南海北部涠洲岛边缘珊瑚礁的生物侵蚀实验研究

在全球变化背景下,边缘珊瑚礁面临着来自自然与人类的双重压力。海水富营养化引起的生物侵蚀加剧,虽然较为隐蔽,但却会对珊瑚群落的发育以及礁格架的稳定性产生不良影响,是边缘珊瑚礁潜在的危害之一。本研究在南海北部涠洲岛三个典型的边缘珊瑚礁开展了近一年的原位侵蚀实验,定量分析了珊瑚礁的生物侵蚀强度与侵蚀速率,并结合卫星遥感监测的水体环境参数,探究了珊瑚礁侵蚀与海水环境的关系。研究发现,内部大型侵蚀生物的侵蚀速率相比侵蚀强度更能够指示海水富营养盐与高浊度环境,而侵蚀强度能够体现侵蚀生物的群落演替阶段。此外,将涠洲岛生物侵蚀速率数据与全球其他典型珊瑚礁区域进行对比,发现涠洲岛生物侵蚀速率处于全球中等水平(以内部大型侵蚀生物为主导),但在其所属的“人为边缘礁”类型中为较低水平。结合气候变化、城市化发展、礁体健康状况等趋势以及本研究结果,推测涠洲岛的生物侵蚀可能会继续加强,达到“人为边缘礁”的高侵蚀水平,并进一步加剧珊瑚礁的退化。

南海诸岛自然科学调查研究概述——纪念中国政府收复南海诸岛70周年(2)

近百年来,中国应形势需求和国力状况开展了对南海诸岛的自然科学调查研究,研究分阶段和分片区进行:20世纪20―30年代首开南海诸岛的现代自然科学调查研究;1946年南海诸岛收复后的科学调查研究;20世纪70年代重开西沙、中沙、东沙群岛科学调查研究;20世纪80年代开展大规模的南沙群岛科学考察。调查研究规模逐次变大,涉及学科增加,参加调查研究的单位与人员增多,获得实际资料更加丰富,成果累累,成效显著,推动了中国海洋科学研究事业的发展和提高,同时对国家的南海诸岛维权、建设和生产作出了贡献。

海底原位分层声学测量模拟装置的设计与实验

【目的】为研究原位测量装置的测量特性和不同环境下海底沉积物声学特性的变化机制,设计一种海底原位分层声学测量模拟装置。【方法】装置主要由分层运动控制单元、声学测量单元和计算机控制单元三部分组成,通过电动缸对声学测量探杆进行定位运动与连续运动控制,实现对声学测量探杆运动精度分析。通过在水中进行测量标定,获得装置声学测量探杆的校正距离差和扩散衰减系数。通过模拟原位分层声学测量实验,实现不同类型海底沉积物的声学特性测量。【结果与结论】声学测量探杆的校正距离差为77.14 mm,此装置发射声波的平均扩散衰减系数为(34.30±0.46)dB/m。声学测量探杆运动控制精度高,能准确运动到不同层中进行声学特性分层测量,定位测量和连续测量两种测量方式都能获得稳定的实验数据。

GNSS-IR测量水位的精度评估和站点对比:以中国南海北部和日本南部站点为例

通过南海北部和日本多个实例,量化分析影响近岸全球卫星导航系统干涉反射计(GNSS-IR)反演潮位或风暴潮过程效果的主要影响因素。结果表明:接收机所能接收的卫星信号波段数量、反射信号功率对反演的时间分辨率和精度影响巨大。研究以中国香港HKQT站点为例量化多模多频GNSS-IR监测风暴潮的优势,同时展示日本J425站点在潮位站空缺地区记录完整风暴潮波形的能力。分别针对卫星信号接受波段、硬件配置、台站架设位置和架设高度等因素,对未来架设具有测量海平面能力的近岸GNSS站点提供具体的指导意见。

国际大洋发现计划IODP367/368/368X航次推动南海国际化海洋科考成果

在科技部的支持下,中国在1998年加入国际大洋钻探计划(InternationalOceanDrillingProgram,IODP),迄今为止已组织了4+1个航次的大洋钻探。通过IODP-CPP(complimentary proposal project)项目,我国科学家主导完成了349、367/368/368X多个钻探航次,实现了对南海张裂—破裂—扩张发育历史的钻探和取样,对南海生命史的研究起到了重要的约束作用。本文系统总结了367/368/368X航次在南海北部洋陆过渡带钻探取得的最新成果,证实南海北部陆缘不同于伊比利亚型陆缘,具有陆洋转换迅速的特点,洋陆过渡带地壳内有一定程度的同张裂岩浆侵入和底侵。钻探航次在科学上取得了巨大的成功,钻探结果提升了对陆洋转换过程和机制的认识。航次期间,广泛而深入的国际交流与合作极大提升了中国科学家对钻探平台管理、国际大团队合作管理以及人才培养和科普互动等各方面的认识,加快了中国海洋科考国际化的步伐。

惠州凹陷花岗岩潜山储层条件分析及石油地质意义

南海珠江口盆地惠州凹陷经过近四十年的勘探、开发和生产,已经进入复式勘探阶段,急需开拓新的勘探领域。其中之一的花岗岩古潜山勘探由于一直没有钻遇油藏导致潜力受到学界质疑。为开拓火成岩油气藏勘探领域,优选惠州凹陷A构造作为靶区后成功钻探珠江口盆地第一口花岗岩潜山油藏发现井。对井壁取心、薄片和FMI(地层微电阻率扫描成像)成果进行分析,储层段裂缝有成组缝、网状缝和孤立缝3种类型,存在4个裂缝较为发育的层段;次生溶蚀主要包括沿裂缝溶蚀和溶蚀孔洞。垂向上受差异风化淋滤改造分为黏土带、碎裂-裂缝带和基岩带。储集空间以伴生缝为主,裂缝被方解石充填。应用RCI(储层表征仪)和MDT(模块式电缆储层动态测试器)测试油藏的情况并分析生、储、盖和运移条件,揭示其石油地质意义和领域性突破的科学价值。

南海诸岛的自然环境、资源与开发——纪念中国政府收复南海诸岛70周年(3)

结合近百年几代科学工作者在南海诸岛开展的自然科学调查研究,从区域地质地貌、气候、海洋水文、海洋生物、陆地生物、土壤、自然综合体和自然区划等方面对南海诸岛的自然环境进行了综合阐述;继而从国土资源、渔业资源、旅游资源、油气资源和天然气水合物资源、灰沙岛陆地生物资源和水资源、港口航道资源及海洋―大气能资源等方面对南海诸岛拥有的自然资源进行了详细解释。在此基础上,结合其自身禀赋、战略地位的重要性,提出了科学开发南海诸岛的策略。南海诸岛的开发,除了大力发展旅游业、捕捞业和环礁潟湖养殖业外,应重点推进海洋油气和天然气水合物资源勘探与开发。

南海东部边缘火山活动所反映的板片窗构造

从全球板块构造环境来看,与洋脊俯冲有关的板片窗占据绝大部分比例,俯冲洋脊板片正处于新生过程,热量大,具有正浮力(<10 Ma),在俯冲过程中容易撕裂形成板片窗。南海古扩张脊沿马尼拉海沟向菲律宾海板块俯冲,南海东部边缘火山活动在吕宋岛上表现为东西双火山链,上新世期间,西火山链停止活动,而东火山链内的岩浆活动几乎完全是在第四纪。东西双火山链在20°N向南开始分支,东火山链在17.8°N停止,西火山链往南一直延伸到民都洛岛,东西火山链之间的火山空隙即反映了南海古扩张脊沿马尼拉海沟向菲律宾海板块俯冲形成的板片窗构造。同时,根据吕宋岛晚中新世以来埃达克岩的空间分布空隙和时间空隙特征,反映在吕宋岛17°~17.5°N存在板片窗构造。

珠江口盆地中中新世陆架边缘三角洲的类型及控制因素

陆架边缘三角洲研究对于区域水动力条件分析及深水油气勘探具有重要意义。运用二维、三维地震数据及测井曲线等,通过地震剖面内部层序划分、平面属性与切片提取分析、测井相解释等手段,在中中新世晚期南海北部珠江口盆地珠二坳陷识别出可容空间驱动的河控、浪控及河流-波浪交互作用3种类型的陆架边缘三角洲。陆架边缘三角洲的发育规模受相对海平面变化的影响,形成位置与高位体系域背景下水道的发育位置相关。珠江口盆地中中新世陆架边缘三角洲物性较好,储盖组合良好,具有一定的油气勘探潜力。

雷州半岛中西部第四纪火山岩的^(40)Ar/^(39)Ar年龄及地质意义

雷州半岛地区第四纪火山岩广泛分布,但对火山岩形成的时代还存在争议。文章利用高精度的激光阶段加热^(40)Ar/^(39)Ar法对雷州半岛中西部火山岩的年龄进行了测定,并结合与相邻地层的接触关系,划分了2个火山活动旋回。第Ⅰ旋回火山岩呈夹层产于湛江组内部,仅见于钻孔ZKC12中,岩性为橄榄拉斑玄武岩;第Ⅱ旋回火山岩在区内分布最广,覆盖在湛江组之上,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为2.02~0.88 Ma,时代为早更新世早期至早更新世晚期,结合与周围地层的接触关系,进一步划分为4个喷发期。第1喷发期(Ⅱ_(1))规模最大,出露面积最广,形成2个喷发中心,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为2.02±0.03 Ma;第2喷发期(Ⅱ_(2))主要分布于锅盖岭和北插一带,^(40)Ar/^(39)Ar年龄分别为1.77±0.03 Ma、1.70±0.03 Ma;第3喷发期(Ⅱ_(3))喷发中心位于火炬农场,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为1.51±0.07 Ma;第4喷发期(Ⅱ_(4))岩性以沿裂隙喷发形成的溢流相的玄武质熔岩为主,^(40)Ar/^(39)Ar年龄为0.88±0.14 Ma。火山活动明显受北东向和北西向基底断裂的控制。研究成果为雷州半岛地区火山活动时代、期次和活动规律研究提供了重要年龄证据。

中国南海诸岛主权维护与回归——纪念中国政府收复南海诸岛70周年(1)

中国最早发现、命名、管理和开发利用南海诸岛。民国时期南海诸岛分群并被命名为东沙群岛、西沙群岛、中沙群岛和南沙群岛。1934年统称南海诸岛。在第二次世界大战前南海诸岛先后被日军窃据和法军侵占,第二次世界大战时被日军侵占,中国政府和人民不断抗争。乘世界反法西斯战争胜利之际,1946年12月,中国政府依国际约法派出文武官员收复西沙群岛和南沙群岛;1947年3月收复东沙群岛,整个南海诸岛主权回归,迄今已70年。自20世纪70年代以来,南海周边的南越及越南、菲律宾、马来西亚等国家恣意派兵霸占中国南海诸岛部分岛礁,分割中国海疆,在其霸占的多个岛礁上建筑机场及港口,扩军备,掠夺中国海洋渔业资源与油气资源。还屡次制造磨擦,甚至挑起局部战争。尤其是本世纪以来域外大国美国和日本相继介入,支持南海周边某些国家挑衅中国主权,形势更趋复杂和严重。但中国坚定保卫南海诸岛主权,收复部分岛礁。1974年1月,中国海军在西沙群岛永乐环礁自卫反击战胜利,收复了永乐环礁。1988年3月,中国海军在南沙群岛赤瓜礁自卫反击战完胜,乘胜收复与进驻了赤瓜礁、华阳礁、永暑礁、南薰礁、东门礁、渚碧礁和美济礁等7个礁。2012年,国务院批准组建地级三沙市,从此对南海诸岛(除东沙群岛)的管治、建设和开发,揭开了新的一页。最近建成了永暑礁、渚碧礁和美济礁3大人工岛军民共用海空基地,鼎足而立,同永兴岛和海南岛的基地呼应,威镇南海。同时加强外交活动,粉碎了菲律宾提出的、由非法的海牙南海仲裁案临时仲裁庭炮制的荒谬"裁决",捍卫了中国在南海诸岛的主权;优化了南海国际环境,一改南海诸岛中国维权的劣势。

中巴经济走廊瓜达尔港所在莫克兰海域地质与地球物理、海洋灾害数据集

北印度洋莫克兰海域位于巴基斯坦和伊朗海岸带南缘,是“一带一路”重要港口瓜达尔港所在区域。该区域地质构造特征独特、海洋灾害频发。收集整理这一区域的基础地质地球物理数据和海洋灾害数据可以为“中巴经济走廊”的安全建设提供基础数据背景的支撑。本数据集包含该海域1992–2016年巨浪、1980–2020年台风、1960–2019年地震数据、2018年中巴首次北印度洋联合航次随船地震探测数据、地震海啸模拟数据以及地形测深、重力、沉积、断裂等基础地质参数数据。本数据集原始观测和收集数据精确可靠、数据记录完整连续,可为莫克兰海域的海洋灾害评估研究及中巴经济走廊瓜达尔港安全建设提供重要的数据支持。

广州七星岗古海岸遗迹的发现及其科学意义

文章论述吴尚时1937年发现并报道的广州东南郊七星岗海岸侵蚀地形及其附近松岗海积沙堤地形,论证吴尚时是珠江河口三角洲地区古海岸地形的首先发现者以及该古海岸地形形成于全新世中期全球海平面上升珠江河口发生桂州海进8―2 ka BP时段。指出七星岗古海岸地形的发现具有重要科学意义,表明中国学者的科研能力媲美同时代的洋学者,这一发现支撑了珠江三角洲的存在,同时为中国古籍对珠江河口湾演变的记述提供了实物证据,数十年来它在高等专业教学实习、科学研究、大众科学知识普及、社会文化教育中发挥了重要的作用,让多代地质、地理、海洋人才从中受益,并对珠江河口三角洲的整治与开发作出了很大的贡献。广州市政府1956年将七星岗古海岸遗址列为广州市重点文物,1983年广东省地理学会决定在该处建立纪念碑,近年建造七星岗古海岸遗址科学公园,这是对七星岗古海岸地形遗迹实施有效保护与发挥科教作用的绝佳举措。吴尚时重视野外考察,实事求是,不迷信、不盲从、善思考、勇探索、勤写作、贡献真知灼见的科学创新精神,值得我们学习。

三维OBS探测实验中炮点和OBS位置校正新方法

炮点和海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)位置校正是三维地震数据处理的基本环节,也是获取高精度三维速度结构的关键所在.本文基于南海洋陆转换带(Continental-Oceanic-Transition zone,COT)IODP367/368钻探区开展的三维OBS深地震探测数据,开展了炮点及OBS位置校正研究,新的校正方法主要体现在三个方面:(1)利用连续三个炮点的平均航向对中间炮点进行位置校正,更真实地反映气枪枪阵与船体之间的软连接状态;(2)根据"滑动窗口"思想将海水声学速度阈值划分成N等份,通过循环测试获得全局最优的OBS位置校正结果,改进了前人方法只能获得局部最优解的问题;(3)针对单条测线穿过的OBS,通过加入其临近测线的直达水波走时,构成视双测线OBS位置校正法,提高了校正精度.49台OBS位置校正结果表明,除3台单测线法校正的OBS在垂直测线方向存在较大不确定性外,其余误差范围均为35m左右.本文改进的OBS位置校正方法,不仅提高了单条测线穿过的OBS位置校正精度,保证后续三维地震结构研究的可靠性,而且为今后类似的OBS位置校正提供了经验和借鉴.

南海西南次海盆反射莫霍面成像及其地质意义

深部地质结构是研究海盆动力成因的重要基础。南海西南次海盆以往多道地震资料中莫霍面的成像普遍不清,选取NH973-1测线长排列多道地震数据对西南次海盆的莫霍面反射成像进行研究。该地震资料中层间多次波非常发育,严重掩盖或干扰了莫霍面有效反射信号。针对地震资料特征,首先采用抛物线型Radon变换滤波对部分层间多次波进行压制以拾取一个相对准确的初始速度,在此基础上进一步采用速度滤波和内切除组合方法对层间多次波进行压制。从资料处理效果看,层间多次波得到有效压制,莫霍面成像清晰,呈现出断断续续的特征。由此解释的海盆区地壳(除沉积层外)厚度整体较薄,约为2.3~3.9km,有别于正常洋壳结构,更接近于构造拉伸主导型的地壳。

西沙群岛基底火山碎屑岩中单斜辉石的矿物化学特征及其地质意义

本文利用电子探针对南海西沙群岛琛航岛珊瑚礁底部火山碎屑岩中的单斜辉石矿物的化学特征进行了研究。结果表明,该单斜辉石属于富钙透辉石,部分有正环带结构,从核部到边部Ca、Fe、Ti的含量逐渐增加,是岩浆正常结晶顺序的反映,说明该区域的岩浆演化是向着富Ca、Fe、Ti方向发展的。主量元素数据显示,单斜辉石具有低Si高Al的特征(SiO2=41.40%~48.44%,Al2O3=5.54%~10.20%),且AlⅣ含量较高,说明母岩浆为不饱和碱性岩浆系列;此外,单斜辉石Ca含量偏高,Ca/(Ca+Mg+Fe)值在46.1%~51.4%之间,推测是母岩浆的高Ca含量导致了大量高钙辉石的产出。结合西沙海域的地震和构造资料,推测琛航岛珊瑚礁的基底是玄武质火山碎屑岩组成的平顶状海山,系岩浆穿过断裂发育的岩石圈层在西沙群岛的海底喷发,随后火山碎屑物质经过堆积、固结作用而形成;该火山碎屑岩的原岩为板内碱性玄武岩。

南海北缘钻探选址:滨海断裂带大型海洋地质灾害研究

滨海断裂带是南海北缘的一条大型活动断裂带,其位置靠近我国华南沿海地区。滨海断裂带全长超过1200 km,包括西段(北部湾-阳江),中段(珠江口)和东段(粤东-福建)。其西段和东段历史上至少曾发生过4次大地震(M7+),中段目前是一个大地震空区。在经济高速发展和人口高度密集的今天,如果滨海断裂带再次发生大地震并触发海啸,必将对我国华南沿海地区造成灾难性破坏。由于缺乏完整的历史地震记录和针对古地震的钻孔沉积研究,目前尚不清楚滨海断裂带大地震的准确次数、空间分布和复发周期,以及中段大地震空区的主要原因(断层蠕滑或大地震周期较长),因此无法有效评估该断裂带的大地震破裂分段和灾害风险。本研究总结了滨海断裂带的构造特征、重点描述了3次历史大地震及引发的灾害影响,和国际上针对海底大地震的钻探研究经验。根据这些信息,本文建议在断裂带的西段、中断和东段进行大洋钻探,获取穿过断层带的关键沉积和岩石样品,利用沉积古地震方法重建滨海断裂带东段和西段的大地震历史和复发周期,研究断层带的岩石物理性质,揭示滨海断裂中段大地震空区的成因,解析断层分段式破裂的原因,为我国海洋防灾减灾提供重要的科学依据。

南海白云凹陷东侧巨型麻坑中自生碳酸盐岩的特征及其地质意义

探测发现南海白云凹陷东侧存在一个宽1 500m、深达75m的巨型麻坑,在麻坑内采集了大量的碳酸盐岩结核。大部分结核中存在新鲜孔洞和流体通道。本文从中选取了5块结核,进行XRD衍射、扫描电镜、碳氧同位素分析。结果表明,5个结核中碳酸盐矿物主要是含铁白云石,其中一个还有少量方解石,碎屑矿物主要是石英和长石。结核的显微结构以纤维状为主,存在裂隙和孔洞。δ^(13)C值为-24.7‰^-10.9‰V-PDB,显示孔隙流体主要以热成因甲烷为主。δ^(18)O值为5.6‰~6.9‰V-PDB,高值主要与天然气水合物分解有关。巨型麻坑海底之下最可能存在天然气水合物埋藏。含铁白云石结核在麻坑表层沉积物之下形成,随后出露海底。碳酸盐岩结核指示巨型麻坑内曾发生的甲烷渗漏活动可能与深部油气泄露有关,浅地层剖面中疑似气体羽和结核表面管状蠕虫活体都显示巨型麻坑仍在发生甲烷渗漏。

复杂地质结构OBS地震剖面震相识别方法

震相识别对获取深部速度结构至关重要.横穿加瓜海脊的T1测线东段,地形高差达3km,沉积厚度相差约2km,沉积基底变化复杂,对海底地震仪(OBS)地震剖面的震相识别增加了难度.本文以该测线东段OBS数据为例,采用地形校正、基底校正、多次波识别、正演模拟、走时投影等多种手段,开展了复杂构造的OBS震相识别研究,获得了测线下方深部速度结构模型.结果表明,采用的方法对复杂地质结构下OBS震相识别是行之有效的,相比传统的方法提供了更多且准确的震相走时信息,获得的速度模型更加可靠.

基于K-means聚类层次分析模型的中沙环礁地质环境稳定性定量分析

中沙环礁位于中国南海的中心地带,是连接东沙、西沙和南沙群岛的重要枢纽。文章基于中沙环礁地形、地质采样、多道地震等调查数据,选取水深、沉积物类型、构造、滑坡易发区和坡度5个影响因子,采用K均值聚类算法(K-means)和层次分析法对中沙环礁的稳定性进行定量分析,将研究区划分为稳定性好、较好、中等、较差、差5个等级。分析了不同因子对中沙环礁稳定性的影响,其中沉积物类型、坡度和水深是影响台地稳定性的主要因素。台地周缘斜坡区稳定性主要受坡度、断裂构造和滑坡易发区等因素的控制,而台地周缘斜坡外深水区坡度因子贡献最大,整体上环礁北部和西部的稳定性优于东部和南部。环礁台地和台地周缘斜坡外深水区稳定性最好,越靠近台地斜坡稳定性逐渐变差,台地斜坡上缘区域稳定性最差。评价结果可为研究区的开发规划、海底管线工程建设及防灾减灾提供基础地质服务。