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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

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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山东半岛全新世近岸泥质区沉积过程与沉积记录

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古地理学报 2022年第1期24卷 164-179页

作者：谷玉刘喜停吴晓王爱美毕乃双王厚杰中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛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

中国东部陆架边缘海发育多个全新世泥质区,是研究古海洋和古气候的理想区域。本研究从现代沉积过程和全新世沉积记录的视角,对山东半岛近岸泥质区的前人研究结果进行总结梳理,为后续相关研究提供参考。山东半岛近岸泥质区位于山东半岛沿... 详细信息

中国东部陆架边缘海发育多个全新世泥质区,是研究古海洋和古气候的理想区域。本研究从现代沉积过程和全新世沉积记录的视角,对山东半岛近岸泥质区的前人研究结果进行总结梳理,为后续相关研究提供参考。山东半岛近岸泥质区位于山东半岛沿岸,主要是来自黄河的沉积物在沿岸流、上升流、潮汐等相互作用下沉积而成,呈现独特的“Ω”形沉积模式。山东半岛近岸泥质区形成于全新世,物质来源主要是黄河,近岸侵蚀和当地小河流也贡献一定的物质来源。山东半岛近岸泥质区的形成和演化与古海洋条件、海平面升降、内陆古气候演变等多种因素有关,蕴藏着丰富的环境演化信息。山东半岛近岸泥质区沉积能够快速记录东亚季风的演变,其较高的沉积速率为研究黄河流域的古气候和古生态演化提供高分辨率的材料,可为预测未来全球变化背景下黄河流域的发展趋势提供参考。虽然前人对现代沉积过程进行了大量工作,但仍需加强现代观测和数值模拟等方面的工作,为更好地重建研究区的沉积动力过程提供数据和理论支撑。此外,该区在长时间尺度上的沉积物和有机质的沉积过程对古海洋和古气候的响应机制也亟待开展研究。

关键词：山东半岛泥质区沉积过程沉积环境古气候古海洋学全新世

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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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格宾堤防边坡动态水头下的浸润过程及稳定全状态函数

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安全与环境学报 2023年第8期23卷 2730-2741页

作者：蒋秀姿朱宪明董辉杨贞贞罗正东湘潭大学土木工程学院湖南湘潭411105 中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛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266061 中建中东有限责任公司阿联酋迪拜063932

格宾支挡在堤防工程中起重要支护作用,长期水位变化使其出现安全性计算模糊等问题。为此,通过室内模型试验及数值模拟,对格宾支挡边坡动水浸润过程及稳定状态进行了研究。结果表明:1)格宾支挡边坡的动态水位浸润主方向表现为由坡脚向坡... 详细信息

格宾支挡在堤防工程中起重要支护作用,长期水位变化使其出现安全性计算模糊等问题。为此,通过室内模型试验及数值模拟,对格宾支挡边坡动水浸润过程及稳定状态进行了研究。结果表明:1)格宾支挡边坡的动态水位浸润主方向表现为由坡脚向坡体内的分散辐射状,区别于素土边坡的圆弧形,且平均浸润速度仅为后者的0.3~0.5倍;2)格宾结构与坡体耦合稳定性好,动态浸润过程中无超孔隙水压和基底绕流现象;3)建立了4种工况下动水浸润边坡的稳定全状态函数,发现格宾支挡边坡(有格宾有基岩)稳定性系数随水位变化幅度最小。研究结果明晰了动水条件格宾挡墙边坡稳定性变化的浸润特征,为堤防边坡工程的施工设计及运行监控提供了理论指导。

关键词：安全工程格宾挡墙堤防边坡动态水头浸润过程稳定全状态函数

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西太平洋卡罗琳洋底高原俯冲系统的构造特征与钻探建议

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海洋地质与第四纪地质 2022年第5期42卷 178-186页

作者：董冬冬张正一范建柯李翠琳张广旭杨柳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 中国科学院海洋大科学研究中心青岛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266237 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿床资源评价与探测技术功能实验室青岛266237 中国科学院大学北京100049

洋底高原的形成与演化过程是近年来海洋地质学关注的重点科学问题之一。卡罗琳洋底高原位于西太平洋雅浦海域,其构造演化独具特色,经历了热点火山作用、俯冲碰撞和裂解等多个地质事件,为洋底高原的研究提供了关键案例。目前对卡罗琳洋... 详细信息

洋底高原的形成与演化过程是近年来海洋地质学关注的重点科学问题之一。卡罗琳洋底高原位于西太平洋雅浦海域,其构造演化独具特色,经历了热点火山作用、俯冲碰撞和裂解等多个地质事件,为洋底高原的研究提供了关键案例。目前对卡罗琳洋底高原演化过程的认识尚未完全明晰,未来研究可聚焦4个方面:(1)卡罗琳洋底高原北部正常洋壳年龄的厘定,揭示卡罗琳板块-太平洋板块边界的位置与形态;(2)结合钻井、地震地层学研究,建立地层年代框架,识别区域构造事件的发生时间与影响范围;(3)揭示索罗尔海槽岩石圈的张裂阶段及新洋壳是否形成;(4)阐明卡罗琳洋底高原俯冲前缘挠曲断裂带地壳的性质与年龄。近年来,我国十分重视卡罗琳海域的地质和地球物理调查研究,并有望开展大洋钻探计划。本文在前期工作的基础上提出了雅浦海域大洋钻探站位选取建议,希望可以解决以上关键科学问题,为全球洋底高原的形成演化研究贡献中国智慧。

关键词：洋底高原板块边界大洋钻探地球物理索罗尔海槽雅浦海沟

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海洋沉积物孔隙水中痕量金属元素的测试分析方法

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海洋与湖沼 2022年第5期53卷 1079-1088页

作者：王小静刘洪娜任艺君武鸿达张颖刘季花李力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

孔隙水是沉积物-海水界面链接沉积物颗粒和上覆水体的一个重要过渡相态,针对其研究可更好地了解痕量金属在固-液界面的早期成岩过程。近年来,针对孔隙水中痕量元素研究的方法较为匮乏,为此建立了一种分析测定海洋沉积物孔隙水中7种痕量... 详细信息

孔隙水是沉积物-海水界面链接沉积物颗粒和上覆水体的一个重要过渡相态,针对其研究可更好地了解痕量金属在固-液界面的早期成岩过程。近年来,针对孔隙水中痕量元素研究的方法较为匮乏,为此建立了一种分析测定海洋沉积物孔隙水中7种痕量金属元素(Mn、Cu、Zn、Ni、Cd、Co、Pb)的方法,该方法使用Nobias PA1树脂进行富集分离,再使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)进行测试,可针对孔隙水中的痕量金属元素进行准确分析。通过实验结果发现该方法最优实验条件为:Nobias PA1树脂富集时的pH值为5.5~6.0,洗脱酸浓度为1.3 mol/L硝酸,体积为1 mL。同时,样品需进行紫外消解4 h以上以分解有机络合物,该消解步骤对Cu和Co这两种元素尤其重要。该方法通过加标回收获得Mn、Cu、Ni、Co和Pb的回收率在92%~100%,Zn和Cd的回收率分别为72%和82%;Mn、Cu、Zn、Ni的方法检出限范围为0.03~0.53 nmol/L,Cd、Co、Pb的方法检出限范围为2.66×10^(-3)~8.60×10^(-3)nmol/L,满足孔隙水中痕量金属浓度的测试需求。同时,根据检出限计算的结果显示,孔隙水样品只需1 mL,即可应用该方法进行测试。应用该方法测试了一根采集于北黄海中部沉积物短柱的孔隙水样品,测试结果显示其垂相分布合理、较符合早期成岩过程规律。此研究为分析海洋沉积物孔隙水中痕量金属元素提供了一种准确而简便的方法。

关键词：小体积孔隙水 Nobias PA1树脂痕量金属元素

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柴达木盆地英东地区大地热流及影响因素

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地球科学 2023年第3期48卷 1002-1013页

作者：邹开真庞玉茂陈琰赵健周飞朱军郭兴伟段立锋韩昕泽中国石油青海油田分公司勘探开发研究院甘肃敦煌736202 山东科技大学山东省沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室山东青岛266859 青岛海洋科学与技术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266237 青岛海洋地质研究所山东青岛266237

英雄岭构造带是柴达木盆地油气最为富集的地区之一,地温场对油气成藏过程有重要影响,也是油田开发工程实施的重要参考.利用试油静温数据,结合激光扫描法开展岩心热导率及放射性生热测试,对研究区地温场进行了研究.英东地区地温梯度为31.... 详细信息

英雄岭构造带是柴达木盆地油气最为富集的地区之一,地温场对油气成藏过程有重要影响,也是油田开发工程实施的重要参考.利用试油静温数据,结合激光扫描法开展岩心热导率及放射性生热测试,对研究区地温场进行了研究.英东地区地温梯度为31.8~35.3℃/km,平均为33.6℃/km,新近系热导率为1.8~2.4W/m/K,平均为2.07W/m/K,大地热流值为65~74mW/m^(2),平均为69mW/m^(2).热流呈“西高东低”特征,昆北、南翼山及一里坪等地热流值超过65mW/m^(2),而阿尔金山前、冷湖构造带及涩北等地较低,咸水泉和冷湖等地普遍低于50mW/m^(2).新近系实测平均生热率为2.84μW/m^(3),对热流的贡献约20%.研究区具有“热壳温幔”特征,其影响因素包括地壳放射性生热、蚀源区高U中酸性侵入岩、印度板块汇聚引起的构造热及热岩石圈厚度较薄等.

关键词：柴达木盆地英东地区地温梯度热导率放射性生热大地热流石油地质

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黄河三角洲极端风暴诱发地质灾害研究进展及对策

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海洋地质前沿 2022年第11期38卷 28-39页

作者：刘晓磊张淑玉郑杰文贾永刚中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100 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

受全球气候变化影响,河口三角洲及沿海地区极端风暴事件发生频率及其危害性不断加剧。风暴事件中海底沉积物在波浪荷载作用下产生压密固结、液化流变等动态响应,并伴随粒度成分、力学强度、结构分层等一系列海床工程地质性质的变化,诱... 详细信息

受全球气候变化影响,河口三角洲及沿海地区极端风暴事件发生频率及其危害性不断加剧。风暴事件中海底沉积物在波浪荷载作用下产生压密固结、液化流变等动态响应,并伴随粒度成分、力学强度、结构分层等一系列海床工程地质性质的变化,诱发侵蚀、滑坡等海洋地质灾害,严重影响海洋资源开发工程及生态环境安全。黄河三角洲特殊的地理位置、气候特点和沉积特性,决定了其成为我国海洋地质灾害最多发的地区之一,是开展极端风暴事件下地质灾害机理与防控研究的理想试验场。近年来,海洋工程地质领域围绕风暴水动力-海底沉积物相互作用与致灾机理开展了大量研究,特别在极端风暴诱发海床液化、侵蚀冲刷、变形滑动的灾害特征、机制与定量评价方面取得了重要创新性成果,为全球气候背景下的海洋工程地质评价和防灾减灾提供了理论指导。今后应进一步加强多学科交叉与产学研联合攻关,在海洋地质灾害链生机制、灾害综合监测预警技术、海洋工程灾害防控技术等方面力争突破,不断提升我国海洋地质灾害应对能力。

关键词：极端风暴事件海洋工程地质灾害防控黄河三角洲液化侵蚀冲刷变形滑动

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多接收电感耦合等离子体质谱仪测定沉积物中Cu和Zn同位素

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海洋学报 2022年第3期44卷 70-80页

作者：何连花刘季花张颖高晶晶朱爱美汪虹敏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

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成。采用大孔径阴离子交换树脂AG MP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01%HF+0.001%H_(2)O_(2)、2 mol/L HCl+0.... 详细信息

本文介绍了海洋沉积物中Cu和Zn同位素的化学预处理及测定方法,报道了冲绳海槽20件表层沉积物和5件柱状沉积物样品的Cu和Zn同位素组成。采用大孔径阴离子交换树脂AG MP-1M,分别以8.2 mol/L HCl+0.01%HF+0.001%H_(2)O_(2)、2 mol/L HCl+0.001%H_(2)O_(2)和0.5 mol/L HNO_(3)作为淋洗液,能有效分离海洋沉积物中的基质元素和Cu、Zn元素,且Cu和Zn的回收率均接近100%。以内标法和标准-样品-标准法联合校正多接收电感耦合等离子体质谱仪的质量歧视,δ^(65)Cu和δ^(66)Zn的分析精度分别为0.11‰和0.09‰(2SD)。冲绳海槽表层沉积物δ^(66)Zn分布范围为0.07‰~0.67‰,δ^(66)Zn平均值为0.31‰±0.32‰(2SD);δ^(65)Cu的分布范围为-2.26‰~-0.52‰,δ65Cu平均值为-1.21‰±0.55‰(2SD)。表层沉积物δ^(66)Zn和δ^(65)Cu分布范围较大,柱状沉积物样品δ^(66)Zn和δ^(65)Cu值随深度存在较显著变化。

关键词： Cu同位素 Zn同位素多接收电感耦合等离子体质谱海洋沉积物冲绳海槽

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北极东西伯利亚陆架表层沉积物汞的分布特征及其意义

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海洋地质与第四纪地质 2023年第1期43卷 49-60页

作者：张振虎姚政权胡利民 Anatolii Astakhov 邹建军刘焱光王昆山杨刚陈志华夏逸李秋玲冯晗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国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266237 中国海洋大学海洋地球科学学院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛266100 俄罗斯科学院远东分院太平洋海洋研究所符拉迪沃斯托克(海参崴)69004

全球变暖导致北极地区冻土退化、海冰消融、河流径流增加及海洋动力发生变化,这些因素连同日益增加的人类活动都影响北冰洋中汞的输入和运移。对取自北极东西伯利亚陆架的87个表层沉积物进行了汞含量测试与分析,发现沉积物中汞含量的分... 详细信息

全球变暖导致北极地区冻土退化、海冰消融、河流径流增加及海洋动力发生变化,这些因素连同日益增加的人类活动都影响北冰洋中汞的输入和运移。对取自北极东西伯利亚陆架的87个表层沉积物进行了汞含量测试与分析,发现沉积物中汞含量的分布有显著的空间差异性,可分为近岸低汞区(33 ng/g)、陆架中部汞含量中等区(58 ng/g)和北部深水高汞区(84ng/g)。总体来看,从近岸向外海,汞含量随水深的增大而升高。结合沉积物粒度、有机碳和比表面积等指标,发现东西伯利亚陆架沉积物中黏土含量与汞含量呈现正相关,显示了沉积物粒度对汞分布的控制作用。近岸由于受河流输入、海岸侵蚀和环流分选等因素的影响,沉积物粒径较粗,导致汞含量较低,而北部陆架深水区的细粒沉积物则吸附了更多的汞。在楚科奇海和拉普捷夫海,沉积汞含量和总有机碳含量有较强的正相关性,而在东西伯利亚海相关性较弱,这可能是因为东西伯利亚海的沉积有机碳来源相对更为复杂。基于沉积汞的富集因子指标,我们认为北极东西伯利亚陆架沉积汞的污染水平整体较低,受人类活动的影响相对较弱。

关键词：表层沉积物汞含量污染水平北极东西伯利亚陆架

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