南太平洋提基海盆地质特征及深海资源潜力

深海盆地是地质矿产资源开发的战略要地,国际上对深海矿产的勘探竞争也日趋激烈。以南太平洋提基海盆为目标区,分析了海盆区的地形、地层特征和资源潜力。分析表明:(1)海盆形态受东太平海隆洋中脊扩张、土阿莫土隆起和马克萨斯断裂带、南方断裂带的构造控制,洋壳年龄在40~20 Ma之间,所获玄武岩为早渐新世形成,年龄超过29 Ma;(2)地层沉积物以钙质生物化石、黏土为主要物质组成,并含有沸石、铁锰结核、铁的氧化物等海洋自生物质;(3)沉积地层呈"三明治"式结构,初步建立了土阿莫土大洋组、南方大洋组岩石地层单位,分别代表站位顶部的远洋黏土层(以第四纪为主)、站位底部含铁含黏土的钙质超微化石软泥层(早渐新世)。站位中部地层可与赤道地区的地层对比,划归至马克萨斯大洋组(晚渐新世-上新世)。(4)站位揭示提基海盆可能大范围缺失中-晚中新世至上新世的地层,推测是由海盆沉降与海洋碳酸钙补偿深度加深引起钙质溶解而形成沉积间断。(5)海盆海底浅表的远洋黏土层中稀土元素含量高,容易勘查和开采,极具资源开发潜力。     

南海北部表层沉积物碳酸钙含量及主要钙质微体化石丰度分布

通过研究南海北部陆坡至深海平原表层沉积物碳酸钙含量、浮游有孔虫壳体丰度、钙质超微化石丰度空间分布, 认为研究区碳酸钙溶跃面位于水深约3000m处, 碳酸钙补偿深度(CCD)位于水深约3500m或者更小水深。浮游有孔虫壳体、钙质超微化石是表层沉积物碳酸钙的主要组分, 浮游有孔虫壳体对数值、钙质超微化石丰度均与碳酸钙含量对数值呈较好线性关系。水深3000m以浅的表层沉积物中, 碳酸钙含量对数值、浮游有孔虫壳体丰度对数值随水深增大趋于线性减小, 而钙质超微化石丰度随水深增大而趋于线性增大。浮游有孔虫壳体丰度和钙质超微化石丰度分布差异可能与这两类碳酸钙颗粒沉积学行为不同有关:浮游有孔虫壳体丰度随水深的变化可能主要受到陆源粘性颗粒稀释作用; 钙质超微化石和陆源粘性颗粒沉积学行为相似, 可能主要在海底边界层参与絮凝作用和反絮凝作用, 随水深增大皆趋于富集。随着水深从3000m逐渐增大, 碳酸钙溶解作用成为海底碳酸钙分布的主要影响因素, 碳酸钙含量对数值与浮游有孔虫壳体丰度对数值随水深增加呈加速减小趋势, 而许多表层沉积物不含或贫钙质超微化石。然而, 所有表层沉积物碳酸钙都没有被溶解殆尽。通过碳酸钙严重不饱和环境下表层沉积物碳酸钙含量的分布, 识别出一些底流活动的影响。特别地, 在中沙北海岭周缘深海平原存在浮游有孔虫壳体与钙质超微化石高丰度带, 该高丰度带可能是底流作用下快速沉积的结果。碳酸钙含量小于约2% 的许多表层沉积物具有浮游有孔虫壳体贫乏、钙质超微化石相对富集的特点, 该现象很可能与这两类碳酸钙颗粒粒径悬殊有关, 体积微小的钙质超微化石更有机会成为永久性沉积物。     

南海东沙海域末次冰期异常沉积事件与水合物分解

对南海东沙海域陆坡区973-3柱状样开展沉积学和年代学、有孔虫同位素和壳体B/Ca比值、碳酸钙和黄铁矿含量的分析, 发现该岩芯浮游有孔虫Globigerinoides ruber和底栖有孔虫Uvigerina peregrina的δ13C在末次冰期同时在多个层位发生负偏, 最大负偏达-2.03‰; 有孔虫δ13C负偏层位环境[CO₃2-]浓度相对偏低; 负偏层位同时出现大量黄铁矿, 最高含量达17%.在负偏层位以下沉积的碳酸盐溶解作用强烈, CaCO₃含量最低, 沉积物颜色偏深.究其成因与水合物分解关系较大.甲烷渗漏事件发生在末次冰期, 说明末次冰期的海平面下降是水合物分解的主要诱因.根据有孔虫δ13C负偏的次数和程度推断至少发生过4次甲烷渗漏, 渗漏的强度基本相当.      

南海东北部表层沉积中钙质超微化石的分布特征

对南海东北部188个表层沉积样品进行了钙质超微化石分析.结果表明,除2个样品外,其他样品均含有超微化石,但丰度相差悬殊,在(9～1 684)个/10视域范围内变化.钙质超微化石相对丰度在平面上的分布可划分为3个区.共鉴定出钙质超微化石17属27种,以Florishaera profunda,Gephyrocapsa oceanica,G.spp.(small)和Emiliania huxleyi为优势种.调查区钙质超微化石的分布受多种因素的综合影响.重点讨论了水深、陆源物质的输入、碳酸盐溶解作用等因素对超微化石丰度及优势种分布的影响.     

南太平洋提基海盆地质特征及深海资源潜力

深海盆地是地质矿产资源开发的战略要地,国际上对深海矿产的勘探竞争也日趋激烈。以南太平洋提基海盆为目标区,分析了海盆区的地形、地层特征和资源潜力。分析表明:①海盆形态受东太平海隆洋中脊扩张、土阿莫土隆起和马克萨斯断裂带、南方断裂带的构造控制,洋壳年龄在４０～２０Ｍａ之间,所获玄武岩为早渐新世形成,年龄超过２９ Ｍａ;②地层沉积物以钙质生物化石、黏土为主要物质组成,并含有沸石、铁锰结核、铁的氧化物等海洋自生物质;③沉积地层呈“三明治”式结构,初步建立了土阿莫土大洋组、南方大洋组岩石地层单位,分别代表站位顶部的远洋黏土层（以第四纪为主）、站位底部含铁含黏土的钙质超微化石软泥层（早渐新世）。站位中部地层可与赤道地区的地层对比,划归至马克萨斯大洋组（晚渐新世－上新世）。④站位揭示提基海盆可能大范围缺失中－晚中新世至上新世的地层,推测是由海盆沉降与海洋碳酸钙补偿深度加深引起钙质溶解而形成沉积间断。⑤海盆海底浅表的远洋黏土层中稀土元素含量高,容易勘查和开采,极具资源开发潜力。      

南海东北部陆坡天然气水合物钻探区生物地层与沉积速率

2013年我国首次在南海东北部东沙陆坡实施天然气水合物钻探,并获取块状等可视天然气水合物样品.为了解钻区地层、天然气水合物产出带(the zone of gas hydrate occurrence)或天然气水合物储层的地层时代和沉积速率特征,对其中5个站位(GMGS05、GMGS07、GMGS08、GMGS09和GMGS16) 的岩心沉积物进行钙质超微化石、有孔虫生物地层学和沉积速率变化的研究.钻孔取心最大深度为213.55 m.共识别出第四纪中更新世以来3个钙质超微化石事件和2个有孔虫事件,确定了钻探区所钻达最老地层为中更新统;天然气水合物产出带的地层时代为中更新世-全新世约0.44 Ma以来.钻区0.12 Ma以来的沉积速率介于36.9~73.3 cm/ka之间,平均值高达54.2 cm/ka,0.44 Ma以来平均沉积速率为47.4 cm/ka,表明东沙海域天然气水合物钻探区位于一高沉积速率堆积体上,高沉积速率更有利于天然气水合物的成藏,该结论与前人研究结果一致.