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海洋科学进展 2021年第4期39卷 519-534页

作者：闫施帅鄢全树袁龙刘焱光杨刚自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 海洋地质与成矿作用自然资源部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 山东科技大学地球科学与工程学院山东青岛266590

对从雅浦海沟东南侧处获得的正在俯冲的基底样品(索罗尔海槽的轴部在海沟直接投影位置处的玄武岩样品)进行了岩石学和单矿物原位主微量元素地球化学研究。结果表明,索罗尔海槽正在沿着雅浦海沟俯冲的片段的基底岩石属碱性玄武岩系列,橄... 详细信息

对从雅浦海沟东南侧处获得的正在俯冲的基底样品(索罗尔海槽的轴部在海沟直接投影位置处的玄武岩样品)进行了岩石学和单矿物原位主微量元素地球化学研究。结果表明,索罗尔海槽正在沿着雅浦海沟俯冲的片段的基底岩石属碱性玄武岩系列,橄榄石斑晶的Fo值为84.97~86.85。根据模拟计算,该片段基底玄武岩的源区地幔为橄榄岩,这些玄武岩可能是由地幔源区的尖晶石二辉橄榄岩经2%~5%部分熔融形成的;由计算的地幔潜在温度可知形成该玄武岩的地幔并不存在热量异常。所以,研究区玄武岩是在卡罗琳海脊裂解形成索罗尔海槽期间被动上涌的相对富集(大离子亲石元素和高场强元素)的地幔岩石组分经过低程度的部分熔融所形成。

关键词：索罗尔海槽基底玄武岩地幔源区岩浆过程地幔潜在温度

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莱州湾表层沉积物重金属分布特征、污染评价与来源分析

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海洋地质与第四纪地质 2021年第6期41卷 67-81页

作者：段云莹裴绍峰廖名稳翟世奎张海波徐刚袁红明中国海洋大学海洋地球科学学院青岛266100 中国地质调查局青岛海洋地质研究所生态地质与气候变化实验室青岛266071 中国地质调查局滨海湿地生物地质重点实验室青岛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 中国地质大学(北京) 北京100083

基于2016年莱州湾32个站位表层沉积样的测试和分析并结合以往调研资料,探讨了Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg等7种重金属元素的含量、空间分布特征和相关性,并采用潜在生态风险法、地累积指数法和沉积物质量基准法对该区重金属污染状况进... 详细信息

基于2016年莱州湾32个站位表层沉积样的测试和分析并结合以往调研资料,探讨了Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、As和Hg等7种重金属元素的含量、空间分布特征和相关性,并采用潜在生态风险法、地累积指数法和沉积物质量基准法对该区重金属污染状况进行了系统评价。结果表明,表层沉积物中重金属主要在黄河口以北、西南部小清河口及其东北部富集;Cr、Cd、Hg等与细颗粒沉积物相关,揭示重金属含量受沉积物粒度影响;而沉积物类型分布特征与莱州湾平均环流基本吻合,并与周围河口水动力和潮流显著相关。重金属污染评价结果表明:全部站位的重金属含量均低于PEL(可能效应水平),综合潜在生态风险为低风险;地累积指数评价结果表明:研究区约60%区域受到了Hg的污染,较多比例站位Cd(37.5%)和As(12.5%)显示为轻度污染。统计分析发现,Cu、Pb、Zn、Cd、As和Hg之间存在较为显著的正相关关系,其中Cu、Pb和Zn主要受地壳自然风化过程控制,而Cu和Zn还受有机碳含量的影响;Cd和As推测与人类活动相关;Cr的含量主要来源于地壳自然风化过程,人类活动影响次之。研究结果表明黄河和小清河很有可能是莱州湾西部和西南部表层沉积物的主要来源,该结果与以往研究结果基本一致。

关键词：重金属表层沉积物空间分布污染评价来源分析莱州湾

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西菲律宾海现代风尘物质组成特征及其物源指示意义

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地球科学 2020年第2期45卷 559-568页

作者：王薇徐兆凯冯旭光蔡明江陈红瑾李铁刚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 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 中国科学院大学北京100049 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

为识别西菲律宾海现代风尘物质的具体来源及其携带动力,本次研究于2015年冬季对西菲律宾海上空风尘进行了采集,并系统分析了碎屑态组分的矿物组成和常、微量元素组合特征.西菲律宾海现代风尘沉积物中碎屑矿物成分主要有石英、伊利石、... 详细信息

为识别西菲律宾海现代风尘物质的具体来源及其携带动力,本次研究于2015年冬季对西菲律宾海上空风尘进行了采集,并系统分析了碎屑态组分的矿物组成和常、微量元素组合特征.西菲律宾海现代风尘沉积物中碎屑矿物成分主要有石英、伊利石、斜长石和石膏等,矿物形态均呈次棱角状,具有明显的风成沉积特征.所研究样品的Al2O3-TiO2投影主要与鄂尔多斯沙漠和巴丹吉林沙漠物质相似,而其微量元素Zr-Th-Sc组成则表现为鄂尔多斯沙漠和塔克拉玛干沙漠物质的两端元混合,说明鄂尔多斯沙漠是西菲律宾海现代风尘的主要源区,而塔克拉玛干沙漠和巴丹吉林沙漠的风尘输入对该区的影响较小.后向轨迹分析表明,西菲律宾海冬季的风尘携带动力主要是东亚冬季风.

关键词：西菲律宾海现代风尘矿物学常、微量元素物质来源

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浅地层剖面探测技术及应用

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海洋科学 2021年第6期45卷 147-162页

作者：杨国明朱俊江赵冬冬熊梓翔王长盛欧小林贾永刚李三忠深海圈层与地球系统前沿科学中心海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学海洋高等研究院和海洋地球科学学院山东青岛266100 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266100 中国冶金地质总局青岛地质勘察院山东青岛266109 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和环境功能实验室青岛266237

浅地层剖面技术是应用声学原理高效获取海底面之下浅部地质地球物理信息的探测技术,主要应用于海底浅地层信息探测和海底特殊目标调查等方面。以往研究者主要集中在浅地层剖面的具体应用,未对不同类型的浅剖应用效果进行综合对比分析,... 详细信息

浅地层剖面技术是应用声学原理高效获取海底面之下浅部地质地球物理信息的探测技术,主要应用于海底浅地层信息探测和海底特殊目标调查等方面。以往研究者主要集中在浅地层剖面的具体应用,未对不同类型的浅剖应用效果进行综合对比分析,本文比较4种不同类型浅地层剖面系统的组成、工作方式和探测技术参数,认为不同尺度的探测目标需要应用不同类型的浅地层剖面系统。分析和对比不同震源类型浅剖的应用案例,发现电火花震源穿透能力最强,分辨率随工作频率的增大而提高;电磁式震源穿透深度与分辨率适中;压电换能器震源分辨率较高,穿透能力弱;参量阵震源利用差频原理,信号中包含高频与低频两部分,能够同时得到较高的分辨率与较大的穿透深度。未来浅地层剖面探测技术向深穿透、高分辨率、高效率、二维向三维甚至高维探测方面发展。

关键词：浅地层剖面仪海底探测技术震源数据处理三维浅剖探测

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中印度洋海盆富稀土沉积物岩心物理性质特征初探

中印度洋海盆富稀土沉积物岩心物理性质特征初探

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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：黄牧石学法于淼毕东杰朱爱美刘季花石丰登李佳孙懿自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室青岛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

研究表明,深海稀土主要发育于水深超过4000 m的沸石粘土、远洋粘土等类型沉积物中。作为近10年来发现的一种新型稀土资源,深海稀土现行的勘查方法是主要通过对定点获取的沉积物岩心进行实验室测试来实现;可作为高效探测富稀土沉积层三... 详细信息

研究表明,深海稀土主要发育于水深超过4000 m的沸石粘土、远洋粘土等类型沉积物中。作为近10年来发现的一种新型稀土资源,深海稀土现行的勘查方法是主要通过对定点获取的沉积物岩心进行实验室测试来实现;可作为高效探测富稀土沉积层三维空间分布重要手段的地球物理技术,因缺乏富稀土沉积样品的地质特征与地球物理参数的有效关联,目前还暂未建立起理想的富稀土层地球物理识别与解译方法。对中印度洋海盆柱状沉积物岩心的伽马密度、磁化率、电阻率等物性参数,与样品稀土元素含量(∑REY)进行了对比研究。结果显示,样品∑REY为628μg/g～1018μg/g,伽马密度为2249 cps～2829 cps,磁化率为0～76,电阻率为715 mV～1011 mV。从整体变化趋势看,岩心∑REY与磁化率趋同,与伽马密度和电阻率的趋势相反,且存在3组较明显的变化拐点(见图1)。从沉积类型看,含硅质粘土层(0～22 cm)的∑REY最低(628μg/g～688μg/g),该层段岩心的磁化率最低(最高为43),伽马密度和电阻率最高(均值分别为2767 cps和956mV);随着深度增加,沉积物类型转变为远洋粘土(主要为22 cm～135 cm)和沸石粘土(主要为135 cm～300cm),其磁化率逐渐升高(两种类型沉积物的均值分别为64和71)、伽马密度则逐渐降低(均值分别为2568 cps和2415 cps)、电阻率也呈逐渐降低趋势(均值分别为926mV和908 mV)。从同种沉积类型岩心的纵向特征看,沸石粘土层段内∑REY存在2个微弱的变化拐点,对应的物性参数也有较明显的响应。总体而言,以粘土为主的深海沉积物中,磁化率、伽马密度和电阻率等物性参数与岩心的∑REY可能存在某种联系,其有望为建立富稀土沉积的地质特征与地球物理特征的关联、研发深海稀土高效探测设备与解译技术提供支撑。

关键词：深海稀土沉积物岩心伽马密度磁化率电阻率

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末次盛冰期以来巴伦支海-喀拉海古海洋环境及海冰研究进展

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海洋通报 2021年第3期40卷 241-253页

作者：李正沙龙滨刘焱光何炽鹏邱悦李冬玲宁波大学地理科学与旅游文化学院浙江宁波315211 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 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

巴伦支海-喀拉海是北冰洋最大的边缘海,能够对环境变化做出快速的响应和反馈,是全球气候变化最为敏感的区域之一,其古海洋环境演变及海冰变化研究是全球气候变化研究的重要组成部分。末次盛冰期以来,该区域的古海洋环境受到太阳辐射、... 详细信息

巴伦支海-喀拉海是北冰洋最大的边缘海,能够对环境变化做出快速的响应和反馈,是全球气候变化最为敏感的区域之一,其古海洋环境演变及海冰变化研究是全球气候变化研究的重要组成部分。末次盛冰期以来,该区域的古海洋环境受到太阳辐射、海流强度、海平面变化、温盐环流和河流输入等因素影响发生了一系列不同尺度的波动。巴伦支海受到北大西洋暖水和极地冷水两大水团相互作用的影响,在水团交界处(极锋)由于不同水团性质的差异,导致其海水温度、盐度及海冰发生剧烈变化。而喀拉海则受到叶尼塞河和鄂毕河大量淡水输入影响,海流系统较巴伦支海相对复杂,沉积物主要来源于河流输入的陆源物质,并可以通过磁化率的分析明确区分两条河流的陆源物质。由于受到冷水和暖水的相互作用,巴伦支海-喀拉海海冰变化迅速,并且在全新世中晚期存在0.4 ka和0.95 ka的变化周期,但海冰变化的影响因素并不是单一的,而是气候系统内部各因子相互作用的结果。目前古海冰重建研究工作主要为定性研究,定量研究相对较少,所选用的重建指标也相对单一,另外存在年代框架差、分辨率低等不足。本文以巴伦支海和喀拉海为中心,总结了其快速气候突变事件、古温度盐度、海平面及海冰的变化,对影响因素进行了探讨,并通过分析末次盛冰期以来古海洋环境研究的不足,提出了相应的展望。

关键词：巴伦支海喀拉海末次盛冰期古海洋环境海冰

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马里亚纳“沟−盆”深水沉积环境稀土元素特征与物源约束

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海洋地质与第四纪地质 2021年第1期41卷 102-114页

作者：肖春晖王永红林间田纪伟海底科学与探测技术教育部重点实验室中国海洋大学地球科学学院青岛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266237 中国科学院南海海洋研究所广州510301 物理海洋教育部重点实验室中国海洋大学青岛266100

通过对西太平洋帕里西维拉海盆东南部的C-P19柱状样和马里亚纳海沟南坡的L3柱状样进行粒度和稀土元素地球化学分析,探讨了二者物源的异同。结果表明:研究区沉积物的稀土元素含量基本不受沉积物粒度控制,主要受控于物源变化。物源判别结... 详细信息

通过对西太平洋帕里西维拉海盆东南部的C-P19柱状样和马里亚纳海沟南坡的L3柱状样进行粒度和稀土元素地球化学分析,探讨了二者物源的异同。结果表明:研究区沉积物的稀土元素含量基本不受沉积物粒度控制,主要受控于物源变化。物源判别结果指示二者的物源具有同源性,其中西马里亚纳海脊剥蚀下来的火山物质对研究区的物质来源贡献最大。火山物质中的重矿物可以影响到稀土元素的含量,例如锆石的含量和稀土元素总量(ΣREY)的相关系数可达0.86。来自中国内陆黄土的陆源风尘物质对两个研究区的物源供给也有一定贡献,但其贡献程度较小。由于马里亚纳海沟南坡更加远离大陆且纬度更低,其接受的亚洲风尘也比帕里西维拉海盆和挑战者深渊更少。此外,南极底层水流经研究区,对海盆和海沟的沉积物都造成一定影响,而且在马里亚纳海沟南坡更加活跃,因而帕里西维拉海盆东南部的沉积物比马里亚纳海沟南坡更易于保存。

关键词：物源稀土元素帕里西维拉海盆马里亚纳海沟南极底层水

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人工智能在海洋工程地质领域的应用

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海岸工程 2022年第4期41卷 340-350页

作者：孙永福杜星宋玉鹏胡光海国家深海基地管理中心山东青岛266237 自然资源部第一海洋研究所山东青岛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

人工智能算法在海洋地质研究的应用是当前的研究热点,在海洋地质调查、海洋地质灾害评价、海洋地质建模等多个方向都得到了应用。海洋工程地质调查是海洋工程地质研究的基础,调查数据的精细化、自动化处理对数据的高效挖掘和分析具有非... 详细信息

人工智能算法在海洋地质研究的应用是当前的研究热点,在海洋地质调查、海洋地质灾害评价、海洋地质建模等多个方向都得到了应用。海洋工程地质调查是海洋工程地质研究的基础,调查数据的精细化、自动化处理对数据的高效挖掘和分析具有非常重要的作用。本文首先介绍了人工智能、神经网络、机器学习和深度学习的历史发展和研究现状,总结了它们之间的关系;然后概述了人工智能在海洋工程地质领域的应用,主要内容包括地球物理调查、地质取样、地质灾害评价。结果表明人工智能算法可以较好地应用于地球物理调查、地质取样、地质灾害评价等各项问题,只是目前在海洋工程地质领域应用仍然较少。最后阐述了人工智能在海洋工程地质领域的应用前景和目前存在的几种主要限制因素,并对未来发展方向进行了展望。

关键词：人工智能机器学习深度学习海洋地质调查地球物理调查地质取样海洋地质灾害

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弹性薄板小挠度弯曲的新方程

弹性薄板小挠度弯曲的新方程

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中国力学大会-2021+1

作者：范守志付永涛中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室中国科学院海洋大科学研究中心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

弹性薄板小挠度弯曲方程（即克希霍夫方程）基于薄板的前提,忽略并假设薄板内垂向应力为0。本文在无需垂向应力为0的这一假设的情况下,由弹性体几何方程、物理方程和静力平衡方程推导出弹性薄板小挠度弯曲的新中面方程,具有同等的数学... 详细信息

弹性薄板小挠度弯曲方程（即克希霍夫方程）基于薄板的前提,忽略并假设薄板内垂向应力为0。本文在无需垂向应力为0的这一假设的情况下,由弹性体几何方程、物理方程和静力平衡方程推导出弹性薄板小挠度弯曲的新中面方程,具有同等的数学简洁性。取泊松比为0.25时,有D/D=1.125,即新挠曲方程中的挠曲刚度D要比经典的克希霍夫挠曲方程的D值大12.5%。本文推导的新方程可以在弹性力学中获得应用。

关键词：弹性薄板小挠度弯曲克希霍夫方程

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第四纪黑潮源区沉积物的源-汇过程、主要控制因素及其碳循环效应

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海洋与湖沼 2021年第2期52卷 287-297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

本文系统性地总结了第四纪黑潮源区沉积物的源-汇过程、主要控制因素及其碳循环效应方面的最新研究进展。基于不同学科的综合性指标研究结果一致表明:黑潮源区的碎屑沉积物主要来源于附近的吕宋岛和大陆架及远端的亚洲东部沙漠。在轨道... 详细信息

本文系统性地总结了第四纪黑潮源区沉积物的源-汇过程、主要控制因素及其碳循环效应方面的最新研究进展。基于不同学科的综合性指标研究结果一致表明:黑潮源区的碎屑沉积物主要来源于附近的吕宋岛和大陆架及远端的亚洲东部沙漠。在轨道、千年和百年等不同时间尺度上两者对研究区的物质输入主要与海平面高度和东亚季风强度相关,并最终受控于高、低纬过程的双重驱动。而人类活动对黑潮源区的影响则出现于距今2100 a。上述陆源物质对研究区的输入过程与古海洋生物生产力、海底有机碳埋藏通量和大气二氧化碳浓度间也有着良好的协变性,表明黑潮源区的沉积物源-汇过程对全球碳循环起着重要的调节作用。上述研究工作可以为更好地预测未来气候环境的变化趋势提供关键低纬度海区的区域性资料和理论支持。

关键词：黑潮源区碳循环源-汇过程控制因素第四纪

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