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第十四届中国包头·稀土产业论坛、中国稀土学会2022学术年会

作者：胡倩男李传顺杨宝菊石学法宋召军刘季花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海洋地质与成矿作用重点实验室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

本研究对南大西洋中脊12°S-30°S范围的太极、采蘩、洵美热液区共六个表层含金属沉积物及凯风海山区一个正常表层沉积物进行粘土粒级(<2μm)稀土元素组成特征分析。粘土粒级X射线衍射分析表明,正常沉积物主要由绿泥石组成,... 详细信息

本研究对南大西洋中脊12°S-30°S范围的太极、采蘩、洵美热液区共六个表层含金属沉积物及凯风海山区一个正常表层沉积物进行粘土粒级(<2μm)稀土元素组成特征分析。粘土粒级X射线衍射分析表明,正常沉积物主要由绿泥石组成,含有少量蒙脱石;太极区粘土矿物主要为绿泥石;采蘩区主要由针铁矿组成,偶见蒙脱石;洵美区与采蘩区沉积物组成类似,个别沉积物含有黄钾铁矾。含金属沉积物总稀土含量在5.85-108.28 ppm之间,球粒陨石标准化δEu在0.78-4.85之间,δCe在0.38-0.81之间。正常沉积物总稀土含量为53.48 ppm,球粒陨石标准化δEu为1.01,δCe为0.98。含金属沉积物与正常沉积物相比,采蘩热液区三个样品均具有显著的正Eu异常特点,部分样品还具有负Ce异常特征,其稀土配分模式与热液硫化物类似,反映此研究区含金属沉积物稀土元素是受热液硫化物和海水共同作用的结果。太极与洵美热液区没有正Eu异常表明主要受热液粘土矿物而非硫化物影响。此外,洵美热液区稀土配分模式具有显著的负Ce异常,表明样品受海水影响较显著。太极热液区样品无或弱Ce负异常但有显著的负Eu异常,与深海红粘土稀土配分模式类似,反映太极区沉积物样品受热液活动影响较弱,但是相比红粘土沉积物富集重稀土元素,绿泥石主要受低温热液蚀变作用产生,推测其产生过程中可以优先清扫出母岩中重稀土元素,从而使该区沉积物相比红粘土具有重稀土富集的特点。

关键词：粘土矿物稀土元素南大西洋中脊

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末次冰盛期以来冲绳海槽古海洋环境研究进展

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第四纪研究 2020年第6期40卷 1577-1587页

作者：何炽鹏李冬玲李正沙龙滨翟滨汤佳冰李显富宁波大学地理与空间信息技术系浙江宁波315211 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 自然资源部天然气水合物重点实验室青岛海洋地质研究所山东青岛266071 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

冲绳海槽处于东海与西太平洋边缘的交界处,不仅对全球气候变化响应敏感,其环境变化也影响着东亚边缘海,乃至东亚大陆的环境,是研究古海洋环境的理想区域。该区域的古海洋环境研究多集中于末次冰盛期以来,因此本文以冲绳海槽为主体,总结... 详细信息

冲绳海槽处于东海与西太平洋边缘的交界处,不仅对全球气候变化响应敏感,其环境变化也影响着东亚边缘海,乃至东亚大陆的环境,是研究古海洋环境的理想区域。该区域的古海洋环境研究多集中于末次冰盛期以来,因此本文以冲绳海槽为主体,总结了该区域末次冰盛期以来古海洋环境变化的相关研究,主要包括3个方面:古海平面、温度和盐度等;沉积物来源及其演化;黑潮及其对海洋环境的影响。该区域末次冰盛期以来的环境变化可大致分为,主要由海平面控制为主的末次冰盛期-早全新世和由黑潮、季风等因素控制的早全新世-现代两个主要的阶段。沉积物主要来自古黄河、长江、日本、台湾岛以及火山喷发物质等,但不同区域、不同时间的物质来源存在差异。另外,黑潮是该区域最主要的海流,其路径和强度末次冰盛期以来经历多次变化,并对其他海洋环境要素产生重大的影响。综合上述研究,提出未来应该系统建立冲绳海槽海洋环境演化历史、加强黑潮对周边流系的影响和陆源物质源-汇过程的系统研究。

关键词：冲绳海槽末次冰盛期古海洋

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深拖式多道高分辨率地震探测系统在南海首次应用

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石油地球物理勘探 2020年第5期55卷 965-972,930页

作者：魏峥嵘裴彦良刘保华长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710046 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国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 国家深海基地管理中心山东青岛266237

自主研发的深拖式多道高分辨率地震探测系统(Kuiyang-ST2000)主要由高声源级、宽频带的等离子体电火花震源和48道(道间距为3.125m)数字零浮力拖缆组成,最大作业深度可达2000m。系统采集作业时将震源及接收缆同时拖曳于近海底(小于100m)... 详细信息

自主研发的深拖式多道高分辨率地震探测系统(Kuiyang-ST2000)主要由高声源级、宽频带的等离子体电火花震源和48道(道间距为3.125m)数字零浮力拖缆组成,最大作业深度可达2000m。系统采集作业时将震源及接收缆同时拖曳于近海底(小于100m),缩短与被探测目标的距离,降低地震信号在传播过程中因海水吸收导致的衰减,且能克服海面拖曳勘探方式中多次波、气泡效应、海洋噪声等不利因素的影响。应用Kuiyang-ST2000系统在中国南海E海域进行了首次实际采集试验(工区海底深度约1500m,系统作业深度约1400m),所得海试数据具有较高信噪比,经精细处理后的最终成像剖面具有很高垂向、横向分辨率,验证了Kuiyang-ST2000系统的优越性,且弥补了海上常规多道地震探测系统分辨率不足的缺点。

关键词：深拖地震系统电火花震源多道拖缆高分辨率地震垂向分辨率横向分辨率

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基于“发现”号ROV的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉调查中的应用

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海洋与湖沼 2020年第4期51卷 889-898页

作者：王冰宋永东杜增丰李超伦张建兴栾振东张鑫连超阎军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 中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心青岛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

随着海洋调查技术的发展和海洋研究的深入,基于深潜器平台的近海底调查在海洋调查与研究中的综合应用日趋常态。基于这一背景,本文介绍了搭载于"发现"号缆控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的近海底综合声学调查系... 详细信息

随着海洋调查技术的发展和海洋研究的深入,基于深潜器平台的近海底调查在海洋调查与研究中的综合应用日趋常态。基于这一背景,本文介绍了搭载于"发现"号缆控水下机器人(remotely operatedvehicle,ROV)的近海底综合声学调查系统及其在台西南冷泉区的应用实例。基于"发现"号ROV平台的近海底综合声学调查系统主要由R2Sonic2024多波束测深系统,模块一体化的侧扫声纳-浅地层剖面系统和水下综合定位与导航系统构成。该系统的配置极大地扩展和完善了"发现"号ROV的近海底调查能力,实现了近海底多波束、侧扫和浅剖等声学数据的同步采集和快速融合处理。基于本套系统在南海冷泉区的综合应用,本文对其工作流程进行了介绍,并对所获得一系列成果进行了初步分析。结果表明,近海底综合探测系统的应用为南海冷泉区的识别、海底地形地貌特征分析以及空间规模量化研究等内容提供了不可或缺的基础资料。本套系统的配置和成功应用,有效地提高了我国的近海底调查和作业能力。

关键词：近海底声学调查缆控水下机器人(remotely operated vehicle ROV) 海底冷泉海底地地貌

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南极布兰斯菲尔德海峡及邻区地壳结构反演及构造解析

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海洋与湖沼 2020年第2期51卷 265-273页

作者：马龙邢健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 自然资源部海底矿产资源重点实验室广州510075 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 国家海洋局东海海洋环境调查勘察中心上海200137

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区是南极半岛海域火山、地震等新构造运动最活跃的地区,由于前人对资料处理解释的差异,导致盆地的构造格局仍部分存疑。本文以研究区的卫星重力数据为基础,以多道反射地震和部分岩性资料为约束,采用重震联合反... 详细信息

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区是南极半岛海域火山、地震等新构造运动最活跃的地区,由于前人对资料处理解释的差异,导致盆地的构造格局仍部分存疑。本文以研究区的卫星重力数据为基础,以多道反射地震和部分岩性资料为约束,采用重震联合反演方法构建了三条横跨研究区的地壳结构剖面,并进一步研究布兰斯菲尔德海峡盆地的地壳结构。研究结果表明布兰斯菲尔德海峡盆地莫霍面深度为33-38km。菲尼克斯板块俯冲消减下沉至南设得兰岛弧之下,导致南设得兰海沟的俯冲带后撤,产生3-4km厚的岩浆混染地壳,密度为2.9g/cm^3。分析认为受板块运动和弧后扩张影响,沿布兰斯菲尔德海峡盆地扩张脊分布的海底火山裂隙式喷发,并进一步导致盆地的持续性扩张。

关键词：布兰斯菲尔德海峡重震联合反演地壳结构扩张脊

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典型海岸带城市扩张的多源遥感监测与预测——以青岛市为例

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测绘通报 2022年第1期 105-109页

作者：李鹏黎楚安杨继梅李振洪王厚杰中国海洋大学海洋地球科学学院河口海岸带研究所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266061 中山大学地理科学与规划学院广东广州510275 青岛科技大学经济与管理学院山东青岛266061 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 纽卡斯尔大学工程学院英国纽卡斯尔NE17RU

本文利用自1995年以来的4期DMSP-OLS、NPP-VIIRS夜光遥感影像与Landsat多光谱遥感影像,分析了青岛市近25年的城市建成区范围、各市区边界形态与扩展趋势,并结合土地利用分类、路网、POI、DEM等多源驱动因子及元胞自动机-马尔可夫(CA-Mar... 详细信息

本文利用自1995年以来的4期DMSP-OLS、NPP-VIIRS夜光遥感影像与Landsat多光谱遥感影像,分析了青岛市近25年的城市建成区范围、各市区边界形态与扩展趋势,并结合土地利用分类、路网、POI、DEM等多源驱动因子及元胞自动机-马尔可夫(CA-Markov)模型,模拟并预测了2027年青岛市土地利用分类。结果表明,近25年青岛建成区扩展主要以外延式为主,其他城区总体上沿胶州湾方向扩展,四周向青岛主城区汇集,主城区建设用地向西北侧发展。本文验证了夜光遥感在监测与预测典型海岸带城市扩张方面的适用性,为城市化发展进程管理与决策提供了重要依据。

关键词：城市扩张夜光遥感元胞自动机-马尔可夫模型土地利用变化海岸带

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基于背景噪声互相关技术的雅浦俯冲带海底地震仪时间校正

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地球物理学进展 2020年第2期35卷 799-806页

作者：郑宏范建柯 Le Ba Manh 杨挺李翠琳王秀娟董冬冬中国科学院海洋研究所中国科学院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试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266061 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055

由于电磁波无法在水中传播,导致海底地震仪(OBS)与全球定位系统(GPS)无法进行实时对钟,因此会产生一定的时钟漂移.而受船时、海况等影响,被动源OBS在回收后往往电量亏损,致使设备回收时并没有完成对钟,无法直接利用对钟前后的时钟漂移... 详细信息

由于电磁波无法在水中传播,导致海底地震仪(OBS)与全球定位系统(GPS)无法进行实时对钟,因此会产生一定的时钟漂移.而受船时、海况等影响,被动源OBS在回收后往往电量亏损,致使设备回收时并没有完成对钟,无法直接利用对钟前后的时钟漂移量进行线性校正.本文选取中国科学院海洋研究所2016-2017年间在雅浦俯冲带进行的长周期被动源OBS实验所获得的数据,利用背景噪声互相关方法对OBS进行了时间校正.结果发现,各OBS在经过一年左右时间的布放后,时钟漂移量在1~3 s之间,且基本呈线性趋势,将该结果平均分配到每天从而完成线性校正.另外,探讨了时钟的非线性漂移、误差源、参考台站的选取等因素对时钟准确度的影响,为OBS的数据处理进行了有益的探索.

关键词：时间校正海底地震仪背景噪声互相关雅浦俯冲带

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450 ka以来冰期旋回中冷暖期热带太平洋的类ENSO状态

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第四纪研究 2020年第3期40卷 646-657页

作者：刘天昊常凤鸣李铁刚孙晗杰崔亦鹍王佳钱芳中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛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山东青岛266237 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山东青岛266061

作为现代最强的年际气候异常信号,厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,简称ENSO)过程对全球气候和海洋环境有显著影响。在长时间尺度上,低纬太平洋类ENSO式的热状态转变在古气候演化中也可能起了重要作用。目前对冰... 详细信息

作为现代最强的年际气候异常信号,厄尔尼诺-南方涛动(El Niño-Southern Oscillation,简称ENSO)过程对全球气候和海洋环境有显著影响。在长时间尺度上,低纬太平洋类ENSO式的热状态转变在古气候演化中也可能起了重要作用。目前对冰期旋回中热带太平洋类ENSO状态的研究多限于末次冰期,且据不同指标得出的认识存在着显著的差异。本文通过对IODP363航次U1486孔沉积物中浮游有孔虫Trilobatus sacculifer壳体的δ18O和Mg/Ca分析,重建了西太平洋暖池(Western Pacific Warm Pool,简称WPWP)核心区450 ka以来的表层海水温度(Sea Surface Temperature,简称SST)。结果显示近5次冰期旋回中WPWP核心区SST的波动范围为25.3~30.8℃,重建的岩芯顶部SST为27.9℃,末次冰盛期(Last Glacial Maximum,简称LGM,约23~19 ka)SST最低值为26.1℃,比晚全新世(2~0 ka)低近2℃。结合热带西太平洋的其他记录并对比东太平洋冷舌(Eastern Pacific Cold Tongue,简称EPCT)区的古温度重建结果,发现过去450 ka的冰期热带东-西太平洋温度梯度均大于3℃,WPWP温跃层变深,且间冰期的主要冰阶(MIS 5b、MIS 7d、MIS 9b)热带太平洋也呈现了较大的纬向温度梯度,最大可达到4~5℃。热带太平洋纬向温度梯度的变化指示,过去几十万年来气候偏冷的冰期和间冰期的冰阶热带太平洋呈现出类La Niña的状态,而气候变暖期间则更趋向于类El Niño的状态。气候变暖过程中,地表温度升高,对流层下层水汽含量快速增加导致的边界层与对流层质量交换减弱,可能使得纬向环流减弱、东-西太平洋温度梯度减小,热带太平洋表现出更类似El Niño的状态。

关键词：西太平洋暖池(WPWP) 表层海水温度(SST) 温度梯度类ENSO状态

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620ka以来帝汶海西南部表层海水盐度对印尼穿越流演变的响应

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第四纪研究 2020年第3期40卷 633-645页

作者：崔亦鹍常凤鸣李铁刚孙晗杰南青云刘天昊王佳钱芳中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049 中国科学院海洋大科学研究中心山东青岛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山东青岛266237 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山东青岛266061

印度尼西亚穿越流(Indonesian Throughflow,简称ITF)控制着印度洋和太平洋间的水体与热量交换,显著影响着现代印度太平洋地区的气候环境,且在过去的区域水文条件演变中也起了至关重要的作用。目前,有关ITF在轨道-亚轨道时间尺度上的研... 详细信息

印度尼西亚穿越流(Indonesian Throughflow,简称ITF)控制着印度洋和太平洋间的水体与热量交换,显著影响着现代印度太平洋地区的气候环境,且在过去的区域水文条件演变中也起了至关重要的作用。目前,有关ITF在轨道-亚轨道时间尺度上的研究多限于末次冰期以来,对其在多个冰期旋回中的演变缺乏认识。本文利用位于ITF帝汶海出口处的IODP 363航次U1482钻孔(15°3.32'S,120°26.10'E;水深1446 m),通过浮游有孔虫Trilobatus sacculifer壳体的氧同位素和Mg/Ca分析,建立了U1482钻孔上部42.48 m的年龄框架,重建了620 ka以来帝汶海西南部表层海水温度(Sea Surface Temperature,简称SST)和剩余氧同位素(δ^18Osw-iv)的变化。结合西太平洋暖池区和帝汶海的其他岩芯记录,探讨了近6次冰期旋回中ITF结构和强度变化导致的区域盐度演变特征及机制。结果显示,620 ka以来帝汶海西南部δ^18Osw-iv呈现出冰期低、间冰期高的特征,且其变化具有显著的岁差(23 ka)和斜率(40 ka)周期。分析表明,岁差驱动下热带辐合带(Intertropical Convergence Zone,简称ITCZ)南北位移所致的盛行风向变换以及冰期旋回中海平面升降导致的ITF通道连通性的改变是区域盐度周期性演变的主导因素,同时,地球轨道斜率驱动下南半球经向温度梯度的周期性变化也可能影响了ITF低盐水体向南半球高纬海区的输运。

关键词：印度尼西亚穿越流剩余海水氧同位素季风相对海平面变化温度梯度

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南海冰期陆架风化与碳循环

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第四纪研究 2020年第6期40卷 1532-1549页

作者：万世明秦琳杨守业赵德博张晋矫东风蔡观强裴文强龚红梅徐兆凯黄杰于兆杰靳华龙李安春李铁刚中国科学院海洋研究所中国科学院海洋地质与环境重点实验室山东青岛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山东青岛266237 中国科学院大学北京100049 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 海南省海洋地质调查研究院海南岛海口570206 广州海洋地质调查局广东广州510760 自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室山东青岛266061

第四纪冰期-间冰期旋回中大气CO2浓度周期性演变的过程和机制是国际学术界长期争论的前沿科学问题。迄今研究大多强调大洋深部过程的调控,忽略了冰期-间冰期时间尺度上海平面巨大变化所引起的陆架风化的反馈作用。本研究基于末次冰盛期... 详细信息

第四纪冰期-间冰期旋回中大气CO2浓度周期性演变的过程和机制是国际学术界长期争论的前沿科学问题。迄今研究大多强调大洋深部过程的调控,忽略了冰期-间冰期时间尺度上海平面巨大变化所引起的陆架风化的反馈作用。本研究基于末次冰盛期以来海南岛万泉河口、珠江口、台湾浊水溪口和南海北部台西南盆地4根岩芯沉积物粘土粒级组分的钕同位素和粘土矿物组成的分析,开展了南海及全球其他地区的风化和气候记录对比。南海西侧的东亚大陆化学风化强度在全新世明显高于末次冰盛期-冰消期,突显了末次冰期以来大陆风化演变的季风驱动;台湾则呈现较为稳定的化学风化模式,反映了高侵蚀速率条件下受限制的化学风化。台西南盆地的沉积物源持续来自台湾岛,显示出冰期的化学风化强度比全新世增强近1倍。类似记录在南海北部和南部陆坡-海盆,甚至西菲律宾海都有发现,推测为冰期低海平面时期陆架暴露风化增强所致。本研究表明,冰期热带陆架硅酸盐风化是影响冰期-间冰期碳循环的一个不可忽略的重要机制。

关键词：南海热带陆架化学风化粘土矿物冰期-间冰期碳循环

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