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地球物理学报 2024年第6期67卷 2364-2377页

作者：全余杰关慧心赵明辉张佳政贺恩远程锦辉中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室中国科学院南海海洋研究所广州511458 中国科学院大学北京100049

洋脊跃迁事件是海底扩张阶段受强烈构造和岩浆作用的普遍现象,地球物理资料表明洋脊跃迁事件存在于南海多期次海底扩张过程中,然而关于洋脊跃迁的深部速度结构特征尚不清楚.2021年国家自然科学基金共享航次实施了深地震探测测线OBS2021... 详细信息

洋脊跃迁事件是海底扩张阶段受强烈构造和岩浆作用的普遍现象,地球物理资料表明洋脊跃迁事件存在于南海多期次海底扩张过程中,然而关于洋脊跃迁的深部速度结构特征尚不清楚.2021年国家自然科学基金共享航次实施了深地震探测测线OBS2021-1,该测线横穿南海东部次海盆洋脊跃迁(J3)区域.本文介绍了该测线数据的采集情况,完成了导航文件(Ukooa文件)的制作、原始数据的格式转换、炮点位置和海底地震仪(OBS)位置校正的前期数据处理工作.结果表明,OBS2021-1测线数据质量良好,经过炮点和OBS位置校正后,OBS综合地震记录剖面可识别出多组清晰的P波震相,包括Pw、Pg、PmP以及Pn震相.根据同船采集的多道地震处理解释和国际大洋发现计划(IODP)钻探数据,建立了沿测线的初始速度模型.使用RayInvr软件初步获得了OBS2021-1测线下方的正演速度结构模型,识别洋脊跃迁的深部速度结构特征.数据处理结果表明南海洋脊跃迁的地壳厚度增厚,在多道地震剖面上存在渐新世地层的缺失,为进一步研究南海洋脊跃迁过程与构建南海形成演化历史奠定了研究基础.

关键词：海底地震仪数据处理速度模型洋脊跃迁南海

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海洋下沉颗粒相关微生物群落的相互作用和演替

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上海海洋大学学报 2022年第2期31卷 594-604页

作者：许元棋姚慧敏刘莹李江燕张利方家松上海海洋大学上海深渊科学工程技术研究中心上海201306 广州海洋地质调查局自然资源部海洋矿产资源重点实验室广东广州510760 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室湖北武汉430074 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋生物与生物技术实验室山东青岛266237 夏威夷太平洋大学自然科学系檀香山96813

采用马里亚纳海沟“挑战者深渊”50米深表层海水,并接种^(13)C标记和非标记的POM,设置0.1、10、30和60 MPa 4个压力梯度,以逐渐加压的方式模拟颗粒物沉降过程进行富集培养,探讨在模拟海洋有机颗粒物下沉过程中2种不同形式微生物的演替... 详细信息

采用马里亚纳海沟“挑战者深渊”50米深表层海水,并接种^(13)C标记和非标记的POM,设置0.1、10、30和60 MPa 4个压力梯度,以逐渐加压的方式模拟颗粒物沉降过程进行富集培养,探讨在模拟海洋有机颗粒物下沉过程中2种不同形式微生物的演替和相互作用的动态演变。结合稳定同位素探针技术(DNA-SIP)和16S rRNA基因的高通量测序,结果表明,19个活性OTUs被^(13)C所标记,主要隶属于α-Proteobacteria以及γ-Proteobacteria。在不同压力梯度下,附生菌或自由菌中活性OTUs的类型和丰度有显著差异。此外,微生物网络结构(network)的相互作用在高压下呈正向为主,表明着深海中存在着激烈的物种竞争,微生物群落在高压下表现出明显的分离和模块化,具体表现为network拓扑特征系数的弹性和稳定性。模拟颗粒沉降高压培养结果,重点揭示了在沉降过程中静水压力对海洋中下降颗粒物降解相关微生物的群落结构和功能的调控作用。

关键词：附生菌自由菌颗粒有机物静水压力网络分析 DNA-SIP稳定同位素探针

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汉江流域夏季降水演变的水汽输送驱动机制

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水利学报 2024年第5期55卷 586-596,606页

作者：陈镜元章数语张更喜赵勇赵西宁高学睿西北农林科技大学水利与建筑工程学院陕西杨凌712100 南方科技大学环境科学与工程学院广东深圳518055 扬州大学水利科学与工程学院江苏扬州225009 中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室北京100038 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

为应对气候变化下愈加频繁和剧烈的干旱事件,保障跨流域调水工程水源及当地用水安全,亟需对汉江流域这一国家重要战略水源地的降水过程变化进行研究。汉江流域夏季降水占全年降水的40%~50%。本研究利用拉格朗日混合单粒子轨道模型对汉... 详细信息

为应对气候变化下愈加频繁和剧烈的干旱事件,保障跨流域调水工程水源及当地用水安全,亟需对汉江流域这一国家重要战略水源地的降水过程变化进行研究。汉江流域夏季降水占全年降水的40%~50%。本研究利用拉格朗日混合单粒子轨道模型对汉江流域1959—2022年夏季降水的水汽输送过程及其大气环流背景进行分析,以揭示汉江流域夏季降水变化的原因。研究发现,历时72 h以上降水占夏季总雨量的44.6%,在过去半个多世纪中其频次和雨量均呈现显著下降趋势,是汉江流域降水减少的主要原因。对水汽输送过程的模拟分析表明,中国南海、西太平洋、中国东部是流域夏季降水的水汽来源,贡献率分别为:34.7%、28.7%、27.2%。对比不同历时降水的水汽输送过程,发现降水历时越长,来自中国南海和西太平洋的水汽贡献率越高。尽管来自西太平洋的水汽呈现显著增加,但来自中国南海的水汽显著下降,使得72 h以上降水仍然呈现下降趋势。分析大尺度气候指数与各水汽输送路径贡献率的相关性,发现中国南海水汽贡献减小与西太平洋副热带高压面积、强度增加呈显著负相关。这证实了近年来西太副高的增强和扩张对汉江流域夏季降水减少起到促进作用。

关键词：汉江流域降水变化 HYSPLIT 水汽输送大尺度气候模式

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2000A级海洋可控源电磁发射系统

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地球物理学报 2024年第12期67卷 4482-4492页

作者：王猛伍忠良余平邓明任志滨王宸韬地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(北京)北京100083 广州海洋地质调查局广州511458 自然资源部海底矿产资源重点实验室广州511458 天然气水合物勘查开发国家工程研究中心广州511458

海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测深海石油、天然气、天然气水合物和其他电性异常目标体的有效方法之一.MCSEM探测的硬件系统由发射和接收两大部分组成,发射系统包括远程甲板监控单元、甲板变频升压单元、光电复合深拖缆、发射机拖体、发... 详细信息

海洋可控源电磁法(MCSEM)是探测深海石油、天然气、天然气水合物和其他电性异常目标体的有效方法之一.MCSEM探测的硬件系统由发射和接收两大部分组成,发射系统包括远程甲板监控单元、甲板变频升压单元、光电复合深拖缆、发射机拖体、发射天线和尾标等部件.本文从可控源电磁场中与发射系统相关的参数探讨出发,以大功率电能传输、大电流开关逆变、IGBT控制波形产生等核心要素为框架,深入分析了具有自主知识产权的2000A级海洋可控源电磁发射系统关键技术.实验室测试和海洋试验结果证明,发射机采用的新型干湿舱混合设计方法和GPS秒脉冲长距离传输技术,显著提高了发射电流和散热性能,可在千米水深的近海底实现稳定可靠的远程遥控通信和2000A级的开关逆变,建立DC-10 Hz的大电流人工电磁场源.本文介绍的内容为深海大功率地球物理仪器的设计提供了参考.

关键词：海洋可控源电磁发射系统控制干舱发射湿舱海洋试验

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浅谈南海水合物分解、甲烷转化及衍生碳的埋藏

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地质科技通报 2024年

作者：马玲褚梦凡包锐中国海洋大学海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室深海圈层与地球系统前沿科学中心青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室

天然气水合物是甲烷等天然气在高压、低温条件下形成的冰状固体物质，广泛存在于大陆边缘沉积物和永久冻土区，是重要的甲烷储库。海底天然气水合物分解释放的甲烷能够进入大气、加剧温室效应，也可以通过微生物活动被转化为有机和无机... 详细信息

天然气水合物是甲烷等天然气在高压、低温条件下形成的冰状固体物质，广泛存在于大陆边缘沉积物和永久冻土区，是重要的甲烷储库。海底天然气水合物分解释放的甲烷能够进入大气、加剧温室效应，也可以通过微生物活动被转化为有机和无机碳库。因此，甲烷衍生碳在沉积物中的埋藏能够有效减少进入大气中的甲烷通量，从而减缓甲烷释放造成的温室效应。中国南海具有独特的构造环境和沉积条件，是蕴藏天然气水合物的理想区域，在地质历史时期发生了多次甲烷渗漏事件。因此，深入研究南海海底甲烷释放记录、沉积物和水体中甲烷的转化过程以及甲烷衍生碳的埋藏，对于了解海洋碳循环以及天然气水合物对气候的调控作用具有重要的科学意义。本文对南海海底天然气水合物分解触发机制、识别甲烷释放事件的方法以及沉积物和水体中甲烷的转化过程进行了综述，聚焦沉积物和水体中的有机地球化学过程，对甲烷释放、转化和埋藏过程进行了总结，并介绍了基于碳酸盐岩、有孔虫、类脂生物标志物和沉积物碳硫微量元素系统学识别天然气水合物分解事件的前沿方法和相关研究工作。在前人工作的基础上，本文对冷泉环境中甲烷向有机碳的转化研究进行了展望，以期为进一步研究极端环境下的海洋碳循环理论提供支撑。

关键词：天然气水合物甲烷衍生碳南海海洋碳循环

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南海西南次海盆陆缘演化与幕式扩张的岩浆-构造-地层记录

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地球科学 2025年第1期50卷 195-216页

作者：杨天一唐勇任建业巢鹏中国地质大学海洋学院湖北武汉430074 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 自然资源部海底科学重点实验室浙江杭州310012 上海交通大学海洋学院上海201620 中国地质大学海洋地质资源湖北省重点实验室湖北武汉430074

目前对于边缘海背景下被动大陆边缘的形成演化机制仍存在争议,特别是对洋陆转换带的构造特征与形成过程的认识存在明显不足.为了深入探索边缘海背景下南海陆缘与洋陆转换带构造结构与形成演化特征,通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖面... 详细信息

目前对于边缘海背景下被动大陆边缘的形成演化机制仍存在争议,特别是对洋陆转换带的构造特征与形成过程的认识存在明显不足.为了深入探索边缘海背景下南海陆缘与洋陆转换带构造结构与形成演化特征,通过对横跨西南次海盆V型尖端地震剖面的解释与研究,识别出莫霍面(Moho)、基底和海底3个一级陆缘界面,划分出细颈化域、超伸展域、原洋域等构造单元;进一步精细解释了共轭陆缘盆地充填层序和多期断裂系统,识别出破裂不整合界面Bi,将陆缘盆地同裂陷期层序(Tg-Bi)划分为S1-S5五个层序,建立了西南次海盆V型尖端区域共轭陆缘的构造-地层格架.构造-地层格架中S3/S4层序之间的界面CBi、S4/S5之间的界面POBi分别与陆壳破裂和原洋洋壳Ⅰ的破裂对应,记录了西南次海盆共轭陆缘岩石圈伸展破裂过程中发生的重要构造事件.结合断裂活动性和盆地原型的分析,将西南次海盆共轭陆缘同裂陷期的演化划分为伸展、细颈化、超伸展和原洋洋壳四个阶段,建立了西南次海盆共轭陆缘演化模式.还建立了西南次海盆V型尖端共轭陆缘地壳的“鳄鱼嘴”结构,识别出总宽度达231 km的两期原洋洋壳.结合外缘高地和同破裂层序(S4-S5)研究,提出两期原洋洋壳的发育与西南次海盆的两幕扩张过程相对应,由原洋洋壳构成了同期洋盆的洋陆转换带.揭示了西南次海盆张开过程中岩石圈的伸展破裂机制与洋脊传播过程中幕式扩张作用对陆缘构造、地层和岩浆作用的影响,对于深入研究南海岩石圈的伸展破裂过程、洋陆转换带的成因以及南海被动陆缘形成的动力学机制具有重要意义.

关键词：南海西南次海盆陆缘演化模式幕式扩张原洋洋壳洋陆转换带岩浆-构造-地层记录海洋地质学

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植物生态学方法在沉积环境恢复中的应用:以南海北部白云凹陷为例

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古地理学报 2024年第2期26卷 341-353页

作者：马琼乔培军于强邵磊同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 中海石油实验中心深圳实验中心广东惠州516000

新生代早期是南海北部古地理发生巨变的时期,沉积环境经历了从陆到海的转变,通过植物生态学方法准确揭示这一过程发生的时间及过程,对本地区古地理的恢复具有重要意义。本研究选取南海北部深水区白云凹陷代表性钻井样品,通过孢粉藻类分... 详细信息

新生代早期是南海北部古地理发生巨变的时期,沉积环境经历了从陆到海的转变,通过植物生态学方法准确揭示这一过程发生的时间及过程,对本地区古地理的恢复具有重要意义。本研究选取南海北部深水区白云凹陷代表性钻井样品,通过孢粉藻类分析,揭示古近纪海侵过程。研究表明:早中始新世文昌组沉积时期,白云凹陷为未受海侵影响的河湖相环境;晚始新世恩平组沉积时期,凹陷东部和东南部为浅海相环境,海相沟鞭藻大量出现,凹陷南部隆起带早期为河湖相环境,晚期变为海陆过渡相环境,凹陷西北部为大型河流三角洲相环境;渐新世珠海组沉积时期,凹陷东部和东南部以陆坡深水环境为主,凹陷西北部及南部为海陆过渡相,西北部发育大型河流三角洲;早中新世,由于全球海平面上升及南海扩张轴发生转向,整个白云凹陷大部分地区处于陆坡深海环境。综上,海侵最早发生在白云凹陷的东部和东南部,呈由东向西的推进,西部海侵发生时间最晚,这一过程与南海洋壳从东向西逐步打开完全一致。

关键词：南海古近纪海侵过程沉积环境植物生态学

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穿越台西南盆地的OBS广角地震数据处理与震相识别

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海洋科学进展 2024年

作者：刘洋裴彦良赵俐红支鹏遥郑彦鹏刘晨光李朝阳山东科技大学地球科学与工程学院自然资源部第一海洋研究所崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室中国地质大学(武汉)海洋学院海洋地质资源湖北省重点实验室山东省深海矿产资源开发重点实验室(筹) 青岛市海底声学探测技术与应用重点实验室

南海东北陆缘是南海海盆初始张裂的区域，为深入研究其深部地壳结构及构造演化过程，布设了一条沿NW—SE方向穿越台西南盆地的深地震测线（DP12B）。本文主要介绍了DP12B测线的前期数据处理流程，包括导航数据处理、OBS(Ocean Bottom Se... 详细信息

南海东北陆缘是南海海盆初始张裂的区域，为深入研究其深部地壳结构及构造演化过程，布设了一条沿NW—SE方向穿越台西南盆地的深地震测线（DP12B）。本文主要介绍了DP12B测线的前期数据处理流程，包括导航数据处理、OBS(Ocean Bottom Seismometer)原始数据裁截以及OBS位置与时间校正；同时进行震相识别，并利用Rayinvr软件进行射线追踪和走时拟合来评估震相识别的准确性。结果表明：OBS位置和时间校正效果良好；通过综合地震剖面技术（Common Receiver Gather, CRG），成功识别了多组清晰的P波震相，包括Ps、 PsP、 Pg、 PcP、 PmP和Pn，其中最远震相可以连续追踪到90 km以外。DP12B-9和DP12B-7两站位的震相形态特征和拟合分析显示台西南盆地南部凹陷区域地壳厚度显著减薄至3 km，推测伴随有地幔蛇纹石化现象。DP12B测线数据整体质量良好，能为后续速度模型的建立提供坚实基础，为进一步探讨南海地区复杂的地质构造及其演化过程提供可靠支撑。

关键词：台西南盆地 OBS数据处理震相识别伸展减薄蛇纹石化

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南海西北部陆缘张破裂过程与特征

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大地构造与成矿学 2024年第6期48卷 1211-1231页

作者：曾程辉孙珍赵中贤郑金云中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室/南海生态环境工程创新研究院广东广州511458 中国科学院大学北京100049 中国-巴基斯坦地球科学研究中心中国科学院-巴基斯坦高等教育委员会巴基斯坦伊斯兰堡45320 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054

南海西北部陆缘是被动大陆边缘中度岩浆类型的代表,针对其伸展变形和薄化破裂的研究存在诸多争议,限制了对南海陆缘的全面认知。本研究通过高精度地震剖面分析沉积-断层-岩浆-地壳结构,结合重力反演模型,探讨西北部陆缘变形与破裂过程... 详细信息

南海西北部陆缘是被动大陆边缘中度岩浆类型的代表,针对其伸展变形和薄化破裂的研究存在诸多争议,限制了对南海陆缘的全面认知。本研究通过高精度地震剖面分析沉积-断层-岩浆-地壳结构,结合重力反演模型,探讨西北部陆缘变形与破裂过程。结果显示:①西北部陆缘早期(Tg~T80)断层活动速率可达150~500 m/Ma,同张裂期沉积呈楔状,陆缘上地壳以脆性变形为主;晚期(T80~T70)断层活动速率下降,同张裂期沉积更加均厚,陆缘地壳变形的韧性成分占比增加;②从陆架到上陆坡,脆韧转换带与上下地壳分界面深度相近,但从下陆坡到洋陆过渡带(COT),脆韧转换带快速抬升至地壳浅层(5~10 km),上、下地壳拉伸系数均从2~3增加至4~5,推测岩浆侵位(~38 Ma)增加COT地温梯度,导致大部分地壳以韧性方式变形;③西北部陆缘北侧和南侧地壳厚度在~70 km和~30 km范围从~20 km减薄至6~7 km,结合COT的沉积充填、断裂结构和上下地壳厚度特征,提出陆缘地壳早期伸展减薄受控于南倾的单剪式断层,晚期以韧性纯剪方式伸展破裂。该研究为探讨南海北部陆缘横向差异性以及建立中度岩浆型陆缘模型提供新依据。

关键词：南海北部陆缘岩浆活动洋陆过渡带陆缘张裂

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深海橄榄岩蛇纹石化温度条件的氧同位素约束

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海洋学研究 2024年第2期42卷 104-112页

作者：许绪成余星胡航何虎余娅娜自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 浙江大学海洋学院浙江舟山316021

深海橄榄岩在海底洋中脊、俯冲带和大陆边缘等构造环境中广泛分布,并普遍经历后期蚀变,其中蛇纹石化作用是最主要的蚀变类型。蛇纹石化是指橄榄岩中富镁铁矿物,如橄榄石和辉石,被蛇纹石、磁铁矿、水镁石等一系列次生矿物所取代的化学过... 详细信息

深海橄榄岩在海底洋中脊、俯冲带和大陆边缘等构造环境中广泛分布,并普遍经历后期蚀变,其中蛇纹石化作用是最主要的蚀变类型。蛇纹石化是指橄榄岩中富镁铁矿物,如橄榄石和辉石,被蛇纹石、磁铁矿、水镁石等一系列次生矿物所取代的化学过程。蛇纹石化反应条件与热液循环、成矿物质迁移等具有密切的联系,对指示热液成矿作用具有重要意义。传统的岩石矿物学、地球化学方法在反映蛇纹石化条件时具有多解性和不确定性,不同矿物或不同化学指标可能指示不同的结果。氧同位素在自然界普遍存在,氧同位素示踪法具有适用范围广、容易比对、支持原位微区分析等优点,可以清晰地反映矿物或岩石-流体体系的反应条件和过程。该文主要综述了氧同位素测温法的原理、深海橄榄岩蛇纹石化过程、氧同位素测温法在深海橄榄岩蛇纹石化过程中的应用案例、蛇纹石氧同位素组成变化的影响因素以及氧同位素测温法的优势和局限性等问题,为后续更深入地了解深海橄榄岩蛇纹石化过程提供参考。

关键词：深海橄榄岩蛇纹石化水岩反应氧同位素温度

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