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编辑推荐

中全新世以来东西伯利亚陆架沉积物来源的演化:元素地球化学记录
北极地区对全球气候变化非常敏感,是研究古环境和古气候变化的关键区域。东西伯利亚海作为北极重要的边缘海之一,对东西伯利亚陆架和陆坡沉积物来源的研究将有助于加深对北极沉积环境和气候变化的认识。本文通过对东西伯利亚海西部LV77-36岩心沉积物中碎屑组分的主微量、稀土元素进行分析,阐述了各指标随年代的变化特征,并探讨了中全新世以来东西伯利亚海西部碎屑沉积来源的变化及其对古环境演变的响应。结果表明中全新世以来LV77-36岩心沉积物主要来源于勒拿河、因迪吉尔卡河、亚纳河和马更些河的河流输入,以及西伯利亚地台和新西伯利亚群岛的海岸侵蚀物质。与其他古气候参数对比发现,海冰和洋流的变化对源区物质在东西伯利亚陆架的分散和沉积有着重要的影响。全新世晚期由于楚科奇海海冰的增加、西伯利亚沿岸流的减弱和波弗特环流的增强,导致北美端元的物质贡献相较全新世中期有小幅度增加。
方晓荣, 胡宁静, 豆汝席, 张颖, 张辉, 刘季花
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020122701
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(4): 60-73
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南黄海辐射沙脊群西洋潮流通道的浅部沉积层序及其形成演化再认识
晚第四纪以来,黄河、长江都曾经江苏中部海岸注入南黄海,河海交互作用形成一系列沉积,全新世海侵后发育岸外辐射沙脊群。沙脊群西北部、由岸滩与沙脊所夹持的西洋潮流通道,位于北侧废黄河三角洲和南侧长江三角洲两大地貌单元间的过渡区,成为揭示不同大河交互作用下的海岸、陆架晚第四纪沉积层序模式的重要窗口。最近通过更多晚第四纪钻孔对比和浅层地震剖面集成研究发现:① 由于混乱的测年结果和陆相硬黏土层对比不当,造成之前基于07SR01孔和Y1孔构建的辐射沙脊群西洋潮流通道浅部沉积(标高−60 m以内)的年代框架有误,其主体应是晚更新世沉积且发育两个沉积旋回,末次冰盛期硬黏土层多被潮流侵蚀而缺失,表层全新世沉积厚度在水下沙脊处基本不足10 m,其余普遍不足5 m,甚至缺失;② 仅在西洋西北段稳定分布的浅层地震单元U3指示了MIS 3古黄河三角洲的南缘,自晚更新世以来西洋所在的江苏中部海岸可能深受古黄河物源的影响,这尚需在西洋西北段的关键位置钻取新孔,并结合已有浅层地震剖面和东南段钻孔来进一步研究证实。提出下一步工作将基于层序地层学方法,通过对已有控制性浅层地震剖面进行地震层序格架的三维可视化、提取地震单元和反射界面的空间分布特征,结合已有及新增控制性钻孔的沉积学和年代学研究,构建可靠年代框架、判识大河物源,并参考邻区钻孔资料,来探明西洋潮流通道的浅部沉积层序,反演其形成演化。
夏非, 张永战, 刘德政
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2021033101
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(4): 13-26
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南极菲尔德斯半岛西海岸海滩沉积物环境磁学特征及其控制因素
南极无冰区独特的环境系统近几十年来被广泛地关注和研究,同时环境磁学方法在环境变化研究中也被越来越多的应用。本文通过对2015年采自南极菲尔德斯半岛西海岸一根长26 cm的柱样进行环境磁学、粒度、210Pb和稳定碳同位素测试分析发现,由于海岸基岩为安山质玄武岩,所以沉积柱样整体的磁性矿物含量较高,表现出较强的磁性,其磁化率均值(χlf)高达1597×10−8 m3·kg−1,约为一般海滩磁化率值的3~4倍。其磁性矿物类型主要是假单畴的亚铁磁性矿物颗粒(磁铁矿)且含有少量的反铁磁性矿物颗粒(赤铁矿)。垂向上210Pb和粒度结果显示,柱样上段沉积物粒度较细,水动力较弱使得细粒磁性矿物颗粒被快速保存下来,而随着深度的增加粒度逐渐变粗,岸滩水动力相对增强,而且底部受到生物有机质溶解作用的影响导致柱样上段磁学参数值高于下段。
唐怀能, 王永红, 黄清辉
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020092001
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(4): 1-12
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水合物生成导致沉积物孔隙结构和渗透率变化的低场核磁共振观测
含水合物储层的宏观物性表现是由储层沉积物的微观孔隙特征所控制的。理解沉积物在水合物生成过程中微观孔隙结构特征变化对于其物性特征的预测和分析有重要意义。本文利用低场核磁共振(LFNMR)技术监测了不同砂样中氙气水合物的生成过程,利用横向弛豫时间(T2)谱对生成过程中的微观孔隙结构及水相渗透率演化规律进行了分析。研究表明,水合物优先生成于沉积物较大孔隙中,在半径较小的孔隙中水合物很难生成;生成前期水合物的生长速率较快,后期逐渐减缓;水合物的生成导致沉积物孔隙尺寸和分布的变化,表现为随着水合物的生成,沉积物水相孔隙空间的最大孔隙半径和平均孔隙半径逐渐减小,孔隙空间的分形系数逐渐增大;沉积物水相渗透率随水合物生成过程中水合物饱和度的增加,先迅速减小后缓慢减小;具有不同孔隙结构特征的样品水相渗透率变化规律存在差异;相较于SDR模型和Kozeny-Carman模型,分形方法能够更好地体现孔隙结构变化对渗透率的影响。
张永超, 刘昌岭, 刘乐乐, 陈鹏飞, 张准, 孟庆国
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2021031501
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(3): 193-202
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西沙群岛东岛湖泊沉积记录的近1 000年来热带降雨与人类活动历史
近1000年来区域气候变化模式的研究,是在人类活动与自然变率双重影响因素之下,正确预测和评估未来气候变化趋势的基石。众多的气候载体和代用指标, 揭示了热带海洋和季风变化等对中国不同地区气候的影响,但是关于热带区域的降雨特征与季风活动的关系仍然未有清晰的答案。本文选择西沙群岛东岛的牛塘湖泊,以湖泊沉积物的粒度组分含量和环境磁学参数为替代指标,探讨公元1000—1700年热带区域降雨变化规律及岛礁上记载的人类活动历史。结果表明,东岛的降雨受ENSO活动和热带辐合带移动的双重影响,ENSO的频繁活动和热带辐合带向南回撤均会促使热带区域降雨的增多,这一变化与季风气候呈现反向模式。岛上人类活动强盛时期发生在南宋和明代晚期,该时期区域降雨较多,气候湿润。同时,公元1000—1200年和1450—1600年在中国北方发生的两次强沙尘暴事件,在西沙群岛也有相应的记录,反映了北方粉尘物质在空气中长距离运移和沉降的模式。
张玲, 杨小强, 商圣潭, 张庭伟, 李冠华, 阮骄杨
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2021031603
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(3): 182-192
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北大西洋45°N区氧同位素3期以来上层水体性质的变化
北大西洋45°N区是北大西洋冰筏碎屑(IRD)带的中心区,其海洋沉积物包含高分辨率沉积环境和气候变化信息,对45°N区沉积记录的研究有利于反演末次冰期以来古海洋环境的变化。通过对岩心Hu71-377中IRD含量的统计、浮游有孔虫组合及氧和碳同位素(δ18O和δ13C)分析,重建了北大西洋45°N上层水体水团性质演化历史。结合AMS14C数据和氧同位素地层学,在氧同位素3期(MIS3)和2期(MIS2)中识别出5个Heinrich层,其中Heinrich 1、2和4层具有明显IRD峰值、Neogloboquadrina pachyderma高丰度和轻δ18O值特征,而Heinrich 3和5层的δ18O值未明显变轻。Heinrich 3和5层与Heinrich 1、2和4层的δ18O 差异可能反映了上层水体受融水输入的影响不同。δ13CN.incompta和δ13CN.pachyderma差值也反映了Heinrich事件期间混合层和温跃层的变化,它们的δ13C差值在Heinrich 1和2期间接近零,归因于强风驱动的海水垂向混合。而δ13CN.incompta和δ13CN.pachyderma差值在Heinrich 4和5期间增大,反映了季节性温跃层变浅,推测与北大西洋暖流增强有关。浮游有孔虫组合进一步反映了海洋上层水团性质, 特别是N. pachydermaNeogloboquadrina incompta的相对丰度反映了MIS3期以来海表温度(SST)变化。
叶孝贤, HarunurRashid
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020073102
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(3): 114-123
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南海北部海域中东部陆架坡折带类型与迁移演化及成因
为了研究南海北部海域中、东部陆架坡折带在不同年代的迁移特征,分析了高精度单道地震剖面与地质浅钻等资料。在南海北部海域珠江口外区、东沙区和台湾浅滩区的陆架及陆坡带附近第四纪地层中,共识别出6个三级层序界面以及相应的沉积层序,同时识别了6个区域下切侵蚀面,并以此为依据认识了本区第四纪河道的演化特征,建立了层序地层格架。在此基础上,将该区第四纪陆架坡折带由西至东划分为建设型、侵蚀型和转换型三种类型,讨论了各段陆架坡折带的演化规律,提出构造地貌成因、水下河道发育与沉积物供给等作用均为控制陆架坡折带发育和迁移的主要因素。
黄文凯, 邱燕, 彭学超, 聂鑫, 卓海腾, 付潮罡
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020060801
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(3): 1-11
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九州-帕劳海脊两侧深海盆地浅部地层结构特征与分析
由于欧亚板块、澳大利亚板块与太平洋板块运动的作用,菲律宾海盆形成了全球最为复杂的海底地形地貌。以九州-帕劳海脊为界,西菲律宾海盆与帕里西维拉海盆呈现不同的构造走向与地形特征,海脊两侧发育丰富的深海地质现象与地貌特征。参量阵浅地层剖面仪因其差频窄波束的发射特点,能够获得深海海底浅地层的高分辨率剖面。本文利用参量阵浅地层剖面仪在九州-帕劳海脊获取的高分辨率浅地层剖面,分析了横跨海脊东西走向的海底滑坡发育特点、丘状起伏沉积差异、浅层气以及海底流体运移等地质特征,并结合构造与地形地貌特点对上述特征的成因机制进行了探讨,在垂向小时间尺度上完成了对研究区浅部地层结构的特征研究,为该区域的沉积学和地质学研究提供了思路。
杨慧良, 尉佳, 李攀峰, 刘长春, 董凌宇
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020072202
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(1): 14-21
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西太平洋帕劳砗磲高分辨率氧同位素记录及其指示的气候环境变化
砗磲是海洋中最大的双壳类贝壳,其碳酸盐壳体通常具有年纹层和天纹层,是一种理想的高分辨率古气候研究载体。氧同位素是砗磲古气候研究中最常用的指标之一,但在将其应用于古气候重建之前,通常需要对其现代地球化学过程进行准确的校准。帕劳群岛位于西太平洋暖池西北边缘,其珊瑚礁盘具有丰富的砗磲壳体资源,为开展古气候研究提供了丰富的材料。在本次研究中,对采自帕劳群岛的现代活体库氏砗磲(Tridacna gigas)PL-1的内层壳体进行了高分辨率氧同位素分析,同时利用该砗磲较为清晰的天生长纹层对氧同位素的年代学框架进行了标定。结果表明,该砗磲壳体的氧同位素没有明显的变化趋势,说明砗磲个体的生命效应对氧同位素没有显著影响;砗磲壳体氧同位素没有清晰的年周期变化,常出现不规则的毛刺状峰值。结合现代器测资料分析发现,帕劳砗磲内层壳体的氧同位素记录了热带太平洋ENSO活动对该区域水文气候变化的影响。该研究结果表明,帕劳砗磲内层壳体天生长纹层和氧同位素,具有用于开展高分辨率古气候研究的潜力。
文汉锋, 赵楠钰, 刘成程, 周鹏超, 王国桢, 晏宏
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020101101
海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(1): 1-13
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黄河流域全新世古洪水研究进展及展望
全新世古洪水研究能够弥补近现代洪水监测记录在时间和空间上的局限性,更加科学地查明洪灾规律及机制,已逐步成为当今全球变化研究的热点之一。黄河流域由于独特的地质地貌条件,历史时期以来洪灾频发、影响巨大,而且现今洪水风险依然很大,是我国古洪水研究的重点区域。本文围绕近十年来黄河流域全新世古洪水研究在沉积特征、古水文重建、年代框架及其与文明兴衰关系等方面的研究成果,综述了当前研究中面临的主要问题和发展趋势,认为应加强流域内不同地貌位置的古洪水研究,综合分析、交互验证,完善黄河流域全新世古洪水序列及年代框架,深入挖掘“区域气候背景-异常洪水事件-人类活动”之间的相互关系,为全球变化背景下黄河流域洪水预测、防治及风险评估等提供科学依据。
张鹏, 杨劲松, 赵华, 刘哲, 宋磊, 张润, 曹文庚
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020042601
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 178-188
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天然气水合物降压开采分解前缘移动数值研究
在水合物分解过程中,已经分解的区域与未分解的区域之间存在一个过渡带,即分解前缘,研究分解前缘移动规律有助于认识水合物分解特征和进一步预测分解气量,对实际开采以及开采潜力评价提供大方向的科学参考。本文依据Stefan边界理论建立水合物分解前缘一维三相数学模型,通过参数量级分析,将水合物分解渗流场作为拟定常场,解析计算得到分解前缘随时间移动函数,同时将温度场方程无维化转换后,得到计算温度变化的超越方程。据分解前缘移动函数进一步计算总产气量以及井口产气速率。结合模型算例,认为水合物分解前缘移动与时间的平方根呈线性关系,移动速率随时间推移而减小,产气速率在开采前期达到峰值后快速下降达到稳定值。另外,以南海神狐海域第一次试采结果为依据,对比发现模型计算总气量高于实际试采值,两者相对误差在可接受范围内。因此,本文对水合物开采特征评价提供了一种新的简单计算方法,并对开采潜力给出了乐观的预测。最后,通过对地层初始温度、绝对渗透率以及孔隙度敏感性分析发现,地层初始温度和渗透率增大,水合物分解前缘移动距离随之增大,初始地层温度对水合物分解影响显著。而地层孔隙度越大,分解前缘移动速率反而降低,移动距离减小,井口与分解前缘压差减小,此时分解前缘移动由储层热物理参数决定。
彭盈钰, 苏正, 刘丽华, 金光荣, 魏雪芹
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020072701
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 198-207
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北极波弗特—马更些三角洲盆地天然气水合物成藏模式
北极波弗特—马更些三角洲盆地常规油气和水合物资源十分丰富,是全球开展天然气水合物调查研究最早的地区之一。对该盆地水合物和常规油气的共生共藏关系的研究,不但对能源资源的勘探具有直接价值,而且对海域工程施工中海底稳定性评价以及全球气候变化和碳循环研究具有重要的理论和实际意义。在大量文献资料综合分析的基础上,系统总结了影响水合物成藏的地质和稳定条件,结合极地冰川演化特征,提出水合物与下伏油气藏渗漏共生并受冻土调节的成藏模式。认为波弗特—马更些三角洲盆地天然气水合物气源主要为下伏含油气系统中的热成因烃气;构造要素(断裂、背斜)密度与水合物富集丰度呈正相关,水合物赋存主要与Iperk、Kugmallit和Richards组的三角洲平原相砂体有关;水合物稳定带之上的冻土带对天然气水合物的成藏起着关键性调节作用。
杨楚鹏, 刘杰, 杨睿, 姚永坚, 李学杰, 苏明
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020052602
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 146-158
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海底泥火山的甲烷迁移与转化及其对海洋碳输入的影响
海底通过泥火山释放的富甲烷流体是海洋甚至大气重要的碳源之一,对该系统内甲烷迁移与转化过程开展研究,有助于精确估算其碳排放总量。系统调研了国内外文献,认识到泥火山的碳排放具有强烈的时、空变化特征。在时间上,甲烷的排放主要发生在泥火山的喷发期和平静期,而在其消亡之后只出现微量的渗漏;在空间上,一个单独的泥火山中心、翼部和外缘分别发育强甲烷气泡泄漏、中等强度富甲烷和溶解无机碳(DIC)的流体泄漏以及大面积的DIC微渗漏;甲烷厌氧氧化和碳酸盐岩沉淀作用在翼部最强,对碳排放的拦截最有效,而在中心和外缘均较慢。全球陆坡和深水盆地沉积物通过泥火山向上释放的深部来源的甲烷通量为0.02 Pg C·a−1,这些碳可能引发海水缺氧、酸化和影响海-气交换通量,从而在千年尺度甚至更短时间内影响海洋吸收大气二氧化碳的能力。将来需要进一步对海底泥火山的发育数目和喷发周期进行统计,对不同类型的泥火山开展精细调查,以准确评估沉积物中自下而上的碳排放对海洋碳循环的影响,完善全球碳循环模式。
徐翠玲, 孙治雷, 吴能友, 赵广涛, 耿威, 曹红, 张现荣, 张喜林, 翟滨, 李鑫
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020050801
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 1-13
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水合物储层工程地质参数评价系统研发与功能验证
海洋天然气水合物储层的工程力学参数对准确评价水合物开采过程中的工程地质风险至关重要。静力触探和十字板剪切技术结合能够获得储层原位纵向连续性良好的工程力学参数,在天然气水合物开发工程-地质一体化探测与评价方面具有巨大潜力,但目前鲜见该系列技术在水合物勘查及试采中的应用。为了摸清天然气水合物储层的静力触探参数、十字板剪切参数响应规律及影响因素,进而为水合物储层工程地质特征现场评价提供依据,自主研发了天然气水合物储层工程地质参数评价试验系统。该系统能够开展含水合物沉积物五桥静力触探测试(锥尖阻力、侧摩阻力、孔隙水压力、电阻率、摄像),十字板剪切测试,并与电阻率层析成像测试结合,解释天然气水合物储层的工程地质参数响应机理。基于该系统分别针对砂土、粉砂质黏土沉积物(不含水合物)开展了功能验证性实验,并与南海神狐海域粉砂质黏土层的现场实测数据进行比对,结果证明试验数据重复性良好,试验结果与现场实测数据有可比性,系统可靠。该系统对于验证新型水合物开发工程-地质参数一体化探测技术提供了基础平台。
李彦龙, 陈强, 刘昌岭, 吴能友, 孙建业, 申志聪, 张民生, 胡高伟
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019110401
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(5): 192-200
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西北印度洋天休热液区热液成因矿物特征与分布及其指示意义
海底沉积物中的热液成因矿物主要来自热液区热液产物堆积体的失稳垮塌搬运迁移和热液羽流自生矿物颗粒的沉降。热液成因矿物的类型和空间分布特征对于了解热液活动区的位置与范围具有重要的指示作用。天休热液区(3°41′N、63°50′E)位于卡尔斯伯格脊超镁铁岩系中,本文对采自该热液区及其周边的共4站表层沉积物样品进行研究,分析热液成因矿物的组成、丰度和粒度的空间变化情况。研究表明,在热液喷口近端(0 ~0.22 km)同时分布有垮塌迁移及热液羽流沉降来源的热液成因矿物,其中垮塌来源的矿物呈砾—粗砂级,以古巴矿等金属硫化物矿物及铁氧化物为主;羽流沉降来源的矿物呈砂—泥级,以Cu-Zn-Fe硫化物矿物(等轴古巴矿、古巴矿、闪锌矿和磁黄铁矿等)为主。在远喷口端(1.84 ~ 6.05 km)主要分布有羽流沉降来源的热液成因矿物,以砂—泥级的金属氧化物和氢氧化物为主。热液成因矿物的类型、粒度、丰度在空间上呈现出的规律性分布特征可以示踪未知的活动和非活动热液区的位置,并作为多金属硫化物资源的找矿标志。
蔡翌旸, 韩喜球, 邱中炎, 王叶剑, 李谋, SamuelOlatunde Popoola
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019101201
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(5): 36-45
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海山对深水底流沉积过程及演化的影响研究进展
海山是广泛分布于深水区的一种构造地貌类型,底流则是一种长期存在于深水区的沉积动力,故二者之间将会不可避免地发生相互作用,对深水沉积过程及其演化具有不可忽略的控制作用。通过归纳总结全球海山区底流沉积过程研究成果,指出在海山的直接或间接作用下,深水底流沉积动力受到影响,流动路径发生改变,产生次级底流沉积动力,同时也可影响生物群落分布,进而导致海山区沉积地貌及岩相表现出独特的平面展布特征。随着海山区底流沉积动力和沉积地貌背景的垂向演变,不同时期底流沉积过程及其响应也有所差异。因此,海山区底流沉积动力复杂且具特殊性,造就了不同于开阔陆坡背景下的底流沉积地貌和岩相特征及时空分布规律,其对深海盆地构造和古海洋演化的指示意义也与开阔陆坡底流沉积体系有所不同。目前有关海山与底流沉积过程之间的耦合关系研究程度还相对较低,极大地限制着深水资源勘探和地质灾害预测,这一问题有必要在未来深水沉积学研究中给予重点关注。
王星星, 蔡峰, 吴能友, 李清, 孙治雷, 吴林强
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019111101
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(5): 68-78
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南海中央海盆之东部次海盆后扩张期地层特征与影响因素
海底扩张形成的边缘海盆构造演化可划分为前扩张期、同扩张期与后扩张期等阶段。南海中央海盆巨厚的沉积地层大部分是扩张结束之后形成的,尤以东部次海盆地层厚度为最大。因受到不同因素的影响,在该次海盆不同的区域后扩张期发育的地层特征差别较大。这些现象反映海底扩张结束之后所发育的厚层地层中蕴含了大量南海构造演化的信息,因此深入分析该次海盆后扩张期的地层特征与影响因素是南海构造演化研究中不容忽略的环节。利用若干大洋钻孔年代地层资料,在过井剖面上进行合成地震记录标定、划分层序地层并确定其年代属性,并以此为依据分析讨论了本区的地层特征和相关的影响因素。结果表明,东部次海盆北部持续均衡的基底沉降和充足的陆缘物质形成厚度稳定的地层沉积;东部以微板块向马尼拉海沟俯冲为主要影响因素,使不同年代的地层各具特征;中部和西部岩浆活动是主要的影响因素,形成以火山碎屑物质为主的地层沉积;南部因当时的陆坡沉积环境和浊流活动的影响形成具有沉积物波特征的地层沉积。
邱燕, 杜文波, 黄文凯, 王英民, 聂鑫
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2020053001
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(5): 1-14
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华北-扬子板块碰撞结构的识别:来自南黄海海域的证据
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。
陈建文, 许明, 雷宝华, 施剑, 刘俊
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070902
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(3): 1-12
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东海洋陆过渡带中—新生代构造变形及动力学机制
洋陆过渡带为大陆与大洋相互作用的重要地区,是研究大洋与大陆地球演化过程、动力学机制的关键,西太平洋及邻区是全球范围内开展洋陆过渡带研究的最理想实验室。东海陆架盆地及邻区整体位于华南陆块东部,中、新生代以来遭受了多期复杂的板块碰撞、俯冲、弧后拉张等影响,完整保留了该时期的构造变形,记录了丰富的洋陆过渡带地质信息。基于近10年来获取的陆域实测资料、海区地球物理数据,综合前人中、新生界研究成果,运用海-陆对比等方法,以东海陆架盆地南部及邻域为研究区,梳理了毗邻陆域中、新生界构造变形,识别出4大区域不整合面、划分了4大主要构造层,总结了区内6个构造岩浆期发育及5大区域断裂展布。同时,重新梳理了海域中、新生界地层格架,细化出5类构造样式与12种构造组合,分析了断裂、火成岩,其中断裂主要沿NE−NNE、NW向展布,兼有少量沿EW向发育的小规模断裂,岩浆岩多期次活动,主要为燕山期与喜山期。结合数值模拟,认为慢速拉伸模式较为符合研究区中生代构造环境,板片俯冲造成的局部含水地幔熔融可能为区内岩浆岩的主要成因,详细划分了区内构造演化与盆地类型。
杨传胜, 杨长清, 杨艳秋, 孙晶, 颜中辉, 王建强
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019080201
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(1): 71-84
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岁差驱动与中国黄土高原的次级气候旋回
以黄土高原普遍存在的次级古土壤为基础,结合粒度资料和磁化率资料,对黄土高原的次级气候阶段进行了划分与对比,初步建立了黄土高原L21以来的次级气候旋回序列。以北半球夏至日在近日点和远日点为界,将岁差旋回转变为北半球"理想岁差气候旋回",并与黄土高原次级气候旋回逐一对比,发现L21以来的72个岁差旋回中,共发育了122个次级气候阶段,合61个次级气候旋回。除去岁差变化微弱的时段,黄土高原次级气候旋回与理想岁差旋回间几乎是一一对应的关系。从而认为,黄土高原的次级气候旋回主要由岁差旋回驱动。与反映全球变化的一级气候旋回相比,黄土高原的次级气候旋回凸显了具有半球效应的岁差旋回在黄土高原气候变化中的作用。黄土高原的次级气候旋回一定程度上受到冰期旋回的遮掩,需要在高原各地往复追索才能清楚揭示。黄土高原的次级气候旋回不仅可以作为地层划分与对比的基本单元,也由于岁差的约束而在一定程度上具有了绝对年代的意义,在地层划分和古气候研究中应引起足够的重视。
赵强, 李西双, 吴永华, 刘建兴
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2018110501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(1): 136-159
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东亚和南亚典型大河三角洲晚第四纪地层结构及成因对比
通过整理东亚、南亚典型河口三角洲末次冰消期以来演化历史的研究进展,对比各河口晚第四纪地层结构、沉积体系演替和三角洲开始建造的时间,分析其沉积历史的主要控制因素。结果显示,末次冰消期以来各河口具相似的地层结构和演变过程,即早全新世下切古河谷充填和河口湾发育,中—晚全新世三角洲建造,该过程主要受海平面变化的控制。但是各河口地层结构和沉积历史也存在差异,其中以三角洲开始建造的时间差别最为明显。对比发现这种差异与流域地貌、基岩以及河口沉积盆地的差别有关。流程短、流域基岩易侵蚀的河流,入海泥沙量大,其三角洲开始建造的时间显著早于其他河流,其中以恒河三角洲最为典型。另外,以珠江三角洲为典型,其半封闭、基底浅的河口沉积盆地特征,也有助于中全新世湾顶三角洲的建造。
潘大东, 王张华
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019012901
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(1): 12-21
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南海北部深水区双峰盆地地震层序特征及勘探前景
南海是中国海洋地质调查、油气和天然气水合物勘探的重点区域,随着南海浅水区勘探程度不断提高,南海北部深水区逐渐成为研究热点。然而,南海北部深水区双峰盆地研究程度仍然较低,以该区2D多道地震及围区钻井资料为基础,使用地球物理地震勘探理论和类比分析的方法研究了盆地地层沉积结构样式和油气勘探前景。在双峰盆地追踪了7个主要反射面,以不整合面为界划分了3套地震层序。研究认为盆地新生界地层厚度较大,中—晚中新世后,盆地进入半深海-深海相沉积环境,发育了以下切水道、深水扇及滑塌体为代表的深水沉积。盆地西部和北部坳陷渐新统湖相-海湾相泥岩,现今已达到成熟-早成熟阶段,具有一定的生烃能力。周缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,盆内发育斜坡扇和盆底扇,可为良好储层。早中新世以来发育的半深海相泥岩,可为良好的区域盖层,具有较好的生储盖组合,预测该区具有良好的油气勘探前景。
张莉, 雷振宇, 许红, 骆帅兵, 钱星, 帅庆伟, 季兆鹏, 周佳维
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2018091401
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(1): 1-11
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中国海域油气资源潜力分析与黄东海海域油气资源调查进展
2019年是青岛海洋地质研究所重建40周年。40年来,研究所根据公益性油气资源调查的基本定位,按照“立足黄东海、面向中国海、辐射全球海”的空间业务布局,紧密围绕国家和社会重大需求、瞄准国际海洋科技前沿,以摸清中国海域油气资源家底、掌握资源分布状况、实现新区新层系油气突破、服务国家能源战略和海洋强国战略为己任,持续开展了中国海域油气资源区域评价与黄东海盆地油气资源调查,大体分为海域及邻区沉积盆地对比研究、中国海域区域评价战略研究和黄东海海域新区新层系油气资源调查3个阶段。先后主持编制了中国海域沉积盆地分布图和油气资源勘探开发(动态)形势图,开展了海域及邻区含油气盆地对比、中国海域油气勘探开发形势动态分析和油气资源区域评价战略研究、黄东海海域油气资源调查研究与评价,取得了一批原创性的成果。主要体现在:①海域油气资源早期评价技术和沉积盆地深部地震探测技术取得突破性进展;②中国海域油气资源丰富,下一步的调查与勘探方向包括:新层系、近海天然气、富生烃凹陷潜山油气藏、南海深水油气、南海生物礁和非常规天然气;③明确了南黄海盆地的基底性质、海相盆地地层层序和构造区划、侏罗纪前陆盆地特征、海相盆地的油气地质条件和有利区带;④明确了东海中生代盆地的地层层序、盆地结构和两期盆地性质、“大东海”中生代地层分布特征、中生界油气地质条件和有利区带;⑤发现了南黄海古生界古油藏。上述成果和认识为海洋油气资源调查与勘探的下一步工作奠定了坚实的基础。
陈建文, 梁杰, 张银国, 杨长清, 袁勇, 许明, 王建强, 雷宝华, 李刚, 杨艳秋, 杨传胜, 孙晶
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019112001
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(6): 1-29
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东海陆架盆地南部中生代构造-沉积演化与油气勘探方向
东海陆架盆地位于欧亚板块东南缘,中生代以来盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期洋壳俯冲及其多构造体系叠加改造,其盆地原型、构造-沉积演化与油气成藏关系一直是研究的热点。本文综合应用东海陆架盆地南部最新地震调查、钻井和临近陆域资料,通过海陆对比、中生界层序地层建立、构造-沉积演化过程重塑,探讨中生界油气成藏的关键问题和勘探方向。研究结果认为东海陆架盆地南部中生界存在2个超层序7个层序,中生代以来演化表现为晚三叠世前的被动大陆边缘基底、晚三叠世—中侏罗世活动大陆边缘拗陷、白垩纪活动陆缘断陷盆地;早期基底NE向格架控制中生代盆地结构与宏观含油气性,中生代两期构造演化造就了两套生储盖组合,基隆运动、渔山运动和雁荡运动控制早期油气的生成、聚集,龙井运动主要控制早期油气藏调整与改造、再成藏;继承性隆起(斜坡)闽江斜坡和“凹中凸”台北转折带是中生界油气主要勘探方向。
杨长清, 杨艳秋, 杨传胜, 孙晶, 王建强, 肖国林, 王蛟, 王明键
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070305
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(6): 30-40
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九州-帕劳海脊南段的深部结构探测及对板块俯冲起始机制的可能启示
板块俯冲起始机制是板块构造理论发展的关键和新方向,九州-帕劳海脊是研究俯冲带起始机制的典型地区。在回顾板块俯冲起始机制研究历史的基础上,对九州-帕劳海脊及邻区研究现状和存在问题以及对板块俯冲起始机制的指示进行了概述。计划通过在九州-帕劳海脊南段及邻区开展海底地震仪为主的深地震探测,获得研究区高分辨率的岩石圈固体-流体结构,以了解古太平洋板块向西菲律宾海盆俯冲不同阶段的板块深部行为,并在动力学模拟实验及与实际对比的基础上,建立九州-帕劳海脊及邻区从俯冲起始-岛弧裂离-弧后伸展的完整演化历史,揭示板块俯冲起始机制、动力学过程及其控制因素。
丁巍伟, 李家彪
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019071601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(5): 98-103
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冲绳海槽海底冷泉-热液系统相互作用
热液和冷泉活动是现代深海环境中两个重要的极端系统,它们均是岩石圈与外部圈层之间进行物质、能量转移和交换的重要途径,它们之间既有显著差异,但也存在很多相似点。一系列调查研究表明,在某些特殊构造单元,热液和冷泉活动可能并不是彼此孤立的,而是在构造地质、生物生态和元素循环上存在某种相互作用或耦合关系。冲绳海槽作为西太平洋一个典型的弧后盆地,发育了繁盛的热液和冷泉活动,是研究这两个海底极端系统相互影响机制的天然实验室。在大量文献调研和野外精细探测结果的基础上,分析了冲绳海槽内相互毗邻的冷泉和热液之间的物质扩散过程及生物地球化学作用,初步建立了两个极端系统内两种不同流体相互作用的概念模型,认识到未来如对两个深海极端环境共生区构造发育特征、地层流体演化、生物群落以及矿物元素组成进行系统分析,将有助于建立更加完善的冷泉-热液两个系统在物质和能量上的耦合关系模型,同时也有助于揭示它们在生物生态之间的沟通融合规律,最终可建立盆地尺度上热液-冷泉区相互作用模式,从而加深对西太平洋甚至全球范围内冷泉-热液两个极端环境系统甚至“流体-固体”耦合的规律性认识。
吴能友, 孙治雷, 卢建国, 蔡峰, 曹红, 耿威, 罗敏, 张喜林, 李清, 尚鲁宁, 王利波, 张现荣, 徐翠玲, 翟滨, 李鑫, 龚建明, 胡钰, 林根妹
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070102
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(5): 23-35
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卡罗琳海板块实验:初始俯冲、初始扩张与流固耦合
西太平洋具有全球最活跃的板块构造与海陆相互作用过程,西太平洋的卡罗琳(Caroline)海盆形成于特提斯海与太平洋之间,处于印尼海道的咽喉区域,海盆范围正好对应了西太平洋暖池的大部分海域。其内部地形复杂,具有特征的隆起和残留洋中脊,而周围具有年轻活跃的俯冲带和洋中脊,并且与菲律宾海、太平洋、Ontong-Java大火成岩省、众多深海沟等相互作用,是研究俯冲带和洋中脊初始形成机理与动力学以及固体地球与海水相互作用的理想场所。过去对Caroline海盆的研究主要是美国和日本科学家在20世纪70—80年代完成的,在很多构造单元的成因和属性的解释上存在很大争议,很少涉及多圈层相互作用方面的研究。国家自然科学基金委重大研究计划“西太平洋地球系统多圈层相互作用”的实施推动了西太平洋基础海洋科学研究的步伐,通过综合地球物理和地球化学分析,对Caroline海盆的构造边界过程和海盆岩石圈蛇纹岩化程度等开展详细研究,探索深部过程与海底过程之间,特别是在水和热流通量方面的联系。Caroline海盆是提出典型海洋微板块演化模式和未来进一步深入研究(包括科学大洋钻探)的关键区域,其复杂多样的边界发育初始俯冲边界、初始扩张边界以及火山链和张裂中心,其板内地质构造也曾存在复杂的海底扩张和构造转换,并且显示强烈的板块边界和板内构造耦合过程。
李春峰, 李刚, 厉子龙, 刘文潇, 章露露, 陆哲哲, 陈雪刚, 姚泽伟
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019031501
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(5): 87-97
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大洋溶解铁的物质来源及其同位素示踪
铁(Fe)作为海洋初级生产所必需的微量和限制性营养元素影响着海洋生物群落结构、生态功能以及碳循环,理解溶解Fe的物质来源及其对气候变化的响应具有重要的科学意义。早期研究多强调风尘输入是维持大洋Fe循环的主要机制。近年来,随着海水Fe分析数据的积累,尤其是痕量元素及其同位素海洋生物地球化学循环研究计划(GEOTRACES)的开展,陆架沉积物和热液活动所释放Fe的贡献开始越来越受到重视。尽管如此,不同物源对开阔大洋溶解Fe的影响依然存在相当的不确定性。以海水溶解Fe的化学组分为出发点,强调有机配体对大洋Fe循环的决定性作用,综述了不同来源Fe的通量估计和第四纪大洋Fe来源的研究争议。铁同位素为理解大洋Fe的物源演变提供了新的工具。讨论了不同物源的Fe同位素特征,并提出结合沉积物的活动性Fe同位素和组分研究可能为理解过去陆架-热液活动-风尘输出与输运Fe的机制提供全新视角。
陈天宇, 蔡平河, 李伟强, 杨涛, 凌洪飞, 季峻峰
doi:10.16562/j.cnki.0256-1492.2019070501
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(5): 46-57
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