基于数字孪生的海底地质灾害监测预警技术研究 被引量：5

1

作者 李晓萌 陈天 +6 位作者 徐玮铎 孙志文 薛凉 朱宪明 范智涵 单红仙 贾永刚 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期102-114,共13页

本文创新了基于海底实时监测数据驱动的海底工程地质环境数字孪生模型,建立了一套埕岛油田地质灾害监测预警系统,构建了海底工程地质环境数据库,实现了对海底监测数据的远程实时可视化更新及交互控制。该系统应用于埕岛海底地质灾害监测... 本文创新了基于海底实时监测数据驱动的海底工程地质环境数字孪生模型,建立了一套埕岛油田地质灾害监测预警系统,构建了海底工程地质环境数据库,实现了对海底监测数据的远程实时可视化更新及交互控制。该系统应用于埕岛海底地质灾害监测,在持续运行的40天监测周期内,累计警报了2次强海底侵蚀灾害,提示了4次高浊度事件,真实反映了研究区海底侵蚀变化。本文首次尝试将数字孪生技术融合到海底地质灾害的监测预警中,为区域地质灾害防控提供了一种新的技术参考。 展开更多

关键词 数字孪生 海洋地质灾害 监测预警 海底工程地质环境 埕岛油田 UE4

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穿越台西南盆地的OBS广角地震数据处理与震相识别

2

作者 刘洋 裴彦良 +4 位作者 赵俐红 支鹏遥 郑彦鹏 刘晨光 李朝阳 《海洋科学进展》 北大核心 2025年第2期396-409,共14页

南海东北陆缘是南海海盆初始张裂的区域,为深入研究其深部地壳结构及构造演化过程,布设了一条沿NW—SE方向穿越台西南盆地的深地震测线(DP12B)。本文主要介绍了DP12B测线的前期数据处理流程,包括导航数据处理、OBS(Ocean Bottom Seismom... 南海东北陆缘是南海海盆初始张裂的区域,为深入研究其深部地壳结构及构造演化过程,布设了一条沿NW—SE方向穿越台西南盆地的深地震测线(DP12B)。本文主要介绍了DP12B测线的前期数据处理流程,包括导航数据处理、OBS(Ocean Bottom Seismometer)原始数据裁截以及OBS位置与时间校正;同时进行震相识别,并利用Rayinvr软件进行射线追踪和走时拟合来评估震相识别的准确性。结果表明:OBS位置和时间校正效果良好;通过综合地震剖面技术(Common Receiver Gather, CRG),成功识别了多组清晰的P波震相,包括Ps、 PsP、 Pg、 PcP、 PmP和Pn,其中最远震相可以连续追踪到90 km以外。DP12B-9和DP12B-7两站位的震相形态特征和拟合分析显示台西南盆地南部坳陷区域地壳厚度显著减薄至3 km,推测伴随有地幔蛇纹石化现象。DP12B测线数据整体质量良好,能为后续速度模型的建立提供坚实基础,为进一步探讨南海地区复杂的地质构造及其演化过程提供可靠支撑。 展开更多

关键词 台西南盆地 OBS数据处理 震相识别 伸展减薄 蛇纹石化

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南海西北部16 kaBP以来沉积物的环境磁学特征及其物源指示意义 被引量：4

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作者 肖春凤 孙启顺 +5 位作者 陈亮 殷征欣 陈龙 官玉龙 章钰桢 姜兆霞 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期13-26,共14页

南海是西太平洋最大的边缘海,对东亚季风和全球气候变化具有敏感的响应,然而目前对南海沉积物的物源分析仍存在众多争议。对南海琼东南盆地SCS-02孔的沉积物样品进行了系统的磁学分析,旨在通过环境磁学参数追踪沉积物的来源。结果表明,S... 南海是西太平洋最大的边缘海,对东亚季风和全球气候变化具有敏感的响应,然而目前对南海沉积物的物源分析仍存在众多争议。对南海琼东南盆地SCS-02孔的沉积物样品进行了系统的磁学分析,旨在通过环境磁学参数追踪沉积物的来源。结果表明,SCS-02岩芯的磁性矿物主要为磁铁矿和赤铁矿。自16 kaBP以来,磁性矿物的粒径和成分发生了系统变化,指示了沉积物源-汇过程的改变。15.5~16 kaBP期间,磁化率较高,粒径较粗,矫顽力也较高。海平面比现今低100多米,莺歌海出露于海平面以上,古红河口距研究区较近,红河的物质可以较容易到达沉积区,因此该时期红河贡献较大,珠江和台湾贡献较小。7.5~15.5 kaBP期间,随着海平面的迅速上升,磁性矿物组成和粒度发生了变化,总的磁性矿物含量减少,磁铁矿的含量逐渐增加,粒度变细,表明随着海平面的升高,珠江和台湾的贡献有所增加。7.5 kaBP以来,现代的海陆格局基本形成,磁性矿物组成和粒度变化较稳定,沉积物主要来源于红河和珠江。因此,环境磁学参数可以指示南海西北部沉积物的源-汇变化,为海平面变化和气候演化研究提供有效参考。 展开更多

关键词 环境磁学 磁性矿物 源-汇信息 南海西北部

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海洋细菌对稀土元素铈的富集矿化过程研究 被引量：1

4

作者 姜明玉 曹文瑞 +1 位作者 萨仁高娃 常凤鸣 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期190-197,共8页

采用从深海沉积物样品中分离培养的海洋微生物,分别进行几种海洋细菌(Jeotgalibacillus sp.,Paenisporosarcina sp.,Sulfitobacter sp.)对稀土元素Ce的富集成矿过程的模拟实验。实验过程中利用ICP-MS、SEM、TEM等分析测试手段考察了微... 采用从深海沉积物样品中分离培养的海洋微生物,分别进行几种海洋细菌(Jeotgalibacillus sp.,Paenisporosarcina sp.,Sulfitobacter sp.)对稀土元素Ce的富集成矿过程的模拟实验。实验过程中利用ICP-MS、SEM、TEM等分析测试手段考察了微生物与稀土元素的相互作用过程。结果表明,三种海洋细菌对稀土Ce都有吸附富集作用,海洋细菌吸附富集稀土元素Ce的效率主要与细菌密度和稀土元素浓度有关,不同的海洋细菌对稀土元素的富集能力也有所不同。海洋细菌吸附富集稀土Ce并矿化的过程中,稀土元素Ce首先被吸附在细胞表面形成成核点,随后在细胞表面被矿化形成含稀土Ce的非晶相结构的矿物颗粒。通过考察海洋细菌对稀土Ce的生物成矿过程,进一步探讨了海洋微生物富集稀土成矿的过程和作用机制。 展开更多

关键词 微生物成矿 稀土元素 海洋沉积物 成矿机理

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北极东西伯利亚陆架表层沉积生物硅分布特征及环境意义 被引量：1

5

作者 杨功旭 姚政权 +9 位作者 冯晗 胡利民 Anatolii Astakhov 邹建军 刘焱光 王昆山 Alexander Bosin Yuri Vasilenko 杨刚 石学法 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期717-727,共11页

揭示北冰洋陆架区初级生产力变化及其控制因素,对评估北极在全球变化中的地位具有重要意义。本文对北极东西伯利亚陆架87个表层沉积生物硅进行了测试与分析,结果显示,东西伯利亚陆架表层沉积生物硅含量为0.42%~14.11%(平均值为3.12%),... 揭示北冰洋陆架区初级生产力变化及其控制因素,对评估北极在全球变化中的地位具有重要意义。本文对北极东西伯利亚陆架87个表层沉积生物硅进行了测试与分析,结果显示,东西伯利亚陆架表层沉积生物硅含量为0.42%~14.11%(平均值为3.12%),大致以165°E~170°E为界,界限以西的拉普捷夫海和东西伯利亚海西部生物硅含量较低(平均值为1.56%),界限以东的东西伯利亚海东部和楚科奇海中西部生物硅含量较高(平均值为9.7%)。综合分析表明,生物硅高值区主要是东西伯利亚海东部及楚科奇海受季节性海冰及太平洋入流水携带更多的营养物质造成的,而低值区除受常年海冰覆盖影响外,河流径流量增加和硅质生物的溶解作用也会导致生物硅含量降低。生物泵效率指标揭示东西伯利亚陆架海域,特别是楚科奇海可能是吸收全球大气CO_(2)的重要汇区。 展开更多

关键词 生物硅 海冰 初级生产力 东西伯利亚陆架 北极

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基于地球物理探测数据反演海底工程地质参数研究进展与展望 被引量：4

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作者 刘乐军 周庆杰 +4 位作者 李西双 王景强 张承艺 张林清 周航 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期361-372,共12页

海底浅部沉积物的粒度、孔隙度、密度、抗剪强度等工程地质参数是海洋沉积声学研究和海洋工程开发所需了解的基础信息,而目前对于这些物理力学参数的获取主要基于有限的海底取样或原位测试方法。声学地球物理探测是基于声学信号在沉积... 海底浅部沉积物的粒度、孔隙度、密度、抗剪强度等工程地质参数是海洋沉积声学研究和海洋工程开发所需了解的基础信息,而目前对于这些物理力学参数的获取主要基于有限的海底取样或原位测试方法。声学地球物理探测是基于声学信号在沉积物中的传播得到水深地形及沉积地层结构等信息,其中一些声学参数,如海底反射系数、波阻抗、后向散射强度等与粒度、孔隙度、密度等海底工程地质参数密切相关。因此,基于声学地球物理探测数据,并结合一定数量的传统海底底质取样测试数据开展海底工程地质参数反演,具有工作效率高且获取的资料连续、信息丰富等优势,是传统海底底质取样和工程地质特性研究的有益补充。本文在论述了海底沉积物类型、物理力学参数及其声学特性的基础上,对比分析了多波束、浅地层剖面及多道地震等海底声学地球物理探测数据在海底底质物理参数反演中的优势与不足,对基于声学地球物理探测数据反演海底工程地质参数的发展前景予以分析和展望。 展开更多

关键词 海底工程地质参数 声学探测数据 海底反射系数 波阻抗 反向散射强度

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浮游有孔虫壳体重量的古海洋学应用 被引量：2

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作者 秦秉斌 熊志方 李铁刚 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1-9,共9页

海洋沉积物中浮游有孔虫壳体重量同时受到上层海洋钙化过程和深海碳酸钙溶解作用的影响,是一种潜在的古海洋代用指标。基于全球大洋表层沉积物的指标现代过程校准,发现当深海碳酸根离子饱和度<20μmol·kg-1,溶解作用开始显著影... 海洋沉积物中浮游有孔虫壳体重量同时受到上层海洋钙化过程和深海碳酸钙溶解作用的影响,是一种潜在的古海洋代用指标。基于全球大洋表层沉积物的指标现代过程校准,发现当深海碳酸根离子饱和度<20μmol·kg-1,溶解作用开始显著影响浮游有孔虫壳体重量。易溶种的壳体重量对碳酸根离子饱和度的响应更加敏感,可以作为可靠的深海碳酸根离子饱和度代用指标。当深海碳酸根离子饱和度>20μmol·kg-1,浮游有孔虫壳体重量可反映其钙化程度。基于该指标的古海洋学研究揭示了冰期旋回中浮游有孔虫钙化过程主要响应海水碳酸盐系统和温度变化;上新世以来太平洋深海碳酸根离子饱和度演化主要受控于海平面、南大洋冰盖/海冰和全球温盐环流变化。浮游有孔虫壳体重量指标为探索海洋碳循环演化提供了有力工具。 展开更多

关键词 表层沉积物 钙化作用 溶解作用 碳酸根离子饱和度 海洋碳循环

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菲律宾海板块东南边界地质过程与研究展望 被引量：2

8

作者 鄢全树 袁龙 +3 位作者 闫施帅 刘振轩 吴增 石学法 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期50-63,共14页

晚中生代期间,由于古太平洋俯冲板片俯冲于欧亚板块之下,从而在欧亚大陆东缘存在一条巨型的类似于现今太平洋东侧的安第斯型俯冲带。岩浆活动记录显示,70 Ma左右,可能由于外来的正地形地体拼贴上该俯冲带,从而导致这条巨型安第斯型俯冲... 晚中生代期间,由于古太平洋俯冲板片俯冲于欧亚板块之下,从而在欧亚大陆东缘存在一条巨型的类似于现今太平洋东侧的安第斯型俯冲带。岩浆活动记录显示,70 Ma左右,可能由于外来的正地形地体拼贴上该俯冲带,从而导致这条巨型安第斯型俯冲带逐渐消失,欧亚大陆东缘逐渐从主动大陆边缘变为被动大陆边缘。然而,新生代早期以来,伴随着菲律宾海板块从赤道北移,该被动大陆边缘又重新活化,变为主动大陆边缘,并逐渐形成了巨型的沟-弧-盆系统,期间西太平洋地区大致经历了三期的弧后扩张,即始新世、渐新世—中新世、上新世以来,且菲律宾海板块正好包括了这3个扩张期的弧后扩张盆地:西菲律宾海盆、四国海盆-帕里西维拉海盆以及马里亚纳海槽。本文详细总结了太平洋板块与次级的板块—菲律宾海板块及卡罗琳板块的地质演化历史,且详细探讨了以上3个主要板块之间相互作用的典型区域(菲律宾海板块东南侧)的地质学和岩石学特征以及尚存在的重要科学问题,并展望了未来该区域的研究方向。 展开更多

关键词 岩浆活动 地质过程 太平洋板块 卡罗琳板块 菲律宾海板块

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MIS 5期以来南极威德尔海生产力演化及其古海洋意义 被引量：1

9

作者 王彤 胡艺豪 +4 位作者 贾奇 郭景腾 唐正 熊志方 李铁刚 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期144-156,共13页

南大洋有关大气二氧化碳分压(pCO_(2))冰期旋回机制的最新假说表明,冰期南极带生产力降低指示的深部流通状况减弱对CO_(2)的封存,以及亚南极带生产力升高对CO_(2)的固定能够圆满解释冰期大气pCO_(2)的降低。显然,测试该假说合理性的关... 南大洋有关大气二氧化碳分压(pCO_(2))冰期旋回机制的最新假说表明,冰期南极带生产力降低指示的深部流通状况减弱对CO_(2)的封存,以及亚南极带生产力升高对CO_(2)的固定能够圆满解释冰期大气pCO_(2)的降低。显然,测试该假说合理性的关键是验证冰期旋回中南极带与亚南极带呈“镜像”关系的生产力演化特征。通过沉积物岩芯中生源蛋白石含量重建了MIS 5期以来南极威德尔海(南极带)生产力演化。结果显示,南极威德尔海生产力呈现暖期(MIS 5和3期)高、冷期(MIS 4和2期)低的冰期旋回特征以及总体降低的长期演化趋势。联合该生产力记录与搜集的南大洋其他海区多个生产力记录,确证了南极带与亚南极带“镜像”的生产力演化模式。进一步,通过该生产力记录与其潜在环境影响因素的对比,发现西风带经向移动和海冰张缩通过影响深部流通状况,进而控制深部营养物进入表层的可利用性,最终驱动MIS 5期以来威德尔海生产力演化的冰期旋回和长期趋势。南极威德尔海的深部流通状况对CO_(2)的“收押”与释放很可能贡献了MIS 5期以来大气pCO_(2)演化的冰期旋回和长期趋势。该研究确证了上述南大洋有关大气pCO_(2)冰期旋回机制假说的合理性,表明南大洋在全球气候演化中扮演重要角色。 展开更多

关键词 生源蛋白石 大气pCO_(2) 深部流通状况 海冰 西风带 南大洋南极带

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早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化

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作者 林锦辉 邹建军 +6 位作者 石学法 朱爱美 豆汝席 董智 冯旭光 刘焱光 Gorbarenko Sergey 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期45-61,共17页

理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期,地球经历了多次增暖时段(包括早全新世),这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖,并伴随着冰原融化和海平面快速上... 理解增暖背景下海洋环境的演化过程是海洋学和气候学一项重要的研究内容。在地质时期,地球经历了多次增暖时段(包括早全新世),这为认识海洋环境演化过程提供了重要参考。早全新世全球气候经历了快速增暖,并伴随着冰原融化和海平面快速上升,对包括白令海在内的高纬边缘海的沉积过程和海洋环境产生显著影响。白令海发育宽阔的大陆架,毗邻北美大陆,接受来自育空河、阿纳德尔河和库斯科维姆河物质的供给。目前我们对白令海如何响应早全新世气候的认识还存在明显不足。本研究对位于白令海北部陆坡LV63-19-3岩心沉积物中陆源碎屑组份进行了高分辨率调查,结合沉积年龄模型,研究了早中全新世(距今11.7~5.5ka)白令海北部陆坡陆源沉积演化过程。研究结果显示,在距今11.5~11 ka,白令海北部陆坡沉积速率高达392.9 cm/ka,在距今约9.7 ka以后降至17.2cm/ka。在距今11~10.7ka,发现一层厚约40cm的暗色纹层状沉积层。在高沉积速率时段,沉积物平均粒径较细,距今9ka以来平均粒径逐渐增大。主微量元素分析结果表明,陆源碎屑沉积物母岩性质以长英质沉积物为主,并存在少量火山碎屑源贡献。白令海北部陆坡高沉积速率事件对应于冰原融水脉冲(MWP)-1B事件(距今11.4~11.1 ka),并导致白令海陆坡硅质生产力勃发。在距今11~10.7 ka研究区春夏季海冰覆盖增加抑制表层水体氧供给,夏、秋季持续冰川融水和高表层生产力进一步加剧了水体层化和海洋内部消耗,共同促进了纹层状沉积层的形成。距今9ka以来白令海季节性海冰活动增强,但是陆源碎屑物质质量累积速率则逐渐减小,表明随着海平面上升,供给到研究区的陆源物质减少。我们认为早全新世白令海北部陆坡沉积环境快速变化是海平面、冰融水脉冲事件和季节性海冰活动共同作用的结果,实际上受高纬日射量、北美大陆冰原融化和全球气候变化控制。 展开更多

关键词 沉积物粒径 元素地球化学 沉积环境演化 早全新世 白令海

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西太平洋卡罗琳海底高原裂解作用的岩浆过程响应

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作者 吴增 鄢全树 +5 位作者 张海桃 袁龙 李凤春 刘振轩 赵仁杰 闫施帅 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期2585-2600,共16页

海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索。索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议。本研究对采自... 海底高原形成及其后的裂解事件是大洋板内地质作用的产物,因此研究海底高原可为大洋板内地球动力学过程提供重要线索。索罗尔海槽是卡罗琳海底高原初始裂解的重要产物,但到目前为止,其裂解过程的动力学机制仍然存在争议。本研究对采自索罗尔海槽基底的火山岩样品(玄武岩、英安岩)开展系统的单矿物(斜长石)原位主、微量元素地球化学研究,结果表明:玄武岩样品中斜长石种属为钙长石、培长石和少量拉长石;斜长石斑晶富集轻稀土和大离子亲石元素,亏损高场强元素,存在明显的Eu正异常;相比于斜长石斑晶,斜长石微晶具有更高的不相容元素含量。英安岩中斜长石种属为中长石,较玄武岩斜长石斑晶更富集轻稀土和大离子亲石元素,具有更明显的Eu正异常。玄武岩和英安岩中斜长石结晶温度和压力分别为1110~1171℃和961~966℃、0.27~0.42GPa和0.16~0.29GPa,且同一种岩石类型中的斜长石斑晶与微晶结晶温度无明显差异。基于以上结果,并对照前人所总结的双峰式岩浆系统的成因特征,本文提出卡罗琳海底高原裂解期间的岩浆作用具双层岩浆房模型,即地幔岩石部分熔融形成原始岩浆,聚集在深部岩浆房内结晶形成基性斜长石斑晶,随后被岩浆裹挟上涌喷出地表形成玄武岩;同时部分岩浆继续进入浅部壳层岩浆房,并结晶形成中酸性斜长石斑晶,后被演化岩浆携带上升并喷出地表形成英安岩。 展开更多

关键词 海底高原 初始裂解 斜长石 矿物化学 岩浆过程

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曼谷湾顶红树林区近百年来有机碳埋藏记录及影响因素 被引量：1

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作者 徐元芹 李萍 +1 位作者 高伟 刘杰 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期48-61,共14页

通过对曼谷湾顶红树林区柱状沉积物D1的总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)、总氮(Total Nitrogen, TN)、稳定碳同位素(δ^(13)C)及粒度等指标的分析,在^(210)Pb建立的年代地层框架的基础上,重建了该地区近百年来有机碳的埋藏记录,并... 通过对曼谷湾顶红树林区柱状沉积物D1的总有机碳(Total Organic Carbon, TOC)、总氮(Total Nitrogen, TN)、稳定碳同位素(δ^(13)C)及粒度等指标的分析,在^(210)Pb建立的年代地层框架的基础上,重建了该地区近百年来有机碳的埋藏记录,并对其影响因素进行了探讨。结果表明,TOC含量和δ^(13)C值变化范围分别为1.35%~2.26%,-24.18‰~-22.67‰,均自下而上表现为先增加后减少的趋势。研究区为河口型红树林,相比海洋型红树林,其沉积物中有机碳来源受红树林影响较小,这是由于受周期性涨落潮和河口径流的冲刷,较轻的红树林碳屑极易被分解或被带至外海,难以在沉积物中存储。综合研究区的环境因素,选择陆源、海源和人为源作为三端元,计算得出柱状沉积物中有机碳以人为源和海源为主,陆源贡献相对较低。1939年以来,人为源有机碳贡献不断增大;1980—2008年间,因入海河流上游修建大坝,导致入海物质通量减少,加之该时期区域气候模式发生变化,降雨量相对减少,陆源有机碳贡献相对降低。因围海造田、围海养殖等人类活动增强,人为源有机碳贡献相对增加。该时期红树林遭到大规模砍伐,红树林的海岸屏障作用削弱,导致沉积物中海源有机碳贡献相对增加。2008年以来,因红树林恢复和堤坝建设,陆源有机碳的贡献几乎消失。 展开更多

关键词 曼谷湾顶 红树林区 有机碳

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东南太平洋富稀土沉积早期成岩过程研究及其指示意义

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作者 李杰军 刘洪娜 +2 位作者 王小静 李力 石学法 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期40-51,共12页

富稀土深海沉积物作为一种潜在矿产资源,近年来备受关注。研究发现,稀土元素(REY)和钇(Y)元素的富集过程很可能发生在沉积物-海水界面(SWI),但目前针对富稀土沉积物的早期成岩过程研究较少。本研究采集了东南太平洋富稀土海区两个站位... 富稀土深海沉积物作为一种潜在矿产资源,近年来备受关注。研究发现,稀土元素(REY)和钇(Y)元素的富集过程很可能发生在沉积物-海水界面(SWI),但目前针对富稀土沉积物的早期成岩过程研究较少。本研究采集了东南太平洋富稀土海区两个站位的沉积物短柱,解析了REY在SWI的早期成岩过程及其对REY在沉积物中富集机制的影响。孔隙水中较低的Fe、Mn和较高的Mo、U、V浓度表明研究区沉积物处于氧化环境。对比底层海水中REY,孔隙水中的REY呈中稀土(MREE)富集特征。沉积物中REY的主要富集相态为磷酸盐相,而孔隙水中REY及其配分模式可能受控于沉积物中磷酸盐的含量。本研究表明,在稀土元素早期成岩过程中,原本与铁锰相等其他相态结合的REY重新进入到孔隙水中,最终被磷酸盐相吸附和埋藏,早期成岩过程是深海沉积物中REY富集的重要机制。 展开更多

关键词 早期成岩 孔隙水 稀土元素 沉积物 东南太平洋

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东印度洋东经90°海岭的地球物理特征和成因探讨

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作者 朱佳豪 裴彦良 +3 位作者 支鹏遥 刘晨光 刘焱光 刘洋 《海洋科学进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期515-531,共17页

东经90°海岭发育于东印度洋,自孟加拉沉积扇向南穿越赤道直至印度洋南部布罗肯脊,是世界上最长的线性构造。海岭的形成机制与东印度洋晚白垩世至新生代的多阶段演化有关,由于其跨越赤道、长度大于5 000 km,南北不同区域的构造背景... 东经90°海岭发育于东印度洋,自孟加拉沉积扇向南穿越赤道直至印度洋南部布罗肯脊,是世界上最长的线性构造。海岭的形成机制与东印度洋晚白垩世至新生代的多阶段演化有关,由于其跨越赤道、长度大于5 000 km,南北不同区域的构造背景较为复杂,因此,其不同分段的地球物理特征也各具特色。通过分析海岭不同分段的形貌、浅层结构、重磁、地壳厚度及洋底年龄等地质地球物理数据,结合东印度洋海底扩张演化史,探讨了海岭的不同分段的成因机制。结果表明,90°E海岭的形成与板内热点活动、地幔柱-洋中脊相互作用、板块扩张与扩张中心跃迁,以及转换断层等诸多因素有关,是多种地质作用和地质过程综合作用的结果。2°N以北的海岭可能形成于远离扩张中心的印度板块内部,与板内火山作用有关联;18°S以南的部分形成于印度板块与南极洲板块边界转换断层附近;而2°N~18°S之间的中部区域则最为复杂,推测中段的形成受到了凯尔盖朗热点与沃顿扩张脊的相互作用,以及海岭下方的多次洋脊跳跃等因素的影响。分析认为,海岭中段是深入认识海岭成因机制、解决海岭构造演化和动力学机制以及脊-柱相互作用等重大科学问题的关键区域。未来在海岭中段开展地球物理测量及钻探工作,丰富海岭中段的地球物理综合数据,揭示中段不同位置岩石的物质组成与形成年代,是解决上述重大科学问题的必由之路。 展开更多

关键词 东经90°海岭 东印度洋 热点活动 构造演化

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江苏南通近岸区晚第四纪沉积序列的沉积相特征与定年 被引量：1

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作者 刘健 张欣 +3 位作者 丁璇 仇建东 王红 安郁辉 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期35-48,共14页

近三十多年来长江三角洲地区晚第四纪3期下切河谷的形成与演化得到了学术界的关注,但以往对晚第四纪早期和中期下切河谷充填层序年龄的限制还很欠缺。为了探讨这些下切河谷及其沉积充填的形成时间以及下切河谷形成与全球海平面变化的关... 近三十多年来长江三角洲地区晚第四纪3期下切河谷的形成与演化得到了学术界的关注,但以往对晚第四纪早期和中期下切河谷充填层序年龄的限制还很欠缺。为了探讨这些下切河谷及其沉积充填的形成时间以及下切河谷形成与全球海平面变化的关系,对江苏南通近岸区孔深79 m的全取芯钻孔(JC-1205)岩芯开展了综合测试(沉积物粒度、底栖有孔虫、光释光(OSL)测年和AMS^(14)C测年)和沉积相分析。结果表明,该孔所揭示的晚第四纪沉积序列可划分为4个沉积单元(从下至上为DU 4—DU 1),中—下部3个沉积单元(DU 4—DU 2)为3期直接接触的河流沉积,上部DU 1为近岸海洋沉积(从下至上包括潮道沉积、浅水潮下带—内陆架沉积和潮坪沉积)。晚第四纪海平面变化是控制钻孔位置附近区沉积序列形成的主要因素,晚第四纪早期和中期的下切河谷及其充填沉积(DU 4和DU 3)分别形成于MIS 6和MIS 4,而与晚期下切谷相关的河间地的洪泛平原沉积(DU 2)形成于MIS 2;MIS 4时期下切谷的发育使得其下伏的MIS 5海洋沉积被侵蚀殆尽,而MIS 3时期相对较高的地势导致了沉积间断的出现。DU 1形成于MIS 1晚期,其底部的潮道沉积在其发育过程中对其下伏沉积物(可能形成于MIS 2晚期—MIS 1中期)的侵蚀造成了DU 1和DU 2之间超过10 kyr的沉积缺失。本文的研究成果为长江三角洲地区晚第四纪下切河谷的形成演化提供了重要的时间约束。 展开更多

关键词 下切河谷 沉积序列 沉积相 光释光测年 晚第四纪 江苏南通

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南黄海表层沉积磷的赋存形态及其对水体富营养化态势的影响

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作者 吴晓丹 常凤鸣 +2 位作者 吴斌 孙晗杰 钟伟杰 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期106-118,共13页

南黄海水体富营养化日益加剧,作为我国绿潮孕育和暴发的主要场所,其水体富营养化的形成演变机制仍未完全清楚。为解析该区沉积物中营养元素磷(P)的释放特征和对水体富营养化的潜在贡献,采用改进的连续浸取法(SEDEX)分析了表层沉积中磷... 南黄海水体富营养化日益加剧,作为我国绿潮孕育和暴发的主要场所,其水体富营养化的形成演变机制仍未完全清楚。为解析该区沉积物中营养元素磷(P)的释放特征和对水体富营养化的潜在贡献,采用改进的连续浸取法(SEDEX)分析了表层沉积中磷的含量水平和赋存形态,探讨了其生物有效性和对水体富营养化态势的影响。研究表明:总磷(TP)平均值为514 mg/kg,处于轻度污染,以无机磷(IP)为主要赋存形态(76.39%),有机磷(OP)次之,IP又以Ca-P为主(30.17%)。各形态磷平均贡献依次为OP>Ca-P>De-P>Fe-P>Ex-P。Ca-P和De-P属于生物不可利用磷,在沉积物中稳定性较强,在较粗粒径沉积物中含量较高。Ex-P和Fe-P易吸附于细颗粒沉积物表面,pH、温度、水体动力和氧化还原条件等是影响其吸附-释放的主要因素,南黄海海水酸化将促进Ex-P和Fe-P向海水释放,加剧海水富营养化程度。OP变化趋势显示,近岸以陆源输入为主,远岸生物过程具有重要贡献。南黄海生物有效磷(BAP:Ex-P+Fe-P+OP)平均值为240.1 mg/kg,占TP的46.4%,表明研究区沉积磷生物可利用性较强,释放到水体的风险较高,对该区富营养化具有重要长期潜在贡献。 展开更多

关键词 沉积磷 生物有效磷 营养盐 富营养化 南黄海

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220 ka以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素

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作者 蒋富清 周晓静 李传顺 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期85-95,共11页

为揭示晚更新世以来西太平洋暖池黏土矿物输入变化的控制因素,对采自西菲律宾海本哈姆隆起上的Ph05-5孔沉积物中的黏土矿物组成、来源和堆积速率进行了分析。结果表明,220 ka以来,该孔沉积物中的黏土矿物主要以伊利石(13%)和蒙皂石(8%)... 为揭示晚更新世以来西太平洋暖池黏土矿物输入变化的控制因素,对采自西菲律宾海本哈姆隆起上的Ph05-5孔沉积物中的黏土矿物组成、来源和堆积速率进行了分析。结果表明,220 ka以来,该孔沉积物中的黏土矿物主要以伊利石(13%)和蒙皂石(8%)为主,其次为绿泥石(6%)和高岭石(2%)。伊利石和绿泥石主要来源于亚洲大陆,蒙皂石主要源于菲律宾海周围岛屿的火山物质在海底遭受海水侵蚀后形成的自生Fe-蒙皂石和西菲律宾海周围岛屿上的物质风化后形成的他生Al-蒙皂石。220 ka以来,伊利石和绿泥石的堆积速率表现出明显的冰期高-间冰期低的旋回变化,与该孔总的风尘堆积速率、亚洲风尘和北太平洋风尘堆积速率一致。冰期/间冰期太阳辐射降低/增强、亚洲内陆干旱程度加强/减弱,是导致伊利石等源于亚洲内陆的黏土矿物向菲律宾海输入增加/减少的主控因素。Ph05-5孔蒙皂石的堆积速率同样表现出明显的冰期高-间冰期低的特征,与该孔总的火山物质堆积速率一致。蒙皂石在轨道尺度的变化,主要受到海平面变化和热带类ENSO过程影响的降雨过程控制。冰期低海平面,菲律宾岛和海水的混合作用加强,使得蒙皂石的输入增加。此外,冰期在热带太平洋类拉尼娜较强,降雨量增加,导致向菲律宾海输入的火山物质(蒙皂石)增加,间冰期则相反,由于类厄尔尼诺增强,菲律宾岛区域干旱,火山物质(蒙皂石)向菲律宾海的输入减少。 展开更多

关键词 黏土矿物 堆积速率 晚更新世 西菲律宾海

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末次冰期以来南海西北部沉积物源和风化演变的Sr-Nd同位素与稀土元素证据 被引量：3

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作者 赵增祥 万世明 +7 位作者 鞠梦珊 裴文强 靳华龙 张晋 赵德博 栾振东 张鑫 李安春 《矿物岩石地球化学通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期702-716,共15页

研究边缘海沉积物地球化学组成与来源是揭示大陆边缘沉积物源-汇过程的关键环节。本文基于南海西北部琼东南盆地KT2站位岩心沉积物的稀土元素(REE)和Sr-Nd同位素分析,研究了28 ka以来沉积物源的演变和化学风化作用。结果表明,研究区沉... 研究边缘海沉积物地球化学组成与来源是揭示大陆边缘沉积物源-汇过程的关键环节。本文基于南海西北部琼东南盆地KT2站位岩心沉积物的稀土元素(REE)和Sr-Nd同位素分析,研究了28 ka以来沉积物源的演变和化学风化作用。结果表明,研究区沉积物源主要为红河,且28 ka以来没有发生明显改变。KT2站位岩心陆源沉积物的稀土元素特征参数(La/Yb)UCC、(Gd/Yb)UCC以及(LREE/HREE)UCC,均受到了母岩组成和风化过程的共同影响。根据Sr-Nd同位素对物源的限制,本文对影响REE组成的因素进行了评估,并认为化学风化作用可能是造成沉积物REE组成偏离源区母岩组成的主要原因。REE指标指示了冰期沉积物比全新世具有更强的化学风化强度,可能暗示冰期海平面降低导致北部湾陆架暴露发生进一步风化而造成了冰期化学风化作用的增强。 展开更多

关键词 稀土元素 SR-ND同位素 沉积物源 化学风化 南海 末次冰期

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末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统研究进展 被引量：1

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作者 石学法 李景瑞 +3 位作者 乔淑卿 刘升发 万世明 杨守业 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期14-25,共12页

近20年来,国际上对末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统的研究取得了重要进展。为及时跟踪研究前沿,并进一步为地球系统科学思想指导下东北印度洋源汇过程研究提供新思路,本文按照从源到汇的思路,从流域风化侵蚀、海洋沉积物... 近20年来,国际上对末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统的研究取得了重要进展。为及时跟踪研究前沿,并进一步为地球系统科学思想指导下东北印度洋源汇过程研究提供新思路,本文按照从源到汇的思路,从流域风化侵蚀、海洋沉积物来源、沉积模式、源汇系统响应等几个方面总结了目前国内外最新研究进展,并指出了未来的主要突破方向。概括起来,主要取得如下认识:恒河-布拉马普特拉河流域尺度的物理侵蚀过程主要受控于季风气候变化,而化学风化过程与季风气候关系复杂,温度、降水、植被和冰川等因子在特定时期均可能起着重要的控制作用。孟加拉湾沉积物主要来自周边河流输入的流域风化产物,以恒河-布拉马普特拉河输入的青藏高原物质为主,同时也有部分来自印度半岛和缅甸的物质;末次盛冰期以来青藏高原源区物质贡献占据绝对优势(>70%),且整体变化不大,但各物源端元贡献比例在千年尺度上出现明显波动变化。孟加拉湾陆架发育典型的风暴控制型三角洲-陆架沉积,而底层浊流和表层环流作为孟加拉湾最重要的两个输运动力,对孟加拉湾深海扇沉积物组成和分布起着重要的控制作用。总体看来,末次盛冰期以来青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统演化主要受印度夏季风和海平面变化控制。未来的研究应以地球系统科学思想为指导,加强海陆结合的现代沉积过程的长期连续观测,聚焦沉积记录中环境替代指标的精确解译,揭示流域风化过程对季风气候变化的响应机制;结合数值模拟和海洋大数据分析,预测快速全球变化背景下青藏高原-孟加拉湾“源-汇”系统的演化趋势及环境效应,同时加强与世界大陆边缘其他典型源汇系统的比较研究。 展开更多

关键词 风化侵蚀 沉积模式 印度季风 海平面 源-汇系统 青藏高原-孟加拉湾

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九州-帕劳脊南段基底玄武岩的单斜辉石矿物化学及成因意义 被引量：2

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作者 刘振轩 鄢全树 +2 位作者 刘焱光 杨刚 石学法 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期75-92,共18页

九州-帕劳脊是古伊豆-小笠原-马里亚纳弧的重要组成,对其上基底岩石开展矿物学和岩石学研究可为理解洋内岛弧演化早期的岩石成因和岩浆活动特点提供重要线索。本文对九州-帕劳脊南段基底玄武岩中的单斜辉石斑晶和微晶开展详细的岩相学... 九州-帕劳脊是古伊豆-小笠原-马里亚纳弧的重要组成,对其上基底岩石开展矿物学和岩石学研究可为理解洋内岛弧演化早期的岩石成因和岩浆活动特点提供重要线索。本文对九州-帕劳脊南段基底玄武岩中的单斜辉石斑晶和微晶开展详细的岩相学和原位主微量元素分析,结果表明,单斜辉石斑晶与微晶整体上具有相似的化学组分,为普通辉石及透辉石等种属,且亏损轻稀土元素,Eu负异常不明显。多数单斜辉石斑晶具有环带结构,可划分为简单环带及韵律性环带两类;从辉石核部到边部,MgO、FeO、Al_(2)O_(3)、TiO_(2)含量与核部镁指数Mg#等呈现复杂的高低变化,指示了多期次的岩浆混合与补给事件。单斜辉石的结晶温度、压力分别为1151~1210℃和1.3×10^(8)~4.2×10^(8)Pa。通过单斜辉石组分反演获得的母岩浆含水量为0.8%~2.3%(以湿质量计)。最后,我们提出,形成于典型的洋内岛弧背景下的九州-帕劳脊南段熔岩的母岩浆为亚碱性岛弧拉斑玄武质熔体,具有高温、中压、高氧逸度的特征,岩浆房深度较浅并存在多期次原始岩浆的补给和混合。 展开更多

关键词 单斜辉石 矿物化学 环带结构 岩浆过程 岛弧玄武岩 九州-帕劳脊

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