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2022年中国地球科学联合学术年会

作者：赵明辉全余杰张佳政丘学林郝天珧丁巍伟阮爱国中国科学院南海海洋研究所中国科学院地质与地球物理研究所自然资源部第二海洋研究所

全球75%的边缘海盆地分布在西太平洋区域。南海与日本海位于亚欧大陆东北缘,同时受到太平洋板块、欧亚板块、菲律宾海板块、印-澳板块相互作用的交汇带,构造环境复杂,是两个非常有代表性的边缘海,两者的形成演化机制一直是研究边缘海的... 详细信息

全球75%的边缘海盆地分布在西太平洋区域。南海与日本海位于亚欧大陆东北缘,同时受到太平洋板块、欧亚板块、菲律宾海板块、印-澳板块相互作用的交汇带,构造环境复杂,是两个非常有代表性的边缘海,两者的形成演化机制一直是研究边缘海的热点问题之一。南海近年基于"南海深海过程演变"重大研究计划和国际大洋发现计划IODP349/367/368/368X航次,推动了南海深部地壳结构、

关键词：日本海模式对比形成演化

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深地震反射剖面揭示南海北缘中生代古太平洋板块俯冲遗迹

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地球物理学报 2025年第2期68卷 623-635页

作者：张路邓小凡蔡晨周卉高锐中山大学地球科学与工程学院广东珠海510275 南方海洋科学与工程实验室(珠海) 广东珠海519000 广东省地球动力作用与地质灾害重点实验室广州510275 广东省深地探测与地质过程技术研究中心广州510275 自然资源部深地科学与探测技术重点实验室北京100037

现今南海北部陆缘中生代是否存在古太平洋俯冲及其具体位置是一个长期存在争议的科学问题,探查和揭露这一科学问题对于理解南海北部陆缘构造演化以及华南大陆东南部大面积花岗岩成因具有重要意义.前人曾对此问题进行了有益探讨,但尚缺... 详细信息

现今南海北部陆缘中生代是否存在古太平洋俯冲及其具体位置是一个长期存在争议的科学问题,探查和揭露这一科学问题对于理解南海北部陆缘构造演化以及华南大陆东南部大面积花岗岩成因具有重要意义.前人曾对此问题进行了有益探讨,但尚缺乏能够精细刻画古俯冲作用的直接深部证据.本文基于在南海北部陆缘实施的一条记录时间长达20s的高分辨率深反射地震剖面和钻孔揭露的花岗岩数据,结合区域航磁异常分析、地震三重震相等结果,揭示出南海北部陆缘存在一个晚中生代的俯冲构造.深达下地壳和上地幔顶部的北倾反射结构指示出俯冲构造的极性,覆盖在地壳北倾反射之上的新生代沉积层仅经历轻微变形,说明北倾的反射发生在前新生代.下地壳高速特征以及深达上地幔的北倾反射体可能是俯冲洋壳的残余.南海北部陆缘北东向航磁异常条带走向与钻孔揭露的中生代花岗岩空间展布相吻合,可能表征与俯冲作用匹配的弧岩浆作用.华南东南缘北东走向的晚中生代花岗岩带及陆缘壳内发育一系列倾向北西的逆冲断层,其成因可能与晚中生代这一期俯冲构造事件有关.经过综合分析,我们推测深地震反射剖面揭示的向北西倾斜的下地壳-上地幔反射是古太平洋板块俯冲的遗迹.

关键词：深地震反射剖面南海北部陆缘下地壳-上地幔倾斜反射中生代古太平洋俯冲

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南海北部大洋红层的黏土矿物组合及其对中中新世气候转型事件的响应

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中国科学：地球科学 2022年第5期52卷 920-931页

作者：何蕾刘志飞吕璇马鹏飞同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

中中新世气候转型(MMCT;约14Ma)是新生代“冷室期”最大的降温事件,对全球化学风化格局产生重要影响.文章通过分析南海北部“国际大洋发现计划(IODP)”368航次U1502站位大洋红层的黏土矿物组合,研究MMCT全球降温事件在南海深海的响应.... 详细信息

中中新世气候转型(MMCT;约14Ma)是新生代“冷室期”最大的降温事件,对全球化学风化格局产生重要影响.文章通过分析南海北部“国际大洋发现计划(IODP)”368航次U1502站位大洋红层的黏土矿物组合,研究MMCT全球降温事件在南海深海的响应.结果显示,U1502站位大洋红层的黏土矿物组合主要由蒙脱石(56~88%)、伊利石(7~29%)和高岭石(6~20%)组成,不含绿泥石.这些黏土矿物的含量和伊利石的结晶度在早中中新世22.8~10.8Ma期间呈现四个阶段的分布特征.蒙脱石从22.8~16.2和16.2~14.4Ma期间的平均81%降低到13.8~10.8Ma的平均67%,即在14.4~13.8Ma期间快速降低约14%;相反地,伊利石和高岭石经过14.4~13.8Ma时分别快速升高约8%和6%.伊利石结晶度从22.8~16.2Ma期间的平均0.18°Δ2θ增加到16.2~14.4Ma期间的平均0.19°Δ2θ后,经过14.4~13.8Ma期间时迅速减少约0.02°Δ2θ.黏土矿物的物源区分析显示,伊利石和高岭石主要来源于华南,是物理侵蚀的结果;而蒙脱石主要来源于吕宋岛弧,是化学风化的产物.因此,我们运用蒙脱石/伊利石比值和伊利石结晶度作为早中中新世风化作用的替代指标,比值的高值和结晶度的高值代表相对加强的化学风化作用,反之指示减弱的化学风化作用或加强的物理侵蚀过程.蒙脱石/伊利石比值和伊利石结晶度在14.4~13.8Ma期间都分别快速降低,显示南海周边地区化学风化作用快速减弱,我们认为这是响应MMCT全球降温事件的结果.此外,这些数值在16.2~14.4Ma期间略微升高,则是响应中中新世气候适宜期(Middle Miocene Climate Optimum,MMCO)较强化学风化作用的结果.南海深海早中中新世大洋红层的黏土矿物分布特征及其在MMCT时期的快速转变,揭示新生代变冷对于地球表层化学风化的特定控制作用.

关键词：黏土矿物化学风化作用大洋红层中中新世气候转型(MMCT) 南海 IODP368航次U1502站位

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海底滑坡沉积的反射地震特征、物性与石油地质意义

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古地理学报 2025年

作者：韩政豪吴南任金锋李攀李文婧王毕文陈万利同济大学海洋地质全国重点实验室广州海洋地质调查局中国石油勘探开发研究院中国科学院深海科学与工程研究所

海底滑坡及其伴生的高密度碎屑流与浊流沉积，构成了全球各深海盆地沉积产物的重要组成部分。最新获取的大洋科学钻探与工业钻井资料研究表明，海底滑坡沉积具有较高的密度、电阻率、纵波速度和不排水抗剪强度，与较低的孔隙度、含水量... 详细信息

海底滑坡及其伴生的高密度碎屑流与浊流沉积，构成了全球各深海盆地沉积产物的重要组成部分。最新获取的大洋科学钻探与工业钻井资料研究表明，海底滑坡沉积具有较高的密度、电阻率、纵波速度和不排水抗剪强度，与较低的孔隙度、含水量，以及杂乱分布的倾角与倾向。这些物性特征和产状特征表明，海底滑坡沉积的内部变形和压实程度均高于周缘未破坏海底沉积物。此外，海底滑坡沉积底部层段（15～30m）表现出低于海底滑坡沉积内部的含水量和孔隙度响应，以及高于内部的纵波速度和电阻率响应。该层段被解释为底部剪切带，是单期次海底滑坡沉积中最固结、最致密的结构单元。海底滑坡沉积及其底部剪切带可作为深海油气与天然气水合物的天然封堵层，有效抑制油气和水合物资源的逸散。其次，富泥质底部剪切带及滑水效应显著降低了海底滑坡的侵蚀能力，从而使得海底滑坡沉积富砂质层段在长距离搬运过程中保持了内部结构的完整性，使其具备成为优质深海储集层的潜力。研究海底滑坡沉积的物性与其石油地质意义有助于梳理深海常规油气和天然气水合物资源的成藏与富集规律，并为后续深海油气的勘探开发以及深海碳封存选址提供关键的地质信息。

关键词：海底滑坡沉积底部剪切带物性特征石油地质意义

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南海西北部16 kaBP以来沉积物的环境磁学特征及其物源指示意义

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海洋地质与第四纪地质 2023年第1期43卷 13-26页

作者：肖春凤孙启顺陈亮殷征欣陈龙官玉龙章钰桢姜兆霞中国海洋大学深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室海洋地球科学学院青岛266100 崂山实验室海洋地质与环境功能实验室青岛266237 中国海洋大学崇本学院青岛266100 国家海洋局南海调查技术中心广州510300 自然资源部海洋环境探测技术与应用重点实验室广州510300

南海是西太平洋最大的边缘海,对东亚季风和全球气候变化具有敏感的响应,然而目前对南海沉积物的物源分析仍存在众多争议。对南海琼东南盆地SCS-02孔的沉积物样品进行了系统的磁学分析,旨在通过环境磁学参数追踪沉积物的来源。结果表明,S... 详细信息

南海是西太平洋最大的边缘海,对东亚季风和全球气候变化具有敏感的响应,然而目前对南海沉积物的物源分析仍存在众多争议。对南海琼东南盆地SCS-02孔的沉积物样品进行了系统的磁学分析,旨在通过环境磁学参数追踪沉积物的来源。结果表明,SCS-02岩芯的磁性矿物主要为磁铁矿和赤铁矿。自16 kaBP以来,磁性矿物的粒径和成分发生了系统变化,指示了沉积物源-汇过程的改变。15.5~16 kaBP期间,磁化率较高,粒径较粗,矫顽力也较高。海平面比现今低100多米,莺歌海出露于海平面以上,古红河口距研究区较近,红河的物质可以较容易到达沉积区,因此该时期红河贡献较大,珠江和台湾贡献较小。7.5~15.5 kaBP期间,随着海平面的迅速上升,磁性矿物组成和粒度发生了变化,总的磁性矿物含量减少,磁铁矿的含量逐渐增加,粒度变细,表明随着海平面的升高,珠江和台湾的贡献有所增加。7.5 kaBP以来,现代的海陆格局基本形成,磁性矿物组成和粒度变化较稳定,沉积物主要来源于红河和珠江。因此,环境磁学参数可以指示南海西北部沉积物的源-汇变化,为海平面变化和气候演化研究提供有效参考。

关键词：环境磁学磁性矿物源-汇信息南海西北部

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南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂研究新进展

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热带海洋学报 2024年第2期43卷 173-183页

作者：赵明辉袁野张佳政张翠梅高金尉王强孙珍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东广州511458 中国科学院大学北京100049 广州海洋地质调查局自然资源部海底矿产资源重点实验室广东广州511458 中国科学院深海科学与工程研究所海南三亚572000 福建省厦门地质工程勘察院福建厦门361008

文章基于深地震探测数据与大洋钻探资料,研究了南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂机制科学问题。2018-2023年在国家基金委共享航次的协助下,实施了三维深地震探测实验,共投放海底地震仪52台次,海底电磁仪2台次,放炮数量达8750炮,累... 详细信息

文章基于深地震探测数据与大洋钻探资料,研究了南海北部被动陆缘洋陆转换带张裂–破裂机制科学问题。2018-2023年在国家基金委共享航次的协助下,实施了三维深地震探测实验,共投放海底地震仪52台次,海底电磁仪2台次,放炮数量达8750炮,累积获得了294Gb的第一手数据,并取得了一系列的创新性成果:1)首次获得南海北部陆缘洋陆转换带深达上地幔的三维速度结构,精准确定了研究区洋陆转换带三维空间展布范围宽度为10~20km;2)揭示南海北部陆缘异常活跃的岩浆作用,提出了不同时间段的构造与岩浆相互作用方式,岩浆活动随着伸展作用不断向洋迁移并逐渐占据主导地位;3)建立了边缘海独特的张裂–破裂地质演化模型,最后一期强烈的岩浆活动导致岩石圈破裂,形成由玄武岩为主的“鳄鱼嘴”构造,同时张裂–破裂过程沿其陆缘走向又存在显著的构造–岩浆差异性。

关键词：洋陆转换带二维/三维深部结构海底地震仪张裂–破裂机制南海北部陆缘

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台湾海峡水沙数值模拟与地貌冲淤分析

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海洋学报 2024年第4期46卷 90-105页

作者：钟皓周洁琼吴自银赵荻能曹振轶朱超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200030 卫星海洋环境动力学国家重点实验室浙江杭州310012

台湾海峡是我国最大的海峡,也是东海和南海进行物质和能量交换的主要通道。海峡内地形变化剧烈,海洋动力环境复杂,加上两侧众多山溪性河流携带大量泥沙流入海洋,是研究动力沉积作用的理想场所。目前,由于缺乏海峡整体的高分辨率地形以... 详细信息

台湾海峡是我国最大的海峡,也是东海和南海进行物质和能量交换的主要通道。海峡内地形变化剧烈,海洋动力环境复杂,加上两侧众多山溪性河流携带大量泥沙流入海洋,是研究动力沉积作用的理想场所。目前,由于缺乏海峡整体的高分辨率地形以及相关实测水文数据,以整个台湾海峡为研究区域的动力沉积模拟尚不多见。本文基于高分辨率地形和相关水文数据,建立了台湾海峡水动力数值模型,耦合泥沙输运模块,模拟台湾海峡的动力沉积过程,并用现场观测资料对模型进行了验证。动力模拟结果表明,台湾海峡的潮流流场由南、北两个潮波控制,具有明显的时间和空间特征,潮流流速夏季大于冬季,海峡中部小于南北两侧,北侧小于南侧。基于冲淤模拟结果,将台湾海峡划分为淤积区、侵蚀区、冲淤平衡区三大类共计7个沉积分区,淤积区沉积速率最大可达5 cm/a,主要集中在台湾浅滩北部,侵蚀区冲刷速率为2~5 cm/a。结合模拟结果,本文建立了台湾海峡沉积输运模式与“源-汇”格局模式,阐述了台湾海峡冲淤变化的动力学机制和“源-汇”过程。

关键词：台湾海峡数值模拟水动力泥沙输运地貌演变

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深海热液区微生物群落与环境适应性机理

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中国科学：生命科学 2023年第5期53卷 660-671页

作者：赵维殳肖湘上海交通大学生命科学技术学院微生物代谢国家重点实验室上海200240 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 珠海519080 上海交通大学深部生命国际研究中心上海200240

深海热液区是最典型的深海高温环境,其剧烈变化的理化环境成为热液微生物的主要能量来源,支持着极大的生物量和生产力,热液区是微生物物种多样性最丰富的环境.生活在热液区周围的微生物同时面临深海高静水压,以及热液喷口周围温度、pH... 详细信息

深海热液区是最典型的深海高温环境,其剧烈变化的理化环境成为热液微生物的主要能量来源,支持着极大的生物量和生产力,热液区是微生物物种多样性最丰富的环境.生活在热液区周围的微生物同时面临深海高静水压,以及热液喷口周围温度、pH、盐度、氧化还原度等多种环境因子的剧烈波动.由于热液区的理化特性与早期地球环境有一定相似性,因此被认为可能是生命起源的摇篮.了解深海热液高温高压环境中生命的环境适应、生命边界和演化过程,可以帮助人们了解类早期生命形态,为探究生命起源、生命与地球协同演化以及探索域外生命提供重要的科学认知和理论基础.在过去近40年,已有大量针对深海热液微生物的研究报道和综述发表.本文基于深海原位检测和实验室模拟技术发展带来的新认知,由宏观到微观,从热液生态系统形成与群落演替、多样性成因、多因子环境适应等三个方面系统综述了近年来围绕深海热液微生物的前沿研究,并讨论了新技术发展带来的时间尺度在上述研究中的影响和意义.

关键词：深海热液极端微生物环境适应微生物群落多样性

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南海北部潮汕坳陷中生界烃源岩特征及分布预测

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中国海上油气 2023年第1期35卷 40-49页

作者：何敏朱晓军朱伟林张青林中海石油深海开发有限公司广东深圳518054 中海石油(中国)有限公司深圳分公司广东深圳518054 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 同济大学海洋资源研究中心上海200092

潮汕坳陷是南海北部迄今钻遇中生界为数不多的区域,对其开展中生界烃源岩特征及分布预测,有助于南海北部中生代油气资源评价。本文通过分析潮汕坳陷及其围区华南陆缘、台西南盆地的中生界烃源岩特征,结合弧前盆地的热流分布,对潮汕坳陷... 详细信息

潮汕坳陷是南海北部迄今钻遇中生界为数不多的区域,对其开展中生界烃源岩特征及分布预测,有助于南海北部中生代油气资源评价。本文通过分析潮汕坳陷及其围区华南陆缘、台西南盆地的中生界烃源岩特征,结合弧前盆地的热流分布,对潮汕坳陷中生界烃源岩及其分布特征作出评价。研究结果表明,南海北部潮汕坳陷中生界烃源岩TOC含量可达1%以上,坳陷围区烃源岩TOC含量可达2%以上,且随着时代变老,烃源岩TOC含量有增大的趋势。坳陷内中生界烃源岩有机质类型主要为Ⅱ—Ⅲ型,有机母质主要来自陆生高等植物的输入,水生低等生物贡献少。坳陷围区烃源岩处于成熟—过成熟阶段,基于弧前盆地的热流分布特征推测坳陷内部热流值低,坳陷内中生界具备发育有利烃源岩的成熟演化条件。整体上,潮汕坳陷中生界具备发育有利烃源岩的地质条件,主要发育于海陆过渡相、与三角洲前缘相关的浅海陆棚相以及半深海—深海相,相对优质的烃源岩发育于地层时代偏老的中生界地层,该区可作为南海北部油气资源勘探重要的战略接替领域。

关键词：烃源岩中生界潮汕坳陷南海北部弧前盆地

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南海不同沉积环境黄铁矿的矿物学及原位微区地球化学研究

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古地理学报 2024年第6期26卷 1498-1515页

作者：张雅茹张广璐杨俊赵彦彦管红香刘盛深海圈层与地球系统教育部前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237

黄铁矿是沉积物和沉积岩中的常见矿物,其地球化学特征能够明确指示周围的沉积环境。然而,黄铁矿地球化学特征的差异性及形成过程中的控制因素尚不清楚。本研究利用扫描电镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对南海不同沉积环境黄铁矿形貌... 详细信息

黄铁矿是沉积物和沉积岩中的常见矿物,其地球化学特征能够明确指示周围的沉积环境。然而,黄铁矿地球化学特征的差异性及形成过程中的控制因素尚不清楚。本研究利用扫描电镜和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱对南海不同沉积环境黄铁矿形貌和原位微区主微量元素特征进行了研究。结果表明,SH-CL38站位黄铁矿含量与δ^(34)S值呈镜像关系,代表了正常海洋沉积环境下形成的黄铁矿受有机碎屑硫酸盐还原作用的控制;而F站位碳酸盐颗粒极低的δ^(13)C值(-45.55‰)表明该站位发育甲烷渗漏,黄铁矿的形成与硫酸盐驱动的甲烷厌氧氧化过程有关。2个站位黄铁矿微区的地球化学分布明显存在差异:SH-CL38站位黄铁矿的Mn、Co、Ni、Mo和Sb含量相对于F站位含量高,可能是铁锰(氢)氧化物的还原性溶解导致的;而F站位黄铁矿的Cu、V、As和Cd含量相对于SH-CL38站位高,可能是受到有机质矿化作用的影响。黄铁矿颗粒的Ca和Mg含量表明F站位的甲烷渗漏条件下由于优先沉淀了低Mg高Ca的自生方解石,导致后期沉淀的黄铁矿具有高Mg低Ca特征。2种不同沉积环境中黄铁矿的形貌特征和微量元素含量的差异表明黄铁矿的矿物学和地球化学特征可以用来识别甲烷渗漏。

关键词：南海黄铁矿微晶形貌原位微区分析成因机制激光剥蚀电感耦合等离子体质谱

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