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洋中脊弯折带的构造-岩浆耦合作用:西北印度洋中脊火山锥及断层分布的约束

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岩石学报 2024年第7期40卷 2215-2224页

作者：党牛余星韩喜球吴招才邱中炎王叶剑李洪林自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所杭州310012 福建师范大学地理科学学院福州350007 浙江大学海洋学院舟山316021

洋中脊作为全球火山活动最活跃的区域之一,岩浆以裂隙式喷发为主,同时也存在中心式喷发火山锥。本文基于西北印度洋中脊大洋24航次的船载多波束地形数据,选择具有特殊空间位置和构造属性的北部弯折带作为研究靶区,应用定量地貌学方法分... 详细信息

洋中脊作为全球火山活动最活跃的区域之一,岩浆以裂隙式喷发为主,同时也存在中心式喷发火山锥。本文基于西北印度洋中脊大洋24航次的船载多波束地形数据,选择具有特殊空间位置和构造属性的北部弯折带作为研究靶区,应用定量地貌学方法分析火山锥形态特征与空间分布,探索区域火山作用与构造活动的耦合关系。结果表明,火山锥沿洋脊纵向上的分布主要受控于岩浆供应量,但段内其横向上的分布不仅与岩浆供应量有关,还决定于火山锥岩浆通道的形成。火山锥的分布与断层分布密切相关,断层分布密集,易于火山锥通道的形成。弯折带的洋脊段除了受扩张力外,还受到北东方向的应力作用,使弯折带南翼发育有更密集的断层,更高的火山锥密度。该应力效应的产生与非洲板块的北东向推移、印度板块的逆时针旋转以及弯折带效应本身有关。火山锥形态特征与空间分布,对于理解洋中脊区域构造演化以及火山活动过程具有重要价值。

关键词：火山锥分布特征构造-岩浆背景定量地貌学西北印度洋中脊

面向双气室铯光泵磁力仪的VCSEL稳频研究

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激光杂志 2024年第4期45卷 26-34页

作者：张弛李绍良赵擎阳舒适吴招才刘华上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海航天控制技术研究所上海惯性工程技术研究中心上海201109 自然资源部第二海洋研究所杭州310012

在地磁场测量领域中,自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差,电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。... 详细信息

在地磁场测量领域中,自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差,电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。针对使用垂直腔面发射激光器的便携式双气室铯光泵磁力仪激光稳频方法进行设计,设计方案包括激光器温度控制电路,光泵磁力仪信号反馈电路,激光器电流源调制与控制电路。将注入电流调制的稳频方法用于双气室光泵磁力仪结构,减小稳频代价的同时具有较好稳定性,温度控制精度达到0.002℃,10秒内波长稳定度达到4.36×10^(-10),初步探索了自激式双气室光泵磁力仪集成化与小型化的可能性。

关键词：垂直腔面发射激光器光泵浦磁力仪稳频

复杂地质背景下大陆坡脚点的确定方法:以莫桑比克南部陆缘为例

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海洋学研究 2024年第1期42卷 13-22页

作者：庄宝江唐勇吕孝辉杨春国吴招才李赫自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 自然资源部海底科学重点实验室浙江杭州310012 上海交通大学海洋学院上海200030 中国地质大学(武汉)海洋地质资源湖北省重点实验室湖北武汉430074 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519000 北京大业嘉成科技有限公司北京102200

针对复杂地质背景下的大陆架划界问题,提出了一种新的大陆坡脚点(foot point of the continental slope,FOS)确定方法。该方法基于水深平均梯度变化计算坡脚点所在位置,并结合相反证明以及凸包性、分段性、连续性原则进行优化。以莫桑... 详细信息

针对复杂地质背景下的大陆架划界问题,提出了一种新的大陆坡脚点(foot point of the continental slope,FOS)确定方法。该方法基于水深平均梯度变化计算坡脚点所在位置,并结合相反证明以及凸包性、分段性、连续性原则进行优化。以莫桑比克南部陆缘为研究区域,利用2021年实测的高精度多波束地形数据,应用该方法提取了大陆架划界最关键的依据——FOS,并与联合国大陆架界限委员会使用的Geocap软件提取的结果进行对比,确认了相同的FOS位置,证明该方法是准确有效的。

关键词：大陆架划界大陆坡脚点平均梯度变化莫桑比克南部陆缘

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双气室铯光泵磁力仪设计与验证

光学精密工程 2023年第9期31卷 1325-1334页

作者：黄艺明李绍良骆曼箬吴招才刘华上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 上海航天控制技术研究所上海惯性工程技术研究中心上海201109 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012

由于自激振荡式单气室光泵磁力仪受移相电路限制测量范围较窄,对双气室光泵磁力仪进行集成化研究和改进,基于对光泵磁力仪基本原理的推导论证,提出了双气室铯光泵磁力仪的一种高度集成的设计结构。该方案中以垂直腔面发射激光器作为泵... 详细信息

由于自激振荡式单气室光泵磁力仪受移相电路限制测量范围较窄,对双气室光泵磁力仪进行集成化研究和改进,基于对光泵磁力仪基本原理的推导论证,提出了双气室铯光泵磁力仪的一种高度集成的设计结构。该方案中以垂直腔面发射激光器作为泵浦光源,以刀锋直角棱镜反射镜作为分光镜片,其余元件沿光轴对称排布,利用左旋、右旋圆偏振光的双泵浦光结构和双气室布置实现相移互补,不需要移相电路。利用搭建的原理样机测得实验环境下地磁场强度为37586.79 nT,并利用扫描方式测得三轴分量。双气室铯光泵磁力仪原理样机的测量范围为25700~77000 nT,灵敏度约为20 pT/(Hz)1/2。实验结果和对比测量结果、理论计算结果相吻合,验证了双气室光泵磁力仪的理论分析,证实了该双气室光泵磁力仪结构的可行性和精确度。

关键词：地磁场光泵磁力仪磁共振双气室测量范围集成化

菲律宾海板块地壳结构特征——基于地震约束的重力反演

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地球科学 2023年

作者：黄子强吴招才方银霞许明炬张家岭浙江水利水电学院浙江大学海洋学院自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所

为了深入理解菲律宾海板块各地质构造单元的深部结构以及九州-帕劳洋脊地壳特征，本文利用卫星测高重力异常，结合研究区域水深、沉积层厚度及洋壳年龄数据校正变密度沉积层重力效应和热扰动重力效应，并利用KPR上OBS剖面得到的莫霍面... 详细信息

为了深入理解菲律宾海板块各地质构造单元的深部结构以及九州-帕劳洋脊地壳特征，本文利用卫星测高重力异常，结合研究区域水深、沉积层厚度及洋壳年龄数据校正变密度沉积层重力效应和热扰动重力效应，并利用KPR上OBS剖面得到的莫霍面深度作为重力反演莫霍面的约束，计算了菲律宾海板块研究区的莫霍面深度及地壳厚度。结果显示菲律宾海板块整体地壳厚度呈现从西到东，从南到北依次增厚的特征。西菲律宾海盆莫霍面深度10 km左右，地壳厚度为4 km左右。帕里西维拉海盆地壳厚度平均在7 km左右，大于年老的西菲律宾海盆。九州-帕劳洋脊地壳厚度最厚为14 km，在18°N-19°N处厚度为8 km左右，接近帕里西维拉海盆洋壳厚度，不存在局部显著增厚地壳，KPR地壳为弧后岩浆活动改造的洋壳，而非成熟岛弧地壳。

关键词：西菲律宾海盆九州-帕劳洋脊帕里西维拉海盆地壳厚度地壳性质

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光泵磁力仪中VCSEL激光波长锁定

上海交通大学学报 2023年

作者：骆曼箬李绍良黄艺明张弛吴招才刘华上海航天控制技术研究所上海空间智能控制技术重点实验室上海交通大学电子信息与电气工程学院自然资源部第二海洋研究所

针对光泵磁力仪对小型化、低功耗以及激光光源波长稳定性的要求，提出了一套垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)激光波长锁定控制方案。提出的基于多普勒吸收的光反馈波长锁定方案，以133Cs原子D1线Fg ... 详细信息

针对光泵磁力仪对小型化、低功耗以及激光光源波长稳定性的要求，提出了一套垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser，VCSEL)激光波长锁定控制方案。提出的基于多普勒吸收的光反馈波长锁定方案，以133Cs原子D1线Fg = 4→Fe = 3超精细能级跃迁波长为参考波长。光泵磁力仪(Optically Pumped Magnetometer， OPM)的原子蒸汽气室同时作为波长锁定的工作气室，在无需任何额外装置下可将激光波长锁定在该D1线跃迁波长。使用数字PID与模糊控制算法进行激光的温度控制，使温度稳定性优于±0.005℃；采用基于电流镜的激光电流驱动方案，使电流稳定性优于±50nA，这为激光波长锁定提供了良好的硬件基础。最后在实验室环境下实现了光泵磁力仪长达两小时的稳定信号输出。

关键词：光泵磁力仪垂直腔面发射激光器波长锁定激光稳频

面向双气室铯光泵磁力仪的VCSEL稳频研究

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激光杂志 2023年

作者：张弛李绍良赵擎阳舒适吴招才刘华上海航天控制技术研究所上海惯性工程技术研究中心上海交通大学电子信息与电气工程学院自然资源部第二海洋研究所

在地磁场测量领域中，自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差，电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积... 详细信息

在地磁场测量领域中，自激振荡式碱金属原子光泵磁力仪因为快速响应与高精度成为一项重要技术。其中自激式双气室光泵磁力仪无需考虑移相电路带来的信号误差，电路简单。使用垂直腔面发射激光器作为泵浦光源有效降低了磁力仪功耗和体积。针对使用垂直腔面发射激光器的便携式双气室铯光泵磁力仪激光稳频方法进行设计，设计方案包括激光器温度控制电路，光泵磁力仪信号反馈电路，激光器电流源调制与控制电路。将注入电流调制的稳频方法用于双气室光泵磁力仪结构，减小稳频代价的同时具有较好稳定性，温度控制精度达到0.002℃，10秒内波长稳定度达到4.36×10-10，初步探索了自激式双气室光泵磁力仪集成化与小型化的可能性。

关键词：垂直腔面发射激光器光泵浦磁力仪稳频

海洋大地电磁揭示了西太平洋苏达海山的电阻率结构

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海洋学研究 2022年第2期40卷 42-52页

作者：姜杰张涛蔡晓仙吴招才山东科技大学测绘与空间信息学院山东青岛266000 自然资源部第二海洋研究所浙江杭州310012 自然资源部海底科学重点实验室浙江杭州310012

为了研究海洋板块内火山的深部电阻率结构及其形成过程,在西太平洋苏达海山进行了海洋大地电磁测量。采用主流数据处理方法SSMT2000进行数据处理,分别对旋转后的实测数据以及根据实测数据得到的两组旋转不变量数据进行一维结构假设下的... 详细信息

为了研究海洋板块内火山的深部电阻率结构及其形成过程,在西太平洋苏达海山进行了海洋大地电磁测量。采用主流数据处理方法SSMT2000进行数据处理,分别对旋转后的实测数据以及根据实测数据得到的两组旋转不变量数据进行一维结构假设下的大地电磁响应测试,对响应最好的YX方向数据进行一维反演,并结合一维正演、地质资料对反演结果进行综合解释。反演结果表明,苏达海山区域地壳厚度为21.5 km左右;较厚的火山碎屑岩层表明苏达海山的构建过程以喷发性的岩浆活动为主,其侵入性的岩浆活动较弱。

关键词：海洋大地电磁测量一维正、反演板内海山地壳结构

东太平洋CC区玄武岩岩石成因：Ar/Ar年代学与地球化学证据

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地质科学 2022年

作者：刘倩唐立梅陈灵胡艳华吴招才孟万斌成都理工大学沉积地质研究院浙江省地质调查院自然资源部海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所

玄武岩作为地幔岩浆的产物，其岩石地球化学特征在反映地幔组分和深部动力学作用方面有着极其重要的意义。本文对东太平洋CC区西部和魏源海山两个潜次(Dive64和Dive66)的9个玄武岩样品进行了年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Pb同位素研究... 详细信息

玄武岩作为地幔岩浆的产物，其岩石地球化学特征在反映地幔组分和深部动力学作用方面有着极其重要的意义。本文对东太平洋CC区西部和魏源海山两个潜次(Dive64和Dive66)的9个玄武岩样品进行了年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Pb同位素研究。结果显示，Dive64与Dive66玄武岩样品Ar/Ar年龄分别为(83.1±0.3)Ma、(74.7±0.3)Ma，属于晚白垩世，主体分别为N-MORB和OIB。Dive64为亚碱性玄武岩，REE总体相对平坦，轻重稀土分馏较弱，无明显Eu负异常；Dive66玄武岩为碱性玄武岩，富集轻稀土元素，亏损重稀土元素，无明显Eu、Ce异常，MgO含量与CaO/AlO比值呈反比，与Cr含量、Sr含量呈略微正相关。Sr-Nd-Pb同位素表明两者的形成可能不止单一源区的贡献，Dive64玄武岩Sr-Nd-Pb同位素比值更靠近DM(亏损地幔)、HIMU(高U/Pb比值地幔)端元，Dive66玄武岩Sr-Nd-Pb同位素比值较接近EMI(I型富集地幔)、HIMU端元。综上所述，Dive64玄武岩起源于尖晶石橄榄岩区，来源于亏损的软流圈地幔(DM)并混合有HIMU组分；Dive66玄武岩起源于石榴石橄榄岩区，岩浆上升过程中主要伴随着橄榄石的结晶分异作用，单斜辉石与斜长石的结晶分异作用相对微弱，岩浆来源于HIMU组分和EMI组分，其形成可能与地幔柱有关。

关键词：东太平洋玄武岩 Ar/ Ar年代学岩浆演化地幔源区