国际大洋发现计划IODP349航次

作为新十年国际大洋发现计划的首航,IODP349航次以研究南海构造演化和深海盆洋壳为重点,在南海中央海盆深水区完成了5个站位的取芯工作,钻探总深度4317m,其中沉积岩取芯1503m,基底玄武岩取芯近100m,获得的最大井深1008m。首次获得具有极高科学价值的大洋玄武岩、火山碎屑岩、深海钙质碳酸盐岩、浊流沉积岩、基底之上的半远洋沉积红层、富含有机质的浅海砂岩等岩芯,同时还完成了2个最深站位的地球物理测井工作,在地球动力学、大洋岩石圈演化、深海沉积学、深海极端微生物学等方面取得突破性科学进展。

IODP349航次地热调查数据分析

海底热流是研究大洋地壳和上地幔岩石圈热状态的重要参数。为了解南海深水区地热特征,利用IODP349航次地热调查资料进行数据处理,得到了4个站位浅层热导率数据和3个钻孔的海底热流数据。结果表明,浅层沉积物样品热导率变化范围为0.8~2.2 W/(m·K),变化范围与沉积物成分有关,热导率随深度的增加有小幅增加的趋势与沉积物压实作用有关;U1431D、U1432C和U1433A三个钻孔热流值分别为24±8mW/m2、105±3mW/m2和89±2mW/m2,后两个钻孔通过与前人实测数据进行对比,与前人结果相当,表明了结果的可靠性;U1431D发生地温梯度倒转和低热流异常可能是与钻孔处于水热循环的下降流附近有关。

南海IODP349航次基底玄武岩中碳酸盐岩脉的岩石学特征

国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)349航次在南海东部次海盆和西南次海盆残留扩张脊附近的U1431和U1433站位首次钻取基底玄武岩,通过对16块基底玄武岩内的碳酸盐岩脉薄片镜下观察以及激光拉曼光谱分析,揭示碳酸盐矿物为方解石和文石,为典型的洋壳低温热液蚀变次生矿物。U1431站位碳酸盐岩脉为独立的方解石脉、文石脉交替出现;而U1433站位则存在方解石脉、文石脉和方解石-文石共生脉三种情况。此外,U1431站位在基底～42.1m处出现了平行的方解石脉和文石脉,揭示U1431存在不同来源热液的多期活动,即可能存在多次或多阶段不同的热液注入。U1431和U1433站位的碳酸岩脉中,文石的矿物集合体形状基本一致,呈块状、纤维状和放射纤维状;而方解石存在差异, U1431的方解石以斑块状、块状、粒状和纤维状出现,而U1433的方解石仅出现块状。U1431站位的碳酸盐岩脉的丰度明显高于U1433站位。这些均揭示U1431站位的低温热液活动强,而U1433站位则相对弱。两个站位的热液活动不同很可能是由于区域地质环境的差异造成——U1431附近的巨大海山为其提供了热液补给,而U1433远离热液的补给/渗漏点。