩海山富钴结壳的生长过程。
刘家岐, 兰晓东
海洋地质与第四纪地质.
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循环载荷下饱和岩石的摩擦阻力研究
在循环载荷下岩石发生应力-应变的非线性弹性行为是普遍的,孔隙流体、载荷频率、围压、层理方向是造成岩石应力应变滞后、能量衰减、刚性变化等特征的重要外部变量。本文基于来自大庆、南京、合肥等地的砂岩样品,利用电液闭环伺服控制压机系统,开展了不同饱和流体砂岩的应力-应变滞回曲线、不同载荷频率和饱和流体对岩石的衰减、不同层理方向加载和卸载对岩石杨氏模量影响的实验对比研究,阐明饱和岩石的非线性响应特征,揭示外界影响因素对岩石产生非线性形变的作用机制,探讨岩石内部触面间摩擦阻力在岩石发生非线性形变过程中发挥的媒介作用,并推断接触面颗粒之间的摩擦阻力可能是导致岩石发生衰减、滞后等非线性行为的内在因素。本研究拟通过岩石内部小尺度的摩擦作用与构造尺度断层面上的摩擦滑移相似性,来揭示地震发生时岩体失稳的动力学过程。
张汉羽, 陈佼佼, 陈运平, 刘怀山
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021062101
海洋地质与第四纪地质.
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渤海湾西岸晚更新世以来的沉积环境演化及碳埋藏评价
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。
雷雁翔, 何磊, 王玉敏, 张朋朋, 张斌, 胡蕾, 吴治国, 叶思源
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021020101
海洋地质与第四纪地质.
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加瓜海脊铁锰结壳的年龄及其定年方法适用性比较
深海铁锰结壳的定年对其记录的百万年尺度古海洋环境变化研究至为关键。本文综合运用10Be/9Be、Co经验公式、230Thex/232Th和磁性地层学,对一块采自加瓜海脊的铁锰结壳开展了系统的年代学对比研究。结果表明:相对于开阔大洋的铁锰结壳,较多的陆源物质输入造成了不同定年方法获得的年龄或生长速率的明显差异。其中,因为大量陆源物质携带的232Th以及对Co含量的稀释,铁锰结壳表层的230Thex/232Th初始通量以及样品部分层位的Co通量出现显著变化,230Thex/232Th定年方法与Co经验公式获得的结果受到碎屑物质的影响最为显著。尽管10Be/9Be初始通量也受到了陆源物质输入的影响,但是10Be/9Be初始通量变化很小,应该是本研究中最为可信的结果。而古地磁地层学定年法需要参考其他定年结果,最后也只能得到几个年龄控制点。最终得出加瓜海脊该铁锰结壳样品的年龄应为7.09 Ma,而不同核素在铁锰结壳中的赋存状态应该是今后值得深入研究的一个重要方向。
罗顺开, 周怀阳, 赵国庆, 袁伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021070502
海洋地质与第四纪地质.
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南海南部浅表层柱状沉积物孔隙水地球化学特征对甲烷渗漏活动的指示
海底沉积物孔隙水地球化学特征能快速响应甲烷渗漏活动及其生物地球化学过程,从而记录甲烷渗漏活动特征。对采自南海南部北康盆地的3个重力沉积柱状沉积物孔隙水样品(BH-H75、BH-H13Y和BH-H61)进行了甲烷浓度、溶解无机碳(DIC)和碳同位素(δ13CDIC)、阴离子(SO42−、Cl)以及主微量元素(Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+)等地球化学分析。(△DIC+△Ca2++△Mg2+)/△SO42−比率图解与δ13CDIC深度剖面特征揭示了有机质硫酸盐还原反应(OSR)和硫酸盐驱动-甲烷厌氧氧化反应(SD-AOM)在不同沉积柱中所占比例的不同,其中BH-H13Y沉积柱中OSR和SD-AOM共同存在;BH-H75沉积柱中OSR占主导;在BH-H61沉积柱中SD-AOM占主导,且其底部可能存在微生物产甲烷作用。硫酸盐浓度线性拟合关系指示BH-H13Y的硫酸盐-甲烷过渡带(SMTZ)的深度约为700 cmbsf。结合SO42−浓度、DIC浓度最大值和δ13CDIC最小值推测BH-H61的SMTZ深度约为480 cmbsf。BH-H61和BH-H13Y沉积柱中,较浅的SMTZ深度、上升的DIC浓度以及强烈负偏的δ13CDIC值指示研究区存在甲烷渗漏活动。此外,在BH-H61和BH-H13Y站位,硫酸盐浓度随深度降低的变化梯度在沉积柱下部较上部陡,指示向上迁移的甲烷通量在时间上逐渐增强。孔隙水中Ca2+、Mg2+、Sr2+浓度以及Mg/Ca、Sr/Ca比值变化特征指示研究区沉积物中可能有自生高镁方解石矿物生成;而BH-H61站位SMTZ界面以下,孔隙水中Ba2+浓度升高,指示了硫酸钡的溶解作用。
马晓理, 刘丽华, 徐行, 金光荣, 魏雪芹, 翟梦月
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020123101
海洋地质与第四纪地质.
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西南印度洋中脊岩石地球化学特征及其岩浆作用研究
作为超慢速扩张脊的代表,西南印度洋中脊(SWIR)因其独一无二的地形地貌特征、洋壳结构、洋壳增生机制、岩浆和热液活动以及深部动力学过程,近30年来成为国内外研究的热点区域。基于近年来对SWIR玄武岩、辉长岩及橄榄岩的岩石学和地球化学研究成果总结,重点探讨了沿SWIR轴向(大尺度)以及单个洋脊分段(小尺度)的岩石地球化学变化特征及其影响因素,阐述了SWIR的岩浆供应及洋壳增生模式。其中,在9°~16°E斜向扩张脊,以构造作用为主的洋脊扩张模式导致了更宽的洋壳增生带和显著的地球化学异常;而在50°~51°E脊段,发育了强烈的火山活动,其成因机制包括克洛泽热点与洋中脊相互作用、微热点、古老熔融事件的残留地幔再熔融等几种观点。此外,西南印度洋中脊龙旂热液区(~49.7°E)的最新研究表明,其热液循环路径与拆离断层的发育密不可分,热液流体循环最深可达莫霍面以下6 km。因此,在今后的一段时间,应进一步加强SWIR不同空间尺度地幔源区性质、洋中脊构造与岩浆作用过程、热点-洋中脊相互作用和岩浆-热液活动与成矿等主要科学问题的研究。
孙国洪, 田丽艳, 李小虎, 张汉羽, 陈凌轩, 刘红玲
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021021701
海洋地质与第四纪地质.
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北黄海盆地东部坳陷中生界次生孔隙的发育规律
北黄海盆地东部坳陷中生界储层以特低孔、超低渗型为主,对本区次生孔隙的研究是寻找优质储层和有利油气聚集区的重要内容,对油气勘探有重要意义。利用钻井、岩心和物性资料分析,采用岩石薄片鉴定,阴极发光和扫描电镜等方法,对北黄海盆地东部坳陷储层的岩石类型、孔渗特征以及孔隙类型进行研究,确定了次生孔隙带的发育规律及其影响因素。研究认为本区次生孔隙的发育除受到成岩作用因素影响外,还受到物质成分、沉积相带、地层不整合和构造裂隙等因素的控制。其中,沿地层不整合风化界面和大断裂的淋滤作用是形成次生孔隙、改善储层物性的重要因素。综合分析认为,研究区中部地区地层不整合界面附近是有利的次生孔隙带发育位置。
高丹, 程日辉, 沈艳杰, 候世林, 付秋林, 王嘹亮
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020121601
海洋地质与第四纪地质.
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山东半岛东南部典型砂质岸滩季节性演化及控制因素探讨——以海阳万米海滩为例
根据2018年秋季至2019年夏季4个季节的海滩剖面形态测量和表层沉积物粒度分析结果,研究了海阳万米海滩地形和表层沉积物粒度季节变化特征,探讨了控制研究区砂质岸滩季节性演化的因素。结果表明:连理岛-东村河口以西海滩剖面形态在强动力和弱动力条件下分别呈“上蚀下淤”和“下冲上塑”特征,夏季台风造成的滩肩侵蚀量大于冬季风,在滩面形成的沙坝数量多、规模小且离岸距离较之冬季风更远。连理岛—东村河口处海滩剖面形态整体呈淤积状态,且在强动力条件下的淤积量大于弱动力条件。连理岛-东村河口以东海滩剖面形态的季节性变化幅度小于以西海滩,同时滩肩顶剖面形态在夏季出现明显下凹特征。表层沉积物粒度特征变化同样呈现东西差异的特点,秋季到冬季,西侧海滩表层沉积物粒度变粗、分选变差而东侧海滩变细、分选基本不变;冬季到春季,海滩表层沉积物粒度总体变细、分选较好;夏季变化趋势与冬季相似,但变化幅度有所差异。人工岛和港口等海岸工程建设是导致海滩剖面形态和表层沉积物粒度东西差异的主导因素;波浪和台风事件等是控制砂质岸滩季节性演化的主要动力因素;潮汐作用、旅游开发等人类活动也会对岸滩演化造成一定影响。
解航, 杨怡红, 朱龙海, 张晓东, 胡日军, 尹砚军, 冷星
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021042301
海洋地质与第四纪地质.
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南黄海崂山隆起二叠系砂岩储层特征及其油气勘探前景
南黄海崂山隆起二叠系发育典型致密砂岩,具备“源储互层”、“油气近源聚集”的成藏条件,具有较大的油气资源潜力。基于崂山隆起内唯一钻井CSDP-2井,通过物性实验、铸体薄片、阴极发光、X-射线衍射、流体包裹体鉴定等分析测试方法,结合地震储层预测,研究了崂山隆起二叠系砂岩储层特征、分布规律及主控因素。结果显示,崂山隆起二叠系砂岩储层致密,成岩演化复杂,超低孔、超低渗,但裂缝发育,属于致密改造型储层;该储层具有“横向相控、垂向叠置、裂缝连通”的分布特点;储层物性及空间展布受控于沉积环境、成岩作用和构造事件的复合作用;崂山隆起二叠系具有两期油气充注,砂岩储层经历了致密储集体的形成、裂缝化改造两个过程。研究认为,崂山隆起二叠系油气资源前景较好,寻找保存条件较好的储层发育区是该区未来油气勘探的重点方向。
袁勇, 陈建文, 梁杰, 张银国, 薛路, 吴淑玉, 蓝天宇, 吴飘
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021020201
海洋地质与第四纪地质.
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西太平洋弧后盆地的热液系统及其岩浆环境研究
研究海底热液系统及其岩浆环境,可为了解西太平洋流固界面跨圈层物质与热交换过程,揭示板块俯冲过程的岩浆活动和资源环境效应提供研究支撑。为此,研究了冲绳海槽热液活动的岩浆环境、马努斯海盆的热液柱以及弧后盆地和洋中脊背景下的硫化物与玄武岩的同位素组成,对冲绳海槽热液区附近玄武岩、安山岩、粗安岩、英安岩、流纹岩及其基性岩浆包体进行了岩相学、矿物学以及主量元素、微量元素和同位素组成分析,对马努斯海盆PACMANUS和Desmos热液区的热液柱及海水进行了测量,在海底热液区岩浆混合过程及时间尺度、透视冲绳海槽深部岩浆房及岩浆演化过程和岩浆对热液系统物质贡献研究方面获新进展,揭示了俯冲蛇纹岩对琉球构造带南部岩浆活动的影响,论证了熔体包裹体对弧后盆地岩浆演化的指示,获得了冲绳海槽玄武质岩浆来源新证据,揭示了弧后盆地与洋中脊硫化物和玄武岩中铁、铜、锌的来源及其同位素在硫化物形成和岩浆活动过程中的分馏情况,明确了热液柱的物理、化学空间结构与物质组成特征,以及热液柱的扩散受深度和底流流速的影响,且热液柱扩散过程中溶解铁浓度异常比溶解锰的维持时间更长。未来,发展非传统稳定同位素和挥发份测试技术,进一步了解西太平洋板块俯冲环境下热液活动与岩浆作用的关系,将有助于海底热液系统及其成矿过程研究获得新进展。
曾志刚, 张玉祥, 陈祖兴, 李晓辉, 齐海燕, 王晓媛, 陈帅, 殷学博
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021070101
海洋地质与第四纪地质.
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基于模型优化的广义自由表面多次波压制技术在印度洋深水海域的应用
印度洋深水海域海底地形整体较为平坦,存在的多次波主要是海底相关多次波,能量强,频带宽,利用常规的广义自由表面多次波预测技术很难去除干净。本文首先利用广义自由表面多次波预测技术预测出多次波模型,然后将原始数据和多次波模型分为低频数据和高频数据,低频数据利用常规的自适应减得到低频多次波模型,高频数据转成曲波域对多次波模型进行优化,最终得到优化后的多次波模型,再利用原始数据直接减多次波模型,达到压制多次波的目的。该技术在印度洋深水海域的应用效果较好,海底相关多次波得到了较好的压制,有效信号得到了凸显,剖面的信噪比明显提高,剖面质量得以提升。
王小杰, 颜中辉, 刘俊, 刘欣欣, 杨佳佳
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020101202
海洋地质与第四纪地质.
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澳大利亚波拿巴盆地N区块岩性圈闭识别探讨
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。
周静毅, 杜学斌, 陈茂根, 蒋涔, 周英
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020122302
海洋地质与第四纪地质.
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特提斯构造域海底流体逃逸活动特征及其控制因素
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,为后续研究提供基础支撑。
赵文宇, 童思友, 陈江欣, 刘斌, 杨睿, 杨力, 段旻良, 陈珊珊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021031602
海洋地质与第四纪地质.
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江苏中部海岸晚第四纪沉积物的粒度与磁化率特征及其古环境意义
对位于江苏中部海岸的07SR01钻孔沉积物进行粒度和磁化率测量,分析粒度与磁化率的变化特征及其两者间的相关关系,并结合北半球晚更新世气候与相对海面变化以及该孔年代框架和沉积相的研究认识,进一步揭示研究区的古环境变化。研究表明,MIS 5晚期至MIS 3时期,江苏中部海岸先后经历了3个阶段的环境演化:① MIS 5晚期为较高海面、较强水动力的潮汐河口(边滩、河床)阶段(36.10~26.65 m),该阶段沉积物主要受古长江物源影响,粒度粗,分选性波动大(0.55~2.35)、粒度频率分布曲线呈极正偏的窄峰(主峰位于3 Φ附近)且“拖细尾”,磁化率较高且波动小[(5.81~42.16)×10−8 m3·kg−1],与砂组份(<4 Φ)呈正相关;② MIS 4-3时期为冷干转为暖湿、海面先下降后上升和较弱水动力的淡水与滨岸湖沼阶段(26.65~15.77 m),该阶段沉积物细,分选性稳定(1.51~3.03),粒度频率分布曲线呈正偏的宽峰(主峰位于4.75 Φ附近),磁化率低且稳定[(6.46~20.04)×10−8 m3·kg−1],主要与粗粉砂组份(4~5 Φ)呈正相关;③ MIS 3时期为较高海面、较强水动力的潮汐河口(分流河道)阶段(15.77~0 m),该阶段沉积物受MIS 3苏北古黄河的影响增强,粒度较粗,分选性波动大(0.94~2.82),粒度频率分布曲线呈极正偏的窄峰(主峰位于3.75 Φ附近)且“拖细尾”,磁化率较高且波动大[(10.21~57.25)×10−8 m3·kg−1],与砂和粗粉砂组份(<5 Φ)呈正相关。揭示海岸沉积物粒度和磁化率组合指标的古环境指示意义,将为进一步深入研究这一指示意义的形成机理提供必要的基础。
刘德政, 夏非
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021051901
海洋地质与第四纪地质.
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南海北部陆坡神狐海域SH-CL38站位的粒度特征及沉积记录
南海北部陆坡神狐海域发育众多海底峡谷,其物质来源、地貌形态、水动力条件、沉积过程复杂,海底滑坡和浊流频发。虽然通过地球物理(多波束和反射地震等)能够识别出数米至百米的滑坡体,但对于浅层海底重力流、浊流和异重流等沉积体系的高分辨率识别还受到很多限制。本研究以南海北部陆坡海底峡谷群12号峡谷脊部下游的SH-CL38站位岩芯沉积物为研究对象,通过粒度测试和浮游有孔虫氧同位素组成分析,将该站位岩芯划分为3个层段:第Ⅰ层段(0~285 cm)、第Ⅱ层段(285~615 cm)以及第Ⅲ层段(615~800 cm)。其中第Ⅱ层段的粒度参数、有孔虫的氧同位素组成明显不同于其他层段,这表明该层段形成时的水动力条件、沉积环境发生了突变。而且第II层段的285~505 cm和505~615 cm具有明显不同的概率累积曲线特征,粒度数据也分布在C-M图上不同的区域。基于此,我们认为该站位的异常沉积层是受深水沉积作用和末次冰期海平面变化的影响,285~505 cm层段发育浊流沉积,而505~615 cm层段可能是浊流或重力流引发的沉积物失稳。
陈唯, 赵彦彦, 李三忠, 唐智能, 杨俊, 魏浩天, 吴佳庆, 朱俊江, 刘盛, 董涛, 张广璐, 杨丹丹, 孙国静
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021011001
海洋地质与第四纪地质.
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东海南部陆架水体2011年夏季温盐结构及其对台湾暖流和黑潮入侵的指示
利用2011年7月5个断面共30个站位的温盐深(CTD)测量资料,分析东海南部陆架水体的温盐结构和温跃层特征,探讨黑潮和台湾暖流对东海陆架水文状况的影响。结果显示,本区广泛存在着浅部温跃层和深部温跃层。浅部温跃层分布于20 m水深以内,跃层强度普遍较弱,具有明显的日内生消变化。深部温跃层分布于中、外陆架和台湾海峡。在中、外陆架的深水区,跃层底界深度为约80 m,跃层厚度约10 m;跃层强度大,约为0.8 ℃/m,且较为稳定。在台湾海峡北部,温跃层分布于水深14~30 m,跃层厚度6~10 m,跃层强度偏弱,为0.2~0.5 ℃/m。在温跃层附近,由于上、下层水团温度、盐度的差异,其混合过程常出现盐指现象。在东海陆架90~110 m等深线之间,深部温跃层之下盘踞着一个深层冷水团,水温为16.8~17.6 ℃。黑潮水的入侵,使得外陆架温跃层强度减弱至0.2~0.5 ℃/m;同时,跃层层位上升,厚度加大。温跃层强度可以作为指示黑潮入侵的灵敏指标。当夏季深部温跃层强度低于0.6 ℃/m,同时伴随跃层厚度加大时,可判别为黑潮入侵。本区夏季黑潮锋可以到达110 m等深线附近。在中陆架50~80 m等深线之间,深部温跃层的消失,说明台湾暖流的强烈影响遍及整个水柱;而从南向北,台湾暖流的影响逐渐减弱。台湾海峡北部深层水温度较低,平均值为22.52 ℃,要比东海南部中陆架深层水低3 ℃,这可能意味着台湾暖流深层水主要源于黑潮分支的加入。
秦亚超, 蓝先洪, 陆凯, 胡刚, 栾锡武, 陈珊珊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021032402
海洋地质与第四纪地质.
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莱州湾表层沉积物重金属分布特征、污染评价与来源分析
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;而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。
段云莹, 裴绍峰, 廖名稳, 翟世奎, 张海波, 徐刚, 袁红明
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020112601
海洋地质与第四纪地质.
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水合物藏的类型、特点及开发方法探讨
天然气水合物作为潜能巨大、资源量丰富、燃烧值高的未来新能源,但由于其特殊的物理力学性质和赋存状态,经济开采技术仍面临诸多难题。本文以全球勘探发现存在天然气水合物的地区为基础,详细介绍了全球主要水合物的海陆资源分布及开采难易程度;以主要影响天然气水合物开采方式选择因素为基础,分析了天然气水合物在地层中赋存类型、成藏模式和储层分类方法;以全球已开展的天然气水合物试采项目为基础,对比分析了现有多种天然气水合物开采方法的优缺点和适用条件;在现有开采方法条件下,为不同赋存状态、成藏模式和储层分类的天然气水合物选择出适合的开采方法,为建立完整的天然气水合物开采技术体系和未来实现商业化开采提供参考。
欧芬兰, 于彦江, 寇贝贝, 陈靓
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021010601
海洋地质与第四纪地质.
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陵水17-2深水气田开发区表层沉积物类型及工程地质特性
陵水17-2气田位于中国南海琼东南盆地,是中国海油自营勘探发现的第一个深水高产气田,探明储量规模超千亿立方米。在水深200~1600 m区域,采用工程调查船与自主式水下潜器调查结合的方式,进行地球物理资料采集、海底表层取样及钻探取样,并对多波束测深、后向散射强度、侧扫声呐、浅地层剖面、室内测试分析等数据进行综合分析,研究了海底表层沉积物类型、分布规律及工程地质特性。按照海底地形地貌特征,陵水17-2深水气田开发区可划分为陆架区、缓坡区和滑塌区;陆架区表层沉积物以黏土和粉质黏土为主,不同站位物理力学性质差异较大,局部夹砂层;缓坡区和滑塌区具有高含水率、低密度、高孔隙比、高液限、高可塑性、低强度等典型深水沉积特点。区域内海底泥面至泥面之下0.3 m,土质不排水抗剪强度为0~4 kPa,非常有利于海底电缆、海底管道、脐带缆的铺设。缓坡区浅层土质条件非常适合吸力式、防沉板及抓力锚施工,滑塌区浅层土质条件适合防沉板、抓力锚及打入桩基础。研究成果将对琼东南盆地深水油气田开发工程的设计和安装施工具有指导意义。
朱友生, 王艳秋, 冯湘子, 王大伟, 王姝
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020120601
海洋地质与第四纪地质.
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基于微地貌特征的西太平洋菲律宾海海底稳定性评价
随着海洋战略地位的逐步提高,深远海海底资源开发和海洋工程建设将面临巨大挑战,主要是受限于技术手段,高精度调查资料难以获取,无法全面准确地进行海底稳定性评价。针对这一问题,本文提出了基于微地貌特征的深远海海底稳定性评价方法。基于已有的研究工作,本文选取西太平洋菲律宾海中南部某区域为研究区,利用ArcGIS平台建立研究区DEM(Digital Elevation Model),提取宏、微观地貌因子,结合全球地震数据、研究区底质类型和潜在地质灾害分布特征,运用模糊数学方法评价研究区海底稳定性,并绘制海底稳定性区划图。结果显示,对区域3220个评价单元进行稳定性分析,可将研究区海底稳定性划分为5个等级,包括基本稳定、较稳定、中等稳定、较不稳定和不稳定。其中,稳定区主要集中在较为平坦的中北部,不稳定区多发育在九州-帕劳海岭、海山、山间盆地等大规模地貌单元发育区,分析揭示,研究区海底稳定性与微地貌特征密切相关。因此,本文提出的基于微地貌特征的海底稳定性评价方法,能够很好地服务于深远海海底稳定性评价,从一定程度上丰富相关研究领域。
刘娅楠, 贾超, 胡邦琦, 刘森, 宋维宇, 杨霄
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020121801
海洋地质与第四纪地质.
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海洋沉积物中金属依赖型甲烷厌氧氧化作用研究进展及展望
海洋沉积物中大部分甲烷会通过甲烷厌氧氧化作用(Anaerobic oxidation of methane, AOM)而被消耗。早期研究表明,AOM可与硫酸盐、硝酸盐和亚硝酸盐的还原作用相耦合,从而有效减少甲烷向大气的排放。最近,金属依赖型AOM(metal-AOM,活性金属氧化物还原反应驱动的AOM)被证实存在于自然界沉积物和富集培养的样品中。但是,目前仍未从自然海洋环境中分离获得能够介导metal-AOM的微生物。对海洋沉积物中metal-AOM的研究大多聚焦于热液或冷泉等海洋特殊生境,一系列研究表明地质流体在这些海底化能自养生态系统的维持和演化方面起到了重要作用,并深刻影响全球地球化学循环,因此,该科学问题研究吸引了越来越多的注意力。本文讨论了可能参与海洋沉积物中metal-AOM的微生物类群及其地球化学证据,并在前人工作基础上,以冲绳海槽冷泉-热液共生区为例,提出一种新的metal-AOM作用机制。认为在全球冷泉-热液系统相互作用地区的调查有助于更好地探讨metal-AOM的发生机制及微生物在深海生境中分布的连通性问题。
辛友志, 孙治雷, 王红梅, 陈烨, 徐翠玲, 耿威, 曹红, 张喜林, 张现荣, 李鑫, 闫大伟, 吴能友
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020122801
海洋地质与第四纪地质.
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