表面波浪对海洋上层混合的作用     

WANG Zhifeng  WU Kejian  XIA Changshui  ZHANG Xiaoshuang 《海洋学报(英文版)》2014,33(9):32-39

A new three-dimensional numerical model is derived through a wave average on the primitive N-S equations, in which both the＂Coriolis-Stokes forcing＂ and the＂Stokes-Vortex force＂ are considered. Three ideal experiments are run using the new model applied to the Princeton ocean model （POM）. Numerical results show that surface waves play an important role on the mixing of the upper ocean. The mixed layer is enhanced when wave effect is considered in conjunction with small Langmuir numbers. Both surface wave breaking and Stokes production can strengthen the turbulent mixing near the surface. However, the influence of wave breaking is limited to a thin layer, but Stokes drift can affect the whole mixed layer. Furthermore, the vertical mixing coefficients clearly rise in the mixed layer, and the upper ocean mixed layer is deepened especially in the Antarctic Circumpolar Current when the model is applied to global simulations. It indicates that the surface gravity waves are indispensable in enhancing the mixing in the upper ocean, and should be accounted for in ocean general circulation models.  相似文献   

短期风化对混合溢油组成的影响     

贺世杰  王传远  韩彬  于洪军  周涛 《海洋科学》2014,38(12):69-77

对两种原油进行混合配比实验,将混合后油样置于人工气候箱进行风化模拟实验,采用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)检测风化样品中的生物标志化合物,短期风化作用对混合溢油的油指纹、生物标志化合物诊断指标等的影响。结果表明,混合溢油的正构烷烃总质量变化与单一原油油品的变化规律相近,即前期风化较快,质量减损较多,而后期风化趋缓,不同混合比例的溢油表现差异不明显。常用于短期风化的诊断比值对各混合油样的风化具有指示意义,但难以定性鉴别油品是否发生混合。重复性限法检验只能判定短期风化过程前后的油样为同一油源,而难以反映油样是否为混合油源的特征,各诊断比值的RSD%值较大可能是混合溢油的一个表现。  相似文献   

Biogeochemical patterns in the Atlantic Inflow through the Strait of Gibraltar     

《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》2014

The effects of tidal forcing on the biogeochemical patterns of surface water masses flowing through the Strait of Gibraltar are studied by monitoring the Atlantic Inflow (AI) during both spring and neap tides. Three main phenomena are defined depending on the strength of the outflowing phase predicted over the Camarinal Sill: non-wave events (a very frequent phenomenon during the whole year); type I Internal wave events (a very energetic event, occurring during spring tides); and type II Internal wave events (less intense, occurring during neap tides).During neap tides, a non-wave event comprising oligotrophic open-ocean water from the Gulf of Cádiz is the most frequent and clearly dominant flow through the Strait. In this tidal condition, the inflow of North Atlantic Central Water (NACW) provides the main nutrient input to the surface layer of the Alboran Sea, supplying almost 70% of total annual nitrate transport to the Mediterranean basin. A low percentage of active and large phytoplankton cells and low average concentrations of chlorophyll (0.3–0.4 mg m⁻³) are found in this tidal phase. Around 50% of total annual phytoplankton biomass transport into the Mediterranean Sea through the Strait presents these oligotrophic characteristics.In contrast, during spring tides, patches of water with high chlorophyll levels (0.7–1 mg m⁻³) arrive intermittently, and these are recorded concurrently with the passage of internal waves coming from the Camarinal Sill (type I internal wave events). When large internal waves are arrested over the Camarinal Sill this implies strong interfacial mixing and the probable concurrent injection of coastal waters into the main channel of the Strait. These processes result in a mixed water column in the AI and can account for around 30% of total annual nitrate transport into the Mediterranean basin. Associated with type I internal wave events there is a regular inflow of large and active phytoplankton cells, transported in waters with relatively high nutrient concentrations, which constitutes a significant supply of planktonic resources to the pelagic ecosystem of the Alboran Sea (almost 30% of total annual phytoplankton biomass transport).  相似文献   

A water movement study in Lianzhou Bay,Guangxi Province,China     

SUN Ting  Andreas Macrander  and David Kaiser 《中国海洋大学学报(英文版)》2014,13(1):13-22

This study investigates the physical conditions (water depth, current speed, salinity, temperature) in Lianzhou Bay, a shallow coastal bay in southern China, during two expeditions in the dry and wet seasons of 2011. Based on these expedition data, basic hydrodynamic parameters like Brunt-Väisälä Frequency, Richardson Number, Rossby radius, and Resonance Period are calculated. The results show that Lianzhou Bay is characterized by comparatively small quantity of freshwater input and weak stratification. Strong tides, which are spatially uniform within the bay, cause turbulent mixing. Residence time of the water is shorter in winter due to a stronger coastal current in that season. Consideration of the water movement may help to reduce the harmful ecological impact of aquaculture waste water discharge.  相似文献   

广西三叉冲钨矿有关岩体岩石成因：锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Nd同位素制约     

王炯辉  王志强  陈斌 《地球化学》2014,(6)

华南西南部博白-岑溪多金属成矿带是华南地区重要成矿带。在该带中先后发现的米场、油麻坡、三叉冲等中大型钨钼矿与晚中生代白垩纪花岗岩关系密切。本文选择了该区典型岩体——三叉冲岩体进行研究,通过对其特征及成因的研究对该地区成矿作用提供指示意义。三叉冲岩体由斑状中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年表明,斑状中粒黑云母花岗岩形成于101~104 Ma,细粒二云母花岗岩形成于103~105 Ma。两种花岗岩都具有较大的化学成分变化,但具有相似的Nd同位素组成,εNd(t)值分别为–7.5~–6.5和–7.8~–6.7。我们认为中粒黑云母花岗岩为中元古界中-高钾玄武岩成分基底部分熔融,并与幔源基性岩浆发生岩浆混合作用形成的。在中粒黑云母花岗岩的演化过程中有角闪石+少量斜长石的分离结晶作用。细粒二云母花岗岩具有明显不同于中粒黑云母花岗岩的Na2O和K2O演化趋势;且具有更高的 CaO 和 Sr 含量;同时,细粒二云母花岗岩具有高得多的 La/Lu 比值,这些证据都表明细粒二云母花岗岩并非中粒黑云母花岗岩通过分离结晶形成的。细粒二云母花岗岩为中元古界长英质麻粒岩+少量拉斑玄武岩成分部分熔融产生中酸性岩浆,并与幔源岩浆发生混合作用形成的。幔源岩浆贡献的挥发分F使得细粒二云母花岗岩朝更富Na2O的方向演化。在细粒二云母花岗岩的演化过程中以黑云母+钾长石+斜长石的分离结晶为主。野外地质调查、岩石学及地球化学数据表明,细粒二云母花岗岩与三叉冲钨钼成矿作用的关系更为密切。晚中生代,受太平洋板块的俯冲作用的影响,桂东南地区处于拉张构造环境。软流圈上涌及玄武质岩浆底侵为基底的部分熔融提供了必要的热源,同时也为三叉冲岩体的形成提供了物质来源。  相似文献   

广西苍梧社垌石英脉型钨钼多金属矿床流体演化及来源示踪     

张志强  陈懋弘  莫建明  肖柳阳  黄智忠  罗军  区朝辉 《岩石学报》2014,30(1):281-291

广西苍梧社垌矿床是大瑶山隆起南侧新发现的一个大型斑岩-矽卡岩-石英脉型钨钼多金属矿床。本文重点对其中的石英脉型矿床进行了研究,依据脉体穿插关系及矿物共生组合将成矿过程划分为I石英-黄铁矿阶段、II石英-白钨矿-辉钼矿阶段、III石英-多金属硫化物阶段以及IV石英-方解石-萤石阶段,其中II和III阶段为主成矿阶段。从早到晚,均一温度逐渐下降(第一阶段550℃→370℃,第二阶段370℃→330℃,第三阶段330℃→210℃,第四阶段190℃→150℃),流体密度逐渐上升(0.61g/cm3→0.72g/cm3→0.82g/cm3→0.94g/cm3),盐度先升后降(第一阶段5.86%～8.55%NaCleqv,第二阶段4.49%～43%NaCleqv,第三阶段0.53%～46.37%NaCleqv,第四阶段0%～12.85%NaCleqv)。激光拉曼成分分析显示,社垌石英脉型矿床的成矿流体属于H2O-NaCl体系,但是该体系的流体成分在成矿前后发生了较大的变化,反映第I阶段以氧化环境为主,(II、III、)IV阶段则为还原环境。氢氧同位素研究显示成矿流体来自于岩浆水,后期大气降水的加入导致矿质发生沉淀。此外金属硫化物的δ34S组成(-3.8‰～+1.7‰)平均为-0.46‰,接近于零值,也表明为岩浆来源。引起矿质沉淀的主要原因是流体混合导致的温度下降等环境条件的改变。总体而言,社垌石英脉型钨钼多金属矿床的成矿流体主要来自岩浆热液,为中高温、中低盐度、低密度的NaCl-H2O流体体系,钨钼等多金属成矿与区内加里东期岩浆作用密切相关。  相似文献   

岩浆-热液系统中铁的富集机制探讨   总被引：25，自引：17，他引：8  

张招崇  侯通  李厚民  李建威  张作衡  宋谢炎 《岩石学报》2014,30(5):1189-1204

与岩浆-热液系统有关的铁矿类型有岩浆型钒钛磁铁矿床、玢岩铁矿、矽卡岩型铁矿和海相火山岩型铁矿,与这些铁矿有关的岩浆岩从基性-超基性、中性到中酸性岩均有,其中岩浆型钒钛磁铁矿床与基性-超基性深成侵入岩有关,形成于岩浆阶段,主要与分离结晶作用有关,但是厚大的富铁矿石的形成则可归结于原始的富铁钛苦橄质岩浆、分离结晶作用、多期次的岩浆补充以及流动分异等联合过程。钒钛磁铁矿石产于岩体下部还是上部与母岩浆的氧逸度有关:高的氧逸度导致磁铁矿早期结晶而使得其堆积于岩体的下部,相反,低氧逸度则导致低品位的浸染状矿石产于岩体的上部。虽然野外一些证据表明,元古宙斜长岩中的磷铁矿石可能是不混溶作用形成的,但是目前尚无实验证据。某些玢岩铁矿的一些磷灰石-磁铁矿石可能与闪长质岩浆同化混染了地壳中的磷导致的不混溶作用有关。除此之外,其他各类与岩浆作用有关的铁矿床均与岩浆后期的岩浆-热液作用有关。这些不同类型铁矿床的蚀变和矿化过程具有相似性,反映了它们形成过程具有相似的物理化学条件。成矿实验以及流体包裹体研究表明,岩浆-流体转换过程中出溶流体的数量以及成分受多种因素控制,其中岩浆分离结晶作用以及碳酸盐地层和膏盐层的混染可导致出溶的流体中Cl浓度的升高。早期高氧逸度环境可以使得硫以SO42-形式存在,抑制硫与铁的结合形成黄铁矿,有利于铁在早期以Cl的络合物发生迁移。大型富铁矿的形成需要一个长期稳定的流体对流循环系统,而岩浆的多期侵位或岩浆房以及在相对封闭的环境中(需要一个不透水层)一个有利于流体循环的断裂/裂隙系统是形成一个长期稳定的流体对流循环系统的必要条件。但是由于不同地质环境,流体中铁的卸载方式和位置会有明显差别,由此导致不同的矿石结构构造和不同的矿体产状。  相似文献   

壳幔岩浆混合作用与陆内环境高Sr/Y斑岩的形成及成矿：实例与探讨   总被引：2，自引：1，他引：1  

马星华  王志强  王超  鄢雪龙 《岩石学报》2014,30(7):2020-2030

产于陆内环境的含矿斑岩往往具有高Sr/Y特征,多数学者认为与岩浆起源于加厚或拆沉的下地壳有关。然而,目前这一模式仍存在较大争议。本文以敖仑花斑岩矿床为例,新报道了矿区内不成矿岩体的岩石学和地球化学特征,与同期成矿岩体进行对比,探讨含矿斑岩高Sr/Y原因及控制是否成矿的可能因素。相对于含矿斑岩,敖仑花贫矿黑云母花岗岩具有高SiO2(74%~78%)、低MgO(0.2%)和CaO(0.2%~1.1%)、贫Sr(30×10-6~251×10-6)和Cr(1×10-6~6×10-6)的特征,显示准铝质到过铝质性质(A/CNK=0.9~1.2),Mg#值(2~30)与玄武岩实验熔体成份相似,说明岩浆可能主要来自基性下地壳源区的部分熔融。而已有的研究表明含矿斑岩为壳幔岩浆混合成因,富集地幔起源的偏基性岩浆的加入提升了寄主长英质岩浆的Mg#值、大离子亲石元素(Sr、La等)含量及其氧逸度(fO2)。我们认为幔源岩浆的混合可能是导致陆内环境含矿斑岩高Sr/Y及有利成矿的根本原因;相反,来自纯壳源的花岗质熔体因缺乏富水、高fO2幔源岩浆的参与而不利于形成斑岩Cu±Au±Mo矿床。  相似文献   

湖南锡田岩体的岩浆混合成因:岩相学､岩石地球化学和U-Pb 年龄证据   总被引：2，自引：0，他引：2       下载免费PDF全文

陈迪陈焰明  马爱军刘伟刘耀荣  倪艳军 《中国地质》2014,41(1):61-78

南岭中段的锡田岩体燕山期岩石以斑状黑云母二长花岗岩为主,岩体中广泛发育暗色微粒包体?暗色微粒包体为岩浆结构,大多数具有塑性外形,发育淬冷边?反向脉,存在多种不平衡结构和矿物组合,如钾长石环斑?石英眼斑?针状磷灰石等,显示岩浆混合特征?岩石地球化学方面,暗色微粒包体具有比寄主岩贫硅?贫碱,富K?Fe?Mg?Ca?Ti 特征;暗色微粒包体及寄主岩富集轻稀土元素(LREE/HREE=2.6~8.8),具有中-强的铕负异常(δEu=0.09~0.74)以及具有相似的稀土元素配分曲线和微量元素蛛网图;在主要氧化物含量Harker 图解中投点多呈直线变异趋势,反映了两者具有密切的亲缘关系,利用共分母和不共分母图解进行判别,暗色微粒包体与寄主岩具岩浆混合特征,在MgO-TFeO判别图解中也指示包体为岩浆混合成因?上述岩相学和元素地球化学特征表明暗色微粒包体是基性岩浆侵入到酸性岩浆中淬冷形成的,指示锡田岩体存在两种岩浆的混合作用?通过LA-ICP-MS锆石U-Pb 定年,得到寄主岩形成年龄(150.04±0.52)Ma,暗色包体形成年龄(145.09±0.63)Ma,二者年龄在测试误差范围内一致,显示岩浆混合作用发生的时间大致为晚侏罗世?  相似文献   

岩石物理化学性质对泰宁丹霞洞穴的形成制约     

邱小平 《福建地质》2014,(1):43-49

泰宁丹霞红层由铁钙质混合胶结的较松散固结红色砂砾岩构成,岩石胶结物中CaCO3含量较高,抗压强度极低、孔隙度和含水性均较高。当岩石遇水湿润或浸泡时,或者生物风化过程中受到各种动植物分泌的有机酸作用,岩石胶结物中CaCO3易溶解流失,促使丹霞红层进一步软弱松散。冬季水结冰之后体积会膨胀,所以岩层表面产生片状裂隙。通过裂隙的毛细管效应,孔隙-裂隙水由岩石内部向结冰的表面扩散,在表面张力作用下水呈表面积最小的球状。春季化冻时岩石沿球形片状裂隙自由剥落的片状风化,圆球形洞穴开始形成,随着四季交替,年复一年,间歇性结冰和融化过程,使得洞穴逐渐扩大,形成泰宁丹霞各种形态的洞穴奇观。  相似文献