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极地地质研究

 

晚更新世以来南极罗斯海陆坡沉积物岩芯常量元素地球化学特征及其古环境意义
基于中国第32次南极科学考察在罗斯海外陆坡扇区获取的ANT32-RA05C岩芯,开展常量元素地球化学研究,探讨地球化学特征及其古环境意义。结果表明,ANT32-RA05C岩芯以分选差的混合冰海沉积物为主,含有大量的冰筏碎屑(平均29.76%),并含有一定量生物硅(平均4.81%)。化学元素定量测试表明,沉积物常量元素配分模式为SiO2>Al2O3>Fe2O3>Na2O>K2O>MgO>CaO>TiO2>P2O5>MnO,其中含量最高的常量元素为Si,主要来源于陆源碎屑(石英)和硅质生物沉积(生物硅)。对比XRF元素连续扫描与定量测试结果发现,Si、Ca等相关性较高,可用作高分辨率环境研究。结合环境指标研究发现,晚更新世MIS 7末期以来,常量元素含量变化与南极气候具有良好的对应关系,主要反映了气候对物源和环境的控制,气候转暖通常对应于冰山和初级生产力输入增强,气候转冷对应于冰山和初级生产力输入受限。该岩芯对重建罗斯海古气候演变,深化对罗斯海古环境认识有重要意义。
李国刚, 李云海, 布如源, 季有俊, 李薏新, 赵晓, 李超, 段琳娜
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022040201
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 1-11
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南极罗斯海表层沉积物中生源组分的分布规律及其环境指示意义
罗斯海陆架是南极边缘海初级生产力最高的区域,是研究冰–海–气相互作用和碳循环的热点区域。 本文分析了中国第31–35次南极科考在罗斯海陆架区域采集的43个表层沉积物中的生源组分生物硅(Opal)、碳酸钙、总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量和有机碳δ13C(δ13Corg)等指标,通过对这些指标聚类分析和因子分析,并与环境参数对比,研究了罗斯海生源要素的空间分布规律及其对环境的指示意义。结果显示,在罗斯海陆架区域内,TOC、TN、Opal是因子1的主要变量,代表水体生产力。其含量在西南陆架冰间湖和东南陆架地区显示高值,在阿代尔角外陆架地区显示低值,推测主要受溶解铁浓度的影响。δ13Corg是因子2的主要变量,其含量在特拉诺瓦湾冰间湖以及东北外陆架地区较高,在盆地海槽地区较低。δ13Corg的重值分布与生产力勃发有关,轻值分布与陆源有机碳的输入有关。碳酸钙是因子3的主要变量,含量在阿代尔角以及罗斯海冰间湖较高,在盆地海槽以及东部陆架地区较低,其含量主要受到保存效率的影响。
周郑鹏, 肖文申, 王汝建, 滕聿央
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021093002
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 12-23
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南极罗斯海–阿蒙森海2019—2020年夏季表层悬浮颗粒有机质组成及其控制因素
陆架边缘海悬浮颗粒有机质的组成及其来源研究是海洋物质生物地球化学循环研究的重要组成部分。南极的地理位置和气候环境特殊,其边缘海海洋环境受海–气–冰系统共同作用与影响,颗粒有机质的组成及来源具有独特的区域特征与全球意义,其控制因素研究对全面认识罗斯海、阿蒙森海等典型西南极边缘海生物地球化学循环以及生物泵传输效率具有重要的意义。利用中国第36次南极科学考察期间在西南极罗斯海–阿蒙森海区采集的59个表层海水悬浮颗粒物样品的有机碳、氮及其同位素和多种来源特异性的生物标志物分析测试数据,研究了罗斯海–阿蒙森海区域悬浮颗粒物中有机质的物质组成和分布特征,探讨了悬浮颗粒物中不同来源有机质含量与分布的控制因素,评估了不同有机地球化学指标在海–气–冰系统作用下的南极边缘海颗粒有机质组成及来源示踪的应用潜力。研究结果表明,罗斯海–阿蒙森海区海水表层颗粒物中颗粒有机碳(POC)的丰度与表层水体荧光值、海水pCO2、海洋浮游植物源和动物源生物标志物等的丰度分布趋势一致,这种水平分布趋势的一致性表明夏季罗斯海–阿蒙森海海水表层POC主要由浮游植物和动物现场产生。表层悬浮颗粒物总有机质C/N比普遍低于4,显示海区颗粒有机质受微生物降解改造作用明显;表层悬浮颗粒物δ13C值普遍低于−25.2‰,空间分布复杂,反映了南极冰架边缘海独特的贫13C的浮游植物源、富13C的动物源和贫13C的陆源颗粒有机组成的混合信号。表层悬浮颗粒物类脂生物标志物指标是区分不同来源POC组分的有效指标;菜籽甾醇、甲藻甾醇等浮游植物源生物标志物含量之和能较好地反映浮游植物源POC的贡献:近岸冰间湖区呈现高值,其浓度的空间变化受控于水体浮游植物活动;胆甾醇能较好地反映动物源POC的贡献:冰架边缘近岸区呈现高值,其浓度的空间变化受控于海区次级生产力水平和企鹅、海豹等生物量水平;长链的烷基类脂生物标志物较好地反映了南极岩性陆源POC的贡献,其浓度的空间变化受控于南极冰川作用主导的海陆相互作用的过程影响,往往在融冰过程明显的冰架边缘近岸区呈现高值。以上研究结果表明,生物标志物分子指标结合总有机质指标的多参数综合评估为准确辨识南极边缘海复杂的POC来源组成提供了有效的方法,在极区现代海洋(生物地球化学)过程及古海洋环境演化研究中具有广阔的应用空间。
陶舒琴, 李云海, 唐正, 叶翔, 孙恒, 高众勇, 李国刚
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022022101
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 24-38
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北冰洋中部阿尔法脊晚第四纪介形虫化石群与古海洋环境变迁
基于北冰洋中部阿尔法脊ARC3-B84A岩芯(水深2280 m)中的介形虫化石群记录,重建了MIS 13期以来该海域的古海洋环境变迁。从该岩芯获取的介形虫壳瓣逾7000枚,包含8属11种。由介形虫丰度所代表的底栖生物古生产力在MIS 13–10期很低,进入MIS 9期之后显著升高。海冰指示种Acetabulastoma arcticum显示常年海冰很可能是在MIS 9期之后出现的。在所有属种中,北冰洋中层水(AIW)指示种Polycope spp.和北冰洋深层水(AODW)指示种Cytheropteron sedovi的个体数量最多,二者在岩芯中的百分含量呈负相关,它们与其他属种(Microcythere medistriatum, Pseudocythere caudata, Pedicythere spp., Cytheropteron scoresbyi, Cytheropteron higashikawai, Henryhowella asperrima)一起,揭示该岩芯站位经历了如下的水团变迁历史:最初处于AODW上部(MIS 13–12),之后被上涌的AODW下部所取代(MIS 11–10);尔后,上方的AIW大幅下潜,取代了AODW(MIS 9期–MIS 5早期);在MIS 5中–晚期,AODW下部快速上涌,取代了AIW;最终在MIS 4之后,水团定格在AODW上部。
王雨楠, 周保春, 王汝建, 肖文申
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022021601
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 39-49
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北极东西伯利亚陆架黑碳的地球化学特征及其环境意义
热成因黑碳与气候变化和人类活动关系密切。在全球变暖背景下,这类碳的排放、从陆向海的转移及其环境归宿对于理解北极快速变化下陆源有机碳的源汇过程及其气候环境效应具有重要的科学意义。北极东西伯利亚陆架是全球最为宽浅的陆架,接收了大量来自径流和海岸侵蚀输入的陆源物质,尤其近年来环北极野火的频繁发生,因而成为研究北极沉积黑碳源−汇过程的理想区域。本研究对东西伯利亚陆架表层沉积物中黑碳的含量和组成、空间分布特征及其影响因素等进行了研究,结果表明,黑碳的含量为0.1~2.3 mg/g,平均为0.99 mg/g,其中来自生物质燃烧贡献为主的焦炭平均占70%以上。黑碳总体空间分布具有显著的异质性,拉普捷夫海和东西伯利亚海西部地区黑碳含量较高,与海岸侵蚀和河流输入关系密切;陆架东部(包括楚科奇海)陆源输入相对较少,黑碳含量相对较低。不同类型黑碳的空间分布格局显著不同;对于近岸区,来自径流和海岸侵蚀的输入可能是焦炭从陆向海的主要输入方式。
于文秀, 胡利民, 石学法, 张钰莹, 叶君, 白亚之, 夏逸, 杨刚, AnatoliiAstakhov
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022022001
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 50-60
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北极拉普捷夫海沉积物痕量金属赋存形态及富集机制
痕量金属在海洋生物地球化学循环中发挥着重要作用,参与各种海洋生物、化学和地质过程,对于认识海洋环境变迁具有重要意义。本文针对北极拉普捷夫海陆架–陆坡断面的4个沉积物短柱,开展了痕量金属元素(Mo、U、V、Cu、Co、Ni)总量及其赋存形态研究,同时结合沉积物粒度、有机碳含量等相关参数,探讨了拉普捷夫海沉积物中痕量金属的分布特征及其主控因素。采用改进的BCR连续提取法对金属元素进行了化学形态分析,分离出弱酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态4种金属相态,结合研究区物质供应、河流输入、洋流状况等特点,尝试建立了痕量金属在沉积物中的富集埋藏机制。结果表明,研究区痕量金属总量表现出陆坡区高于陆架区的特点,元素相关性分析显示痕量金属在沉积物中的积累主要受铁锰氧化物的清除作用和陆源河流输入的影响。痕量金属形态提取结果表明,金属元素主要以残渣态存在,可提取态中可还原态占比最高且其含量由陆架向陆坡增加。痕量金属由陆架向海盆的迁移、富集概括为受铁锰氧化物控制的“shelf-to-basin shuttling”机制,同时受到沉积物再悬浮作用影响。
粟华强, 王小静, 任艺君, 刘焱光
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022012701
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 61-72
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极地峡湾有机碳来源和埋藏研究进展
峡湾是开阔海洋与陆地生态系统重要的连接区域,在全球气候变化的背景下,峡湾的生物地球化学过程正发生剧烈的变化。峡湾的特殊地形以及生物地球化学特性使其成为有机碳埋藏和储存的重要区域。研究表明,全球峡湾的平均有机碳累积速率高达54 gC·m−2·a−1,有机碳埋藏量为18×1012 gC·a−1,约占全球海洋有机碳埋藏量的11%,有巨大的储碳潜力。极地峡湾由于存在冰川作用,其沉积有机碳的输入、迁移转化和埋藏呈现与温带峡湾不同的特征。极地峡湾湾内以及各峡湾之间的沉积有机碳来源、组成和累积、埋藏速率均存在空间差异,湾内表现为由峡湾前端向湾口方向的梯度变化;各峡湾之间表现为有冰川的峡湾比无冰川的峡湾有更高的碳累积速率;沉积有机碳组成差异受到淡水和海水输入的影响。厘清峡湾沉积有机碳的来源对认识峡湾有机碳埋藏至关重要,通过测定总有机碳及单体化合物放射性碳同位素可实现对不同来源有机碳的定量估算。全球变暖使冰川快速消融,导致极地峡湾表现出不同的有机碳累积或埋藏特征,而在全球碳循环中,极地峡湾捕获和埋藏有机碳的能力是否能适应全球气候变化变得愈发重要。
万霞, 张海龙, 肖晓彤
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022021401
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 73-83
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沉积与环境

 

马里亚纳海沟沉积物物源示踪和沉积环境分析
深渊海沟(水深>6000 m)作为地球表层的最深处,具有特殊的地形地貌和沉积过程,被认为是沉积物最终的汇。通过对采集于马里亚纳海沟南端水深为5800~10954 m的4个站位沉积物开展沉积地球化学研究,旨在揭示不同水深沉积物组成的差异,判别沉积物的来源和沉积环境的变化。主、微量元素含量、Sr-Nd同位素和黏土矿物组成的分析结果显示,马里亚纳海沟不同水深沉积物组成差别较大,整个MBR05和MBR06岩芯8~20 cm范围均发现大量有Ethmodiscus rex (E. rex) 组成的硅藻席沉积(laminated diatom mats, LDMs)。沉积物碎屑组分基本上是陆源风尘端元和火山物质端元的混合,且含有硅藻席沉积物的陆源风尘贡献比例更大,表明大盘筛藻大型成席硅藻的勃发可能与亚洲风尘输入有关。同时,稀土配分模式和Ce异常显示硅藻席形成于次氧化沉积环境,而不含硅藻席沉积物形成于氧化的沉积环境,可能是由于末次盛冰期风尘输入增强,刺激硅藻席勃发后快速堆积至海底,导致有机质矿化增强,进而引起沉积环境的变化。本研究对于认识深渊不同水深沉积物组成的异质性及其对底栖微生物的分布、生态和活动强度的影响有指示意义。
宋子君, 孟凡祎, 李维鼎, 陈琳莹, 罗敏
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022031801
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 84-95
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沉积物供给影响下厦门岛东南部海滩响应差异性研究
以厦门岛东南部海滩为例,基于10条剖面连续6年野外实测地形数据,利用经验正交函数分析方法(EOF)提取海滩变化的主要模态,分析海滩中长期蚀淤变化特征及其控制因素。EOF提取方差总占比超过90%的前三种模态反映研究区海滩时空演变特征:沙源条件对海滩蚀淤过程起主导作用为第一模态,受上游沙源条件及沿岸输沙方向影响,海滩剖面在纵向上存在差异性,研究区北侧剖面持续淤积,南侧剖面则呈现侵蚀状态;第二模态为波浪季节性变化导致海滩滩肩在冬季变窄和夏季变宽之间旋回;人类活动影响滩面形态变化为第三模态,人类活动对岸滩形态及其变化产生一定影响,其中人工构筑物对研究区海滩影响较大。从多年海滩变化来看,沙源条件控制海滩响应差异性,沉积物供给充足的海滩形态变化幅度及系统可调节范围比沉积物匮乏海滩大,泥沙供给贫乏的海滩地形变化幅度虽小,其系统缓冲能力及自适应能力却弱。
朱晓晶, 戚洪帅, 雷刚, 蔡锋, 赵绍华, 刘根, 陈橙
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022012901
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 96-108
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渤海湾泥质区南部悬浮体夏季输运过程与机制
为了解渤海湾泥质区南部近岸及毗邻海域夏季悬浮体输运格局,分别在湾内、湾口、湾口外和黄河口外NE向剖面处设置站位,进行25 h海流、温盐连续观测及悬浮体浓度(SSC)测定。结果显示,高温淡水以羽状流的方式自近岸向渤海中部传输,高浊度悬浮体多出现在涨急和落急的流速较高时期,较高的SSC值多出现在距底5 m水深范围,其中湾内和湾口两站的底层SSC值最高,分别可达约130 和80 mg/L,黄河口外NE向剖面20 m以深海域SSC值最小,均低于40 mg/L。单宽输沙率具有潮周期性特点:湾内A1站涨潮和涨平期以向湾内近岸输沙为主,落潮和落平期以向湾外输沙为主,潮平均单宽输沙率为7.8 g·m−1·s−1,方向为280°;湾口A2站涨落潮流输沙方向相反,整体以SE向朝湾外近岸输沙为主,潮平均单宽输沙率为7.2 g·m−1·s−1,方向为328°。湾外A3站涨潮和涨平时期输沙方向基本相反,大小相当,落潮和落平时期输沙方向以偏E和偏NE向为主,潮平均单宽输沙率为4.7 g·m−1·s−1,方向为77°。黄河口SE向的两个站位涨潮时输沙偏SE向,涨平时输沙偏NW向,落潮时输沙偏NW向,落平时输沙偏N向和偏NE向,两站的潮平均单宽输沙率方向以偏N向为主,A4站的潮平均单宽输沙率为5.2 g·m−1·s−1,方向为94°,A5站潮平均单宽输沙率为7.7 g·m−1·s−1,方向为102°。潮平均单宽输沙率以拉格朗日输沙贡献最显著,在湾口泥质区南部和东南部水深15~25 m的海域,垂向净环流的影响较大,有抵消一部分拉格朗日输沙率的作用,且对潮平均单宽输沙率的影响比湾内和25 m以深海域的大,其他分量数量级较小,对潮平均单宽输沙率贡献较小。水体以混合为主,水体层化程度加强对各站位悬浮体输运均有一定的抑制作用。
王燕, 陈斌, 李日辉, 徐晓达, 苏大鹏
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022020901
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 109-121
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地球化学与地球物理

 

卡洛琳地幔柱活动减弱过程中岩浆成因和源区组成演化
地幔柱活动不同阶段具有不同的岩浆作用产物,由楚克(14.8~4.3 Ma)、波纳佩(8.7~<1 Ma)、科斯雷(2~1 Ma)等洋岛构成的卡洛琳海山链是地幔柱活动不同阶段的典型例子,研究该海山链中不同洋岛地球化学特征的差异有助于加深对地幔柱晚期活动规律的认识。本研究对获取的楚克、科斯雷样品进行全岩主量、微量元素及矿物电子探针分析,并与波纳佩岛进行对比。科斯雷和楚克由霞石岩和碱性玄武岩组成,在微量元素配分模式上体现出典型碱性洋岛玄武岩的特征。这些样品的橄榄石斑晶具有与辉石岩源区夏威夷OIB橄榄石类似的高Ni、低Ca-Mn的特征,反映其地幔源区可能存在辉石岩。科斯雷霞石岩橄榄石斑晶内存在含碳酸盐的熔体包裹体,反映CO2在地幔熔融和岩浆成因过程中起到了重要作用。从楚克、波纳佩到科斯雷,La/Sm比值逐渐增大,地幔熔融程度逐渐降低。Nb/Nb*随着La/Sm、Sm/Yb升高和SiO2降低有逐渐降低的趋势,与地幔熔融程度降低过程中CO2作用的增强有关。研究认为,楚克、波纳佩、科斯雷等洋岛火山岩的地球化学变化由卡洛琳地幔柱热点活动逐渐减弱导致,随着地幔柱活动性减弱,CO2在火山岩成因上起到越来越明显的作用。
赵晗, 张国良, 张吉, 王帅
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022012202
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 122-134
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祁连与伊豆-小笠原玻安岩的地球化学特征和成因模型对比
玻安岩为一类具有特殊地球化学性质的岩石,具有高SiO2(>52%)、高MgO(>8%)和低TiO2(<0.5%)等特征。前人认为其形成主要是在俯冲起始阶段大洋板块所释放的流体导致亏损程度较高的难熔地幔楔发生熔融,因此其成因的研究对深入理解板块俯冲起始等地球动力学问题具有重要意义。虽然普遍认为俯冲物质对玻安岩岩浆源区具有重要贡献,但玻安岩中元素的不同富集程度反映了复杂的俯冲板片流体物理化学性质和对玻安岩形成的不同影响。通过对比分析伊豆–小笠原(Izu-Bonin)和北祁连造山带大岔大坂地区玻安岩样品,发现二者具有明显的地球化学差异:与伊豆–小笠原玻安岩相比,大岔大坂玻安岩中没有呈现“U”型稀土配分模式,不富集轻稀土元素或Zr、Hf等元素;而二者流体活动性/不相容元素比值(如Ba/La)变化较大,并具有较高的(87Sr/86Sr)i。这些特征反映了俯冲板片释放的流体和熔体分别对大岔大坂和伊豆–小笠原玻安岩岩浆地幔源区的贡献,从而表明大岔大坂玻安岩形成过程与伊豆–小笠原玻安岩所代表的俯冲初始形成模型不同,更可能形成于存在弧后扩张作用的成熟岛弧阶段。结合区域地质背景和前人研究,本文针对大岔大坂玻安岩成因提出了两种与俯冲初始阶段无关的可能形成机制:① 玻安岩产出于弧后扩张中心,弧后岩石圈的拉张环境和较热的地幔上隆区为玻安质岩浆的形成提供了温压条件,充分交代的水化地幔楔和蛇纹岩化地幔也参与了玻安质岩浆的形成;② 虽与弧后扩张中心相关,但玻安岩的产出位于前弧或弧。由于弧后地幔对弧下深度地幔楔进行侧向加热,导致地幔楔内部对流重新启动,弧后地区已经熔融出弧后玄武岩的残余橄榄岩进入前弧–弧下地幔楔,地幔楔底部和俯冲板片表面被重新加热而发生变质脱水,富水流体交代上部地幔楔使其部分熔融形成玻安质岩浆。
黄子航, 肖媛媛
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022050401
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 135-145
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油气与矿产

 

珠江口盆地边缘洼陷油气勘探潜力
近几年的研究与勘探实践表明,部分边缘洼陷同样具备较好的油气成藏条件与勘探潜力。南海北部珠江口盆地发育大量低勘探程度的边缘洼陷,系统梳理这些洼陷的结构、构造演化和成藏条件具有重要实践意义。本文以珠江口盆地边缘洼陷西江36洼为例,基于重处理三维地震、测井和地球化学等资料,开展洼陷结构演化研究、原型盆地恢复、地震相对比和油气运移分析,系统梳理了西江36洼的洼陷结构、烃源潜力和成藏特征。研究表明:① 西江36洼受NE向断层控制,为“南断北超”的箕状断陷湖盆;② 西江36洼发育一定规模的中深湖相烃源岩且已经成熟,具备较好烃源条件;③ 受区域泥岩盖层和油源断层断距的影响,西江36洼具有深层古近系近源成藏的特征,宜围绕古近系构造、地层和岩性圈闭勘探。该研究认识有助于推动西江36洼的勘探进程,并为其他边缘洼陷的油气勘探提供借鉴。
何金海, 彭光荣, 吴静, 李振升, 蔡国富, 汪晓萌, 杜晓东, 赵超, 石创, 朱定伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022041401
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 146-158
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元素地球化学在新区古环境重建中的应用
应用元素地球化学方法对珠江口盆地珠一坳陷东北部韩江凹陷新钻井H4开展了系统分析研究,在其元素地球化学分析结果的基础上,重点对韩江15洼沉积古环境进行了详细分析,初步探讨和阐明了韩江15洼始新世沉积环境及其纵向演化过程,并获得了以下重要成果与认识:①重建了韩江15洼始新统古水深、氧化还原条件、古气候、古盐度的演化历史;②韩江15洼始新统沉积期主要以浅水环境为主,水体富氧,但文昌组三段水体加深,以弱氧化环境为主;③文昌组沉积期气候偏干,进入恩平期气候向湿润转变;④韩江15洼文昌期受东南方向海侵影响,水体盐度增高,但恩平期未受海侵影响,以淡水环境为主;⑤根据元素地球化学判别结果、测井相及岩性特征,综合判识韩江15洼始新统文昌组上段(H4探井附近区域)主要为浅水三角洲沉积。上述研究成果及认识,对于深化韩江凹陷始新世沉积环境的认识及海侵影响分析等均具有一定的指导及参考意义。
何雁兵, 雷永昌, 邱欣卫, 肖张波, 贾连凯
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022010901
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 159-170
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第四纪地质

 

青藏高原东部表层土壤色度的空间变化特征及其环境意义
认识青藏高原东部现代表土的色度特征及其空间分布,理解其与现代气候因子之间的联系,对于高原地区黄土-古环境重建和揭示第四纪环境变化历史具有重要意义。通过对研究区表层土壤色度的详细分析,对比现代气候资料,探讨了青藏高原东部表层土壤色度的空间变化特征及其环境意义。结果表明:① 高原东部表土色度参数空间变化特征差异显著,表现为随纬度升高,土壤亮度呈先减小后增大的趋势,而红度和黄度则逐步减小;随经度的升高,黄度先增大后减小,而红度值逐步减小;红度和黄度整体随着海拔上升而呈先减小后升高的特征。这些变化特征和差异是表土色度对高原东部复杂地理环境和水热条件变化响应的结果。② 在高原的干旱-半湿润区,土壤亮度对降水的响应敏感;红度和黄度对大尺度的温度变化响应较敏感,而较冷的环境下,红度对温度响应复杂,但与降水存在一定的联系。红度/黄度比值主要指示了气候控制下的赤铁矿和针铁矿的变化和竞争,对干旱-半湿润区域的降水变化响应较为敏感。青藏高原东部现代表土色度与气候密切相关,其空间变化特征一定程度上反映了该地区现代气候因子的空间变化;另一方面由于该区地形和气候复杂多变,部分色度指标与气候关系复杂,在重建青藏高原东部黄土古环境变化历史时需要谨慎。
陈梓炫, 杨胜利, 粟娅婷, 刘晓静, 陈慧, 周建涛, 李普爽, 杨军怀, 王树源, 夏敦胜
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2022032103
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 171-180
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两种重矿物分析方法在青藏高原东南缘伊洛瓦底江沉积物物源分析中的应用
伊洛瓦底江是亚洲大型河流之一,其沉积物记录了青藏高原周缘造山带的剥蚀风化信息,对该流域沉积物的溯源研究是探究高原隆升对水系演化影响的重要课题。沉积物的重矿物种类与源岩联系紧密,是物源分析的重要手段之一。重矿物鉴定分析手段层出不穷,但不同鉴定手段之间缺乏对比分析。采用自动矿物分析系统TIMA与光学显微镜鉴定(optical microscope, OM)两种方法对伊洛瓦底江沉积物重矿物进行了鉴定分析,结果表明:伊洛瓦底江上游主要重矿物是角闪石-石榴子石-赤/磁铁矿、钛铁矿;伊洛瓦底江下游主要重矿物是赤/磁铁矿、钛铁矿-石榴子石-黝帘石-角闪石;支流钦敦江主要重矿物组合是黝帘石-角闪石-石榴子石。两种方法的结果都指示了伊洛瓦底江沉积物主要来自上游流经的缅甸北部构造单元的变质岩以及中/基性岩,太公-密支那带对伊洛瓦底江沉积物贡献量最大,钦敦江流域对伊洛瓦底江下游沉积物贡献量有限。但是两种方法对重矿物种类以及单个重矿物含量鉴定结果有着明显差异:TIMA方法的鉴定种类更加丰富,且其分析结果与伊洛瓦底江流域地质岩性分布的耦合程度更高,但TIMA无法区分化学性质相同的矿物;OM法对光学性质相近的矿物鉴定结果不准确。因此建议对重矿物分类程度或精确性要求更高的研究使用TIMA进行精确分析,同时辅助OM法区分化学性质相同的矿物。
胡云, 何梦颖, 许欢, TinAung Myint, 张毕辉, 边紫旋, 郑洪波
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021112901
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 181-193
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技术方法

 

宽拖多源双传感器拖缆多方位采集与成像技术研究进展
宽拖多源双传感器拖缆多方位采集与成像技术已成功引入商业地震勘探项目,提高了近海底地层和深部地震图像的分辨率。本文详细阐述了这项新型采集和成像技术,总结了其在北海、马来西亚近海以及巴伦支海等海域识别近海底地层和深层目标地质体的应用效果。在采集方面,该方案创新地将双传感器拖缆、宽拖多源、不同长度拖缆排列与新型多方位采集相结合;在成像方面,全波场成像方案则融合了反射层析成像、全波形反演以及分离波场成像等算法。其优势主要包括:① 能够明显减弱粗糙海面反射的影响,拓宽地震频带;② 提高信噪比、空间采样密度、采集效率以及速度模型精度;③ 实现了近偏移距均匀覆盖和经济高效的多方位照明,可对近海底地层以及深部地质目标进行高分辨率成像,尤其适合浅海环境条件,为不同深度地质体的成像提供了一种经济高效的解决方案。
张栋, 孙治雷, 张喜林, 吴能友, 骆迪, 耿威, 徐翠玲, 曹红
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021110801
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 194-206
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波形反演在天然气水合物中的应用研究进展
含水合物地层的地球物理异常响应(包括似海底反射、纵波速度倒转、弹性参数异常等)是天然气水合物存在的直接证据之一,全波形反演作为一种高精度的速度建模及成像手段,也在含水合物地层的识别方面发挥了重要作用。国内外相关研究成果表明,针对含水合物地层的波形反演,涉及正演模拟方法、震源子波、初始模型、目标函数以及优化算法等多项关键技术。本文在大量文献调研的基础上,阐述了波形反演对刻画含水合物地层的技术优势,归纳总结了适用于含水合物地层的波形反演流程,为后续的研究工作提供了基础思路,同时提出多参数联合反演在未来具有广阔的应用前景。
霍元媛, 杨睿, 潘纪顺, 胡金虎
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2021102101
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 207-221
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声明

 

《海洋地质与第四纪地质》论文著作权许可使用声明
海洋地质与第四纪地质. 2022, 42(4): 222-222
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