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海洋地质与第四纪地质 2022年第4期42卷 135-145页

作者：黄子航肖媛媛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 中国科学院大学北京100049 青岛海洋科学与技术国家实验室青岛266061 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071

玻安岩为一类具有特殊地球化学性质的岩石,具有高SiO_(2)(>52%)、高MgO(>8%)和低TiO_(2)(<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... 详细信息

玻安岩为一类具有特殊地球化学性质的岩石,具有高SiO_(2)(>52%)、高MgO(>8%)和低TiO_(2)(<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。

关键词：玻安岩俯冲板块流体地球化学特征含水熔体俯冲带岩浆作用

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基于GEE和GIS的黄河三角洲面积多尺度时间序列分析

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海洋科学进展 2022年第1期40卷 90-101页

作者：苏志明孙永福宋玉鹏缪栋杰宋丙辉杜星自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 国家深海基地管理中心山东青岛266237 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266235 南京大学地理与海洋科学学院江苏南京210023

利用遥感大数据平台GEE(Google Earth Engine)和GIS(Geographic Information System)技术,结合1984—2018年水文和气象等资料,对黄河三角洲地区岸线变迁的时间序列变化进行趋势分析,并研究河口岸段面积与年输沙量、年径流量、黄河三角... 详细信息

利用遥感大数据平台GEE(Google Earth Engine)和GIS(Geographic Information System)技术,结合1984—2018年水文和气象等资料,对黄河三角洲地区岸线变迁的时间序列变化进行趋势分析,并研究河口岸段面积与年输沙量、年径流量、黄河三角洲年降水量的关系。分析结果表明,1984—2018年黄河三角洲总面积呈先增长后逐渐减少的趋势,转折点发生在1998年;莱州湾岸段和人工岸段面积因固岸工程的建设基本维持稳定;刁口河岸段面积呈下降趋势,主要由于黄河改道后失去水沙补给,同时受到海水动力作用侵蚀显著;河口岸段面积受输沙量、径流量和降水量影响,存在“后效”影响,面积呈增长趋势,但随着水沙补给的减少增长速度逐渐变缓。总体来说,入海泥沙量、径流量和降水量是影响黄河三角洲面积的重要因素,但随着人工海岸的增多以及源头水沙量减少等因素,黄河三角洲面积受非自然因素的影响越来越大。

关键词：黄河三角洲岸线变迁平均高潮线法小波分析水沙 Mann-Kendall趋势检验

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深海多金属结核开采潜在工程地质环境影响研究进展

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工程地质学报 2021年第6期29卷 1676-1691页

作者：范智涵贾永刚滕秀英孙志文宋晓帅杨关王林森李博闻山东省海洋环境地质工程重点实验室中国海洋大学青岛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青岛266061

深海多金属结核广泛分布于全球海底,资源储量丰富、开采潜力巨大。自20世纪60年代,围绕深海多金属结核开采提出了连续链斗式、穿梭艇式、管道提升式等的采矿方式,目前研究中多以管道提升式研究为主。将赋存在海床沉积物表面的多金属结... 详细信息

深海多金属结核广泛分布于全球海底,资源储量丰富、开采潜力巨大。自20世纪60年代,围绕深海多金属结核开采提出了连续链斗式、穿梭艇式、管道提升式等的采矿方式,目前研究中多以管道提升式研究为主。将赋存在海床沉积物表面的多金属结核开采出来必然会引起表层沉积物的扰动,从而影响海水化学性质及海洋生物活性。国内外学者围绕深海多金属结核开采,从结核的资源储量、矿区工程地质条件、开采技术、环境影响等方面展开了诸多研究。基于国内外大量文献资料,着重整理了深海多金属结核富集区CC区(东太平洋的克拉里昂—克里帕顿断裂带之间的海底区域)的研究进展。针对以管道提升式开采方式开采深海多金属结核产生的潜在工程地质环境影响得到以下几点认识:(1)结核开采过程中对表层沉积物产生扰动致使沉积物发生再悬浮,再悬浮颗粒浓度是影响海水化学性质、海洋生物活性的主要原因;(2)矿区表层沉积物的工程地质性质是深海多金属结核开采过程中生态环境影响程度的关键控制因素,其决定了结核开采时沉积物再悬浮的质量、空间分布特征;(3)目前多金属结核开采的环境影响评价多基于对生物群落的影响程度进行定性的评价,尚未有基于沉积物工程地质性质变化、再悬浮沉积物时空分布规律进行的环境影响评价,未来深海多金属结核开采环境工程地质影响定量评价系统有待建立。以上认识对于深入了解多金属结核开采研究现状、工程地质环境影响特征、监测环境影响内容有重要意义。

关键词：深海多金属结核海底采矿工程地质条件环境影响监测与评价

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气体水合物生成实验过程动态监测:一种新的ERT方法及其效果分析

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现代地质 2022年第1期36卷 193-201页

作者：刘洋陈强邹长春赵金环彭诚孙建业刘昌岭伍操为中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 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山东青岛266071 青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室山东青岛266071

现阶段适用于天然气水合物资源开采过程获得其空间分布变化的现场监测技术仍不完善。以电阻率层析成像(ERT)技术为基础,研发一套新的ERT阵列(由两组平行的垂向电极组合而成,每组阵列有24个环形电极)应用于水合物储层动态变化监测模拟实... 详细信息

现阶段适用于天然气水合物资源开采过程获得其空间分布变化的现场监测技术仍不完善。以电阻率层析成像(ERT)技术为基础,研发一套新的ERT阵列(由两组平行的垂向电极组合而成,每组阵列有24个环形电极)应用于水合物储层动态变化监测模拟实验。通过开展物理模拟实验,采用新的ERT方法对水合物生成过程进行了动态监测,并分析了动态监测方法的应用效果。通过对实验数据统计分析,92%的数据标准偏差小于5%,证实该装置获取的电学数据资料具有较高质量。通过对高阻介质模拟实验,发现温度压力条件的变化对ERT监测结果影响较小,成像结果显示饱含3.5%NaCl溶液的沉积物电阻率约为1Ω·m与阿尔奇公式计算所得电阻率基本一致,验证了其具有较高的适用性。新的ERT方法有效地监测了水合物生成过程中电阻率变化,平均电阻率随着水合物的生成从0.95Ω·m增大至1.95Ω·m并观察到"爬壁效应",证明其在水合物监测中具有良好的应用效果,并有助于实现对水合物饱和度空间分布的动态监测。研究成果为开展实验室内水合物生成和分解过程演化研究提供了方法和技术支持,也有助于研发现场天然气水合物储层动态变化监测技术和设备。

关键词：天然气水合物电阻率层析成像物理实验模拟动态监测

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渤海浮游植物群落结构的季节变化及其环境影响因子研究

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海洋环境科学 2023年第6期42卷 864-875页

作者：方素云王毅波胡晓珂中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003 河北科技师范学院海洋科学研究中心河北秦皇岛066004 河北省海洋动力过程与资源环境重点实验室河北秦皇岛066004 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室山东青岛266237 中国科学院大学北京100049

浮游植物在海洋生态系统中发挥着重要作用,浮游植物群落变化可以反映海洋环境的变化。渤海海域受人类活动影响剧烈,水体富营养化及赤潮问题日趋严重。本研究以渤海中部(37°70′-39°70′N,119°00′-121°51′E)为研... 详细信息

浮游植物在海洋生态系统中发挥着重要作用,浮游植物群落变化可以反映海洋环境的变化。渤海海域受人类活动影响剧烈,水体富营养化及赤潮问题日趋严重。本研究以渤海中部(37°70′-39°70′N,119°00′-121°51′E)为研究海域,于2016年12月和2017年2月、5月、9月采集浮游植物样品,对浮游植物物种组成、丰度、优势种及群落多样性等进行了研究。此次调查共确定浮游植物3门68属131种,具体为硅藻46属90种,甲藻19属37种,金藻3属4种。该海区的浮游植物群落结构和优势物种显示了一定的季节演替特征,冬季、春季和夏季硅藻占优,秋季硅藻和甲藻联合占优。与历史同期资料对比发现,具槽帕拉藻(Paralia sulcata)和圆筛藻属(Coscinodiscus)仍为该海域主要优势种,但某些硅藻类群如细线条月形藻(Amphora lineolata)、新月柱鞘藻(Cylindrotheca closterium)和圆海链藻(Thalassiosira rotula)优势度有所提高。营养盐的浓度和结构是渤海浮游植物群落结构差异的重要影响因子。本研究有助于了解渤海的生物多样性,可为渤海海域的生态环境保护和评价提供一定的参考。

关键词：渤海中部浮游植物优势物种群落结构环境因子

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秦皇岛海岸带地下水重金属特征及健康风险评价

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环境化学 2021年第4期40卷 1157-1166页

作者：王贞岩王姝付腾飞高宗军徐兴永苏乔刘文全陈广泉山东科技大学地球科学与工程学院青岛266590 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质重点实验室青岛266061 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青岛266061

地下水作为海岸带地区重要的饮用水源,其水质与人类健康息息相关,因此研究海岸带地下水水质有重要的现实意义.本次研究于秦皇岛海岸带地区采集了25个地下水样品,并对其重金属(As、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn、Pb)含量进行了测试,并以测试结果... 详细信息

地下水作为海岸带地区重要的饮用水源,其水质与人类健康息息相关,因此研究海岸带地下水水质有重要的现实意义.本次研究于秦皇岛海岸带地区采集了25个地下水样品,并对其重金属(As、Cr、Cd、Ni、Cu、Zn、Pb)含量进行了测试,并以测试结果为基础进行了健康风险评价.结果表明,研究区地下水重金属含量均值从高到底排序为Zn>Cu>As>Ni>Pb>Cr>Cd.所有水样的重金属含量均低于地下水质量标准(GB/T 14847—2017)Ⅲ类水及WHO限值.地下水中的Cu、Zn主要来源于工业活动,Ni、Cd、Pb受工业活动和海水入侵的共同影响,As、Cr主要来源于矿物溶解.致癌重金属(As、Cd、Cr)产生的健康风险远超非致癌重金属(Zn、Cu、Ni、Pb).致癌重金属的健康风险排序为Cr>As>Cd,其中Cr和As的健康风险均值分别为4.73×10^(-6)a^(-1)和1.7×10^(-6) a^(-1),占比71.1%和25.5%,表明Cr和As是研究区地下水中值得关注的重金属.致癌重金属与非致癌重金属产生的健康风险均低于国际放射防护委员会和美国国家环境保护局的最大可接受水平.空间分布上,健康风险自昌黎县的2.86×10^(-5) a^(-1)向北逐渐降低到秦皇岛市的1.26×10^(-6) a^(-1).

关键词：秦皇岛海岸带地下水重金属健康风险评价

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156 ka以来西菲律宾海陆坡沉积物的定量源-汇过程及其碳循环效应

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海洋地质前沿 2022年第11期38卷 18-27页

作者：徐兆凯张骞月常凤鸣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 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266061 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071 中国科学院第四纪科学与全球变化卓越创新中心西安710061 中国科学院大学北京100049

通过对西菲律宾海大陆坡上MD06-3052岩芯沉积物中有机质稳定碳同位素组成(δ^(13)C_(org))的分析,结合该孔有机碳含量、总氮含量、沉积物不同组分通量以及陆源区风化剥蚀指标等数据,探讨了156 ka以来冰期-间冰期旋回中研究区有机质的定... 详细信息

通过对西菲律宾海大陆坡上MD06-3052岩芯沉积物中有机质稳定碳同位素组成(δ^(13)C_(org))的分析,结合该孔有机碳含量、总氮含量、沉积物不同组分通量以及陆源区风化剥蚀指标等数据,探讨了156 ka以来冰期-间冰期旋回中研究区有机质的定量源-汇过程、主控因素及其碳循环效应。结果表明:δ^(13)C_(org)值在−27.4‰~−18.6‰波动,平均值为−22.2‰,且呈现出冰期相对偏负而间冰期相对偏正的变化特征,有机质的具体来源包括海洋生物和陆地C3植物,在冰期和间冰期阶段分别以陆源(平均约为67%)和海源(平均约为83%)有机质的贡献为主。陆源有机碳含量和通量的变化趋势与总有机碳相应指标非常一致,均具有冰期高而间冰期低的特征,表明研究区冰期阶段有机碳通量增加的最主要原因是海平面下降所引起的大陆架出露及其上松散硅酸盐沉积物的强物理剥蚀作用。再结合热带西太平洋其他岩芯的相似记录,认为当时热带广泛出露大陆架上的强硅酸盐风化剥蚀作用及与其相伴随的高海底有机碳埋藏通量在大气CO_(2)浓度降低和全球变冷中有着非常重要的贡献。

关键词：西菲律宾海有机质来源海平面变化冰期-间冰期碳循环

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深海稀土资源勘查开发研究进展

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中国有色金属学报 2021年第10期31卷 2665-2681页

作者：黄牧石学法毕东杰于淼李力李佳张培萍张霄宇刘季花杨刚周天成朱爱美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 吉林大学材料与工程学院长春130012 浙江大学地球科学学院杭州310027

深海稀土是近10年来发现的一种富集中-重稀土元素的新型矿产资源,潜力巨大,可能成为最先开发的深海矿产之一。日本等国以太平洋为重点,开展了深海稀土资源勘查研究及开发利用探索。我国率先在印度洋、太平洋等国际海域发现了大面积富稀... 详细信息

深海稀土是近10年来发现的一种富集中-重稀土元素的新型矿产资源,潜力巨大,可能成为最先开发的深海矿产之一。日本等国以太平洋为重点,开展了深海稀土资源勘查研究及开发利用探索。我国率先在印度洋、太平洋等国际海域发现了大面积富稀土沉积区,并初步划分了四个深海稀土成矿带。目前深海稀土资源勘查主要采用的是沉积物重力(或重力活塞)岩心取样与浅地层调查相结合的技术方法,但是获取的岩心长度大多未穿透富集层底部边界,浅地层剖面难以精确识别富集层位,影响了深海稀土资源的勘查与评价。今后需要加强深海稀土资源勘查技术和设备的研发,形成集沉积物长岩心取样+高精度浅地层探测+沉积物元素海底原位测量于一体的勘查技术体系,深入研究不同空间尺度的稀土元素分布规律,为指导快速、准确寻找深海稀土"高品位、分布连续、少杂质"的优质富集区和开展稀土资源评价提供技术支撑,同时需加大深海稀土开发利用技术的研发力度。

关键词：深海稀土分布规律资源勘查开发利用技术研发研究开发

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宽拖多源双传感器拖缆多方位采集与成像技术研究进展

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海洋地质与第四纪地质 2022年第4期42卷 194-206页

作者：张栋孙治雷张喜林吴能友骆迪耿威徐翠玲曹红自然资源部天然气水合物重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 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

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... 详细信息

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。

关键词：宽拖多源双传感器近偏移距全波场成像高分辨率

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祁连山冻土区多组分气体水合物形成过程实验研究

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海洋地质前沿 2022年第1期38卷 72-79页

作者：孟庆国刘昌岭李承峰郝锡荦自然资源部天然气水合物重点实验室中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛266237 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

祁连山冻土区天然气水合物气体组成复杂,储层裂隙发育,研究其形成过程对准确理解该区域天然气水合物的形成机制具有重要意义。基于祁连山冻土区水合物的气体组成配置了多组分气体,并对其在纯水、水合物矿区水及冻土岩芯介质体系中的水... 详细信息

祁连山冻土区天然气水合物气体组成复杂,储层裂隙发育,研究其形成过程对准确理解该区域天然气水合物的形成机制具有重要意义。基于祁连山冻土区水合物的气体组成配置了多组分气体,并对其在纯水、水合物矿区水及冻土岩芯介质体系中的水合过程进行了实验观测,获得了不同条件下多组分气体水合物的诱导时间及聚集形态特征,探讨了不同反应介质(水样盐度、沉积介质)对多组分气体水合物形成过程的影响。结果表明,冻土岩芯中多组分气体水合物的形成诱导时间较溶液体系更短,水合反应更快。多组分气体水合物呈现"松针状""发丝状""块体状"等多种形态,并优先在气液界面和反应釜内壁形成聚集,其形成过程呈现明显的"界面优势"特征,即冻土岩芯孔裂隙表面以及矿区水中悬浮颗粒为水合反应提供了除气液界面和反应釜壁外的"第三界面",有效加快了多组分气体水合物的形成过程。

关键词：多组分气体水合物生成过程诱导时间聚集形态祁连山冻土区

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