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黄骅坳陷港西断裂带流体包裹体的地球化学特征

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岩石学报 2007年第9期23卷 2287-2295页

作者：丁巍伟戴金星初凤友韩喜球国家海洋局海底科学重点实验室中国石油勘探开发科学研究院北京100083

通过对黄骅坳陷港西断裂带奥陶系灰岩和新近系沙河街组砂岩中11个钻井的岩心包裹体的特征,均一温度和组分等方面的分析,对其所反映的气体来源,形成环境,油气演化以及地质意义进行研究。研究区的包裹体均为次生成因包裹体,气液比在5%～10... 详细信息

通过对黄骅坳陷港西断裂带奥陶系灰岩和新近系沙河街组砂岩中11个钻井的岩心包裹体的特征,均一温度和组分等方面的分析,对其所反映的气体来源,形成环境,油气演化以及地质意义进行研究。研究区的包裹体均为次生成因包裹体,气液比在5%～10%之间,根据激光拉曼光谱技术分析组分主要为 H_2O,CO_2和 CH_4。利用均一温度,结合古地温和埋藏史,发现奥陶系灰岩和新近系沙河街组砂岩中包裹体中流体均捕获于新近纪。对氦同位素的分析发现包裹体中均有幔源氦的侵入,侵入的份额受到 NE 向港西断层和 NWW 向徐庄子断层的控制靠近断裂带的灰岩和砂岩中的包裹体含有还原性气体,由断层交汇中心向四周减少。包裹体中烷烃气的成熟度也与断层活动相关,具有从断层交汇中心向四周减小的相似特征。研究区内港西断层和徐庄子断层交汇处不仅是幔源气体上涌的有利通道,也是地热活动强烈的地区,有利于烷烃气的成熟。

关键词：港西断裂带流体包裹体组分幔源成熟度

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苏北浅滩钙结核的特征及其环境指示意义

海洋学报 2014年第12期36卷 103-110页

作者：刘颖韩喜球刘杜娟国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012 国家海洋局第二海洋研究所工程海洋学重点实验室浙江杭州310012

对采自苏北浅滩的钙结核样品进行了岩石学、矿物学和碳氧同位素的分析。样品富含石英和长石砂屑,碳酸钙胶结,其碳和氧同位素组成分别为-8.38‰^-8.19‰V-PDB及-5.23‰^-5.03‰V-PDB。根据样品的氧同位素组成,利用碳酸盐-水体系氧同位素... 详细信息

对采自苏北浅滩的钙结核样品进行了岩石学、矿物学和碳氧同位素的分析。样品富含石英和长石砂屑,碳酸钙胶结,其碳和氧同位素组成分别为-8.38‰^-8.19‰V-PDB及-5.23‰^-5.03‰V-PDB。根据样品的氧同位素组成,利用碳酸盐-水体系氧同位素方程,结合现今底层水温度,并考虑可能存在的温度变化,计算得到古沉淀流体的δ18 O水范围为-4.72‰^-4.52‰VSMOW,较正常海水偏负,认为钙结核的形成可能受到了淡水影响。根据结核中碎屑矿物的成分及其成熟度,判断其包含的碎屑矿物源自古黄河,认为这些结核样品可能形成于海陆交互环境,形成时间约为7~6.5ka BP左右,当时古海平面高度比现今低10m左右,古黄河河道可能位于苏北浅滩附近。

关键词：苏北浅滩钙结核氧同位素古沉积环境恢复古黄河

High-resolution dating of Co-rich crusts: A comparative study using the methods of orbital pacing and ^(230)Th_(ex)/^(232)Th dating

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Science China Earth Sciences 2009年第4期52卷 484-488页

作者： han xiqiu1,2, QIU ZhongYan1,2,3, MA WeiLin1,2 & QIAN JiangChu1,2 1 Key Laboratory of Submarine Geosciences, State Oceanic Administration, hangzhou 310012, China 2 Second Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, hangzhou 310012, China 3 Department of Earth Sciences, Zhejiang University, hangzhou 310027, China Key Laboratory of Submarine Geosciences State Oceanic Administration Hangzhou 310012 China Second Institute of Oceanography State Oceanic Administration Hangzhou 310012 China Department of Earth Sciences Zhejiang University Hangzhou

Due to their slow growth rates, seamount Co-rich crusts are very difficult to date with high resolution and precision. This paper is to test the use of orbital pacing on the growth profile of crusts to determine high-resolution age and growth rate. Crust CB14 from the central Pacific Ocean was selected for this study. We first examined the growth pattern in detail under a reflected-light microscope and ascertained that the growth environment was stable for the sub-layer 1 (0-3 mm). We then used electron micro-probe line-scanning to obtain elemental profiles. The pattern of the power spectrum analysis of the Al-profile revealed that there are significant cycles of 113.9, 87.8, 51.5, 42.2 and 25.8 μm. These cycles correspond to the Milankovitch cycles of 53.1, 41, 24, 19.7 and 12 ka, respectively, and yield the growth rate of about 2.14 mm/Ma and an age of about 1.40 Ma for the boundary between the sub-layer 1 and sub-layer 2. We also used a drilling machine with a numerically controlled drive to obtain high-resolution samples at 0.1mm intervals, and used the 230Thex/232Th method to date the samples. For the uppermost 1.3 mm, the growth rate was about 2.15 mm/Ma, and the age for the layer at the depth of 3 mm was about 1.40 Ma, which coincides perfectly with the results obtained from orbital pacing. Thus, it is considered that orbital pacing is a new and effective method to determine the growth rate of the seamount Co-rich crust. This method is applicable for establishing a high-resolution age frame for the crusts of the world's oceans.

关键词： seamount Co-rich crust Milankovitch cycles 230Thex/232Th dating growth rates of Mn-crusts central Pacific Ocean

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西北印度洋脊的厘定及其地质构造特征

地球科学 2019年第2期44卷 626-639页

作者：余星韩喜球邱中炎王叶剑唐立梅国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012

西北印度洋的洋脊系统目前以"中印度洋脊"和"卡尔斯伯格脊"分别指示南北两段,两者的分界点被认为是澳大利亚板块与印度板块的板块边界与洋脊的交点,但具体分布位置不明确.基于已有的地质、地球物理和地球化学等多方面特征,认为卡尔斯伯... 详细信息

西北印度洋的洋脊系统目前以"中印度洋脊"和"卡尔斯伯格脊"分别指示南北两段,两者的分界点被认为是澳大利亚板块与印度板块的板块边界与洋脊的交点,但具体分布位置不明确.基于已有的地质、地球物理和地球化学等多方面特征,认为卡尔斯伯格脊和中印度洋脊可以统一称为"西北印度洋脊",从罗德里格斯三联点一直延伸到欧文断裂带.新的洋脊厘定将有助于更全面地了解整个西北印度洋的洋脊演化和地球动力学过程.西北印度洋脊地形上南北两端断裂较少,中间断层密集,形似吸管的弯折部位,调节洋脊的转向.重力异常显示沿脊轴方向两端高中间低的特征,表明两端岩浆供给相对充足,而中间断层密集区岩浆量少.磁异常特征显示清晰的分带性,指示多阶段的洋脊扩张历史.岩石地球化学特征显示南北两个同位素相对富集洋脊段,可能与热点作用相关,或与残留岩石圈或地壳物质对亏损软流圈地幔的富集改造有关.

关键词：西北印度洋脊卡尔斯伯格脊中印度洋脊洋脊玄武岩地质构造特征地球化学

深海热液羽流动力学特性的数值模拟研究:以卡尔斯伯格脊大糦热液区为例

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中国科学：技术科学 2020年第2期50卷 194-208页

作者：楼映中韩喜球贺治国王叶剑邱中炎浙江大学海洋学院舟山316012 国家海洋局海底科学重点实验室自然资源部第二海洋研究所杭州310012 卫星海洋环境动力学国家重点实验室杭州310012

建立了基于雷诺平均方法的计算流体动力学模型以模拟深海层化环境下高温热液羽流的上升、扩散和湍流混合过程,并应用于研究西北印度洋卡尔斯伯格脊大糦热液区羽流的特性.根据现场测量数据,分析了模型的参数敏感性,重点讨论了喷口流量、... 详细信息

建立了基于雷诺平均方法的计算流体动力学模型以模拟深海层化环境下高温热液羽流的上升、扩散和湍流混合过程,并应用于研究西北印度洋卡尔斯伯格脊大糦热液区羽流的特性.根据现场测量数据,分析了模型的参数敏感性,重点讨论了喷口流量、环境浮力频率等因素对羽流运动过程的影响.计算得到了层化海洋环境中热液羽流的三层流场结构形态以及最大上升高度、中性浮力高度等关键环境参数.结果表明,经典卷吸假设仅适用于0.6倍最大上升高度以下的羽干区域,而中性层水平输运和羽帽区循环等作用使得羽流上部具有复杂的结构;湍流动能和湍流耗散率均在热液口附近达到最大值,而湍流黏度的最大值却出现在羽帽区,说明羽帽区存在强烈的湍流混合.通过所建立的模型对大糦热液区所探测到的热液羽状流进行了定量模拟,其结果得到了现场观测数据的验证,并估计了高温热液喷口的热通量约为39.38 MW.研究结果对海底热液喷口的示踪、海洋物质能量循环过程研究和海底多金属硫化物资源勘查与环境评价具有支撑价值.

关键词：深海热液羽流层化湍流混合卷吸系数计算流体力学大糦热液区印度洋

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东南印度洋中脊地质构造特征及研究进展

科学通报 2019年第17期64卷 1799-1816页

作者：余星韩喜球唐立梅刘吉强张平萍自然资源部第二海洋研究所杭州310012 国家海洋局海底科学重点实验室杭州310012 浙江大学海洋学院舟山31602

东南印度洋中脊(Southeast Indian Ridge, SEIR)是印度洋中扩张速度最快的洋中脊,由SEIR增生的洋壳占印度洋总面积的50%以上,它是塑造印度洋现今构造格局的关键要素.相对西南印度洋中脊和西北印度洋中脊, SEIR具有更复杂的地质构造特征... 详细信息

东南印度洋中脊(Southeast Indian Ridge, SEIR)是印度洋中扩张速度最快的洋中脊,由SEIR增生的洋壳占印度洋总面积的50%以上,它是塑造印度洋现今构造格局的关键要素.相对西南印度洋中脊和西北印度洋中脊, SEIR具有更复杂的地质构造特征和演化过程.综合SEIR及邻区海底高原的地形地貌特征、重磁异常特征和玄武岩地球化学特征,探讨了SEIR的分段、洋中脊演化过程和地幔不均一性,以及板内火山作用与洋中脊的成因关系等.本文将有助于深入理解东南印度洋区域的构造演化历史,全面理解整个印度洋的洋中脊系统和大地构造格局,增进对冈瓦纳大陆裂解和印度洋演化过程的认识.初步研究认为东南印度洋区是多期洋中脊演化的结果,经历了北西向扩张、南北向扩张直至北东向扩张的三期洋壳增生过程.东南印度洋脊下的地幔源区存在不均一性,尤其是阿姆斯特丹-圣保罗海底高原和澳大利亚-南极错乱带两个区域.东南印度洋中的海底高原与热点火山作用密切相关,同时部分存在热点-洋脊相互作用或残留陆壳物质的影响.

关键词：东南印度洋中脊阿姆斯特丹-圣保罗海底高原澳大利亚-南极错乱带洋中脊玄武岩地质构造特征地球化学

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红海及周边地质构造特征与地球动力学演化

岩石学报 2023年第3期39卷 731-741页

作者：余星许绪成李洪林韩喜球胡航何虎余娅娜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 浙江大学海洋学院舟山316021 上海交通大学海洋学院上海200240

红海是地球上最年轻的大洋,其板块构造活动正处于威尔逊旋回的幼年期。红海南北两端分别连接着威尔逊旋回的胚胎期和终结期,即东非大裂谷和地中海。这一独特的地理位置和构造部位使其成为板块构造理论研究的圣地。本文通过对已有的地质... 详细信息

红海是地球上最年轻的大洋,其板块构造活动正处于威尔逊旋回的幼年期。红海南北两端分别连接着威尔逊旋回的胚胎期和终结期,即东非大裂谷和地中海。这一独特的地理位置和构造部位使其成为板块构造理论研究的圣地。本文通过对已有的地质、地球物理和地球化学资料进行综合分析,了解了红海地区的地形、重磁异常和沿脊的玄武岩地球化学组成等地质构造特征,探讨了红海裂谷的洋壳分布、地幔源区不均一性以及扩张演化历史等问题。红海地形中间深、南北两端浅,可以分为北、中北、中南、南等四段。重磁异常的条带主要出现在中南段,其他段不明显,因而限制了以往对红海扩张历史的认识。目前认为红海全段存在洋壳,红海两岸的沿岸悬崖是共轭扩张陆缘,呈向南开口的喇叭型扩张,而非对应红海岸线的梭子型。红海裂谷沿脊的地幔源区具有明显的不均一性,南段玄武岩显示E-MORB特征,表现为阿法尔地幔柱的影响。红海的发育经历了裂谷前火山作用(31~29Ma)、大陆张裂(29~13Ma)和洋底扩张(<13Ma)三个主要阶段。红海裂谷的形成演化与非洲大陆的裂解、阿法尔地幔柱的活动、新特提斯洋的闭合等密切相关,了解红海的地球动力学过程将为揭示区域大地构造演化以及板块运动规律提供依据。

关键词：红海裂谷地质构造特征演化历史洋中脊玄武岩地球化学地球动力学

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基于实测影像的深海热液羽流流场与物质能量输入特性反演研究

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中国科学：技术科学 2022年第11期52卷 1705-1715页

作者：陈亚楠楼映中贺治国王叶剑邱中炎韩喜球浙江大学海洋学院舟山316012 教育部海洋传感技术与装备工程研究中心舟山316012 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

深海热液羽流是岩石圈与水圈进行物质能量交换的关键媒介,对海洋元素循环和海水化学成分的演化有重要影响.本研究基于实测影像资料对西北印度洋卧蚕-1号热液区热液喷口羽流进行了定量分析,以区域互相关算法为基础计算了热液羽流的流场结... 详细信息

深海热液羽流是岩石圈与水圈进行物质能量交换的关键媒介,对海洋元素循环和海水化学成分的演化有重要影响.本研究基于实测影像资料对西北印度洋卧蚕-1号热液区热液喷口羽流进行了定量分析,以区域互相关算法为基础计算了热液羽流的流场结构,并进一步估算了卧蚕-1号“火焰山”热液喷口释放的热量和物质通量.结果表明,热液羽流中心线上的垂向速度在初始动量和浮力通量的共同作用下随羽流上升呈增大趋势,羽流中心线最大垂向速度约15.5 cm/s,最大水平速度约10.3 cm/s.受卷吸和边界剪切作用,热液羽流体积流量随上升高度增加近似线性增加.经估算,该喷口向海洋输入的热量约1.35±0.11 MW,所释放的Fe元素约3661±323 kg/a.研究结果为慢速扩张洋脊深海热液羽流动力特性和热液区物质与能量交换提供了科学参考依据.

关键词：深海热液羽流图像分析互相关算法热量输入物质输入

全球现代海底块状硫化物战略性金属富集机理及资源前景初探

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地球科学 2021年第9期46卷 3123-3138页

作者：罗洪明韩喜球王叶剑吴雪停蔡翌旸杨铭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浙江杭州310012 浙江大学海洋学院浙江舟山316021 上海交通大学海洋学院上海200240

海底块状硫化物(SMS)蕴藏有丰富的Cu、Cd、Au、Fe、Ag、Co等战略性金属,是未来可供人类开发利用的战略资源.本文搜集了全球3946组SMS化学成分数据,根据构造环境可将其分成4类(快速、中速、慢速、超慢速扩张)洋中脊型和2类(弧后扩张中心... 详细信息

海底块状硫化物(SMS)蕴藏有丰富的Cu、Cd、Au、Fe、Ag、Co等战略性金属,是未来可供人类开发利用的战略资源.本文搜集了全球3946组SMS化学成分数据,根据构造环境可将其分成4类(快速、中速、慢速、超慢速扩张)洋中脊型和2类(弧后扩张中心和弧火山)岛弧型SMS矿床.利用多元统计方法分析了SMS战略性金属的分布特征和主控因素,探讨了其资源前景.结果表明:洋中脊型SMS矿床富集Cu+Fe+Co±Mo,而岛弧型普遍富集Zn+Pb+Cd+Sb+Ag±Au等关键元素.分析表明,成矿温度、成矿物质来源、酸碱度和氧化还原条件是战略性金属富集的主要影响因素,其中流体温度主要受水深条件控制,成矿物质来源主要受控于构造地质环境,酸碱度和氧化还原性主要受控于围岩类型.Cu+Au+Fe+Co在水深超过约2650 m的慢速‒超慢速扩张脊非转换不连续带和拆离断层带等区域具较好的勘查前景;而Cu+Au+Cd+Ag在水深约1080~2160 m的弧后扩张中心区域具较好的勘查前景.

关键词：战略性金属海底块状硫化物多元统计富集机理资源前景海洋地质