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海洋地质与第四纪地质 2023年第3期43卷 14-25页

作者：石学法李景瑞乔淑卿刘升发万世明杨守业自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 崂山实验室海洋地质过程与环境功能实验室/深海多学科交叉研究中心青岛266237 中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室青岛266071 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

近20年来,国际上对末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统的研究取得了重要进展。为及时跟踪研究前沿,并进一步为地球系统科学思想指导下东北印度洋源汇过程研究提供新思路,本文按照从源到汇的思路,从流域风化侵蚀、海洋沉积物... 详细信息

近20年来,国际上对末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统的研究取得了重要进展。为及时跟踪研究前沿,并进一步为地球系统科学思想指导下东北印度洋源汇过程研究提供新思路,本文按照从源到汇的思路,从流域风化侵蚀、海洋沉积物来源、沉积模式、源汇系统响应等几个方面总结了目前国内外最新研究进展,并指出了未来的主要突破方向。概括起来,主要取得如下认识:恒河-布拉马普特拉河流域尺度的物理侵蚀过程主要受控于季风气候变化,而化学风化过程与季风气候关系复杂,温度、降水、植被和冰川等因子在特定时期均可能起着重要的控制作用。孟加拉湾沉积物主要来自周边河流输入的流域风化产物,以恒河-布拉马普特拉河输入的青藏高原物质为主,同时也有部分来自印度半岛和缅甸的物质;末次盛冰期以来青藏高原源区物质贡献占据绝对优势(>70%),且整体变化不大,但各物源端元贡献比例在千年尺度上出现明显波动变化。孟加拉湾陆架发育典型的风暴控制型三角洲-陆架沉积,而底层浊流和表层环流作为孟加拉湾最重要的两个输运动力,对孟加拉湾深海扇沉积物组成和分布起着重要的控制作用。总体看来,末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统演化主要受印度夏季风和海平面变化控制。未来的研究应以地球系统科学思想为指导,加强海陆结合的现代沉积过程的长期连续观测,聚焦沉积记录中环境替代指标的精确解译,揭示流域风化过程对季风气候变化的响应机制;结合数值模拟和海洋大数据分析,预测快速全球变化背景下青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统的演化趋势及环境效应,同时加强与世界大陆边缘其他典型源汇系统的比较研究。

关键词：风化侵蚀沉积模式印度季风海平面源-汇系统青藏高原-孟加拉湾

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帕里西维拉海盆岩浆-构造过程及钻探建议

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海洋地质与第四纪地质 2022年第5期42卷 103-109页

作者：鄢全树袁龙石学法自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

揭示位于太平洋板块、欧亚板块与印澳板块之间的菲律宾海板块的地质演化是理解西太平洋沟-弧-盆体系形成演化的重要一环。隶属于菲律宾海板块的帕里西维拉海盆及其北侧的四国海盆,是菲律宾海板块发生第二次扩张的产物,记录了菲律宾海板... 详细信息

揭示位于太平洋板块、欧亚板块与印澳板块之间的菲律宾海板块的地质演化是理解西太平洋沟-弧-盆体系形成演化的重要一环。隶属于菲律宾海板块的帕里西维拉海盆及其北侧的四国海盆,是菲律宾海板块发生第二次扩张的产物,记录了菲律宾海板块生长、太平洋板块西向俯冲消减的过程及弧后扩张的重要信息。基于前人研究成果,综述了帕里西维拉海盆的地质与地球物理特征,并将其分为4个区域:东区、西区、南区及中央裂谷区。其中:(1)东区的沉积物较厚(最厚达3 500 m),地形较为平滑,未能识别出磁异常条带,基底熔岩具有类似于弧后盆地玄武岩的微量元素特征和印度洋型MORB(洋中脊玄武岩)的同位素特征。(2)西区的沉积物较薄,地形较为复杂,可识别出10-5D号磁异常条带,海底熔岩的特点类似于东区。(3)南区地形复杂,海山、裂谷、丘陵等海底组构相间分布,可进一步分为5个次级单元,无磁异常条带,其基底熔岩具有类似于N(正常)-MORB和IAB(岛弧玄武岩)之间的微量元素特征和印度洋型MORB的同位素特征。(4)裂谷区,沉积物较薄,广泛分布了拆离断层和核杂岩,水深较深(最深处超过7 500 m),该区域同时出露有肥沃型橄榄岩和难熔型橄榄岩。最后,本文建议了8个钻孔站位,以解决该海盆尚存的一些有关构造-岩浆过程、深部地幔过程、俯冲带过程及沉积古环境方面的重要的基础科学问题。

关键词：海底扩张核杂岩地幔源区性质俯冲过程帕里西维拉海盆

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南大洋南极带现代浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma(sinistral)钙化作用受控于海水温度而非海洋酸化

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中国科学：地球科学 2022年第11期52卷 2152-2165页

作者：宋茜薇秦秉斌唐正刘焱光陈志华郭景腾熊志方李铁刚自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237

浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma (sinistral)作为中高纬度海洋优势种,是当地碳酸钙(CaCO)生产的重要组成,然而关于该种钙化作用受控因素以及对未来海洋环境变化的可能响应方式却知之甚少.本研究基于优化的粒径标准化壳体重量(S... 详细信息

浮游有孔虫Neogloboquadrina pachyderma (sinistral)作为中高纬度海洋优势种,是当地碳酸钙(CaCO)生产的重要组成,然而关于该种钙化作用受控因素以及对未来海洋环境变化的可能响应方式却知之甚少.本研究基于优化的粒径标准化壳体重量(SNW)实验清洗方法,测试了南大洋南极带阿蒙森海、罗斯海和普里兹湾海区表层沉积物中N. pachyderma (sin.) SNW,在确认SNW并未受深海碳酸盐溶解作用影响的前提下,通过N. pachyderma(sin.) SNW来反映现代过程中该种的钙化程度.对比N. pachyderma (sin.) SNW与其所在钙化深度的温度、盐度、营养盐浓度以及碳酸盐系统等参数,发现200~250、250~300以及300~355μm粒径范围内N. pachyderma (sin.)SNW均与海水温度高度相关,海水温度每上升1℃, SNW增加约30%.这一结果表明现代南大洋南极带N. pachyderma (sin.)钙化作用主要受温度控制,而不是海洋酸化等其他环境要素.钙化生成CaCO过程将向大气释放CO,因此推断在全球变暖的气候背景下,南大洋南极带N. pachyderma (sin.)钙化增强将减弱海洋碳汇效应,形成全球变暖的正反馈.

关键词：浮游有孔虫SNW 超声清洗 CaCO3生产海洋碳循环气候变化

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岩石磁学方法在海洋样品研究中的多解性讨论

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地球物理学报 2024年第5期67卷 1891-1912页

作者：张强刘双迟刘建兴刘传周李金华刘青松中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室北京100029 南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055

岩石磁学是研究自然以及人工合成磁性矿物性质变化的应用型学科.海底岩石和海洋沉积物等海洋样品中含有不同成因及来源的磁性矿物.这些磁性矿物蕴含了全球气候变化、微生物矿化、地球动力学演化等关键地质信息.岩石磁学可以快速解析这... 详细信息

岩石磁学是研究自然以及人工合成磁性矿物性质变化的应用型学科.海底岩石和海洋沉积物等海洋样品中含有不同成因及来源的磁性矿物.这些磁性矿物蕴含了全球气候变化、微生物矿化、地球动力学演化等关键地质信息.岩石磁学可以快速解析这些海洋样品中磁性矿物种类、含量、磁畴等特征的变化,为提取相关地质演化信息提供丰富的指标记录.然而,由于磁性矿物循环和海洋内部过程的固有复杂性,岩石磁学参数解译在海洋样品研究中存在多解性,在一定程度上制约了相关地质信息的深入解读.解决这一问题的关键在于对样品中载磁矿物的准确识别和量化.为此,本文首先简述了海洋样品中主要的磁性矿物类型,随后系统论述了应用岩石磁学方法评估海洋样品磁性矿物种类、含量以及磁畴状态等方面的多解性和注意事项.本文同时对岩石磁学的局限性、新兴技术和未来研究思路进行了展望.

关键词：岩石磁学磁性矿物海洋地质海洋科学参数多解性

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质子旋进式海洋地磁日变站的设计与实现

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海洋科学进展 2020年第3期38卷 446-454页

作者：李先锋郑彦鹏华清峰刘凯马龙张林清自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061

目前国内在深远海地磁测量中普遍采用潜标加挂磁力仪的作业方式测量地磁日变,针对其布放、回收操作复杂且劳动强度大的缺点,设计了一套新的一体化便携式质子旋进式海洋地磁日变站。基于质子旋进式地磁测量的工作原理,采用多周期同步测... 详细信息

目前国内在深远海地磁测量中普遍采用潜标加挂磁力仪的作业方式测量地磁日变,针对其布放、回收操作复杂且劳动强度大的缺点,设计了一套新的一体化便携式质子旋进式海洋地磁日变站。基于质子旋进式地磁测量的工作原理,采用多周期同步测量法和线性插值的过零数频算法提高了拉莫尔旋进信号的测频精度;在现有声学释放系统的基础上对声学应答和释放过程进行了改进,采用Goertzel算法提高了声学释放信号频率检测的计算效率和可靠性;将研制的仪器与国际商用仪器进行了陆地对比测试和海上实验。结果表明,研制的海洋地磁日变站性能指标满足海洋地磁测量数据的日变改正精度要求,可靠性高,而且海上操作便捷,可替代传统的海洋地磁日变测量的作业方式。

关键词：海洋地磁日变站一体化质子旋进式原理海洋地磁测量

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太平洋富稀土深海沉积物标准物质研制

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岩矿测试 2024年第1期43卷 189-199页

作者：朱爱美石学法刘季花汪虹敏王小静白亚之崔菁菁自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 山东省深海矿产资源开发重点实验室山东青岛266061

深海稀土被认为是继多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物之后发现的第四种深海矿产资源,以富含中-重稀土元素为显著特征。中国目前深海沉积物标准物质数量较少,不成系列,而且现有海洋沉积物标准物质中稀土元素总量最高为475.9μg/g,远... 详细信息

深海稀土被认为是继多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物之后发现的第四种深海矿产资源,以富含中-重稀土元素为显著特征。中国目前深海沉积物标准物质数量较少,不成系列,而且现有海洋沉积物标准物质中稀土元素总量最高为475.9μg/g,远未达到富稀土深海沉积物中的稀土元素总量(>1000μg/g)。目前国内外尚未有富稀土深海沉积物成分分析标准物质,为满足深海稀土资源勘查需要,本文报道了国家一级标准物质太平洋富稀土深海沉积物(GBW07590)研制过程。该标准物质候选物实物样品采集自4300m东南太平洋海底,经过自然风干、粉碎、混匀和灭活加工制备后,对沉积物成分进行均匀性和稳定性检验,各成分统计结果显示样品具有良好的均匀性和稳定性。国内外11家实验室采用多种分析方法对该标准物质的62种成分进行定值,确定各项成分的标准值和不确定度,稀土总量达到2103μg/g。该标准物质的研制进一步丰富了国内外深海沉积物标准物质品类,为科学研究、深海资源开发评价和地球化学分析测试等提供科技支撑。

关键词：富稀土深海沉积物标准物质定值不确定度

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楚科奇海北部浅地层结构对古冰川活动的指示

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海洋科学进展 2021年第3期39卷 393-402页

作者：李官保周庆杰华清峰王景强刘晨光刘保华自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 国家深海基地管理中心山东青岛266237

北极周边陆架海域第四纪时期曾多次受到冰川活动的影响,但楚科奇海作为北极陆架海之一,其第四纪古冰川活动的存在尚需要更多数据的支持。本文利用2019年中国第十次北极科学考察中获取的楚科奇海北部的陆架和陆坡上700余km的高分辨率浅... 详细信息

北极周边陆架海域第四纪时期曾多次受到冰川活动的影响,但楚科奇海作为北极陆架海之一,其第四纪古冰川活动的存在尚需要更多数据的支持。本文利用2019年中国第十次北极科学考察中获取的楚科奇海北部的陆架和陆坡上700余km的高分辨率浅地层剖面数据,在剖面上识别出了冰川接地带楔状体、冰成碎屑流沉积、冰下混杂沉积和冰下水流沉积等多种类型的冰成沉积结构,可知研究区曾受到古冰川作用的影响。陆架坡折处被半远洋沉积隔开的上下两套接地带楔状体、隆起东南宽海槽中冰成混杂沉积中的层状泥质透镜体都指示研究区存在不止一期古冰川活动,且均曾扩展到楚科奇陆架边缘。

关键词：浅地层剖面古冰川地层结构楚科奇海北极

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海底地震仪浅海广角探测的数据特征与噪声组合压制——以南黄海OBS2016测线为例

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地球物理学报 2020年第6期63卷 2415-2433页

作者：赵维娜张训华王惠刚陈珊珊吴志强郝天珧郑彦鹏刘凯西北工业大学青岛研究院青岛266200 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237 青岛海洋地质研究所青岛266071 西北工业大学航海学院西安710072 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 自然资源部第一海洋研究所海洋地质与成矿作用重点实验室青岛266061

2016年6月在南黄海海域实施了海底地震仪(OBS)的二维深地震探测.本文详细分析了在该次地震探测中获得的浅水水域OBS数据的特征,提出了噪声的组合压制方法.研究表明,浅海水域的OBS数据在系统时间、能量及子波等方面存在明显差异,海底多... 详细信息

2016年6月在南黄海海域实施了海底地震仪(OBS)的二维深地震探测.本文详细分析了在该次地震探测中获得的浅水水域OBS数据的特征,提出了噪声的组合压制方法.研究表明,浅海水域的OBS数据在系统时间、能量及子波等方面存在明显差异,海底多次波干扰严重、有效频段中陷波问题突出,原始台站记录信噪比低、品质差、大炮检距的有效震相难以识别和拾取.本文提出的噪声组合压制处理技术与流程,主要由基于统计子波反褶积的子波整形、基于多项式插值的t-x域线性噪声压制和采用自动搜索的海底多次波压制等三部分组成.净化处理之后,反射/折射震相的波组特征清晰,信噪比得到有效改善与较大提高,可识别震相的范围较常规处理平均扩大60%以上.本文完善了浅水区OBS数据处理的步骤与流程,将为后续地壳结构研究提供可靠的基础数据,可更好的服务于地壳深地震及油气资源的探测.

关键词：海底地震仪广角地震噪声组合压制浅海南黄海

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我国深海矿产研究:进展与发现(2011—2020)

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矿物岩石地球化学通报 2021年第2期40卷 305-318页

作者：石学法符亚洲李兵黄牧任向文刘季花于淼李传顺自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266037 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550002

深海矿产是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大潜在战略矿产资源,近十年我国在该领域的研究取得了重要进展。在太平洋国际海底区域申请到2块多金属结核勘探区、1块富钴结壳勘探区,在西南印度洋中脊申请到1块多金属硫化物勘探区。研... 详细信息

深海矿产是地球上尚未被人类充分认识和利用的最大潜在战略矿产资源,近十年我国在该领域的研究取得了重要进展。在太平洋国际海底区域申请到2块多金属结核勘探区、1块富钴结壳勘探区,在西南印度洋中脊申请到1块多金属硫化物勘探区。研究阐明了我国多金属结核和富钴结壳勘探区小尺度成矿规律,揭示了其成矿作用过程及古海洋古气候记录,探讨了关键金属元素富集机制。在西南印度洋、西北印度洋和南大西洋中脊发现了多处热液区,阐述了其成矿作用及控制因素,建立了超慢速扩洋中脊热液循环模型,探讨了拆离断层型热液成矿系统的成矿机制。在太平洋和印度洋划分了4个深海稀土成矿带,在中印度洋海盆、东南太平洋和西太平洋深海盆地发现了大面积富稀土沉积区,初步揭示了深海稀土的富集特征、分布规律、赋存状态和成矿机理。今后在继续加大深海矿产资源调查研究的同时,应聚焦深海关键金属成矿作用研究。

关键词：深海矿产勘探合同区成矿作用研究进展

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海峡沉积研究进展

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古地理学报 2022年第6期24卷 1058-1071页

作者：单新李顺利石学法谭程鹏自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 中国地质大学(北京)能源学院北京100083 中国科学院地质与地球物理研究所新生代地质与环境重点实验室北京100029

海峡是不同于三角洲、陆架的一类独特沉积环境,具有特殊的沉积作用组合。海峡的形态多样,长度为几千米至数百千米,深度为几十米至上千米;海峡由狭窄区域向两端逐渐过渡为相对开阔海区,开阔海区大多深度相比海峡更深;海峡的狭窄区域横截... 详细信息

海峡是不同于三角洲、陆架的一类独特沉积环境,具有特殊的沉积作用组合。海峡的形态多样,长度为几千米至数百千米,深度为几十米至上千米;海峡由狭窄区域向两端逐渐过渡为相对开阔海区,开阔海区大多深度相比海峡更深;海峡的狭窄区域横截面积小、流体流速最大,通常以侵蚀地貌为特征;流体流经狭窄区域后,由于海峡横截面积增加,导致流速向两端开阔海区域锐减,并表现为沉积地貌。浅水海峡通常以潮流为最主要的沉积作用,其他的沉积物搬运方式包括单向的海流和重力流;深水海峡则以海流和重力流为主。海峡高能区沉积以砾石滞留和发育交错层理为特征,低能区表现为泥质沉积并发育流水砂纹;在低海平面时期,暴露的浅水海峡以河流沉积作用为主;海平面上升过程中,河流逐渐演化为三角洲/河口湾、海湾和贯通的海峡。

关键词：海峡沉积沉积环境潮流海流重力流

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