钢悬链线立管与海底相互作用和疲劳分析

钢悬链线立管触底段与海底相互作用的复杂特性是工程设计中的一大难题,既要保证悬链线立管的弯曲在弹性范围内又要保证在其使用周期内满足疲劳要求。采用解析法对立管的形态和受力性能进行了初步的分析,将悬链线分为悬链段、边界层段和触地段3个部分,保证各段之间的连续性。同时用解析法和有限元法比较了刚-塑性海床,塑性海床和沟状海床3种不同海底模型,从而验证了理论方法的可靠性并运用理论方法对管道进行了疲劳评估。

南黄海的海底侵蚀作用

1992年5月—1993年10月期间，在南黄海及东海北部海域，利用大洋50型表层取样器、重力活塞取样器及底栖拖网等方法，对海底沉积物进行了深入的调查。通过对所获样品的粒度、矿物含量、生物组合及年代地层学等多学科综合性的分析研究表明，南黄海及东海北部陆架的沉积环境十分复杂。在南黄海高能侵蚀区海底广泛出露砂质沉积物，其分布范围与强潮夕及风暴潮的活动区相一致，在这些水动力的长期作用下，细粒物质逐渐被悬浮、搬运、减少，原有沉积物被粗化，形成粗粒的砂质沉积物，其实质是高能环境中海底侵蚀与改造作用的结果。与低能沉积区相反，形成了全新世海侵以来南黄海陆架的另一重要沉积模式。

海底熔岩风化作用及其地质意义

海底熔岩风化作用过程的研究对于澄清元素地球化学迁移具有重要的意义。首先简要介绍了海底熔岩风化作用及鉴定标志。在细致的岩相学工作前提下,利用指示风化程度的特征风化矿物如橙玄玻璃、黏土矿物(蒙脱石和蒙皂石)、沸石(钙十字沸石)以及铁的氧化物和氢氧化物,结合烧失量(L.O.I),K_2O/(K_2O+Na_2O)比值和Fe_2O_3/(FeO+Fe_2O_3)比值等识别风化岩石的化学鉴别指标,辨识了马里亚纳海槽熔岩(弧后盆地玄武岩,BABB)和火山玻璃、西太平洋海山省(白垩纪碱性洋岛玄武岩,OIB)及中生代洋壳(洋脊玄武岩,MORB)的风化程度,探讨了风化作用的原因及其对岩石地球化学数据的影响。结果表明,与超过5 Ma的海山和洋壳玄武岩相比,马里亚纳海槽玄武质熔岩风化程度很低,仅基质中的隐晶质和玻璃质及玄武岩的玻璃质边缘略微橙玄玻璃化,其余基本保持新鲜岩石结构。马里亚纳海槽熔岩和火山玻璃的很低的风化程度是因其在海底经历的风化作用时间很短。最后,我们指出,马里亚纳海槽处海底熔岩风化作用没有造成显著的元素迁移,对精确获得其全岩的元素和同位素地球化学数据不产生明显影响,而对超过5 Ma的海底熔岩的地球化学数据解释时要谨慎。

西澳大利亚豪特曼群礁复活节岛群全新世珊瑚礁的海底胶结作用

对澳大利亚的位于海洋过渡带和高纬度的豪特曼群礁复活节岛群上的全新世珊瑚礁进行了海底胶结作用解剖研究。研究表明，该礁像热带珊瑚礁一样，也经历了相当程度的海底胶结。胶结物包括高镁方解石的和文石的共７种类型。由于所处地理位置和海洋环境条件，使得海底胶结物中强烈贫文石而富镁方解石（分别占４％和９６％），造成镁方解石胶结物中的ＭｇＣＯ３的摩尔含量规律性降低（８．４７％－１４．２９％）。特有的生物组合及其竞争，不仅构成了迎风礁和背风礁的显著岩相差异（前者以藻类粘结岩为主，后者以珊瑚骨架岩占优），并导致海底胶结物在背风礁中的发育强度远大于迎风礁这一与热带珊瑚礁海底胶结物恰好相反的分布规律。

现代海底的成矿作用与矿产资源

迄今所发现的现代海底成矿作用主要分布在沿大西洋中脊、东太平洋海岭和西太平洋沟弧盆系的各热液田中。现代海底成矿作用形成了大量具有重大经济意义的矿产，它们主要是铁锰结核、富钴结壳、多金属硫化物和被称之为２１世纪能源的气体水合物。现代海底成矿作用及其所形成矿床的研究是矿床前研究的前沿课题，它对于矿床学的发展，揭示成矿作用的奥秘和海底资源的开发都具有重大意义。

现代与古代海底热液成矿作用研究进展

海底热液成矿是近年来地质学家关注的热点问题。现代海底热液成矿作用的研究推动了古块状硫化物矿床成矿过程的认识。结合现今研究成果综合分析表明:海底热液成矿作用主要分布在张性活动板块边界,与大地构造活动紧密相连;成矿金属物质来源具有多元性,金属矿化的类型受基底类型(洋壳-陆壳)和岩性组合(基性岩石-中酸性岩石)的控制,岩浆来源的物质也可能对一些块状硫化物矿床有贡献;主导海底热液成矿作用的核心为对流热循环系统,对流循环具有单循环和双扩散对流模式;海底块状硫化物的堆积过程是烟囱的生长、倒塌堆积和热液流体充填与交代的过程,成矿热液流体的温度和密度在这个过程中起关键作用。基于海底热水矿床的重要性,建立完整的热水喷流成矿理论意义重大。

Fe同位素在岩浆作用过程中的分馏效应及其对海底玄武岩形成过程的指示

Fe是火成岩中丰度最高的变价元素,也是重要的成矿元素,主要以Fe^(2+)或Fe^(3+)价态赋存于固(矿物)、液(流体)相中,并全程参与岩浆作用过程和各种成矿作用。随着测试分析技术(如MC-ICPMS)的发展,Fe等非传统稳定同位素组成分析成为可能,并在最近十几年中被成功应用于岩浆物源追溯、结晶演化过程示踪和成矿作用分析等重要地质作用过程的研究。本文在分析了Fe同位素在岩浆作用过程中分馏效应的基础上,总结了Fe同位素组成在示踪海底玄武质岩浆(MORB、OIB、IAB和BABB等)作用过程研究的最新成果,并探讨了在应用Fe同位素组成示踪海底岩浆作用过程中所存在的主要问题。综合分析结果表明,火成岩中的Fe同位素分馏效应不仅受岩浆源物质部分熔融、岩浆扩散、流体出溶和结晶分异等作用过程的影响,而且还受到同化围岩物质、海底蚀变等作用的影响;由于Fe同位素分析技术(方法)至今仍待进一步完善,已有数据有限且需甄别去伪,因此在利用Fe同位素组成分析或恢复岩浆物源及作用过程时,仍需谨慎;于当前亟需建立完整可靠的Fe同位素示踪体系,这就需要在近期的工作中,尽可能多地选取代表不同构造环境和不同岩石类型的合适样品、获取(积累)更多原始(未经改造或蚀变)样品的精细分析数据,同时在利用Fe同位素示踪海底岩浆作用过程中还需注重多元数据的结合或相互佐证。

现代海底热液成矿作用综述

现代海底热液成矿作用是一种重要的成矿作用。海底热液系统主要分布在大洋中脊、弧后盆地、板内火山活动中心等张裂性环境中 ,不同的环境具有类似的成矿模式。海底大洋中脊热液作用的主要产物为黑烟囱、白烟囱。现代海底硫化物堆积过程是烟囱生长、倒塌和热液流体在其开放空间充填与交代的过程 ,硫化物的形成首先是通过硫化物烟囱来完成。

海底火山作用:新方法和研究前沿

有关海底火山作用的查普曼会议（Chapman Conference）会议将于2017年1月在澳大利亚,霍巴特,塔斯马尼亚岛举行,会议力求将研究聚焦在海底火山喷发的机制,并绘制出海底火山线。

海底喷流热液对金矿床形成的作用和意义

大量的矿床地质事实表明:海底喷流作用能够形成独立的喷流型金矿床,并且喷流型金矿床在我国具有良好的产出地质背景,极大可能是我国金矿地质工作取得突破的重要方向。我国如若进一步加强对喷流型金矿床的理论研究和找矿实践工作,必将对提高金矿的成矿理论水平和改善我国金矿资源面貌,起非常重要的作用。

水下拖缆接触海底时的数值模拟

为分析拖缆和海底的相互作用,研究了水下拖缆和海底有接触时的运动响应.首先,基于集中质量法给出了三维非均匀拖缆运动的数学模型,并采用四阶龙格库塔方法进行数值求解.其次,将海底视为三维不规则连续的刚性曲面,其中海底对拖揽的作用力包括法向反作用力和切向摩擦阻力两部分,并计入了带速着底时的冲击响应,藉此考虑了它们对拖缆动力学性能的影响.最后,由仿真计算给出拖揽在不同运动状态下的响应并进行了分析.结果表明,摩擦阻力和冲击对拖揽动力学性能影响显著.

大陆动力学演化与成矿研究:历史与现状——兼论华南地区在地质历史演化期间大陆增生与成矿作用

地球动力学演化过程与成矿作用是当今矿床学研究的前沿。文章回顾了自20世纪60年代以来,有关大陆动力学演化与成矿的研究历史和当前的研究动向。综述了几个研究大阶段,即:海底喷流成矿作用、大陆边缘成矿作用、板内成矿作用及地质历史演化过程的大陆汇聚或增生与多期次成矿。同时,以华南地区为例,将大陆侧向和垂向增生作为切入点,阐述了华南世界级有色、稀有、贵金属成矿省在地质历史过程中的成矿作用,并提出在该成矿省进一步实现找矿突破的重要科学问题。

海底对系缆运动及张力影响研究

对系缆运动及张力进行分析,并考虑海底对系缆的影响。采用细长弹性杆单元模拟系缆微段,建立系缆运动控制方程,采用有限元法对其进行离散,将海底弹性和阻尼作用力添加到离散控制方程中。利用牛顿法和Newmark-β法对离散后的系缆非线性运动方程组进行数值求解。模拟长600 m的系缆顶端受到垂向正弦激励时的运动,分别求得考虑和不考虑海底作用时系缆运动响应和动态张力。通过对比系缆的运动、速度和动态张力结果,发现海底的弹性阻尼作用对系缆的运动及张力特性有极大影响。上述研究工作为计算海底对系缆的作用力提供了新方法。

拉尔玛硅岩型金—铜—铀建造矿床的海底喷流沉积特征及找矿方向

西秦岭南亚带中的拉尔玛硅岩型金-铜-铀矿床,是一个比较典型的与海底喷流作用有关的金矿床。矿床赋存于寒武系太阳顶群中。太阳顶群地层由硅岩、板岩组成,厚度近千米。现已发现的矿体,80％以上产于硅岩中。硅质岩的地质地球化学特征表明,它是海底喷气沉积作用的产物,拉尔玛金-铜-铀建造矿床也具有海底喷流的沉积特征。

现代海底热水对流核模式及其油气意义

本文简要介绍了海底热水成矿作用的基本概念,重点探讨了现代海底热水成矿作用最新流行的几种成因模式及其油气意义,从理论与实践的结合上较详细地阐述了对流核和地震泵成矿模式的地质环境、成矿物质来源与过程、流体性质及其演化,指出现代海底热水成矿作用中有两点是重要的,即岩浆与海水发生的水岩作用及含矿热水和海水的混合作用。在此基础上深入分析了海底热水金属矿床与油气矿藏独特共生的现象,并对海底热水系统内富CO2-烃类流体的形成、演化及CO2-烃类-金属相互作用问题做了一些讨论,旨在引起人们对现代海底热水成矿作用及其油气勘探研究工作的重视。

对次点火山岩中地幔包体的研究揭示大洋岩石圈在俯冲消减前的交代作用

次点火山（petit-spot volcano）是指远离大洋中脊和地幔柱的大洋板块在即将进入俯冲带之前，由于板块的弯曲引发部分熔融所导致的局部海底火山作用。次点火山有时夹带有来自深部岩石圈的包体和捕虏晶，是了解大洋岩石圈深部物质组成的重要信息载体。次点火山自从在日本外海发现以来．在智利，汤加及巽他等俯冲带外围陆续被发现，显示次点火山并非是偶然，孤立的现象，其对大洋岩石圈组成、俯冲带的物质再循环和深部地幔的影响越来越引起科学家们的注意。

贵州瓮福新元古代陡山沱期磷矿床铅同位素特征及来源探讨

贵州新元古代陡山沱期瓮福磷矿下矿层条纹-条带状磷块岩的磷条带、泥岩条带、上矿层磷块岩的磷质、白云质胶结物有各自不同的铅同位素组成特点。在Zartman铅构造模式图解中,下矿层磷条带和泥质磷块岩条带位于地幔铅、造山带铅和上地壳演化线之间,并呈很好的线性关系。上矿层磷块岩的白云质胶结物远离所有类型铅的演化线。下矿层的泥岩条带位于幔源铅和上地壳铅演化线之间,但与磷质不同,更偏向于白云质胶结物的分布区。在朱炳泉等(1998)的Δγ-Δβ铅来源分类图上,上矿层和下矿层所有磷质样品分布于地幔铅、上地壳与地幔混合俯冲带碎屑沉积作用铅和海底热水作用铅区。上矿层磷块岩的白云质胶结物分布于上地壳和地幔混合俯冲带岩浆作用铅、化学沉积型和海底热水作用型铅区。泥岩条带分布于地幔源和海底热水作用型铅区。因此,瓮福磷矿磷质样品的铅主要具地幔铅、上地壳铅和热水沉积作用的混合来源,以地幔为主。上矿层白云质胶结物铅同位素具有海源和海底热水作用的混合来源。下矿层泥岩条带铅同位素具地幔、上地壳和海源铅的混合特点。陡山沱期大规模磷质成矿的初始物质主要来源于地幔,预示着磷质的超常成矿与磷质生物的爆发可能与地幔体制的变化有某种成因联系。

扬子地台东南缘震旦纪—早寒武世沉积环境及有关矿产

通过对区域内沉积环境和沉积特征的深入研究,探讨了该区沉积盆地的性质及其演化特点,并对该时期赋存于黑色岩系的镍钼矿床、重晶石矿床以及磷矿床的基本地质特征和矿床成因进行了分析,认为赋存于该区震旦系一下寒武统的层控矿床的主要成矿物质均和弧后盆地形成过程中海底火山作用有关,属于海底热水沉积矿床。

中太平洋海山区富钴结壳地质特征

应用 X射线衍射分析、穆斯堡尔谱分析、X荧光光谱分析以及超微生物化石定年等方法对 1 998年和 1 999年“大洋一号”调查船 DY95 - 8和 DY95 - 1 0航次采集的富钴结壳样品进行了地质特征综合研究与分析 ,结果表明 :( 1 )该区富钴结壳可划分为板状结壳、砾状结壳和钴结核三类 ,均具有微晶质结构。 ( 2 )该区富钴结壳宏观构造主要呈板层状和圈层状构造 ;显微构造在形态上可大体分为柱状构造、平行纹理状构造和致密块状构造三种基本类型。 ( 3)该区富钴结壳主要由三类矿物组成 :锰矿物、铁矿物和杂质矿物。其中锰矿物为水羟锰矿和少量的钡镁锰矿 ,铁矿物主要为 β-羟铁矿 ,偶见赤铁矿和磁铁矿等 ,杂质矿物有石英、斜长石等。( 4 )该区富钴结壳主要成矿元素含量 :Fe为 1 6.86% ,Mn为 2 1 .2 6% ,Cu为 1 1 0 2 .0 9× 1 0 - 6 ,Co为 62 5 2 .72× 1 0 - 6 ,Ni为 40 64.62× 1 0 - 6 。 ( 5 )该区东部海山 ( N1～ N4海山 )比西部海山( N5、 N6海山 ) Fe元素含量高 ,Mn、 Cu、 Co、 Ni元素含量则低 ,这一差异源于海水中 Fe、 Mn等成矿元素的分离作用 ,其分离程度与海底火山作用时代以及相应的玄武岩海解风化时间长短有密切关系。 ( 6)结壳形成于第三纪古新世至第四纪更新世 :第一阶段从第三纪古新世到中新世 ,?

陕西镇安-旬阳地区汞锑、铅锌、金矿床成因及演化规律浅析

陕西镇安-旬阳地区是南秦岭重要的金属矿产地之一,形成的主要金属矿种有铅锌矿、汞锑矿和金矿。它们在物质来源、成矿物化条件和成矿流体性质等方面既有联系又有差异。通过总结该地区的同位素及流体包裹体资料,结合其他地球化学动力学背景分析认为:铅锌矿和金矿物质来源均与海底喷流作用有关,而金矿和汞锑矿则具有相同的成矿背景,它们构成镇安-旬阳地区晚古生代到早中生代的一个互有联系的成因体系。