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2019年  39卷  第4期

本期特稿
中国海区及邻域立体地貌图的设计与制作实践
中国海区及邻域立体地貌图既是一幅现代地图,又是一张绘画,构成了一幅“现代地图-地景画”。采取“一图三制”绘制方法,即陆地为地形晕渲法, 大陆架使用形象示意法, 深海区采用立体构图法。原图比例尺1:200万,垂直比例尺放大20倍。该图制作分两步:先绘制铅笔草图,再进行彩绘,完全手工绘制。该图展现了欧亚大陆板块东南部、大陆板块边缘及菲律宾海板块的地貌特征。区内地貌形成驱动力来自两条板块边界,即喜马拉雅碰撞带与西太平洋俯冲带。中国东部在E—W向老的构造基础上,叠加了新生代的NNE向构造,呈现网格状构造地貌格局。太平洋对大陆俯冲,拉开了日本海盆、冲绳海槽,形成2套沟弧盆体系。南海海盆是在陆缘引张下形成的,菲律宾弧北移并旋转,把南海围成边缘海。菲律宾弧北段与台湾岛碰撞,使中央山脉隆起,洋壳逆冲上陆,形成海岸山脉,台湾纵谷即板块缝合线。菲律宾海板块是太平洋板块一部分,在断裂基础上发生多次洋壳对洋壳俯冲,形成了洋缘沟弧盆地貌。
刘锡清, 刘喆昊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019052601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 1-11
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沉积与环境
冲绳海槽南部海底热液活动区地形地貌特征及成因分析
为了进一步理解构造地质过程对弧后盆地热液活动及成矿作用的影响和控制,以实测和收集的多波束资料为基础,对冲绳海槽南部多个海底热液活动区的地形地貌特征进行了精细刻画。结合前人研究成果,从构造地质学的角度分析了热液区地形地貌的成因机制。结果表明,冲绳海槽南部热液区均为海底火山成因地貌,不同热液区的海底地貌分属于不同类型岩浆作用的产物:D海丘受岛弧和弧后盆地岩浆作用的双重影响,A海丘群由岛弧为主的多源岩浆作用产生,C海丘和B海丘群属于琉球火山岛弧,雨花海丘形成于造山期后地壳伸展导致的岩浆上涌。冲绳海槽中央地堑与琉球火山岛弧的交汇处有利于形成大规模岩浆和地热活动。琉球火山岛弧的岩浆活动存在时空迁移,与海槽构造演化过程中由分散式裂陷向中心式裂陷的转换有关。唐印热液区的存在表明台湾北火山带在槽底北缘及陆坡区仍具有较强的岩浆和地热活动性,是未来冲绳海槽南部海底热液调查的重要靶区之一。
尚鲁宁, 陈磊, 张训华, 曾志刚, 张勇, 骆迪
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2017112301
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 12-22
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南海北部台湾峡谷“蛟龙号”第140潜次沉积物特征及其沉积过程指示意义
海底峡谷沉积物来源、输运机制和沉积过程的研究一直是深水沉积体系研究的关键,也是近年来深海浊流沉积研究中的热点问题。对“蛟龙号”第140潜次在南海北部台湾峡谷中段3个站位获取的沉积物短柱的粒度、有孔虫和黏土矿物进行综合分析,结果表明3个短柱上部均以粒度较细、变化较小并含半深海—深海环境的底栖有孔虫为特征的半深海沉积,下部以粒度明显变粗、含有较多浅水种底栖有孔虫的浊流沉积为主。AMS14C测年结果显示该浊流沉积形成于约150aBP,表明台湾峡谷中段有典型的近现代浊流活动。此外,黏土矿物组成表明研究区正常半深海沉积与浊流沉积物源主要来自台湾,其次为珠江和吕宋岛的碎屑沉积物。
李梦君, 毕乃双, 胡丽沙, 刘晓航, 徐景平
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018121401
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 23-33
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长江三角洲北翼后缘晚第四纪以来的沉积粒度特征及环境演化
对长江三角洲北翼CSJA3孔的粒度数据及粒度参数、频率分布曲线和概率累积曲线等沉积物粒度特征进行了详细分析,并结合岩性、沉积构造、孢粉和有孔虫组合等数据,探讨了研究区晚第四纪以来的沉积环境演化及海侵记录。分析表明,粒度数据可以很好地反映沉积环境的变化,间冰期黏土含量降低,砂含量增加,平均粒径较大;冰期正好相反。根据岩性、测年、孢粉、有孔虫等建立的年代框架确定CSJA3孔底部为MIS6期。CSJA3孔自下而上可分为6个沉积单元:U6(泛滥平原—河漫滩)、U5(河口—潮坪)、U4(河漫滩)、U3(潮坪—滨浅海)、U2(河漫滩)、U1(澙湖—潮坪)。CSJA3孔共记录三次海侵,U5、U3和U1地层分别对应MIS5期太湖海侵、MIS3期滆湖海侵和MIS1期镇江海侵。其中,MIS3期海侵强度比MIS5期更大,与全球海平面变化不符。造成这种差异的原因可能是在全球气候变化的大背景下,构造作用控制的古地势变化造成的。
丁大林, 张训华, 于俊杰, 王丽艳, 王丰, 商守卫
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019022801
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 34-45
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松辽盆地新民油田下白垩统泉四段浅水三角洲骨架单砂体空间发育特征
以高分辨率层序地层学和储层构型理论为指导,利用岩芯、测井曲线和生产动态等资料,在沉积相分析的基础上,对松辽盆地新民油田白垩系泉四段浅水三角洲骨架单砂体空间发育特征进行系统研究并建立相关模式。研究表明,研究区泉四段主要发育浅水三角洲平原亚相和前缘亚相,分别以分支河道和水下分支河道为骨架砂体。泉四段整体处于湖平面上升的沉积背景,浅水三角洲不断向陆退积,骨架单砂体的空间发育特征表现出一定的规律性。可容空间与沉积物供应量的比值(A/S)是控制骨架单砂体空间发育特征的主要因素。A/S< <1时, 发育浅水三角洲平原沉积环境,分支河道单砂体垂向叠置样式主要为侧向切叠式和垂向切叠式,平面呈连片状展布;单砂体发育规模大,平均宽度为396~463m,平均厚度为5.2~5.8m。A/S≤1时,发育浅水三角洲平原沉积环境,分支河道单砂体垂向叠置样式主要为侧向叠加式和垂向叠加式,平面呈网状展布;单砂体发育规模较大,平均宽度为308~412m,平均厚度为4.2~5.2m。A/S>>1时,发育浅水三角洲前缘沉积环境,水下分支河道单砂体垂向叠置样式主要为孤立式,平面呈枝状展布;单砂体发育规模较小,平均宽度为165~325m,平均厚度为2.4~4.0m。
李敏, 陈博, 阮金凤, 鲍志东, 臧东升, 郑金海, 肖杭州, 史经民
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019010601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 46-55
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生物标志物IP25在北极海冰变化重建中的研究进展
在全球变暖背景下,北极海冰覆盖面积持续减少,对全球的温盐环流、海洋生物化学过程和气候变化产生了深远的影响,研究北极古海冰的变化可以使我们对北极环境有全面的认识,更准确地预测其未来的变化规律。近十年来,一种新发展的海冰生物标志物IP25(Ice Proxy with 25 carbon atoms)被广泛用于北极及亚北极的海冰重建。IP25是北极冰藻产生的一种高度分化的单不饱和类异戊二烯(HBIs),能够稳定地保存在海洋沉积物中。自从IP25被发现以来,越来越多的研究者对其指示海冰变化的应用进行了深入的研究。本文首先总结了重建古海冰的传统指标和限制性并介绍了IP25指示海冰的原理、由定性到定量的发展以及存在的局限性。然后归纳了利用IP25重建北极地区海冰分布和变化的实例研究,涵盖了北冰洋中心、陆架边缘海、河口以及亚北极地区不同空间海域,跨越了近现代、全新世、第四纪以及中新世不同时间尺度。其中,近现代的海冰重建结果与海冰的卫星观测数据取得了很好的相关性,为古海冰的重建提供了基础;古海冰的重建为数值模拟古气候以及预测未来海冰变化趋势提供了重要依据。
郝伟杰, 肖晓彤, 赵美训
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018041801
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 56-65
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地球化学与地球物理
塔里木盆地古城地区蓬莱坝组白云岩稀土元素地球化学特征及其指示意义
塔里木盆地塔东低隆起中下奥陶统白云岩成因众说纷纭,严重阻碍了该区油气勘探步伐。基于岩芯、薄片、阴极发光等观察,针对塔东低隆起古城构造带中下奥陶统蓬莱坝组,对各种粒度白云岩、缝洞方解石、泥晶灰岩进行了系统的稀土元素地球化学特征的测试。各种粒度白云岩、缝洞方解石测试结果用泥晶灰岩稀土元素含量进行标准化。结果表明,样品稀土元素配分曲线可分为三种类型。综合白云岩岩石学特征和地球化学特征发现,较细粒白云岩及缝洞充填物呈现明显的负δCe特征,表明其形成于蒸发环境;较粗粒白云岩和缝洞充填物则分为负δEu型、正δEu型两种,其中负δEu型样品形成于埋藏环境,而正δEu型样品形成于热液环境。而早期形成的白云岩在埋藏过程中可能受到埋藏流体、热液流体的再作用。
郭春涛, 陈继福
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018122502
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 66-74
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南海东南部陆缘S3界面(中中新世末)属性及其意义
南海东南部陆缘发育多个新生代沉积盆地,其构造—沉积响应记录了南海形成演化的丰富地质信息。中中新世末S3界面是南海东南部新生代沉积盆地热沉降期的重要地质界面,但目前研究尚不充分,且对其地质属性也存在较大争议。在钻井资料约束下,通过对礼乐盆地和西南、西北巴拉望盆地二维地震测线的精细解释,结合钻井岩性资料,从地震相—沉积相、构造沉降速率以及沉积中心迁移等变化角度,系统总结了S3界面的特征。该界面是区域性不整合面,可全区域追踪解释,但在研究区不同构造位置界面特征具有明显差异:在盆地边缘和岛礁发育区界面具有显著的“下削上超”不整合现象,而凹陷内多表现为整合接触,但局部伴生水道下切现象; 在西北、西南巴拉望陆架和陆坡区,界面上下存在岩性和沉积相突变现象,局部由半深水—深水相突变为滨—浅海相。构造沉降分析显示,中中新世研究区以区域快速沉降为主,中中新世末(S3界面时期)沉降速率开始普遍减小,可能与南海扩张结束后深部动力机制有关。厘定S3界面的形成时间约为12Ma,认为其可能与菲律宾岛弧与巴拉望岛碰撞造成的大规模抬升事件有关。另外,研究区S3界面之上发育的富砂和富碳酸盐岩的重力流沉积体系则可能是12.5Ma以来全球海平面相对下降的直接响应,期间多次区域性的海退有利于砂质和碳酸盐岩沉积物向深水区的搬运。
王利杰, 姚永坚, 孙珍, 卓海腾, 赵中贤, 殷征欣
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019022202
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 75-86
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古海洋与年代地质
南极普里兹湾表层沉积物中放射虫的组合与分布特征
对普里兹湾16个表层沉积物样品中的放射虫动物群进行了全属种鉴定和分析,共检出放射虫2目66属107种,其中罩笼虫目40属71种,泡沫虫目26属36种,前者的属种多样性和个体数量都显著高于后者。研究结果显示:普里兹湾放射虫多样性程度较低,但丰度较高,平均可达3.36万枚/g,呈现出陆架区>湾口区>冰架前缘的趋势,且湾西部高于东部,可能主要受研究区表层生产力、环流结构、沉积物类型和冷水团分布等海洋环境要素的影响。以Antarctissa strelkoviAntarctissa denticulata为代表的Antarctissa group是该区最典型的优势种组合,平均百分含量高达42.43%,其分布主要受控于水体温度,其高含量具有指示冷水团分布的潜力,而该组合丰度的分布主要受环流和地形的影响; 由Phormacantha hystrixPlectacantha oikiskosRhizoplegma boreale组成的特征种组合平均百分含量为12.54%,其丰度和含量的分布模式主要表征的是与环流结构有关的水团混合作用的强弱,对水深或离岸距离的指示作用并不明显。
朱林林, 张海峰, 潘建明, 胡佶, 朱秋红, 张海生
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019010702
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 96-106
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中全新世以来冲绳海槽氧化还原环境重建及其气候效应
通过对位于冲绳海槽黑潮主轴流经区的GHN056-09柱状沉积物进行粒度、常微量元素、AMS 14C分析,获得了中全新世以来粒度和常微量元素随时间变化的高分辨率曲线。结果表明,6235aBP以来研究区沉积环境稳定,沉积物中MnO/Al2O3、U/Th和V/Cr等3个地球化学指标在近6235aBP以来均发生了数次不同程度的波动,大致可以划分为3个阶段:阶段1(1830aBP至今)的生产力和氧化还原程度强烈波动期、阶段2(4000~1830aBP)的低生产力和弱还原期、阶段3(6235~4000aBP)的高生产力和相对较强还原期。中全新世以来地球化学指标可共同识别出的6次极值揭示了同期的相对高生产力和较强还原状态,分别发生在R1(260aBP)、R2(1200aBP)、R3(2125aBP)、R4(2700aBP)、R5(4250aBP)和R6(5700aBP),且与海水温度和黑潮强度关系密切,揭示了中全新世以来冲绳海槽区海气相互作用的区域性响应特征。
密蓓蓓, 王中波, 仇晓华, 张勇, 蓝先洪
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019042501
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 107-115
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油气与矿产
珠江口盆地东部海域天然气水合物成藏气源特征探讨
通过钻探,在珠江口盆地东部海域获取了天然气水合物实物样品,在5个取心站位目标层段进行了保压取心,获取了水合物岩心释放气样品,同时在13个层段获取了水合物分解气体样品。钻探取心的5个站位都在航次现场选择层段制备了顶空气样品。所有气体均进行了气体组成与同位素分析,结果表明:水合物气体组成以甲烷占绝对优势,甲烷含量96.5%~99.8%;乙烷含量极少,为(175~554)×10-6,未检测出C2+以上烃类气体。水合物气体甲烷碳-氢同位素分析测试结果表明,δ13C1为-68.4‰~-71.2‰,δDC1为-182‰~-184‰,据此判识水合物气体成因类型为生物成因气。水合物气源成因类型与水合物产出形态没有直接关系,多种产出类型的水合物可能与储层发育及形态特征有密切联系。主要气源位于1000m以内的浅地层中,主要以侧向运移方式运移至稳定域有利部位形成水合物。
沙志彬, 许振强, 付少英, 梁金强, 张伟, 苏丕波, 陆红锋, 陆敬安
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019010902
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 116-125
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惠州凹陷花岗岩潜山储层条件分析及石油地质意义
南海珠江口盆地惠州凹陷经过近四十年的勘探、开发和生产,已经进入复式勘探阶段,急需开拓新的勘探领域。其中之一的花岗岩古潜山勘探由于一直没有钻遇油藏导致潜力受到学界质疑。为开拓火成岩油气藏勘探领域,优选惠州凹陷A构造作为靶区后成功钻探珠江口盆地第一口花岗岩潜山油藏发现井。对井壁取心、薄片和FMI(地层微电阻率扫描成像)成果进行分析,储层段裂缝有成组缝、网状缝和孤立缝3种类型,存在4个裂缝较为发育的层段;次生溶蚀主要包括沿裂缝溶蚀和溶蚀孔洞。垂向上受差异风化淋滤改造分为黏土带、碎裂-裂缝带和基岩带。储集空间以伴生缝为主, 裂缝被方解石充填。应用RCI(储层表征仪)和MDT(模块式电缆储层动态测试器)测试油藏的情况并分析生、储、盖和运移条件,揭示其石油地质意义和领域性突破的科学价值。
罗伟, 蔡俊杰, 万琼华, 高翔, 阎贫
doi: 10.16562/j.cnki.0256G1492.2018071601
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 126-135
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南极半岛西侧别林斯高晋海陆缘含水合物系统及资源潜力
以别林斯高晋海陆缘地质环境、天然气水合物存在标志如BSR为线索,认为南极半岛别林斯高晋海陆隆上快速堆积体具有天然气水合物成藏的良好环境。根据ODP太平洋钻探计划178航次的钻孔、地震剖面等数据,从沉积、气源、热流场、成藏关键时间分析研究区域含天然气水合物的成藏条件,通过研究区天然气水合物综合异常图及综合成藏系统表,预测南极半岛别林斯高晋海陆缘天然气水合物成藏区域在陆隆快速堆积体7上,研究区的天然气水合物可能成藏的区域在地层单元Ⅰ和Ⅱ,年龄应是全新世到上新世晚期(0~2.1Ma)。运用体积法对其天然气水合物资源量进行计算,预测资源量较大,为今后南极区域天然气水合物的调查研究提供参考。
杨木壮, 何韵
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018111202
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 136-147
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第四纪地质
温州沿海平原晚更新世以来的海相地层特征及沉积环境
沿海地区的海相地层记录了极其丰富的环境信息,研究海相层的地层特征和沉积环境,对理解古环境演变的过程、探讨沉积记录对海陆变迁的响应机制具有重要意义。QTZ1孔位于温州瓯江口北侧平原,根据岩石地层和磁性地层资料,钻孔34 m处为Qh/Qp3界线,91.5 m处为Qp3/Qp2界线。综合考虑刺甲藻、环纹藻的环境意义,钻孔沉积物粒度及微体化石组合的分析结果表明,温州沿海平原晚更新世以来共识别出3套海相地层单元,第二海相层和第三海相层之间发育有完整的陆相沉积层。沉积动力条件经历了低能(Qp3)→中低能(Qp3)→中高能(Qp3)→低能(Qp3)→高能(Qp3)→中低能(Qp3)→中低能(Qp3)→低能(Qp3)→低能(Qh)的演化过程。受海平面变化影响,研究区晚更新世沉积相变化频繁,以海陆过渡相、陆相和局部的浅海相为主,全新世沉积相以浅海相为主,全新世末期逐渐转为滨海相。
吴同, 杨振京, 王一鸣, 王攀, 彭培好, 张培新, 仓飞
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019010703
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 148-162
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青藏高原东北缘永昌南山北麓洪积扇对气候变化与构造运动的响应
永昌南山位于河西走廊东段,北麓受丰乐断裂控制。丰乐断裂是祁连山东北缘冲断带的重要组成部分, 其晚第四纪活动地表行迹西起西大河东到西营河,2期普遍发育地貌面被错断并形成明显断层陡坎。用无人机对杜家团庄、周家庄、西营河河口3个地点进行航空测量,生成数字高程模型(DEM),提取各阶地和洪积扇的断层陡坎剖面,并对断层上下盘面进行线性拟合,计算得到了不同位置的垂直断距。在杜家团庄洪积扇T1和东大河阶地T3砾石层顶部采集黄土样品,用光释光方法测得年龄分别为(19.30±2.45)ka和(27.40±2.47)ka,结合前人测年结果,认为永昌南山北麓普遍发育的两期地貌面年龄分别为19.3~16.3ka和29.9~27.4ka,两期地貌面均形成于气候由冷变暖的过渡阶段。利用地貌面陡坎的位错量和年代数据,得到晚更新世以来丰乐断裂在杜家团庄处的垂直滑动速率为0.65~0.82mm/a,在周家庄处的垂直滑动速率为0.60~0.76mm/a,在西营河河口处的垂直滑动速率为1.99~2.56mm/a。
刘飞, 李有利, 雷惊昊, 胡秀, 刘晴日, 辛伟林
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019030201
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 163-173
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技术方法
一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像:模拟数据分析
基于逆时偏移互相关成像条件,一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像可以提供更宽的地下照明成像,以弥补一次反射波覆盖不足,同时不需要预测分离多次波,但是,在成像过程中也引入了偏移假象。首先对一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像条件进行分析,通过对模拟数据成像结果分析,提出利用多次波信息进行成像,需要用震源子波和相位反转的地震记录作为逆时偏移中的源端波场做正向传播,原始地震记录作为检波端波场做反向传播,方可获得具有自由表面多次波成像贡献的结果。数值试验结果表明,尽管一次反射波与自由表面多次波联合逆时偏移可以提供更宽的地下照明成像,但是,随着自由表面多次波能量的增强,偏移假象也随之增强;当自由表面多次波能量减弱时,尽管偏移假象相应减弱,但是自由表面多次波对宽角照明成像贡献也随之减弱。因此,一次反射波与自由表面多次波联合偏移成像需要更深入研究。
刘鑫池, 耿建华
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018112701
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 174-182
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非成岩水合物储层降压开采过程中出砂和沉降实验研究
天然气水合物多赋存在非成岩地层中,在开采过程中易出现出砂和沉降情况,制约了天然气水合物的安全高效长期开采。为研究水合物开采过程中的温压、产气、产水、出砂和沉降情况,在自主研发水合物出砂及防砂模拟装置上进行了不同条件下的开采模拟实验。研究表明,在前两个生产阶段,产水含砂率和出砂粒径随着水合物开采而逐渐增大;水合物细砂储层产气速率增加会增大携液能力,导致携砂能力增强而增大出砂风险,同时高产气速率促进井筒温度降低导致冰相生成,存在冰堵的风险;开采过程中的储层沉降与储层水合物含量相关性较大,而产气速率和降压速率对储层沉降的影响与产气模式有关。水合物开采中后期进行增产作业会增加储层出砂风险和沉降速率,进一步探讨了该实验对日本2013年第一次海域水合物试采出砂情况的推测,提出水合物开采分阶段分级防砂的概念。
卢静生, 熊友明, 李栋梁, 梁德青, 金光荣, 何勇, 申小冬
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019012301
海洋地质与第四纪地质. 2019, 39(4): 183-195
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