南海北部表层沉积物中黏土和碎屑矿物组成及其地质意义

以X-射线衍射仪和偏光显微镜为主要手段,对南海调查区表层底质沉积物中黏土和碎屑矿物组分进行分析和研究,结果表明黏土矿物主要有伊利石、蒙皂石、高岭石和绿泥石,其组合特征在不同区域表现出明显的差异。碎屑成分主要由生物壳(钙质和硅质)、轻矿物(石英、长石为主)和含量低但种类多的重矿物组成。一般认为物质来源是调查区沿岸风化岩石遭受进一步剥蚀后细小组分通过水动力搬运沉积而成的。钙质和硅质生物壳分布受南海碳酸盐补偿深度(CCD)的控制。

南极半岛西部海域沉积物中粘土矿物研究

对南极半岛西部海域的表层沉积物和岩芯S11样品中小于2微米粒级的分析表明,粘土矿物由蒙脱石、伊利石、绿泥石和高岭石组成。表层沉积物中以蒙脱石和伊利石两种矿物占优势。蒙脱石的变化趋势由北向南递减,在南设得兰群岛周围海区含量最高;伊利石的变化趋势与蒙脱石相反,主要分布在南极半岛西北侧。 岩芯S11中的粘土矿物仍由上述四种矿物组成。蒙脱石含量随深度增大而减少;伊利石和绿泥石含量随深度增大而增高。这种变化趋势表明蒙脱石在间冰期沉积物中最丰富,而伊利石和绿泥石在冰期沉积物中最丰富。

晚中新世南海珍贝-黄岩海山岩浆活动及其演化:岩石地球化学和年代学证据

南海海盆15°N附近呈东西向展布的珍贝-黄岩海山被认为是32~17 Ma前南海海盆的残留扩张中心。对采自黄岩海山的两个火山岩样品(9DG,9DG-2)进行了岩石学、地球化学和年代学研究。两个样品的SiO2含量分别为60.3%和63.6%,Al2O3含量分别为17.56%和17.55%,TiO2含量分别为0.48%和0.31%,碱度率分别为3.88和3.62。根据岩石学和岩石化学分类,样品属碱性系列的粗面岩。对稀土元素和微量元素分析表明岩石具有洋岛玄武岩(OIB)型配分型式,轻重稀土总量比(∑c(LREE)/∑c(HREE))和球粒陨石标准化镧镱比((La/Yb)N)分别高达17.22和27.23,并具有铕负异常和锶、磷、钛亏损的特点。样品9DG的锶-钕-铅同位素分析结果为锶-87的含量与锶-86的含量之比值为0.704 183,钕-143的含量与钕-144的含量之比值为0.512 827,铅-206的含量与铅-207的含量之比值为18.686 68,铅-207的含量与铅-204的含量之值为15.679 62,铅-208的含量与铅-204的含量之比值为39.002 61,表明初始岩浆来自软流圈地幔,具有与珍贝海山玄武岩相似的同位素组成。经钾-氩法测年,粗面岩的年龄为(7.77±0.49)Ma,略晚于珍贝海山玄武岩的年龄[(9.1±1.29)^(10.0±1.80)Ma],属于南海扩张期后晚中新世火山活动的产物。对比珍贝海山玄武岩的地球化学和同位素特征,认为两者有相同的岩浆源区,但是它们经历了不同程度的结晶分异过程,在晚中新世期间珍贝-黄岩海山可能有地幔柱活动。

南海北部191柱状沉积物主元素特征及其古环境意义

应用XRF法对南海北部陆坡191柱状沉积物中主元素进行分析,结果显示,全柱沉积物中SiO2含量最高,其次是CaCO3,Al2O3和CaO。在垂向分布上CaCO3和CaO含量分布基本一致,SiO2,Al2O3,Fe2O3,K2O,MgO含量变化相似。结合AMS碳-14测年,可将191柱状样划分为5个地球化学层,主元素和MgO与Al2O3含量比值在垂向上的旋回变化反映了南海北部氧同位素3期以来末次冰盛期、冰后期、晚冰期的气候变化、海平面波动及陆源物质供应的变化,并对Heinrich事件、格陵兰高频气候振荡(D/O)旋回、新仙女木事件以及普林斜氏虫低值事件等全球性短周期气候事件有很好的对应关系,但受区域影响,在时间上有所滞后。氧同位素3期以来的沉积速率并未显示出南海普遍存在的间冰期比冰期、暖期比冷期的沉积速率低的规律,而是逐渐减小的,这可能是氧同位素3期频繁的冷热干湿气候振荡导致岩石易于风化破碎受侵蚀后被洪水搬运的缘故。

中太平洋海山富钴结壳与基岩关系的研究

对我国首次取得的中太平洋海山基岩和富钴结壳样品的结构构造、矿物和化学组成特征的研究表明,该区主要基岩类型为碱性玄武岩、磷块岩、磷酸盐化碳酸盐岩和燧石等,碱性玄武岩分布最广,并均有不同程度的风化.观察表明,富钴结壳的载体可以是各种岩性的基岩.玄武岩、风化火山岩和磷块岩上的结壳厚度比燧石的大,有较高的经济价值,是选矿冶炼的主要对象.对于调查区内富钴结壳形态总体上可分为三种类型:板状、砾状和结核状结壳.从以下四个方面探讨结壳与基岩之间的关系:(1)海水、基岩和结壳中主要金属元素含量特点;(2)通过聚类分析方法探讨结壳与基岩之间的亲疏程度;(3)结壳的分布特征;(4)不同基岩类型对结壳生长的影响.分析结果表明,调查区内的火山岩及磷块岩对结壳形成的贡献大(比其他类型岩石).

中太平洋海山玄武岩的岩石学特征与年代

玄武岩在中太平洋海山分布广泛,且普遍存在风化蚀变现象。对测区内玄武岩样品的岩石学特征研究表明,玄武岩具斑状结构,基质以间粒结构为主。斑晶矿物为基性斜长石、单斜辉石和伊丁石化橄榄石。基质矿物为斜长石、辉石、橄榄石、铁矿物、磷灰石、玻璃及次生矿物等。各海山玄武岩同属碱性玄武岩系列,并为钾质类型玄武岩,它们的形成基本上处于同一地质构造环境中。稀土元素分析结果为轻稀土富集型,轻重稀土在岩石形成过程中发生了不同程度的分异作用。CM5海山玄武岩比其他海山年代相对较老(60 Ma)。

中太平洋结壳区海山燧石岩成因研究

燧石岩成因较为复杂,一般认为它主要是在深水环境中形成的。通过对燧石的宏观和微观特征、矿物和化学成分以及硅氧同位素组成特点,并结合区内地质构造背景等方面研究,认为中太平洋海山燧石岩是SiO_2交代有孔虫灰岩之产物。其主要特征和分析结果是:燧石中具有已硅化了的白色斑块,在显微镜下可见其岩石薄片上的有孔虫化石。有些燧石标本的局部处仍残留着有孔虫灰岩小块体(经鉴定有孔虫属正常海相)。燧石岩的矿物成分为较纯的低温石英,SiO_2含量高达96％以上。具较高的δ^(18)O值(0.032)和较低的δ^(30)Si值(0.0004)。区内断裂构造发育,出现多期火山喷发。海山形成地质时代大致在白垩纪—早第三纪,并经历了沉降过程.燧石形成于半深海环境,火山热液作用是SiO_2来源的主要渠道。

南海北部191PC柱样沉积物中浮游有孔虫特征及其古环境意义

通过对在南海北部陆坡采取的191PC柱状样进行氧碳同位素测试、碳酸钙含量分析以及浮游有孔虫丰度和组合分析,初步划分了191PC柱状样的地层,并据此讨论了末次冰期以来浮游有孔虫丰度和组合的变化,并利用两种浮游有孔虫古生态转换函数再造了末次冰期以来的表层海水古温度和上层水体结构的变化,且由此反映出南海北部末次冰期以来季风演化的趋势。研究表明,该柱状样底部达到氧同位素III期;末次盛冰期到冰后期,南海北部冬季表层海水温度上升5.7—5.8℃,夏季温度上升1.4℃,温跃层总体呈变深的趋势,冬季混合层深度变浅,而夏季混合层深度变深,同时,表层海水垂直温差的变化也可能反映了由末次冰期到冰后期,南海北部具有冬季风减弱而夏季风加强的趋势。

东太平洋中国开辟区环境调查区的沉积物及其与环境关系

以生态环境为主的环境基线调查， 是与深海采矿有关的研究内容之一， 它对保护海洋自然环境有着重要的意义， 而环境小区沉积物的分析研究是其中一个不可缺少的环节。通过对东太平洋中国开辟区内沉积物类型与碎屑成分特征的研究表明， 该区表层沉积物基本上是硅藻放射虫软泥， 个别站和层位是硅质粘土和深海粘土。碎屑物成分以放射虫壳体占绝对优势。它们以大洋生物源为主体，火山喷发源和陆源为次。沉积物组分构成特点同海洋环境密切相关。上述结果为地球化学、生物学和土力学等综合研究提供了基础资料， 并有助于了解开辟区本底环境的变化。

重锤式拖网取样器模型试验研究

重锤式拖网取样器是对现行常规拖网的技术改进。通过理论模型设计与机械加工试验,研制出了一套重锤机械结构。该机构在拖网取样时利用钢缆拉力蓄积能量拉动内部拉杆,并通过销轴机构释放能量加速冲击芯块,撞击壳体产生巨大的瞬时冲击力,拽动拖网破碎岩石,然后使用复位弹簧使机构复位,重新工作。可以使常规拖网取样器和牵引钢缆更加安全,并大大提高拖网作业的成功率与效率。