中国西沙海域永兴岛—七连屿海域鱼体内有机污染物含量特征与来源解析及风险评价

环境中的有机污染物对生态系统和人类健康产生严重威胁。有机污染物在全球海域鱼体内普遍检出,且长期食用会对人类造成一定的健康风险。为研究中国西沙海域鱼体内有机污染物污染情况、来源及生态风险,本文利用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析测定了永兴岛和七连屿鱼体内有机氯农药(OCPs)、多环芳烃(PAHs)和多氯联苯(PCBs)的含量,采集了包括蜂巢石斑鱼、红裸颊鲷、黑身蓝子鱼在内的17种鱼类共50条。结果表明:鱼体内OCPs、PAHs和PCBs的总含量均值范围分别为2.23~91.57ng/g ww、2.11~31.70ng/g ww和1.55~54.04ng/g ww,平均值分别为32.50ng/g ww、17.29ng/g ww和18.79ng/g ww,中位数分别为16.92ng/g ww、13.34ng/g ww和7.61ng/g ww。双对氯苯基三氯乙烷(DDTs)类农药在美欧沿海鱼体内的含量分别为0.65~107.6ng/g ww和763~5357ng/g lw,中国浙江沿海水域鱼体内PAHs含量为10.4~140ng/g ww,地中海、意大利沿海和美国查尔斯顿港口采集的鱼体内PCBs含量分别为1234~12327ng/g lw、56.8~4791ng/g lw和5.02~232.20ng/g ww,研究区DDTs和PAHs含量水平处于全球海域的低端,推测由于研究区远离污染源。利用DDTs/[双对氯苯基二氯乙烯(DDE)+双对氯苯基二氯乙烷(DDD)]比值来判断DDTs的来源,研究区50%鱼体内DDTs/(DDE+DDD)>1,表明中国西沙海域有部分新近输入的DDTs,研究区沉积物来源为陆源,推测中国西沙海域DDTs为陆源DDTs和永兴岛农业活动的综合作用。利用蒽(ANT)/[ANT+菲(PHE)]比值>0.1或该比值<0.1来判断PAHs的来源是燃烧源还是石油源,研究区88%鱼体内ANT/(ANT+PHE)>0.1,表明PAHs来源于化石燃料燃烧。风险评价结果显示,鱼体内OCPs和PCBs生态风险低。

西沙海域航标巡检维护工作圆满完成

6月27日至7月5日,三沙航标处按照2024年西沙海域航标巡检工作方案,圆满完成2024年度西沙海域航标巡检维护工作,为西沙海域过往船舶提供安全、可靠、便捷的导助航服务。

南海西沙海域东岛北峡谷体系形态、演化及其成因机制

海底峡谷是全球大陆边缘分布较广泛的地貌单元,是地形地貌、深水沉积和海洋地质灾害领域研究的重要内容。本研究基于高分辨率多波束测深和二维地震资料,以南海西沙东部海域为研究区,深入剖析了东岛北海底峡谷体系。东岛北海底峡谷分布在水深1000~3150 m范围,长度137 km,下切深度70~400 m,表现出西高东低的地形特征,总体由一条主峡谷和4条分支峡谷构成。峡谷上游有东岛西北部Ⅰ区和永兴海台东部Ⅱ区的沉积物供给,峡谷中游加入了东岛东北部Ⅲ区供给的沉积物。3个物源区的沉积物供应以线状的峡谷、水道和面状的块体流沉积类型为主。主峡谷北坡周缘分布有大量的海底麻坑,侧壁呈阶梯状不断后撤垮塌,因重力驱动作用和水流侵蚀,使峡谷壁外缘发育呈不规则小型“枝杈”状水道;主峡谷南岸因浊流作用,发育沉积物波。NE走向主断裂,控制着主干峡谷NE方向延伸,而峡谷南岸分布海山和海丘地形、岩浆底辟,影响主峡谷各分段的转向;同时峡谷和周缘下部地层发育的断层,控制峡谷侧壁向谷底呈阶梯状下降。

西沙海域晚中新世深水水道发育特征及主控因素

为明确西沙海域晚中新世深水沉积体发育特征及影响因素,根据二维和三维地震资料,结合区域构造背景,建立深水水道发育模式。结果表明:西沙周缘中新世发育两类不同物源类型的深水沉积体,一类是以越东水系陆源碎屑供源的深水水道,另一类是以西沙台地碳酸盐岩碎屑供源的深水水道。陆源碎屑供源的深水水道,主要受古地形和海平面升降的影响,水道的迁移性强,水道间存在相互切割的特征;碳酸盐岩碎屑供源的深水水道,主要受古地形的影响,以垂向加积为主,水道的迁移性弱。该结果对西沙周缘油气勘探中深水水道的识别与储层预测具有指导意义。

南海西沙海域冬季海水重金属质量浓度水平及来源分析

为开展南海西沙海域海水重金属质量浓度水平测定及来源分析,2021年12月采集了西沙海域6个站位的0~200m深度分层海水样品共24个。6个站位的温度、盐度、浊度、溶解氧、有色可溶性有机质和叶绿素的垂直剖面数据由盐温深测量系统现场测定。海水样品中的重金属质量浓度采用电感耦合等离子体–质谱仪进行测定,各站位Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Fe、Mn的质量浓度平均值范围分别为0.22~20.79μg·L^(-1)、未检出~0.25μg·L^(-1)、1.90~15.90μg·L^(-1)、0.13~0.17μg·L^(-1)、0.54~1.31μg·L^(-1)、0.29~0.33μg·L^(-1)、2.93~3.17μg·L^(-1)、0.39~1.23μg·L^(-1)、0.35~1.14μg·L^(-1);Hg在各站位均未检出。仅有D2~D4站位的5m层海水中Cu或Zn浓度超过国家海水水质一类标准(GB 3097-1997),重金属的水平和垂向空间分布特征受陆源输送、环境因子和人类活动等影响。主成分分析结果表明西沙海域海水中重金属主要存在3类来源:船舶排放、陆源农业径流、陆源碎屑和工业生产排放。文章中的海水重金属质量浓度基本在南海海域前人报道值范围内,但表层海水中Cu、Pb、Zn、Cd质量浓度与1998年南海海域背景值比较有数量级的升高,可能反映了近年来区域日益增强的人类活动的影响。

西沙海域海水中溶解态重金属的含量及其影响因子

对采自西沙海域海水中溶解态重金属Ni,Cu,Hg,Zn,Cr,Mn,Fe,Cd,Pb和Co的含量进行了测定,结果表明除了Pb,Ni外,该区域其他重金属的含量都在国家一类海水的标准范围内,但是该区域海水仍然具有近岸海水的特性.运用多元统计法探讨了重金属间的相关性,由因子分析法提出了控制西沙海域重金属含量分布的4个主因子:盐度,大气沉降,上升流和天然地球化学来源.

基于海洋环境因子和不同权重系数的南海中沙西沙海域鸢乌贼渔场分析

根据2014年"南锋"号调查船在南海中沙西沙海域的声学走航调查数据,结合遥感获得的海表温度(SST)、叶绿素a浓度(CHL)、海面盐度(SSS)、海面高度(SSH)等海洋环境数据,按不同季节不同因子分别建立栖息地适应性指数模型,对不同因子赋予不同权重系数,计算栖息地指数模型准确度,以此来确定不同季节各因子的权重系数。结果表明,各因子的最适值呈明显的季节变化,春季SST的权重系数为0.7,其余因子权重系数为0.1时模型准确度最高;夏季CHL的权重系数为1,其余因子权重系数为0时模型准确度最高;秋季CHL权重系数为0.7,其余因子系数为0.1时模型准确度最高;冬季SST权重系数为1,其余因子系数为0时模型准确度最高。研究认为,鸢乌贼(Sthenoteuthis oualaniensis)渔场不同季节对不同因子的响应程度不同,赋予各因子不同的权重系数可以有效提高模型准确率。

西沙海域中新世碳酸盐台地的时空分布及其油气成藏模式

本文基于南海北部西沙海域地震数据及钻井资料,结合碳酸盐台地的边缘特征及其地震反射特征,首次建立了研究区中新世碳酸盐台地边界的三个识别标志:岩性突变界面、断层界面和潮汐水道。在对地震数据系统的解释和钻井资料分析基础之上,厘定了该区生物礁及碳酸盐台地的时空分布,总结其分布规律,西沙海域中新世碳酸盐台地可以分为六期,进一步划分三个演化阶段,分别为中中新世早期的繁盛阶段、中中新世晚期的衰退阶段、晚中新世以来的淹没阶段,各阶段碳酸盐台地的沉积相带发育完整,其中生物礁主要分布台地的西-西南缘。统计结果显示,生物礁及碳酸盐台地全面发育时期的面积达到了80000km^2,后期随着台地的衰退而规模有所减小。西沙海域中新世碳酸盐岩分布广泛、规模巨大,而且在发育过程中经历了多期暴露而遭受淋滤,进一步增大了其孔隙度,具备形成优质储层的前提。结合区域油气地质条件分析与探讨,建立生物礁及碳酸盐台地的成藏模式,提出西沙海域碳酸盐台地具有典型"下生上储上盖"的成藏过程,指出西沙海域邻近华光凹陷和中建南盆地北部的碳酸盐台地是油气勘探的两大有利区带。

中、西沙海域2种灯光作业渔船的捕捞特性及其技术效率分析

根据2008年渔港抽样调查数据,应用随机生产边界法和方差分析对中、西沙海域作业的灯光围网船和灯光罩网船的捕捞能力进行了研究。结果表明,灯光围网渔获物以颌圆鲹(Decapterus lajang)、蓝圆鲹(Decapterus maruadsi)、扁舵鲣(Auxis thazard)、羽鳃鲐(Rastrelliger kanagurta)、鲔(Euthynnus alleteratus)和大目金枪鱼(Thunnus obesus)为主,灯光罩网主要渔获种类为柔鱼(Ommastrephes spp.)、蓝圆鲹和颌圆鲹。灯光围网船每网次产量1.00～12.52t,平均4.72t,单位功率网次产量3.38～37.84kg.kW-1,平均16.96kg.kW-1。灯光罩网船单船网次产量49.40～451.49kg,平均179.87kg,单位功率网次产量0.22～2.05kg.kW-1,平均0.77kg.kW-1。灯光围网船技术效率34.7%～91.7%,平均69.4%。灯光罩网船技术效率50.4%～92.1%,平均78.2%。方差分析表明,影响灯光围网产量的主要因素是投网次数和作业渔区数;影响灯光罩网产量的主要因素是投网次数和网衣长度。

南海西沙海域西琛1井生物礁的性质及岩石学特征

西沙海域西琛1井生物礁主要是由红藻门壳状珊瑚藻、有节珊瑚藻和绿藻门仙掌藻等钙藻组成的植物礁,其次为珊瑚礁。礁相类型主要有礁核相和礁后泻湖相。岩石矿物成分单一,以碳酸盐矿物为主,包括低镁方解石和铁白云石;结构组分有生物骨架、粒屑、泥晶和亮晶;结构类型有生物格架、生物障积、生物节片、生物捆扎和生物粘结结构。岩石类型包括骨架石灰岩/白云岩、粘结石灰岩/白云岩、粒屑石灰岩/白云岩。储集空间类型有粒间孔、生物体腔孔、藻架孔等原生孔隙和铸模孔、裂缝、颗粒内溶蚀孔、藻类溶孔、扩大的粒间溶孔等次生孔隙。孔隙组合类型以粒间孔+溶孔+晶间孔最为发育,储集性能较好。

西沙海域新近纪以来生物礁分布规律及油气勘探方向探讨

依据地震资料,结合区域对比分析,对西沙海域生物礁进行了识别。结果表明,平面上生物礁主要分布在岛礁区、盆地内部构造凸起带和盆地边缘隆起区。岛礁区发育中新世、上新世、更新世和全新世生物礁,未被碎屑沉积地层覆盖,不具备成藏条件,是无效勘探区。盆地内部构造凸起带发育中新世和上新世生物礁,与构造高点匹配。礁基以下发育砂岩储层,成藏组合为构造—碎屑岩—生物礁复合型油气藏,具有近油源、构造—岩性复合型圈闭和生储盖配置关系好等特点,是最有利的勘探方向。盆地边缘隆起区在前寒武纪变质岩基底之上发育中新世、上新世和/或更新世生物礁,成藏组合多为单一的生物礁型油气藏,有时可能形成基岩潜山—生物礁型油气藏,这类圈闭虽然远离油源,但油气可以通过断裂、不整合面、渗透地层等输导系统长距离运移至储层,因此这类油气藏也具有较好的勘探前景。

2000年南海季风爆发前后西沙海域海-气热量交换特征

利用2000年5月6日至6月17日在西沙海域进行的第二次南海海-气通量观测资料,计算了南海季风爆发前后海洋-大气间的辐射收支、感热通量、潜热通量及海洋热量净收支;发现季风爆发后海-气热量交换突然发生变化,其中潜热通量、海洋热量净收支变化尤为显著。讨论了季风爆发前后各种天气过程影响下海-气热量、水汽交换特点和海洋热量净收支变化,说明季风爆发前海洋是一个能量积累过程,季风爆发期海洋是一个能量释放过程,季风中断期海洋是一个能量再积累过程;季风爆发后西南大风期持续时间和强度,强烈影响水汽蒸发量大小,进而影响我国大陆上夏季降水,通过南海与阿拉伯海、孟加拉湾、西太平洋暖池等不同海域资料对比,分析了它们在海-气热量交换上的差别,指出这种差别是爆发后南海SST基本稳定而阿拉伯海、孟加拉湾SST明显降低的主要原因。

利用珊瑚生长率重建西沙海域罗马暖期中期海温变化

珊瑚生长率是记录海水表层温度（SST）的一个重要代用指标。本文以南海中北部西沙永兴岛罗马暖期期间发育的3个澄黄滨珊瑚（Porites lutea）为材料,测量它们的骨骼生长率,并利用珊瑚骨骼生长率与SST的关系式定量重建海温年际变化序列。结果显示：3个滨珊瑚（生长于120-59BC、46BC-14AD和30BC-28AD期间）的平均生长率分别为0.88cm/a（变化于0.53~1.24cm/a之间）、0.90cm/a（变化于0.58~1.53cm/a之间）和1.12cm/a（变化于0.71~1.46cm/a之间）。据此重建同时段年平均SST,相应结果分别为26.7℃、26.8℃和27.3℃。2kaBP前后（120-59BC,46BC-28AD）西沙海域平均SST为26.9±0.4℃,低于现代（1981-2010AD）约0.7℃。

西沙海域生物礁地球物理特征及油气勘探前景

生物礁是指由造礁生物营造的碳酸盐岩有机建造.生物礁油气藏具有储量大、产量高的特点,是全球重要油气藏类型,也是南海主要勘探对象之一.西沙海域位于南海北部,前人研究成果表明该区自中新世以来具有良好的成礁环境,生物礁大规模发育.本文在西沙海域地质背景进行分析的基础上,以地震资料为基础,以一个典型生物礁为例,综合分析了该区生物礁的地球物理响应特征.首先,生物礁具有典型的地震反射特征:丘状外形、顶界面为强振幅连续反射、底界面连续性变差、内部反射杂乱、两侧有上超、上覆地层披覆;其次阐述了生物礁具有的其它4个地球物理特征:较高的层度速、较的高波阻抗、无明显重力异常、低磁力异常.最后简要分析了西沙海域生物礁的油气地质条件,推测该区生物礁具有较好的油气资源前景,特别是临近生烃凹陷生物礁油气成藏条件最有利.

西沙海域内潮与近惯性内波的相互作用

通过使用西沙海域锚定潜标的测流数据,分析了距浣熊台风路径100km处海流受浣熊台风影响前后的动能谱、旋转谱和流剪切谱,从而阐明近惯性波,以及近惯性波与全日内潮波的相互作用机制.台风浣熊之后所引起的近惯性波主要在上250m较强,其能量是普通风场所引起的40倍.近惯性波的能量向下传播至450m左右,与此同时,强的近惯性流的剪切驱动着惯性波与全日内潮波之间的相互作用,从而产生强的近惯性波与全日内波的耦合波(f+D1).此三波耦合机制为Davies的波波相互作用理论提供了观测依据,同时,近惯性内波与全日内潮波之间的非线性相互作用,揭示了南海近惯性波能量耗散的一种机制.

西沙海域碳酸盐台地周缘水道沉积体系

高分辨率地震资料显示,南海北部西沙海域碳酸盐台地周缘广泛发育水道沉积体系。礁缘水道底界面表现出强反射特征,内部充填弱-强、连续性好的地震相,可见底部杂乱反射特征;斜坡水道在地震剖面上表现为横向上连续发育的"V"型特征,且下切深度较浅。西沙隆起与广乐隆起之间的南北向低洼地带发育大型深水水道,并且受古地貌高点影响,水道分为南北两个分支。北分支水道可分为5期,且水道迁移现象明显;南分支水道可分为4期,水道以充填强振幅、连续性好的浊流沉积体和弱振幅、杂乱的块体搬运体系(Mass Transport Deposits,MTDs)为特征,每期水道均表现出侵蚀-充填-废弃的旋回性。分析认为西沙碳酸盐台地周缘水道沉积物源来自西沙隆起和广乐隆起的碳酸盐台地和生物礁碎屑及由火成作用产生的火成岩碎屑。西沙-广乐碳酸盐台地水道相互贯通,构成台地-斜坡-深水的水道沉积体系,为碳酸盐岩、生物礁及火山碎屑向台地周缘输送提供了良好的通道。

西沙海域新近纪生物礁的发育演化及控制因素

南海北部西沙海域发育大量的生物礁,活跃于整个新近纪,蕴含有丰富的油气资源。对西沙海域高精度地震数据及钻井数据的研究表明,早中新世时期,少量的生物礁初始发育于地势高点之上。至中中新世早期,生物礁进入了全面发育阶段,礁体类型众多,如点礁、台地边缘礁、塔礁等,广泛分布于西沙隆起西部的斜坡之上。在发育过程中,随着水体的加深,生物礁逐渐向隆起等地势高部位迁移。至中中新世晚期,进入衰退阶段,以马趾礁、台地边缘礁为代表,主要分布于西沙隆起之上。晚中新世以来,生物礁的发育进入了淹没阶段,并以垂向生长的环礁为代表,主要分布于西沙隆起之上的岛礁周缘。构造作用和相对海平面变化为西沙海域新近纪生物礁发育演化的主要控制因素,其中构造断裂产生的构造高点控制生物礁初始发育的位置,后期基底构造沉降和相对海平面变化控制了生物礁发育演化的各个阶段,三级相对海平面周期性浮动也影响了生物礁旋回性的退积过程。

南海中沙西沙海域海樽类群落结构特征研究

根据2014年~2015年中沙西沙海域12°30'N^17°32'N、110°00'E^110°11'E 4个航次调查资料,对该海域海樽的种类组成及季节变化、总栖息密度和生物多样性分布以及群落格局进行了研究。结果表明,共鉴定出海樽23种,夏季种类最多为16种,其次为冬季15种,春季14种,秋季10种;冬季与其他3个季节在种类组成上存在比较明显的更替现象,其他季节更替现象不明显;中沙西沙海域海樽类平均丰度为0.99个·m-3,夏季最高为1.93个·m-3,其次为冬季1.12个·m-3,春季为0.59个·m-3,秋季最小为0.32个·m-3;周年优势种小齿海樽(Doliolum denticulatum)和双尾纽鳃樽(Thalia democratic)以及春、夏季的优势种大西洋火体虫(Pyrosoma atlanticum)是影响中沙西沙海域海樽类数量分布格局的主要种类;优势种的集聚分布导致中沙西沙海域海樽类多样性水平一般;多维尺度分析表明中沙西沙海域海樽类群落的季节变化较小。海樽类栖息密度的平面分布及群落格局与海流的变化密切相关。

西沙海域中中新世早期古地貌及其控制因素

古地貌的构造格局控制了物源体系和沉积体系的发育,对其研究有利于确定油气勘探目标。基于西沙海域丰富的地震资料、钻井资料以及高精度的多波束资料,重点经过去压实校正和古水深校正之后,恢复西沙海域中中新世早期的古地貌。该时期的古地貌显示:西沙海域以两个近北东向的西沙、广乐隆起为纽带串联周缘的深水区域,西沙隆起和广乐隆起之上水体较浅,处于滨海环境,利于碳酸盐岩的沉积。西沙隆起之上岛屿众多,岛屿之间以洼地相隔,为需要地势高点生长的生物礁的发育创造了条件,西沙隆起南部于渐新世发育大量的火山,后期多演化为孤立的台地,隆起周缘多以陡坡为主。而广乐隆起之上地势开阔、平坦,隆起南、北两侧的斜坡有一定的差异,具有"南陡、北缓"的特点,其北部斜坡地貌复杂,发育至少三组近平行的水道,利于碳酸盐岩碎屑的搬运和沉积,活跃于渐新世的断裂控制古地貌的空间格局,同时,生物礁碳酸盐岩的发育以及其碎屑的搬运和沉积作用对地貌的不断改造,造就了该时期的地貌形态。

利用珊瑚生长率重建西沙海域工业革命以来的海温变化

以南海北部西沙群岛永兴岛发育的澄黄滨珊瑚(Porites lutea)为材料,构建了珊瑚骨骼生长率温度计,并以此为基础重建了工业革命以来(1880―2007年)西沙海域SST变化序列。结果发现:1880―2007年,西沙海域SST的波动范围26.1~28.5℃,平均值为27.27℃。1880―1892年为降温期,西沙海域SST波动下降,在1892年达到近百年来的最低值(26.1℃)。1893―1935年为西沙海域SST低温平台期,SST以波动为主;1936―1957年西沙海域SST先升后降,变化呈单峰模式。1957―2003年,SST呈现快速增温趋势。2003―2007年,西沙海域SST出现"增温停滞"现象。在年代际尺度上,西沙海域SST的整体变化模式可能受气候系统准60 a周期调控。在年际尺度上,冬季风强度、火山活动以及ENSO等共同对西沙海域SST产生影响。人类活动导致的全球增暖可能在1957年之后才成为西沙海域SST增温的主要驱动因素。2003―2007年西沙海域出现的降温趋势是对全球"增温停滞"的响应,是自然强迫和人为强迫相互作用的结果,西沙海域SST这种短暂的降温趋势很可能随着自然强迫作用的减弱而重新被增温模式所代替。