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海洋学报 2022年第7期44卷 58-70页

作者：夏逸胡利民黄元辉白亚之叶君范迪孟宪伟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山东青岛266061 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 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋同位素与地质年代测定平台山东青岛266237

随着全球变暖的加剧,北极陆架边缘海碳的源汇过程对全球碳循环的影响及其气候环境效应日益显著。拉普捷夫海作为北冰洋典型的陆架边缘海,在大河、海冰、海洋初级生产力及海岸侵蚀的影响下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具... 详细信息

随着全球变暖的加剧,北极陆架边缘海碳的源汇过程对全球碳循环的影响及其气候环境效应日益显著。拉普捷夫海作为北冰洋典型的陆架边缘海,在大河、海冰、海洋初级生产力及海岸侵蚀的影响下,该区沉积有机碳的来源、输运和埋藏等过程独具特色。本文基于2018年中俄第二次北极联合科考获得的悬浮颗粒物样品和水文资料,研究了夏末秋初拉普捷夫海颗粒有机碳的分布特征、来源及其影响因素。结果表明,颗粒有机碳(POC)的浓度位于35.27~1 185.58μg/L之间,平均为172.65μg/L。受河流输入、海岸侵蚀和海洋初级生产力的影响,表层POC浓度分布呈现近岸高、远岸低趋势;底层POC浓度分布主要受控于沉积再悬浮作用,高浓度POC出现在勒拿河三角洲的东部区域。总悬浮颗粒物浓度与POC浓度总体呈显著正相关,显示出其对POC空间分布的直接影响,且两者在底层中的相关性要高于表层,表明不同层位的POC可能存在来源差异。研究区POC的δ^(13)C值处于-31.03‰~-25.79‰之间,表层δ^(13)C值较底层明显偏负,且部分站位的δ^(13)C值甚至低于周边陆源有机碳的端元,这反映了可能除陆源输入的贡献外,近海浮游植物直接利用大量陆源有机质降解产生的溶解无机碳的过程也对该区域POC的供应和来源解析具有重要的影响。

关键词：北极拉普捷夫海颗粒有机碳总悬浮颗粒物来源陆源输入

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南海北部东沙海底峡谷沉积演化过程及其地质意义

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地球科学 2021年第3期46卷 1023-1037页

作者：王星星蔡峰孙治雷李清李昂闫桂京孙运宝骆迪董刚中国地质调查局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 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266237

为揭示南海北部东沙海底峡谷沉积演化及其资源效应,利用高分辨率二维多道地震与多波束测深数据,对该峡谷中-上游段的沉积层序、地貌特征及沉积构型展开剖析.东沙海底峡谷上游段表现为6个分支峡谷,中游段则汇聚为2条主峡谷,峡谷头部广泛... 详细信息

为揭示南海北部东沙海底峡谷沉积演化及其资源效应,利用高分辨率二维多道地震与多波束测深数据,对该峡谷中-上游段的沉积层序、地貌特征及沉积构型展开剖析.东沙海底峡谷上游段表现为6个分支峡谷,中游段则汇聚为2条主峡谷,峡谷头部广泛发育分支水道.峡谷中游段于早中新世晚期开始发育,处于岩浆岩体和构造凸起之间;上游段分支峡谷形成于晚中新世以来,其与峡谷头部分支水道的形成分别受断裂体系和底流作用影响较大.东沙海底峡谷演化分为3个阶段:(1)早中新世晚期-中中新世,峡谷初始发育阶段;(2)晚中新世,峡谷拓展阶段;(3)上新世以来,现代峡谷发育阶段.东沙海底峡谷向马尼拉海沟提供了充足的富有机质沉积物,构成了马尼拉海沟增生楔天然气水合物形成的重要物质基础.

关键词：东沙海底峡谷沉积演化构造活动南海北部海洋地质

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海洋静力触探在海上平台桩基承载力计算中的应用

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工程地质学报 2021年第6期29卷 1942-1948页

作者：宋玉鹏宋丙辉孙永福周其坤自然资源部第一海洋研究所青岛266061 国家深海基地管理中心青岛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青岛266235

静力触探探测具有原位性、连续性、高效性以及高分辨率的优点,利用海洋静力触探探测成果计算海上平台桩基承载力具有非常大的应用空间。以胜利油田埕岛海域某平台为例,使用ROSON100型海洋静力触探仪对平台各桩腿开展原位探测,同步进行... 详细信息

静力触探探测具有原位性、连续性、高效性以及高分辨率的优点,利用海洋静力触探探测成果计算海上平台桩基承载力具有非常大的应用空间。以胜利油田埕岛海域某平台为例,使用ROSON100型海洋静力触探仪对平台各桩腿开展原位探测,同步进行钻探取样及室内土工参数测试。分别利用静力触探和钻探取样测试成果计算了平台桩基承载力,对比讨论了3种桩基承载力计算方法之间的异同。结果表明:3种方法对应的桩侧摩阻力随埋深变化整体趋势基本一致;基于一定区域工程经验,钻探规范法和静探间接法得到的桩端阻力、单桩极限承载力基本吻合,而静探直接法得到的桩端阻力和单桩极限承载力相较前两者明显偏大;考虑以粉砂作为持力层的前提下3种桩基极限承载力计算方法表现出较好的兼容性。研究成果可为海洋工程桩基承载力计算提供新的借鉴,具有一定科学意义和应用价值。

关键词：海洋静力触探钻探土层划分桩基承载力计算

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应用声、光学仪器原位观测海底浮泥层动态变化的对比研究

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中国海洋大学学报（自然科学版） 2021年第1期51卷 86-93页

作者：刘晓磊马路宽张红陆杨陈安铎张淑玉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

海底浮泥层动态变化是研究海底沉积物输运及地形地貌演变的重要内容。针对浮泥层关键特征参数(悬浮泥沙浓度、上下界面),目前国际上主要采用声学和光学仪器进行观测,但不同仪器受限于观测原理,适用范围存在一定的局限性。通过潮滩试验,... 详细信息

海底浮泥层动态变化是研究海底沉积物输运及地形地貌演变的重要内容。针对浮泥层关键特征参数(悬浮泥沙浓度、上下界面),目前国际上主要采用声学和光学仪器进行观测,但不同仪器受限于观测原理,适用范围存在一定的局限性。通过潮滩试验,模拟浮泥层动态变化过程,对比不同仪器观测悬浮泥沙浓度和海床界面高程的效果。结果显示,在较低悬浮泥沙浓度(<10 g/L)情况下,高密度悬沙浓度剖面仪ASM、声学多普勒流速仪ADV与声学多普勒流速剖面仪ADP均能完成悬浮泥沙浓度的观测要求,声学蚀积仪AA400与ASM均能得到准确的海床高程。在悬沙浓度较高的情况下(>20 g/L),声波衰减显著,ADP相对于ASM的误差最高可达30.95%,难以准确测量水体悬沙浓度;随着悬沙浓度的升高(>30 g/L),AA400无法得到连续有效的海床界面位置,ASM也超出测量量程,因此,30 g/L的悬沙浓度可作为风暴过程中高浓度浮泥层形成的标志。在现场复杂海况下开展海底浮泥层动态变化研究需要多种仪器相互配合。

关键词：海底浮泥层声学光学悬浮泥沙浓度海床界面

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不同井型下的天然气水合物降压开采产气产水规律

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天然气工业 2020年第11期40卷 168-176页

作者：毛佩筱吴能友宁伏龙胡高伟孙嘉鑫陈强郭洋卜庆涛万义钊中国地质科学院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中国地质大学(武汉)工程学院

目前的研究成果表明,降压法及其改良方案可能是实现海域天然气水合物(以下简称水合物)高效开采的最佳途径,但现有降压条件下的产气能力距离水合物商业开发需求仍存在着不小的差距,因而提高水合物藏分解效率、提升储层气液运移产出能力,... 详细信息

目前的研究成果表明,降压法及其改良方案可能是实现海域天然气水合物(以下简称水合物)高效开采的最佳途径,但现有降压条件下的产气能力距离水合物商业开发需求仍存在着不小的差距,因而提高水合物藏分解效率、提升储层气液运移产出能力,进而形成安全高效的水合物开采新方法,是水合物开发过程中急需解决的瓶颈问题。为此,利用自制的水合物复杂结构井模拟实验装置,分别开展了垂直井、水平二分支井(夹角90°)开采水合物的实验室模拟实验,据此分析不同开采条件下各井型的产气、产水规律。研究结果表明:①垂直井与分支井开采中,降压幅度是控制前期产气速率的主要因素,而后期环境温度对水合物分解量的影响则逐渐加强;②井型对水合物开采产能具有明显的控制作用——垂直井开采降压幅度越大,产气情况越好,但实验尺度下累计产水量则相差不大,水平二分支井(夹角90°)开采过程中,产气速率比射孔面积相同的垂直井更高,波动较小,但初始阶段产水明显;③降压—热激联合作用更有利于水合物的分解和稳定产气,在其联合作用下,水平二分支井(夹角90°)比垂直井更有利于水合物的长期稳产。

关键词：甲烷水合物垂直井水平二分支井(夹角90°) 复杂结构井降压开采降压—热激联合开采

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15ka以来罗斯海陆架岩心沉积学记录及古海洋学意义

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海洋学报 2017年第5期39卷 78-88页

作者：赵仁杰陈志华刘合林唐正黄元辉李云海葛淑兰国家海洋局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 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 国家海洋局第三海洋研究所福建厦门361005

本文对取自罗斯海陆架的JB04岩心沉积物进行AMS14C测年、粒度、有机碳等测试,结合沉积物粒度组分因子分析,研究该岩心的沉积学记录,探讨其古海洋学意义。结果显示:JB04岩心沉积物的底部年龄为15ka;沉积物粒度组分因子分析提取出3个环境... 详细信息

本文对取自罗斯海陆架的JB04岩心沉积物进行AMS14C测年、粒度、有机碳等测试,结合沉积物粒度组分因子分析,研究该岩心的沉积学记录,探讨其古海洋学意义。结果显示:JB04岩心沉积物的底部年龄为15ka;沉积物粒度组分因子分析提取出3个环境敏感粒级,分别代表正常冰海沉积、低能海洋沉积和高能海洋沉积;综合沉积物岩相及沉积物组成特征,可以将岩心分为4段,从底部到顶部依次为主要受冰盖刮蚀影响的冰盖下沉积、属低能海洋环境的冰架下沉积、属高能海洋环境的冰架前缘沉积和主要受冰山影响的季节性海冰区沉积。该岩心的沉积地质记录及其古海洋学研究对全面认识罗斯海的海洋环境演变具有重要的意义。

关键词：罗斯海粒度因子分析沉积环境

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海洋工程地质进展--国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2016)总结

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工程地质学报 2017年第3期25卷 886-891页

作者：刘晓磊朱超祁王栋刘涛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国家实验室、海洋地质过程与环境功能实验室青岛266061

2016年10月20~24日,国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2016)在中国青岛顺利召开。本次研讨会是在国际工程地质与环境协会(IAEG)架构下,由海洋工程地质委员会(C34)主办的第一届全球规模的海洋工程地质学术研讨会。研讨会的主题为"... 详细信息

2016年10月20~24日,国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2016)在中国青岛顺利召开。本次研讨会是在国际工程地质与环境协会(IAEG)架构下,由海洋工程地质委员会(C34)主办的第一届全球规模的海洋工程地质学术研讨会。研讨会的主题为"海洋工程地质与地质灾害防护",设置了海洋沉积物工程特性、海洋地质灾害、海岸带工程地质、海洋工程地质勘察技术和数据分析、海洋沉积物-工程结构相互作用、海洋新能源开发过程中的工程地质问题等6个专题。研讨会共设13个会议特邀报告、57个专题口头报告、15个优秀展板报告,还安排了会前短期课程、会后考察等会议内容,为全球海洋工程地质工作者搭建了一个交流学术思想、分享科研进展、促进全球合作的平台。研讨会在中国召开,体现了我国在国际海洋工程地质界的学术地位与号召力。总体而言,我国以及世界海洋工程地质发展迅速,但仍处于初期阶段。我国的海洋工程地质研究应顺应国家战略需求,着力解决海洋工程建设中遇到的新问题。

关键词：海洋工程地质进展国际研讨会 IAEG海洋工程地质委员会

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柴北缘超高压地体折返过程中地壳深熔的岩石学研究

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岩石学报 2019年第10期35卷 3130-3140页

作者：于胜尧张建新李三忠彭银彪李云帅吕沛姚勇李卓凡中国海洋大学海洋地球科学学院海洋高等研究院海底科学与探测技术教育部重点实验室青岛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266037 中国地质科学院地质研究所北京100037 天津大学表层地球系统科学研究院天津300072

宏观、微观岩石学、地球化学和年代学研究表明,柴北缘锡铁山和绿梁山单元富含斜长石的浅色体和富含钾长石的浅色体是超高压地体折返过程中榴辉岩和片麻岩部分熔融的产物。阴极发光图像显示富含斜长石的浅色体中锆石具有明显的核-边双层... 详细信息

宏观、微观岩石学、地球化学和年代学研究表明,柴北缘锡铁山和绿梁山单元富含斜长石的浅色体和富含钾长石的浅色体是超高压地体折返过程中榴辉岩和片麻岩部分熔融的产物。阴极发光图像显示富含斜长石的浅色体中锆石具有明显的核-边双层结构,锆石核部无明显分带特征,并呈现出重稀土平坦和无Eu异常的稀土配分模式,~450Ma的年龄结果与区域上榴辉岩峰期变质时代一致;发光较弱的锆石边部具不明显的环带结构和较低的Th/U比值,~426Ma年龄结果代表了熔体的结晶时代。富含钾长石的浅色体中的锆石U-Pb定年结果记录的~910Ma、~450Ma和~426Ma三组年龄分别代表了片麻岩原岩结晶时代、高压-超高压变质作用时代和熔体结晶时代。富含斜长石的浅色体具有高SiO2、Al2O3、CaO、Na2O、Sr和LREE,而低MgO、FeOT、K2O、Y、Yb和HREE的英云闪长岩-奥长花岗岩的地球化学特征;而富含钾长石的浅色体具有高的SiO2、Al2O3和K2O+Na2O,而较低的CaO、MgO、REE的花岗岩地球化学特征。黝帘石和少量的多硅白云母的脱水分解是触发超高压榴辉岩发生部分熔融形成富含斜长石的浅色体的主要机制;而多硅白云母的脱水分解则是触发超高压片麻岩部分熔融形成富含钾长石浅色体的主要机制。这些浅色体显著的促进了柴北缘超高压地体的快速折返,并对大陆俯冲隧道中的元素迁移和壳-幔作用具有重要的影响。

关键词：柴北缘地壳深熔折返过程岩石学

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北极拉普捷夫海沉积物痕量金属赋存形态及富集机制

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海洋地质与第四纪地质 2022年第4期42卷 61-72页

作者：粟华强王小静任艺君刘焱光海洋地质与成矿作用自然资源部重点实验室自然资源部第一海洋研究所青岛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

痕量金属在海洋生物地球化学循环中发挥着重要作用,参与各种海洋生物、化学和地质过程,对于认识海洋环境变迁具有重要意义。本文针对北极拉普捷夫海陆架–陆坡断面的4个沉积物短柱,开展了痕量金属元素(Mo、U、V、Cu、Co、Ni)总量及其赋... 详细信息

痕量金属在海洋生物地球化学循环中发挥着重要作用,参与各种海洋生物、化学和地质过程,对于认识海洋环境变迁具有重要意义。本文针对北极拉普捷夫海陆架–陆坡断面的4个沉积物短柱,开展了痕量金属元素(Mo、U、V、Cu、Co、Ni)总量及其赋存形态研究,同时结合沉积物粒度、有机碳含量等相关参数,探讨了拉普捷夫海沉积物中痕量金属的分布特征及其主控因素。采用改进的BCR连续提取法对金属元素进行了化学形态分析,分离出弱酸溶态、可还原态、可氧化态和残渣态4种金属相态,结合研究区物质供应、河流输入、洋流状况等特点,尝试建立了痕量金属在沉积物中的富集埋藏机制。结果表明,研究区痕量金属总量表现出陆坡区高于陆架区的特点,元素相关性分析显示痕量金属在沉积物中的积累主要受铁锰氧化物的清除作用和陆源河流输入的影响。痕量金属形态提取结果表明,金属元素主要以残渣态存在,可提取态中可还原态占比最高且其含量由陆架向陆坡增加。痕量金属由陆架向海盆的迁移、富集概括为受铁锰氧化物控制的“shelf-to-basin shuttling”机制,同时受到沉积物再悬浮作用影响。

关键词：痕量金属赋存形态铁锰氧化物拉普捷夫海

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西太平洋采薇海山和徐福海山富钴结壳稀土元素地球化学特征及来源

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海洋地质与第四纪地质 2022年第3期42卷 87-99页

作者：高晶晶刘季花张辉闫仕娟汪虹敏崔菁菁何连花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

利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和等离子体质谱法分析了西太平洋采薇海山和徐福海山富钴结壳矿物相组成以及常微量元素含量,探讨稀土元素地球化学特征和物质来源。研究表明,富钴结壳样品主要结晶矿物为水羟锰矿,次要矿物包括石英... 详细信息

利用X射线衍射法、等离子体发射光谱法和等离子体质谱法分析了西太平洋采薇海山和徐福海山富钴结壳矿物相组成以及常微量元素含量,探讨稀土元素地球化学特征和物质来源。研究表明,富钴结壳样品主要结晶矿物为水羟锰矿,次要矿物包括石英、斜长石、钾长石和碳氟磷灰石,同时含有大量非晶态铁氧/氢氧化物。富钴结壳的Mn和Fe含量最高,Mn含量为16.20%~26.62%,Fe含量为8.56%~18.19%,老壳层(IV和V)发生了磷酸盐化作用。富钴结壳的稀土元素明显富集,轻稀土元素明显高于重稀土元素,稀土总量为1842~2854μg/g,其中,Ce约占50%。老壳层中稀土元素含量明显高于新壳层,这可能与老壳层发生磷酸盐化作用有关。稀土元素配分模式呈现Ce正异常、Eu无异常,具有明显Ce富集特征。富钴结壳的稀土元素与Ce、Y、CaO、P_(2)O_(5)、Ba和Sr具有正相关性关系,与Fe、Al2O3、Na_(2)O、K_(2)O、MgO、TiO_(2)、Pb和V具有负相关性关系,与Mn、Co、Cu、Ni和Zn相关性不明显。利用聚类分析方法,可以把富钴结壳的元素分成4组:①磷酸盐组:REE、Ce、Y、CaO、P_(2)O_(5)、Ba和Sr;②亲锰元素组:Mn、Co、Cu、Ni和Zn;③亲铁元素组:Fe、TiO_(2)、Pb和V;④碎屑元素组:Al_(2)O_(3)、Na_(2)O、K_(2)O和MgO。西太平洋采薇海山和徐福海山富钴结壳是水成沉积成因,稀土元素的来源推测为海水中稀土元素随磷酸盐组分共同沉淀而进入富钴结壳,从而导致稀土元素的富集。

关键词：富钴结壳稀土元素地球化学来源西太平洋

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