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北部湾海底表层沉积物有机碳丰度分布与碳氮同位素组成分析
姚立朋;陈娟;曹新星;农兰馨;宋之光;北部湾作为半封闭性海，是有机碳沉积和埋藏的重要场所，沉积有机碳的空间分布和物源对区域沉积有机碳汇估算具有重要意义。本研究对北部湾北部开阔海域海底16个站位表层沉积物样品的有机碳和氮元素含量及其同位素组成分析显示，海底表层沉积物总有机碳（TOC）含量范围为0.07%～0.84%，平均值为0.38%，表层沉积物总氮（TN）含量范围为0.02%～0.15%，平均值为0.07%;TOC与TN具有良好的线性正相关关系，表明氮主要是与有机碳结合的有机氮；有机碳稳定同位素组成分布范围为-21.9‰～-20.7‰，平均值为-21.2‰，显示海底表层沉积有机质以海源自生有机质输入为主，但具有陆源和海源混合输入特征；计算显示陆源有机质的输入比例为17.4%～47.6%，平均值为29.0%；氮稳定同位素组成分布范围为7.6‰～13.9‰，平均值为11.0‰，靠近海岸带和涠洲岛周边的沉积物氮稳定同位素组成异常偏重可能与人为氮源输入有关。本研究为解析北部湾海洋表层沉积物碳氮分布特征与海洋环境内在联系、估算沉积有机碳汇及调控海洋沉积有机碳汇提供了科学支撑。
中国东部边缘海沉积物氧化钙含量预测——随机森林与克里金插值算法比较
黄柯华;李超;林思彤;王凤梅;密蓓蓓;梅西;窦衍光;中国东部边缘海沉积物中氧化钙(CaO)含量的空间分布受陆源输入、生物成因碳酸盐贡献及沉积动力条件等多因素共同控制，其变化可指示区域碳酸盐生产—溶解过程、沉积环境演化，对认识陆架物质循环具有重要意义。但受海洋调查难度大、采样密度有限的制约，传统空间插值方法在预测CaO空间分布过程中，在样品空白区或环境突变区的不确定性较高。本文基于414个中国东部海域表层沉积物CaO实测数据，结合多源海洋、水文、生物和地质环境特征，采用随机森林算法对表层沉积物CaO含量进行空间预测，并与克里金插值结果进行对比分析。结果表明，随机森林模型在十折交叉验证和空间分块交叉验证条件下均表现出良好的预测性能，预测值与实测值总体吻合良好(十折交叉验证R2=0.63，空间分块验证R2=0.45)。在空间外推条件下，随机森林模型相对优于依赖空间自相关的克里金插值方法(空间分块验证 R2 = 0.19)，反映了其在复杂沉积环境下的合理预测能力。预测结果显示，中国东部海域表层沉积物CaO含量总体呈现近岸低、陆架及其外缘较高的空间分布格局，相比于克里金插值算法，随机森林模型能够更加清晰地刻画局部高值区及空间异质性特征。同时，随机森林预测标准差的空间分布进一步揭示了不同沉积环境下预测不确定性的差异，可为优化未来采样布设提供依据。研究结果表明，随机森林算法在复杂陆架沉积环境下对表层沉积物CaO含量的预测具有较好的适用性，可为中国东部边缘海碳酸盐物质循环研究及沉积物地球化学要素的空间预测提供可靠技术支撑。
沉积物中天然气水合物微观分布模式及其电阻率响应特征
孙始财;杨赟钦;卜庆涛;赵金环;李承峰;孟庆国;陈强;胡高伟;电阻率在水合物储层物性研究方面具有重要作用。本文从微观与宏观测试相结合的角度，开展海洋沉积物中水合物生成过程X-CT扫描和电阻率同步测量实验。通过实验过程中扫描的X-CT图像和测量的电阻率数据，分析了水合物生成过程中水合物微观分布、孔隙水变化和电阻率响应特征，探究了水合物对孔隙水演化和电阻率的影响规律。结果表明：水合物微观分布形态是电阻率变化的直接表现形式，其本质机制在于该分布改变了孔隙水的空间连通性，重构了导电路径。低饱和度时，悬浮模式分布为主的水合物对孔隙水连通性影响不明显，电阻率变化较小；随着悬浮型水合物的生长，原有较大的孔隙水空间分割成多个较小的孔隙水空间，孔隙水网络变复杂，电流传导路径变曲折，电阻率增大。当水合物与沉积物骨架接触，连通的孔隙水被完全截断，电流传导路径更加曲折，电阻率明显增大。相同沉积体系中，胶结模式下的电阻率高于悬浮模式和接触模式下的电阻率。水合物饱和度与电阻率之间的定量关系受水合物微观分布的影响，不同水合物分布模式下水合物饱和度与电阻率之间的正相关性随着饱和度的增加逐渐增强。
南大西洋沃尔维斯海岭岩浆作用
朱恒睿;吴涛;李春峰;鲁江姑;沃尔维斯海岭(Walvis Ridge)位于南大西洋，是一条典型的由地幔柱-洋中脊相互作用而形成的热点轨迹，契合从地幔柱头到地幔柱尾的经典演化模型，被视为研究地幔柱活动的全球典范之一，近年来国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)391和397T航次对其开展了系统钻探工作。本文基于公开的海洋地质与地球物理调查成果，从岩相学、年代学、地球化学、岩浆成因及地幔源区性质出发，总结其形成与演化机制。沃尔维斯海岭岩浆岩主要为玄武岩和碧玄岩，主要由斜长石、单斜辉石和橄榄石组成。沃尔维斯海岭的形成经历了两个主要阶段：第一阶段为特里斯坦-高夫热点海山链的EM I型(富集地幔一型)火山活动，沿海岭表现出良好的线性年龄递进；第二阶段为分布于瓦尔迪维亚洋底高原周围的HIMU型(高μ，μ=238U/204Pb)晚期火山活动，形成了基底之上的海山。沃尔维斯海岭的地幔组成主要为高夫型EMⅠ组分，并在整个体系中延续超过130 Ma，而特里斯坦型EMⅠ组分仅出现在约70 Ma之后的热点轨迹上。虽然瓦尔迪维亚洋底高原的拉斑质岩浆与高夫海山链的碱性岩浆均来自高夫型特征的EMⅠ组分，但二者全岩主量和微量元素成分的差异反映了其形成过程中岩石圈厚度和部分熔融程度的变化。长期存在的高夫型EMⅠ组分可能与古老地壳物质的再循环有关。此外，瓦尔迪维亚洋底高原周围的晚期HIMU型火山作用揭示了海岭演化过程中地幔源区性质的显著变化，可能与非洲大陆下部的大型剪切波低速异常区(Large Low Shear Wave Velocity Province，简称LLSVP)存在复杂的地球化学分带与物质循环过程有关，同时从EMⅠ型向HIMU型的演化趋势也表明这两种地幔端元之间存在密切的空间与成因联系。本文还指出目前研究仍存在的若干不确定问题，未来研究应结合高精度同位素地球化学分析、深部地球物理成像以及岩浆动力学模型，系统揭示沃尔维斯海岭形成过程中深部动力学与浅部构造过程的耦合机制，深化对地壳物质循环、超大陆裂解及地球内部动力学演化的认识。
南沙地块东南陆缘挠曲构造变形特征及成因机制
韩昕泽;徐浩波;王利杰;冯英辞;杨晓东;南沙地块位于南海南部陆缘，其形成演化经历了古南海的俯冲消亡和现今南海的扩张，其东南缘的挠曲变形对于理解南海的演变过程至关重要。本研究利用该区4口最新钻井资料和3条NW-SE走向的多道地震剖面，自NE向SW分别为13nh0004、Das-3、ns93-10，剖面总长约1 000 km，开展了系统的构造-地层解释、断层位移量化、盆地沉降速率计算、挠曲变形分析等，探讨了这些构造参数的时空差异及成因机制。结果表明，区域主要包括3个不整合面，自下而上为ROU、BU、RU，并将地块东南缘的挠曲前隆区划分为3个构造演化阶段：同裂谷期（65—27～28 Ma，ROU—BU）为NW向铲状正断层控制的半地堑结构，断块掀斜程度由NE向SW减弱，Das-3测线断裂在该期终止于BU界面；漂移期（27～28—15.2 Ma，BU—RU）以断坳作用为主，13nh0004和ns93-10测线以RU为断裂终止面，多为新生次级正断层和控凹断层活化；后漂移期(15.2～0 Ma，RU—SB)为稳定披覆沉积。断裂活动强度自同裂谷期向后漂移期锐减（最大垂直断距由2750.02 m降至718.44 m），空间上自NE向SW减小。构造沉降速率在漂移期多为负值（-3.77～-1.48 m/Ma），后漂移期平均构造沉降速率显著增至85 m/Ma，且拟合曲线呈典型挠曲形态。各测线的差异挠曲形态与地震解释和断层位移量变化一致，表明挠曲变形主要形成于中中新世板片俯冲所诱发的岩石圈挠曲。挠曲变形强度由NE至SW表现出“两端强、中部弱”的空间差异特征，结合区域构造背景与南海构造演化过程，推测东北部挠曲变形主要受古南海洋壳俯冲引起的板片拖曳力控制，西南部则受南沙地块与婆罗洲碰撞产生的构造加载作用主导，中部为两种动力耦合弱化带。
黄土高原物质来源及冰期-间冰期物源变化的碎屑锆石和独居石U-Pb年代学证据
燕嵘;周光颜;马景歌;李睿;肖国桥;王权于;李龙;吴元保;本研究旨在通过多矿物年代学分析揭示黄土高原碎屑物质主要来源及其在冰期-间冰期的物源差异。其中选取了黄土高原潜在物源区柴达木盆地、黄河上游沉积物和毛乌素沙漠现代沉积物，以及西峰剖面相邻层位黄土（L5和L9）和古土壤（S5和S9）样品开展碎屑锆石和独居石U-Pb定年测试，统计对比周源造山带基岩独居石年代学结果，并开展碎屑年龄分布的对比。研究发现，黄土高原碎屑独居石主要年龄峰值与青藏高原北部的地质记录相匹配，但与华北克拉通和阿尔泰山的特征年龄组分差异较大；冰期黄土和间冰期古土壤的碎屑锆石U-Pb年龄分布没有明显的规律性差异，但独居石U-Pb年龄分布显示一定的差异。依据结果可知，碎屑独居石U-Pb分析对黄土高原不同来源的粉尘具有较强的鉴别能力，黄土高原碎屑物质主要起源于青藏高原北部，并可能经柴达木盆地和/或中部沙漠最终沉降至黄土高原；黄土-古土壤的碎屑独居石来源差异可能反映了冰期-间冰期大气环流格局的变化。
铁对有机碳的长期保存及古海洋极端事件响应
彭传沼;包锐;朱茂旭;海洋表层沉积物有机碳超20%以铁结合态有机碳（Fe-OC）的形式保存，深入分析Fe-OC的长期保存及其对古海洋极端事件的响应对理解全球碳循环和气候变化具有重要意义。本文梳理了海洋沉积物中Fe-OC的结合和释放机制及其导致的组成分异、区域分布特征及成岩作用对Fe-OC长期稳定性的影响，并探讨了古元古代大氧化事件、新元古代“雪球地球”事件、中生代海洋缺氧事件及第四纪冰期-间冰期旋回对Fe-OC形成与长期保存的潜在影响。研究发现，Fe-OC的富集受沉积环境诸多因素的控制，其中铁的氧化还原过程是关键因素，对Fe-OC具有保存和降解的双重作用。古海洋极端事件通过改变铁的氧化还原循环及其与有机碳的相互作用对Fe-OC形成及长期保存产生潜在影响。
北部湾盆地乌石凹陷东区流二段湖底扇沉积特征与发育机制
牟珈慧;何杰;姜涛;何卫军;刘胜;曾金华;秦春雨;王华;湖底扇是陆相含油气盆地关键的储集体，对其结构、成因与分布的研究，可以为盆地油气勘探及靶区筛选提供有力依据。针对目前对研究区湖底扇沉积特征及形成机制的研究不足，导致对其油气富集规律尚不明确的问题。本文综合利用岩心、测井和地震资料，对乌石凹陷东区流二段湖底扇砂体的沉积特性、内部构型和发育机制进行了深入探讨。结果显示，乌石凹陷流二段湖底扇以泥岩、粉砂岩沉积为主，湖底扇砂体经历了反复的淘洗和搬运。借助高频层序地层划分技术，湖底扇沉积自下而上可以划分为4个期次，在垂向序列上，这4期砂体呈现出明显的退积式叠置特征，而在平面上，湖底扇展布方向主要为NNE向，其展布范围受制于水动力强度以及物源供给方向。乌石凹陷东区流二段湖底扇沉积发育的主控因素如下：①古构造：强烈构造活动形成受同沉积断裂控制的坡折带，在地形上呈现出斜坡的特点，对湖底扇砂体有聚集和引导作用；②古物源：湖平面明显下降，为来自企西隆起的物源沉积物向凹陷中心迁移提供了有利条件；③古气候：温暖且湿润的气候环境，有利于物源区的剥蚀，为湖底扇的形成提供充足的沉积物来源；④古地貌：研究区北部边缘发育的剥蚀区和沟槽提供了湖底扇物源的主要通道。
东海小多道地震数据多次波压制方法研究
王小杰;刘鸿;杨睿;刘欣欣;杨佳佳;东海小多道地震数据受海面、海底以及新近系底界面等强反射界面的影响，普遍发育多阶多次波干扰，使中深部地震反射信号被掩盖，进而影响了中深部的成像品质。小多道地震数据道数少、覆盖次数低，因此基于速度或者偏移距时差的常规方法无法对多次波进行有效压制。基于此，本文采用组合多次波压制方法对东海小多道地震数据进行处理。首先采用曲波域多次波压制方法，该方法是在常规GSMP方法基础上，在曲波域对多次波模型作进一步的优化，得到更加精确的多次波模型，再进行多次波的压制；针对残留的多次波，根据多次波的频率特征和振幅特征，采用基于“分区”的剩余多次波压制方法进行压制。结果发现，组合多次波的压制效果较好，多阶的多次波压制的比较干净，多次波覆盖下的有效信号得以凸显，剖面整体的信噪比和质量得到了提升，有利于后期地震数据的解释和应用。
渭河流域全新世土壤侵蚀沉积过程时空演变特征研究：基于地层证据与改进的RUSLE模型的耦合分析
李振阳;陈忠;周婷婷;赵宏飞;曾丽源;何洪鸣;全新世土壤侵蚀过程研究为理解过去人地关系演变及预测未来环境变化提供了关键依据。本研究利用改进的RUSLE模型和黄土剖面数据，分别量化了全新世土壤侵蚀模数和黄土沉积速率，以此研究渭河流域全新世期间的侵蚀和沉积过程，剖析自然与人为因素的贡献。结果显示，早全新世(11.0～7.9 kaBP)期间，侵蚀模数较低(12.22 t·ha-1·a-1)，沉积速率也较低(1～2 cm/100a)，这一时期由相对干冷的气候条件和较为茂密的植被覆盖所主导。中全新世(7.9～3.1 kaBP)期间，气候转为温暖湿润，波动频繁且较为剧烈，同时伴随早期农业活动。侵蚀模数和沉积速率出现了适度变化，且具有明显的区域性特征。这与不同区域对气候波动的敏感性和受人类活动的影响程度不同有关。自晚全新世(3.1 kaBP至今)以来，随着人类活动的加剧，情况发生了显著变化，尤其是在1.0 kaBP，严重的人类活动导致流域绝大多数地区侵蚀模数均有所增加。修订后的RUSLE模型，结合了地层和气候数据，有效地捕捉了全新世阶段性的侵蚀过程，为长期侵蚀评估提供支持，为未来实施可持续土地管理措施提供依据。