冷泉系统甲烷气体渗漏的声学特征及潜在环境效应     

尉建功  吴婷婷  邓希光  于宗泽  王力峰 《海洋学报(英文版)》2020,42(5):133-144

The amount of methane leaked from deep sea cold seeps is enormous and potentially affects the global warming,ocean acidification and global carbon cycle. It is of great significance to study the methane bubble movement and dissolution process in the water column and its output to the atmosphere. Methane bubbles produce strong acoustic impedance in water bodies, and bubble strings released from deep sea cold seeps are called "gas flares"which expressed as flame-like strong backscatter in the water column. We characterized the morphology and movement of methane bubbles released into the water using multibeam water column data at two cold seeps. The result shows that methane at site I reached 920 m water depth without passing through the top of the gas hydrate stability zone(GHSZ, 850 m), while methane bubbles at site II passed through the top of the GHSZ(597 m) and entered the non-GHSZ(above 550 m). By applying two methods on the multibeam data, the bubble rising velocity in the water column at sites I and II were estimated to be 9.6 cm/s and 24 cm/s, respectively. Bubble velocity is positively associated with water depth which is inferred to be resulted from decrease of bubble size during methane ascending in the water. Combined with numerical simulation, we concluded that formation of gas hydrate shells plays an important role in helping methane bubbles entering the upper water bodies, while other factors, including water depth, bubble velocity, initial kinetic energy and bubble size, also influence the bubble residence time in the water and the possibility of methane entering the atmosphere. We estimate that methane gas flux at these two sites is 0.4×10~6–87.6×10~6 mol/a which is extremely small compared to the total amount of methane in the ocean body, however, methane leakage might exert significant impact on the ocean acidification considering the widespread distributed cold seeps. In addition, although methane entering the atmosphere is not observed, further research is still needed to understand its potential impact on increasing methane concentration in the surface seawater and gas-water interface methane exchange rate, which consequently increase the greenhouse effect.  相似文献   

南祁连拉脊山口增生楔的结构与组成特征   总被引：2，自引：1，他引：1  

付长垒  闫臻  王宗起  牛漫兰  郭现轻  俞良军  李继亮 《岩石学报》2018,34(7):2049-2064

造山带内增生楔/增生杂岩结构与组成的精细研究可为古洋盆演化和古板块构造格局重建提供最直接证据。北祁连构造带发育多条增生杂岩带,记录了阿拉善和中祁连地块之间原特提斯洋的俯冲和闭合过程,然而南祁连构造带大地构造演化长期存在争议。地质填图结果表明,南祁连构造带拉脊山口地区存在一套强烈片理化的玄武岩、灰黑色和红色硅质岩、砂岩和泥岩组合,它们与一套呈现"块体裹夹于基质"结构特征的混杂岩共同构成了增生杂岩,发育双重逆冲构造、逆冲断层、无根褶皱、紧闭褶皱和透入性面理。该增生杂岩与蛇绿岩之间为断层接触,并位于断层下盘。混杂岩是由斜长花岗岩(561Ma)、斜长岩(507Ma)、辉绿岩、玄武岩、硅质岩和砂岩等外来或原地岩块与浊流成因的细碎屑岩基质共同组成;基质和砂岩块体均发育同沉积构造,呈现出滑塌堆积典型特征。空间上,拉脊山口增生杂岩与上覆蛇绿岩被断层所分割且共同仰冲于中祁连南缘青石坡组浊积岩之上,具有与东侧昂思多地区增生杂岩和蛇绿岩相似的岩石组成、构造变形和时空结构特征。它们与南侧的岛弧带共同构成了南祁连构造带寒武纪-早奥陶世沟-弧体系,指示了寒武纪-早奥陶世时期南祁连洋盆向南俯冲。  相似文献   

车排子凸起与沙湾凹陷过渡带的构造模型   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

梁宇生吴松涛  路玉郑孟林  刘得光孔玉华 吴海生 《地质科学》2018,(1):155-168

车排子凸起位于准噶尔盆地扎伊尔山前,是夹持在南部四棵树凹陷和东部沙湾凹陷之间的三角构造带。然而对这个三角构造带是原地掩伏构造,山前推覆构造,还是走滑构造控制形成的认识存在争议。目前对于车排子凸起与沙湾凹陷过渡带的构造变形特征以及变形机制的认识尚不清楚。而过渡带是研究该区构造变形与演化的良好区域,精细研究该区域构造几何学与运动学对于揭示其构造变形机制以及认识盆山之间的关系具有积极作用,并对于该区油气勘探具有重要意义。本文以研究区的连片三维地震资料为基础,运用不整合面识别、轴面分析及平衡剖面等方法,对车排子凸起与沙湾凹陷过渡带进行精细的构造解析、建模与构造复原。研究表明,过渡带发育下二叠统（P₁j-P₁f）,中二叠统（P₂x-P₂w）,上二叠统（P₃w）,三叠系（T）,侏罗系（J）,白垩系（K）与古近系-第四系（E-Q）7个构造变形层序。发育佳木河组底部及石炭系内部滑脱层。深部（前二叠系）构造楔发育于整个过渡带,其个数和几何学形态的变化直接影响了上覆背斜形态。构造楔在早二叠世开始楔入,挤压作用持续至三叠纪末期。晚三叠世发育生长地层,显示了P-T构造层褶皱变形的时间,随后三叠纪末期,过渡带受到来自西北缘造山带方向的逆冲推覆构造的叠加作用,表现在后缘发育一系列叠瓦构造,推覆距离约为8 km,南部逆冲断层上盘二叠系-三叠系被剥蚀完全,北部残余少量下二叠统佳木河组。  相似文献   

克拉美丽山南缘西段盆山耦合机制          下载免费PDF全文

易泽军李涤  连奕驰 《地质科学》2018,(1):169-184

克拉美丽山位于准噶尔盆地东部,晚古生代克拉美丽洋盆向北俯冲消亡,西伯利亚板块与准噶尔地块在该地区发生碰撞造山。目前,就石炭纪之后克拉美丽山的构造活动存在持续挤压、拉分、伸展、挤压-伸展转换多种观点,构造样式也各不相同。本文应用断层相关褶皱理论,从盆山过渡带现今构造样式入手来探讨克拉美丽山南缘西段盆山耦合机制。研究结果表明,克拉美丽山西段在石炭纪之后经历了中二叠世早期、早三叠世早期、晚三叠世末期、晚侏罗世-早白垩世、晚白垩世早期和古新世末期6 次构造隆升。前4 期相对稳定沉积,晚白垩世早期,晚古生代地层沿着下二叠统底部的泥岩层滑脱面以叠瓦状构造楔样式向南楔入,构造缩短量大于15 km,现今盆山构造样式初步形成。始新世构造楔遭受后期突破断层改造。始新世后,克拉美丽山大规模的构造活动基本停止,地层遭受剥蚀最终形成现今地质结构。  相似文献   

Petrogenesis of Late Ordovician intrusive rocks in the West Kunlun orogenic belt: Constraints on the subduction process of the Proto-Tethys OceanSCIEI北大核心CSCD     

陶再礼  尹继元  袁超  肖文交  陈文  陈岳龙  王雅美  杨帆 《岩石学报》2022,(11):3321-3340

西昆仑造山带发育有大量的早古生代岩浆岩,它们的形成与原特提斯洋俯冲-碰撞密切相关,然而,对于这些岩浆岩的岩石成因和形成的构造背景仍然存在较大的争议。本文对西昆仑造山带早古生代阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩岩体开展了详细的矿物学、锆石U-Pb年代学、全岩地球化学和Sr-Nd-Hf-O同位素研究,以探讨这些侵入岩的岩浆源区与成因,揭示原特提斯洋在这一时期的构造演化过程。这两个岩体的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为456±2Ma和452±2Ma,指示它们形成于晚奥陶世。阿喀孜二长岩具有富碱(K_(2)O+Na_(2)O=10.5%~11.8%)、富钾(K_(2)O/Na_(2)O=1.20~1.44)特征,相对低MgO(0.89%~0.97%)、TiO_(2)(0.42%~0.45%)含量,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素,且具有较高的全岩锆饱和温度(T_(Zr)=814~862℃),属于钾质碱性岩石。该岩体具有较高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)值(0.72057~0.72186),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.1~-4.5)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.6~-3.4),以及较高的锆石δ^(18) O值(5.39‰~7.94‰),表明其源区可能为伸展环境下古老基性下地壳部分熔融。赛图拉石英闪长岩SiO_(2)含量为56.8%~58.6%,全碱(Na_(2)O+K_(2)O)含量为5.75%~6.39%,具有较低的铝饱和指数(A/CNK=0.85~0.89),相对高的MgO含量(2.93%~3.41%)以及Mg^(#)值(~45),为高钾钙碱性系列岩石。它们富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th)和亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti),且具有微弱的Eu异常(δEu=0.72~0.77),类似于俯冲带岩浆岩地球化学特征。这些石英闪长岩具有相对高的(^(87)Sr/^(86)Sr)_(i)比值(0.71317~0.71322),负的全岩ε_(Nd)(t)值(-5.6~-5.1)和负的锆石ε_(Hf)(t)值(-7.8~-2.9),与同时期来源于富集地幔的基性岩同位素特征相似,表明赛图拉石英闪长岩岩浆可能是由俯冲板片流体交代的富集地幔楔部分熔融形成,并在岩浆演化的过程中经历了橄榄石、辉石、角闪石、磷灰石和Fe-Ti氧化物等矿物的分离结晶作用。结合同位素和数字模拟计算(Rhyolite-MELTS)结果表明,赛图拉石英闪长岩可能由塔里木克拉通南缘玄武质岩浆的分离结晶而成。综合前人研究,本文提出晚奥陶世阿喀孜二长岩和赛图拉石英闪长岩形成于原特提斯洋向北俯冲相关的活动大陆边缘环境,该时期原特提斯洋板片回撤,诱发软流圈地幔的上涌,从而产生了大量的弧岩浆岩。  相似文献   

四面楔形体监测敏感部位试验研究     

晏长根  安宁  薛志佳  杜柯  许江波  孙巍锋 《工程地质学报》2021,29(1):96-103

针对岩质四面楔形体的监测敏感部位问题,利用自主研制的边坡模型试验平台,开展岩质边坡四面楔形体物理模拟试验,对楔形体在滑动失稳全过程中结构面处的内部位移和内部应力进行监测。结果表明:随着楔形体滑动位移的增加,各位移监测点处位移变化速率的差异越小,楔形体表现出的整体滑动特性更为明显。在楔形体失稳过程前期,位移监测和应力监测敏感部位均在楔形体下部,临近失稳时,楔形体上部为位移监测敏感部位,楔形体中上部为应力监测敏感部位。在楔形体失稳过程前期,监测到的应力值较初始状态便有明显增大,应力监测相比位移监测的反馈更为提前,能够更及时地对边坡变化产生响应。研究结果可对岩质边坡楔形体的安全监测提供参考依据。  相似文献   

造山带中增生楔识别与地质意义          下载免费PDF全文

《地质科学》2021,56(2)

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中国晚泥盆世至早三叠世楔叶类植物多样性研究^*     

邓珍珍  熊聪慧  黄璞  薛进庄 《古地理学报》2021,23(3):565-580

化石类群的分类单元多样性和形态多样性变化是生物宏演化的2个基本方面,而以往的研究对于后者的关注较少。晚古生代的楔叶类植物易于识别,化石记录丰富,但针对这一类群多样性演化的研究还较为缺乏。基于华北板块、华南板块晚泥盆世至早三叠世楔叶类植物属、种以及叶片形态编码数据库,对楔叶类植物宏演化历程进行详细研究。中国(华北板块和华南板块)楔叶类植物的属、种丰富度在晚古生代呈现出不稳定的持续增长,表现为晚泥盆世的初始兴盛、早石炭世杜内期至早二叠世萨克马尔期的缓慢上升、早二叠世萨克马尔期至晚二叠世吴家坪期的快速上升;晚二叠世长兴期,总体的属种多样性骤减;每百万年属种多样性在二叠纪—三叠纪之交亦有明显降低。华南板块楔叶类植物的属种多样性总体上小于华北板块,达到峰值的时间为卡匹敦期—吴家坪期,而华北楔叶类植物的属级多样性在空谷期—沃德期达到峰值。中国楔叶类植物叶片的形态多样性的剧烈变化与属种丰富度并不同步,表现为法门期至韦宪期较小,在宾夕法尼亚亚纪达到峰值,随后稍微下降并在二叠纪的大部分时段保持平稳。在晚古生代的叶片形态演化过程中,楔叶类植物的叶面积由小变大、叶片由深裂至不裂、叶尖形状由分裂变为圆形或钝圆、叶轮中的叶从大小相等到大小不等并出现叶镶嵌,这可能与当时植物群落中林下层光照强度的变化有关。  相似文献   

硼的地球化学性质及其在俯冲带的循环与成矿初探   总被引：2，自引：1，他引：1  

林秋婷  陈晨  刘海洋 《岩石学报》2020,36(1):5-12

硼是广泛应用于化工、农业、材料科学及核工业领域的重要元素。硼与氢的核聚变反应是未来具备运用潜力的清洁能源。硼作为典型的亲石元素,是高度不相容元素。硼元素容易富集于蚀变洋壳及蛇纹石化地幔橄榄岩中。而在板块俯冲过程中,由于硼具有强的流体活动性,会优先赋存于流体中。因此,当蛇纹石化的大洋岩石圈及覆于其上的沉积物在俯冲过程中发生脱水,这使得弧前地幔楔发生大规模的蛇纹石化。此时大量硼元素很可能随俯冲流体释放并封存于弧前地幔楔中。目前已发现的超大型硼矿床主要位于聚合型板块边缘,尤其土耳其拥有世界上最大的硼酸盐储量。我们推测这些矿床的形成基础条件之一可能与弧前高度蛇纹石化的地幔楔有关。尤其是在洋 陆俯冲环境,弧前蛇纹岩或蛇绿混杂岩首先通过俯冲侵蚀再循环到火山弧岩浆中,使得岩浆更富集硼。随后弧火山喷发大量富硼的火山岩、岩浆热液及水气。在岩浆冷却过程中,硼元素析出、沉淀于火山表面,并伴随风化、侵蚀过程汇聚至碰撞造山带的封闭湖盆之中。此外,干冷的气候条件下也进一步促进了硼的成矿。我国具有形成大型、超大型硼矿的地质条件,应加大研究及探勘力度,并适当购买硼作为战略储备。  相似文献   

围海造陆条件下排海高温浓盐水对渤海湾温盐场分布影响模拟及预测     

白玉川  温志超  徐海珏 《海洋学报》2019,41(3):62-75

自2000年以来围绕渤海湾的围海工程剧增，致使工程区附近潮流场发生变化，进而影响排海高温浓盐水的时空分布特征。本文通过建立2000年和2015年两种不同岸线、地形条件下的三维数学模型对渤海湾沿岸3个电厂高温浓盐水表层排海问题进行模拟，研究结果表明，渤海湾的潮流场和高温浓盐水输移扩散特征在近十几年发生了较大变化:工程后，渤海湾平均盐度增大0.203，平均温度升高了0.105℃，同时曹妃甸附近海域浓盐水输移扩散速度明显增加。增大排放口流量至12.7 m3/s，湾内最高温度为26.46℃，较2015年最高温度增加了2.72℃。本文模型可准确模拟及预测排海废水盐度、温度分布特征，为合理布置水电联产设备排放口的位置提供理论基础。  相似文献