全球海洋地球化学调查进展
发布时间：2021-05-31 19:18
地球化学参数是与气候、环境、生态、资源等关系最为密切的指标之一,过去几十年中在矿产资源勘查、环境保护等领域得到了充分应用。海洋地球化学调查和研究工作也在不断深入,但缺少类似陆地地球化学填图那样系统的专项工作,对全球海洋资源、环境的评估与研究的支撑作用仍不够明显,元素含量及同位素组成等在全球海洋中的分布趋势仍认识不足。笔者对全球海洋沉积物、岩石、结核结壳和水体的无机地球化学调查进展进行了系统梳理,全面介绍了目前已开展的工作和取得的主要成果,以期为全球尺度地球化学研究提供重要参考。
【文章来源】：海洋地质前沿. 2020,36(07)CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
全球海洋沉积物取样调查站位分布（据文献[20-23])
岩石的地球化学组成特征与地球构造演化、深部成矿等密切相关，一直是高原隆升、洋中脊扩张、地球深部结构等全球性地球科学问题研究的主要对象。根据现有公开数据库信息，全球可获取较完整岩石地球化学数据的调查站位有逾100万站[28-32]（图3），已有的调查主要集中在太平洋东西两侧、洋中脊等构造活动比较强烈的地方，分析指标涵盖元素含量及同位素、气体组成及同位素、矿物含量等，为全球尺度岩石地球化学研究提供了较为详实的资料。全球大部分海域覆盖着巨厚的沉积物[33]，岩石出露的区域主要位于洋中脊、海岛及海山区，通过对全球不同区域岩石地球化学特征的对比，能够为进一步深入认识全球尺度岩石圈演化提供信息。根据收集到的岩石地球化学数据，本文初步编制了全球岩石地球化学图件，如图4所示。已有数据中Al2O3含量介于0.01%～61.47%（平均14.95%），其中70%的样品中含量介于13%～17.5%。高值聚集在环太平洋岛弧，整个洋中脊的岩石样品Al2O3含量变化较小，与全球平均值非常接近。岛弧与洋中脊虽形态较为相似，但其成因差异较大，这也是导致其元素含量差异较大的原因，岛弧源于板块碰撞挤压变形，而洋中脊是因洋底扩张导致地幔物质上升冷凝而成[34]。在陆地区域澳大利亚西部、美国东部的岩石样品Al2O3含量明显偏低。这些数据清晰地展示了不同区域的构造活动差异。而其他区域零星分布的数据很难为具体的科学问题提供支撑。基于公开的全球岩石地球化学数据，全球研究者开展了大量的构造演化、洋中脊扩张等综合研究[35-38]，提升了对地球深部过程的认识，也展现了地球化学大数据对于综合研究的作用和意义。
结核、结壳的形成与水体中元素的地球化学循环密切相关[50-51]。许东禹[52]对大洋矿产的研究现状进行了全面总结，指出不同水深处的结核、结壳中元素丰度具有显著的差异，且不同元素之间相关性差异巨大。根据样品所处位置的不同，其中所包含的元素大致可分为4～5类，即铁元素组、锰元素组、造岩元素组、生物成因元素组、热液成因元素组。大洋矿产的成因目前无法给出确切的解释，本文根据收集到的数据，对结核、结壳中丰度最高的几种典型元素含量与水深的关系进行了分析（图6），并与大洋水体中的相应元素分布进行对比，能够获得一些有趣的发现。不同元素因性质的差异，呈现出明显不同的随水深分布特征[53]。根据已有的几种元素分布特征，整体可以分为3类：图6 全球海底结核、结壳中典型元素含量与水深的相关性
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界海底多金属结核调查与研究进展[J]. 于淼,邓希光,姚会强,刘永刚. 中国地质. 2018(01)
[2]马里亚纳俯冲系统的构造特征[J]. 刘鑫,李三忠,赵淑娟,郭玲莉,王永明,李玺瑶,王鹏程,孙文军,曹现志,戴黎明,于胜尧,张臻,臧艺博,孔祥超,张勇,郑祺亮. 地学前缘. 2017(04)
[3]古气候替代性指标的研究现状及应用[J]. 王丽艳,李广雪. 海洋地质与第四纪地质. 2016(04)
[4]世界海底富钴结壳资源分布特征[J]. 刘永刚,何高文,姚会强,杨永,任江波,郭丽华,梅燕雄. 矿床地质. 2013(06)
[5]History and evaluation of national-scale geochemical data sets for the United States[J]. David B.Smith,Steven M.Smith,John D.Horton. Geoscience Frontiers. 2013(02)
[6]上层海洋—低层大气科学研究计划[J]. 闫菊,李昕,王辉. 地球科学进展. 2003(05)
[7]全球地球化学填图[J]. 谢学锦. 中国地质. 2003(01)
[8]新生代气候变化与陆地硅酸盐岩风化和海洋Sr同位素研究[J]. 秦建华,潘桂棠,杜谷,冉敬. 矿物岩石. 2002(01)
本文编号：3208821
【文章来源】：海洋地质前沿. 2020,36(07)CSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
全球海洋沉积物取样调查站位分布（据文献[20-23])
岩石的地球化学组成特征与地球构造演化、深部成矿等密切相关，一直是高原隆升、洋中脊扩张、地球深部结构等全球性地球科学问题研究的主要对象。根据现有公开数据库信息，全球可获取较完整岩石地球化学数据的调查站位有逾100万站[28-32]（图3），已有的调查主要集中在太平洋东西两侧、洋中脊等构造活动比较强烈的地方，分析指标涵盖元素含量及同位素、气体组成及同位素、矿物含量等，为全球尺度岩石地球化学研究提供了较为详实的资料。全球大部分海域覆盖着巨厚的沉积物[33]，岩石出露的区域主要位于洋中脊、海岛及海山区，通过对全球不同区域岩石地球化学特征的对比，能够为进一步深入认识全球尺度岩石圈演化提供信息。根据收集到的岩石地球化学数据，本文初步编制了全球岩石地球化学图件，如图4所示。已有数据中Al2O3含量介于0.01%～61.47%（平均14.95%），其中70%的样品中含量介于13%～17.5%。高值聚集在环太平洋岛弧，整个洋中脊的岩石样品Al2O3含量变化较小，与全球平均值非常接近。岛弧与洋中脊虽形态较为相似，但其成因差异较大，这也是导致其元素含量差异较大的原因，岛弧源于板块碰撞挤压变形，而洋中脊是因洋底扩张导致地幔物质上升冷凝而成[34]。在陆地区域澳大利亚西部、美国东部的岩石样品Al2O3含量明显偏低。这些数据清晰地展示了不同区域的构造活动差异。而其他区域零星分布的数据很难为具体的科学问题提供支撑。基于公开的全球岩石地球化学数据，全球研究者开展了大量的构造演化、洋中脊扩张等综合研究[35-38]，提升了对地球深部过程的认识，也展现了地球化学大数据对于综合研究的作用和意义。
结核、结壳的形成与水体中元素的地球化学循环密切相关[50-51]。许东禹[52]对大洋矿产的研究现状进行了全面总结，指出不同水深处的结核、结壳中元素丰度具有显著的差异，且不同元素之间相关性差异巨大。根据样品所处位置的不同，其中所包含的元素大致可分为4～5类，即铁元素组、锰元素组、造岩元素组、生物成因元素组、热液成因元素组。大洋矿产的成因目前无法给出确切的解释，本文根据收集到的数据，对结核、结壳中丰度最高的几种典型元素含量与水深的关系进行了分析（图6），并与大洋水体中的相应元素分布进行对比，能够获得一些有趣的发现。不同元素因性质的差异，呈现出明显不同的随水深分布特征[53]。根据已有的几种元素分布特征，整体可以分为3类：图6 全球海底结核、结壳中典型元素含量与水深的相关性
【参考文献】：
期刊论文
[1]世界海底多金属结核调查与研究进展[J]. 于淼,邓希光,姚会强,刘永刚. 中国地质. 2018(01)
[2]马里亚纳俯冲系统的构造特征[J]. 刘鑫,李三忠,赵淑娟,郭玲莉,王永明,李玺瑶,王鹏程,孙文军,曹现志,戴黎明,于胜尧,张臻,臧艺博,孔祥超,张勇,郑祺亮. 地学前缘. 2017(04)
[3]古气候替代性指标的研究现状及应用[J]. 王丽艳,李广雪. 海洋地质与第四纪地质. 2016(04)
[4]世界海底富钴结壳资源分布特征[J]. 刘永刚,何高文,姚会强,杨永,任江波,郭丽华,梅燕雄. 矿床地质. 2013(06)
[5]History and evaluation of national-scale geochemical data sets for the United States[J]. David B.Smith,Steven M.Smith,John D.Horton. Geoscience Frontiers. 2013(02)
[6]上层海洋—低层大气科学研究计划[J]. 闫菊,李昕,王辉. 地球科学进展. 2003(05)
[7]全球地球化学填图[J]. 谢学锦. 中国地质. 2003(01)
[8]新生代气候变化与陆地硅酸盐岩风化和海洋Sr同位素研究[J]. 秦建华,潘桂棠,杜谷,冉敬. 矿物岩石. 2002(01)
本文编号：3208821
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