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元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换
1
作者 李三忠 索艳慧 +30 位作者 戴黎明 王亮亮 姜兆霞 曹现志 苏国辉 刘丽军 周建平 李玺瑶 刘洁 朱俊江 乔璐璐 王光增 姜素华 王秀娟 刘琳 管红香 李晓辉 胡军 刘鹏 刘泽 董冬冬 郭玲莉 邹志辉 董昊 钟世华 孙国正 刘洋 于胜尧 吴立新 邹卓延 孙毅 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期46-63,共18页
数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地... 数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。 展开更多
关键词 元地球 真实地球 虚拟地球 数字地球 数字孪生 地球系统 范式
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古地貌动态模拟研究进展综述
2
作者 索艳慧 付新建 +4 位作者 李三忠 程昊皞 田子晗 韩续 宋双双 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期165-171,共7页
作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域... 作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域古地貌模拟软件和goSPL(Global Scalable Paleo Landscape Evolution)全球古地貌模拟软件的开发,将地球深部构造过程、降水、海平面变化等若干地球系统因素联系起来,为理解地表系统演化及其与地球固体圈层相互耦合提供了新的技术基础。基于这些新兴模拟技术,聚焦东亚地形倒转和水系重组、显生宙古地貌演变与海洋物种多样性关系等问题,国内外学者分别已开展了相关模拟工作并取得了很好的研究成果。但鉴于高程代用指标本身的不确定性,不同古地貌重建模型之间存在差异;此外,这些古地貌重建模型很难做到与高精度的地质观测记录完全吻合,迫切需要开展超高(时间和空间)分辨率的海陆古地貌重建。 展开更多
关键词 古地貌模拟 多圈层耦合 BADLANDS goSPL 超高分辨率模型
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长江三峡贯通过程的动态古地貌重建 被引量：1
3
作者 田子晗 索艳慧 +4 位作者 李三忠 丁雪松 韩续 宋双双 付新建 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期208-229,共22页
长江是亚洲第一大河,其形成和演化是新生代以来中国东西部构造—气候—地貌综合演变的结果。长江三峡的贯通是现代长江形成的标志性事件,但受限于传统沉积学、地球化学等单一方法的制约,对“长江三峡何时贯通”这一关键科学问题一直存... 长江是亚洲第一大河,其形成和演化是新生代以来中国东西部构造—气候—地貌综合演变的结果。长江三峡的贯通是现代长江形成的标志性事件,但受限于传统沉积学、地球化学等单一方法的制约,对“长江三峡何时贯通”这一关键科学问题一直存在争议。综合考虑了构造运动、古气候及海平面变化等影响河流发展的关键因素,并将这些因素输入Badlands古地貌模拟软件,动态重建了长江“第一弯”以东地区晚白垩世(80 Ma)以来的长江流域地貌及水系演化过程;并利用四川盆地和江汉盆地的地震剖面资料验证了模拟结果的可靠性。模拟结果表明,青藏东部及上扬子西南缘晚始新世—渐新世的阶段性隆升迫使四川盆地原有南流水系下切受阻,沉积物在盆内堆积形成冲积河道并促使四川盆地地貌由“东北高西南低”反转为“西南高东北低”;新生代早期,江汉盆地长期受控于中国东部的裂陷环境,持续处于较低基准面。四川盆地的水系反转和江汉盆地的持续低基准面,最终导致位于二者之间的长江三峡在晚渐新世发生贯通。由此,本研究提出一种上扬子地区水系反转并被下游捕获的三峡贯通机制。 展开更多
关键词 古地貌重建 长江三峡贯通 晚渐新世 四川盆地 江汉盆地 水系反转
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新近纪以来华北东部古地貌演化数值模拟及陆架海沉降控制 被引量：1
4
作者 韩续 索艳慧 +4 位作者 李三忠 丁雪松 宋双双 田子晗 付新建 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期192-207,共16页
中生代以来,华北地区经历了华北古高原垮塌形成渤海湾盆地的地貌巨变过程。针对中生代的华北古高原和古近纪期间的渤海湾盆地裂陷过程已有大量研究,但新近纪以来,由于受太行山隆起、黄河沉积物输运、黄河贯通及海侵等地质事件影响,现今... 中生代以来,华北地区经历了华北古高原垮塌形成渤海湾盆地的地貌巨变过程。针对中生代的华北古高原和古近纪期间的渤海湾盆地裂陷过程已有大量研究,但新近纪以来,由于受太行山隆起、黄河沉积物输运、黄河贯通及海侵等地质事件影响,现今华北东部沿海地区及海域的地貌演化过程及地貌格局的定型时间还存在争议。使用Badlands数值模拟软件,定量化分析了地幔对流、构造事件、古气候、侵蚀和沉积等地球深浅部多种因素对于地形地貌的贡献,动态重建了华北东部晚新生代(25 Ma)以来的地貌演化过程;并通过与区域构造格架和沉积相展布的对比,检验了模拟结果的合理性。结果表明,华北东部的地貌格局在中新世期间已定型并趋于稳定演化;陆架海沉降是该时期华北东部地貌演化的一级控制因素。此外,该时期华北东部可能存在一条环山东半岛的古河流——华东河,这条古河流的形成时间不晚于中新世,可能在全新世期间消亡。本研究的古地貌模拟结果也有助于系统理解华北洋陆过渡带的多圈层相互作用。 展开更多
关键词 华北东部 新近纪 古地貌 陆架海沉降 华东河
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华北早白垩世古地貌动态演变及热河生物群东迁 被引量：1
5
作者 宋双双 索艳慧 +4 位作者 李三忠 丁雪松 韩续 田子晗 付新建 《古地理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期172-191,共20页
早白垩世期间,华北地区东北部分布着极其重要的生物群——热河生物群,其繁盛期对应着华北克拉通破坏峰值时期(125 Ma)。华北克拉通破坏导致的古地貌和古气候等环境变化,可能是引起热河生物群分布时空发生变迁的重要外部驱动因素之一。然... 早白垩世期间,华北地区东北部分布着极其重要的生物群——热河生物群,其繁盛期对应着华北克拉通破坏峰值时期(125 Ma)。华北克拉通破坏导致的古地貌和古气候等环境变化,可能是引起热河生物群分布时空发生变迁的重要外部驱动因素之一。然而,目前缺少对华北地区早白垩世古地貌动态演变过程的定量描述。因此,本研究主要通过构建古土壤风化指标(PWI、CFX_(Na))、碳酸盐同位素等数据库,重建了华北地区晚侏罗世—早白垩世之交(145 Ma)的古地形;并结合磷灰石/锆石裂变径迹、剥蚀厚度恢复、海平面变化等数据,利用Badlands软件定量化动态模拟了华北地区早白垩世古地貌演变过程。模拟结果表明,早白垩世期间,受控于古太平洋板块俯冲后撤的影响,华北克拉通经历了由“东高西低”变为“西高东低”的地形翘变和破坏过程,并伴随着自西向东的断陷盆地的迁移;大规模火山喷发与断陷盆地的出现共同控制了热河生物群的向东迁移,热河生物群在燕山地区的山间盆地兴起。 展开更多
关键词 华北克拉通 早白垩世古地貌 热河生物群 断陷盆地
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渤中凹陷中生界火山岩储层裂隙发育程度实验研究:以安山岩为例
6
作者 陈欣 郭玲莉 +3 位作者 陶圩 吕春晓 张家轩 李三忠 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期130-142,共13页
渤海湾盆地中生界火山岩发育广泛,但含油气性横向变化较大,失利井较多,勘探风险大,了解火山岩潜山储层内部裂隙发育程度及规律可为中生界火山岩潜山勘探提供理论依据。本文选取中生界安山岩,开展不同构造环境下岩石微裂隙发育程度实验,... 渤海湾盆地中生界火山岩发育广泛,但含油气性横向变化较大,失利井较多,勘探风险大,了解火山岩潜山储层内部裂隙发育程度及规律可为中生界火山岩潜山勘探提供理论依据。本文选取中生界安山岩,开展不同构造环境下岩石微裂隙发育程度实验,分析安山岩在不同应力状态下微裂隙发育规模、频率以及微裂隙空间分布,探讨张性和压性构造应力环境下中生界火山岩微裂隙发育能力及空间展布规律。实验结果表明:安山岩在压性和张性环境下均有微裂隙发育;安山岩在较低的压应力作用下产生大量微裂隙,微裂隙发育规模不随应力增大而升高,其原因可能是安山岩本身含有大量先存构造缝、溶蚀缝和溶蚀孔,受较小的应力后“再活化”产生微裂隙;结合渤中凹陷的构造演化过程,安山岩经历了燕山早期北东向压扭、中期伸展,燕山晚期右旋压扭及喜山期伸展,导致其内部裂隙较为发育,其运储能力提升,具备成为优质储层的基本条件。 展开更多
关键词 火山岩 安山岩 微裂隙发育 构造缝 中生界 渤中凹陷
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渤海湾盆地旅大隆起区多期叠加构造及其对潜山的控制作用 被引量：1
7
作者 赵淑娟 李三忠 +5 位作者 牛成民 张江涛 张震 戴黎明 杨宇 李金月 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1188-1202,共15页
旅大隆起区位于渤海湾盆地渤海海域的西北部,经历了中生代—新生代多幕构造运动的叠加改造,内幕断裂发育类型多样、变形复杂,前人对其古生界和中生界的构造研究仍相对薄弱。基于三维地震数据的详细构造解析揭示,研究区印支期主要表现为... 旅大隆起区位于渤海湾盆地渤海海域的西北部,经历了中生代—新生代多幕构造运动的叠加改造,内幕断裂发育类型多样、变形复杂,前人对其古生界和中生界的构造研究仍相对薄弱。基于三维地震数据的详细构造解析揭示,研究区印支期主要表现为自南向北的逆冲推覆,形成了北西—近东西向的宽缓褶皱和逆冲推覆断裂;燕山早期和中期主要表现为挤压背景下的局部伸展和沉积,中-下侏罗统和上侏罗统-下白垩统之间未见明显的角度不整合;燕山晚期主要表现为自南东往北西方向的逆冲推覆;早喜马拉雅期在北西-南东向的伸展作用下形成了多米诺式的伸展-拆离断层和箕状断陷沉积。其中,印支期北西—近东西向的逆冲断层控制了研究区的基底构造格局,后期的燕山运动和早喜马拉雅运动继承或改造了早期的断层系统。晚白垩世是旅大隆起区构造格局转变的关键时期,自之前的北西—近东西向转为北东向。位于构造转变区的秦皇岛30-1构造和旅大25-1构造潜山是印支期近南北向挤压、燕山晚期北西-南东向挤压和早喜马拉雅期北西-南东向伸展叠加改造的结果,而南部的428构造潜山则受控于近东西走向的印支期逆冲及燕山期和早喜马拉雅期伸展断裂体系。 展开更多
关键词 逆冲推覆 伸展拆离 叠加改造 构造演化 中生代 旅大隆起区 渤海湾盆地
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微板块与深部地幔LLSVP的遥相关作用
8
作者 曹现志 李三忠 +4 位作者 索艳慧 戴黎明 杨安 王鹏程 刘金平 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期659-669,共11页
基于海洋地质地球物理观测建立的板块构造理论意味着板块和浅部地幔共同演化,然而地幔底部尤其是大型横波低速异常区(LLSVP)与板块(尤其微板块)运动和演化之间是否存在关联仍有争议。一些研究认为LLSVP长期保持稳定,而另一些模型则认为... 基于海洋地质地球物理观测建立的板块构造理论意味着板块和浅部地幔共同演化,然而地幔底部尤其是大型横波低速异常区(LLSVP)与板块(尤其微板块)运动和演化之间是否存在关联仍有争议。一些研究认为LLSVP长期保持稳定,而另一些模型则认为它与各级板块存在相互作用。为此,本文通过总结前人成果,并基于近期发表的板块重建和地幔对流模型进行进一步分析,探讨微板块运动和LLSVP的演化关系。模拟结果表明,微板块与大板块类似,俯冲后通常会下沉至核幔边界。微幔块会推动地幔底部热的物质聚集并形成大的热化学结构。该热化学结构与层析成像揭示的LLSVP基本吻合。下地幔径向流速场和温度场的二阶结构与地表速度场散度的二阶结构随时间的移动轨迹相似,表明深浅部圈层的耦合演化,但是下地幔结构演化一般会滞后于浅表。在微幔块推挤之下,地幔柱优先沿着地幔底部热化学结构的边缘形成,且有时会被推至热化学结构的内部。地幔柱上升至浅部后,能够导致岩石圈弱化甚至裂解或板块边界跃迁,形成微板块。因此,地幔底部LLSVP不是稳定或静止的,而是与微板块动态协同演化,并通过地幔柱与浅表板块边界发生遥相关,从而控制微板块生成场所。 展开更多
关键词 微板块构造 地幔对流 大型横波低速异常区 深浅耦合 地球动力学
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基于机器学习和全岩成分识别东昆仑祁漫塔格斑岩-矽卡岩矿床成矿岩体和贫矿岩体 被引量：1
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作者 刘嘉情 钟世华 +7 位作者 李三忠 丰成友 戴黎明 索艳慧 郭广慧 牛警徽 薛梓萌 黄宇 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期41-56,共16页
东昆仑祁漫塔格成矿带是中国西北地区重要的铜钼铁铅锌多金属成矿带,发育卡尔却卡、野马泉、维宝、乌兰乌珠儿等许多与花岗岩类有关的斑岩-矽卡岩矿床。随着新一轮找矿突破战略行动的开展,进一步加强对祁漫塔格成矿带花岗岩成矿潜力的研... 东昆仑祁漫塔格成矿带是中国西北地区重要的铜钼铁铅锌多金属成矿带,发育卡尔却卡、野马泉、维宝、乌兰乌珠儿等许多与花岗岩类有关的斑岩-矽卡岩矿床。随着新一轮找矿突破战略行动的开展,进一步加强对祁漫塔格成矿带花岗岩成矿潜力的研究,已成为推动该地区金属矿产储量增长的重要突破口。为此,笔者在系统收集祁漫塔格成矿带典型斑岩-矽卡岩多金属矿床成矿岩体和贫矿岩体(即非成矿岩体)的全岩主量和微量元素数据基础上,选取28种常见的全岩地球化学特征,借助机器学习算法——随机森林,开展机器学习模型训练,建立能够识别该地区斑岩-矽卡岩多金属矿床成矿岩体和非成矿岩体的新方法。根据模型评价指标,笔者训练得到的随机森林分类模型准确率为0.90,证明该方法能够有效识别成矿岩体和非成矿岩体。该研究为祁漫塔格成矿带斑岩-矽卡岩多金属矿床的找矿勘查提供了新思路,将极大地提高找矿效率、降低找矿经济和人力成本,从而更好的服务新一轮找矿突破战略行动。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://github.com/ShihuaZhong/2023-Qimantagh-RF-whole-rock-classifier。 展开更多
关键词 成矿潜力 全岩主微量元素 随机森林 机器学习 祁漫塔格 东昆仑
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运用机器学习和锆石微量元素构建花岗岩成矿潜力判别图解:以东昆仑祁漫塔格为例 被引量：1
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作者 郭广慧 钟世华 +7 位作者 李三忠 丰成友 戴黎明 索艳慧 刘嘉情 牛警徽 黄宇 薛梓萌 《西北地质》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期57-70,共14页
由于锆石在中酸性岩中广泛存在且成分稳定、不易受到后期热液活动的扰动,因此锆石成分可以有效记录成矿岩浆信息。其中,锆石的Ce^(4+)/Ce^(3+)、Ce/Ce*、Eu/Eu*和Ce/Nd值可以反映岩浆氧逸度和含水量等成矿信息,已被广泛用于花岗岩类成... 由于锆石在中酸性岩中广泛存在且成分稳定、不易受到后期热液活动的扰动,因此锆石成分可以有效记录成矿岩浆信息。其中,锆石的Ce^(4+)/Ce^(3+)、Ce/Ce*、Eu/Eu*和Ce/Nd值可以反映岩浆氧逸度和含水量等成矿信息,已被广泛用于花岗岩类成矿潜力评价。然而,随着研究的深入发现,这些地球化学指标并不完全具有普适性。此外,以往研究均是根据对成矿岩体的“已知认识”提出成矿潜力判别方法,但考虑到成矿过程的复杂性,许多反映岩浆成矿能力的地球化学信息可能均尚未被揭露。为此,笔者以东昆仑祁漫塔格成矿带为例,借助当前广泛应用的机器学习算法之一—支持向量机,对来自该成矿带斑岩-矽卡岩Cu-Fe-Pb-Zn多金属矿床成矿岩体和全球非成矿岩体的锆石数据开展机器学习训练,目的在于挖掘能够反映岩浆成矿能力的锆石微量元素特征,从而构建花岗岩成矿潜力判别图解。模型训练结果显示,在21个常见的锆石微量元素特征中,Gd、Dy、Yb、Y、Tm等5种元素特征对识别岩浆成矿能力最为重要。在此基础上,笔者新建立了10个二元判别图解,它们在识别成矿岩体和非成矿岩体时的准确率均接近1。研究表明,利用机器学习方法和地质大数据,可以挖掘传统研究方法难以发现的新的地球化学指标和图解,这对深入认识矿床成因、指导找矿勘查具有重要意义。 展开更多
关键词 锆石微量元素 花岗岩 二元判别图解 机器学习 东昆仑
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南海海盆俯冲消亡机制:马尼拉海沟俯冲起始的启示
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作者 占华旺 索艳慧 +5 位作者 朱俊江 李三忠 王鹏程 王光增 周洁 王秀娟 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2569-2582,共14页
马尼拉俯冲带作为南海东部唯一的汇聚边界,其构造特征对于探索南海的俯冲起始机制及深化理解南海海盆从陆缘张裂、海底扩张及俯冲消亡的演化全过程等科学问题具有重要意义。最新的层析成像数据表明,南海海盆的原始范围从现今的马尼拉海... 马尼拉俯冲带作为南海东部唯一的汇聚边界,其构造特征对于探索南海的俯冲起始机制及深化理解南海海盆从陆缘张裂、海底扩张及俯冲消亡的演化全过程等科学问题具有重要意义。最新的层析成像数据表明,南海海盆的原始范围从现今的马尼拉海沟向东仍可延伸400~500km,但前人对南海初始俯冲时间存在争议,并对其俯冲起始机制的研究相对较少。基于横跨马尼拉俯冲带地震剖面资料、火成岩的年龄及平衡剖面结果,本文对其分段特征及初始俯冲时间进行了系统分析和限定。研究发现,分布于菲律宾岛的锆石年龄数据主要集中在早中新世-中中新世时期,且平衡剖面分析结果表明南海海盆在中中新世就已经开始俯冲消减。因此,马尼拉俯冲带的初始俯冲时间为早中新世-中中新世,且由南向北变新。结合南海周缘新生代板块重建结果,马尼拉俯冲带新生代的演化可划分为三个阶段:(1)古新世-早中新世,马尼拉俯冲带作为一条大型走滑断裂带或俯冲带边界存在;(2)早中新世-中中新世,在多个板块汇聚背景下,受澳大利亚板块的快速北向运动、太平洋板块的NWW向俯冲及菲律宾海板块NWW向漂移与北巴拉望微陆块(民都洛)发生碰撞的共同作用下,导致了菲律宾海盆西缘大型走滑边界开始触发马尼拉俯冲带的形成,南海开始收缩消亡;(3)晚中新世-早更新世,随着菲律宾海板块持续向北西运动,马尼拉俯冲带的北端进入碰撞造山阶段,而南部则仍处于洋壳俯冲状态。这个过程最终形成了现今的海沟-增生楔-弧前盆地(北吕宋海槽和西吕宋海槽)-火山弧(吕宋火山弧)的地貌组合。总之,南海消亡是被动消亡,因为马尼拉俯冲带属于太平洋板块动力系统,是诱发式被动俯冲所致;与苏门答腊-班达俯冲带属于印度-澳大利亚板块动力系统的主动俯冲不同,但两者形态上构成了一个东南亚环形俯冲系统。 展开更多
关键词 太平洋板块 澳大利亚板块 菲律宾海板块 俯冲机制 马尼拉俯冲带 南海
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海岸海洋碳循环过程与CO_(2)负排放
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作者 于雷 李三忠 +1 位作者 索艳慧 王秀娟 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期14-25,共12页
海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO_(2)储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳... 海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO_(2)储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO_(2)通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO_(2)负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO_(2)负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO_(2)封存空间,也保障了CO_(2)封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO_(2)转化的进程和保障沉积储层中CO_(2)封存的安全性为主要方向,为CO_(2)负排放提供理论依据与技术保障。 展开更多
关键词 碳循环 蓝色碳汇 CO_(2)负排放 海岸海洋
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鲁西地块中生代构造格局及其形成背景 被引量：79
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作者 李三忠 王金铎 +3 位作者 刘建忠 于建国 吕海青 侯方辉 《地质学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期487-497,共11页
结合近几年来鲁西地区1∶5万区域地质调查等成果,重点论述了鲁西地区中生代构造特征与盆地原型。提出中生代构造层次总体在垂向上可分为三个主要构造层,分别称为上部、中部和下部,并分别被中—下侏罗统、上侏罗统—下白垩统和上白垩统... 结合近几年来鲁西地区1∶5万区域地质调查等成果,重点论述了鲁西地区中生代构造特征与盆地原型。提出中生代构造层次总体在垂向上可分为三个主要构造层,分别称为上部、中部和下部,并分别被中—下侏罗统、上侏罗统—下白垩统和上白垩统角度不整合覆盖,所以,相应地可将鲁西地块的中生代构造变形分为三个阶段:印支期、燕山中期和燕山晚期;平面上变形样式总体表现为三种构造样式,即:1印支期的近东西走向的宽缓—紧闭褶皱及逆冲构造;2燕山中期的北北东或南北走向的厢状褶皱—坡坪式逆冲系统;3燕山晚期的北东走向的冲断—走滑断裂带。但是,鲁西地区燕山期的构造变形特征和原型盆地有所变化,这种变化是基底构造格局及构造变形在空间上差异叠合的结果。综合研究表明,鲁西地块及邻区燕山期构造是在西太平洋大陆边缘弧的挤压构造背景下,陆内壳下拆沉和壳内挤出—逃逸构造的综合动力作用下形成的。 展开更多
关键词 鲁西地块 燕山期 印支期 构造格局 盆地原型 基底构造格局 鲁西地区 中生代 形成背景 地块
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渤海湾盆地形成与华北克拉通破坏 被引量：194
14
作者 李三忠 索艳慧 +8 位作者 戴黎明 刘丽萍 金宠 刘鑫 郝天珧 周立宏 刘保华 周均太 焦倩 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期64-89,共26页
渤海湾盆地是一个中、新生代盆地,位于华北克拉通的东部地块上,是华北克拉通破坏的中心区域。渤海湾盆地的结构、构造记录了华北克拉通破坏的构造过程。文章综合10a来据三维地震资料揭示的渤海湾盆地构造,和20a来渤海湾盆地周边华北克... 渤海湾盆地是一个中、新生代盆地,位于华北克拉通的东部地块上,是华北克拉通破坏的中心区域。渤海湾盆地的结构、构造记录了华北克拉通破坏的构造过程。文章综合10a来据三维地震资料揭示的渤海湾盆地构造,和20a来渤海湾盆地周边华北克拉通区域中、新生代构造和地球化学研究成果,系统提出华北克拉通破坏期间,渤海湾盆地深、浅部的构造机制分别为:中生代浅部构造机制是挤出构造成因,深部构造机制为局部有限的拆沉+底侵模式;新生代构造机制是北西向壳内伸展机制,与印度和欧亚板块碰撞激发的软流圈的东扩远程效应和太平洋俯冲带的跃迁式东撤的联合效应——区域性"西进东退"的深部机制有关。 展开更多
关键词 渤海湾盆地 华北克拉通 破坏 深部构造 浅部响应
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华北克拉通内部的拉分盆地:渤海湾盆地黄骅坳陷结构构造与演化 被引量：68
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作者 李三忠 索艳慧 +8 位作者 周立宏 戴黎明 周均太 赵峰梅 卢异 蒲秀刚 楼达 吴奇 焦倩 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1362-1379,共18页
华北克拉通内部的拉分盆地有汾渭地堑、胶莱盆地和渤海湾盆地内部一些次级拉分构造单元等。黄骅坳陷就是这样一个拉分构造,位于渤海湾盆地中心地带,整体呈北北东走向,分割西侧北北东向的冀中坳陷和东侧北西西向的济阳坳陷,是发育在一个... 华北克拉通内部的拉分盆地有汾渭地堑、胶莱盆地和渤海湾盆地内部一些次级拉分构造单元等。黄骅坳陷就是这样一个拉分构造,位于渤海湾盆地中心地带,整体呈北北东走向,分割西侧北北东向的冀中坳陷和东侧北西西向的济阳坳陷,是发育在一个巨型走滑构造带中的新生代拉分盆地。黄骅坳陷的西界为沧东断裂系,东界为兰聊—盐山—羊二庄断裂系,最大负向构造单元在'大歧口凹陷',古近系最大沉积厚度达11km以上,是渤海湾地区地壳伸展最剧烈的地区。黄骅坳陷东、西边界相对较陡,受其控制,整个黄骅坳陷表现为拉分盆地;而'大歧口凹陷'为其主体,'大歧口凹陷'内部构造样式的控制性构造为东西向的断裂,而不是传统认为的沧东断裂等;所以,黄骅坳陷内部单个凹陷具有比较独特的下部为地堑式断陷、上部叠加北断南超的箕状结构。黄骅坳陷内部的凸起是沙一期才开始出现并起分割沉积空间的作用,沙一期以前,现今的歧口主凹、板桥次凹、歧北次凹、歧南次凹、北塘凹陷等都还是统一的一个湖盆。黄骅坳陷主要构造总体可划分为北北东向盆缘走滑断裂系、北东东向区域伸展断裂系、东西向盆内次级伸展构造和南北向变换构造,其中,最为显著的分割构造就是南北走向的沿岸变换带与孔店隆起。不同的伸展构造区受统一的基底拆离构造系统控制。'大歧口凹陷'的结构构造是华北克拉通破坏晚期阶段裂解过程的直接记录,是区域北北西向伸展背景下的产物。盆地构造经历了4个重要发展阶段:始新世孔店事件形成的拓展裂解阶段、渐新世初济阳运动事件形成的地堑式拉分断陷阶段、渐新世末东营运动形成的箕状断陷阶段、中—上新世热沉降期的碟状挠曲拗陷演化阶段。 展开更多
关键词 渤海湾盆地 拉分盆地 黄骅坳陷 渐新世 歧口凹陷 华北克拉通 构造
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雪峰山基底隆升带及其邻区印支期陆内构造特征与成因 被引量：81
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作者 李三忠 王涛 +5 位作者 金宠 戴黎明 刘鑫 周小军 王岳军 张国伟 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期93-105,共13页
狭义的华南陆块东部包括扬子地块和华夏地块,而雪峰山陆内构造系统是扬子地块的重要组成部分。通过对雪峰山地区印支期地层角度不整合时空分布规律的分析表明,高角度不整合—微角度不整合—平行不整合—整合的空间分布区域依次由东往西... 狭义的华南陆块东部包括扬子地块和华夏地块,而雪峰山陆内构造系统是扬子地块的重要组成部分。通过对雪峰山地区印支期地层角度不整合时空分布规律的分析表明,高角度不整合—微角度不整合—平行不整合—整合的空间分布区域依次由东往西递变渐新。根据褶皱变形分析得出,雪峰山地区在印支期发育了北东东向和北北东向2个轴迹方向的褶皱,后期叠加了南北向弧形逆冲推覆构造。区域构造背景和动力学分析表明,扬子地块内部印支期总体北东向的变形形迹与东西轴向的秦岭—大别造山带和扬子地块南部东西轴向的构造线相垂直;其原因是:扬子地块与华夏地块最终陆内收缩变形的时间比扬子与华北沿秦岭—大别造山带的陆间碰撞拼合的时间早,印支早期的先存北北东向构造线在印支晚期由于扬子地块顺时针旋转变位为北东东向,从而决定了印支早期现今北东东向的构造线,随后的第二幕北北东向构造线的形成是在与早期第一幕变形的应力场相同的同一构造应力场作用下形成的。但是,秦岭—大别造山带近东西向的构造线取决于主动大陆边缘,即总体近东西向的华北陆块南缘边界,其原始方位为总体近东西向。这些复杂边界条件和旋转决定了先形成彼此近于垂直的构造线,然后拼接形成现今构造线垂直的格局。 展开更多
关键词 印支运动 三叠纪 华南 角度不整合 扬子地块 构造地质学
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东亚大陆边缘的板块重建与构造转换 被引量：100
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作者 李三忠 余珊 +11 位作者 赵淑娟 刘鑫 龚淑云 索艳慧 戴黎明 马云 许立青 曹现志 王鹏程 孙文军 杨朝 朱俊江 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期65-94,共30页
东亚大陆边缘中新生代期间的动力学演化始终是地质研究的难点和热点,特别是对其大陆边缘性质、类型和演化过程始终不明朗,并存在巨大争论。系统综述了40多年来已有东亚大陆边缘二叠纪以来板块重建的主要方案,特别是近10年来东亚陆缘新... 东亚大陆边缘中新生代期间的动力学演化始终是地质研究的难点和热点,特别是对其大陆边缘性质、类型和演化过程始终不明朗,并存在巨大争论。系统综述了40多年来已有东亚大陆边缘二叠纪以来板块重建的主要方案,特别是近10年来东亚陆缘新的研究成果,侧重探讨了晚三叠世以来东亚大陆边缘类型转换、不同构造域的交接—转换过程。认为东亚陆缘总体经历了三叠纪前的被动陆缘阶段、晚三叠世—早白垩世的大陆岩浆弧发育的安第斯型活动陆缘阶段、早白垩世晚期—始新世的走滑拉分盆地发育的安第斯型活动陆缘阶段和渐新世以来的日本型活动大陆边缘阶段。这对于认识中国东部海域渤海湾、黄海、东海和南海盆地成因具有指导意义。同时,分析了各阶段海—陆分布特征及其变迁规律、板块格局变动过程及其动力学背景。 展开更多
关键词 板块构造 东亚 板块重建 太平洋 印度洋 大陆边缘
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中、新生代超级汇聚背景下的陆内差异变形：华北伸展裂解和华南挤压逆冲 被引量：101
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作者 李三忠 张国伟 +6 位作者 周立宏 赵国春 刘鑫 索艳慧 刘博 金宠 戴黎明 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期79-107,共29页
中、新生代期间,太平洋板块向西俯冲、印度板块向北俯冲于欧亚板块下以及中生代鄂霍次克海的消亡导致中亚造山带的向南俯冲,三者围限的中心三角形地带正是中国东部两个核心地块———华北和华南地块,而且,该区中、新生代始终处于全球三... 中、新生代期间,太平洋板块向西俯冲、印度板块向北俯冲于欧亚板块下以及中生代鄂霍次克海的消亡导致中亚造山带的向南俯冲,三者围限的中心三角形地带正是中国东部两个核心地块———华北和华南地块,而且,该区中、新生代始终处于全球三大构造域超级汇聚的中心。但是,在这种超级汇聚背景下,分别于华北和华南陆块的核部形成了两种截然相反的构造类型:华北克拉通东部破坏、伸展、裂解导致了中、新生代渤海湾盆地的形成,以张性构造为特征;而华南陆块总体发生收缩、挤压、逆冲导致了宽阔的陆内挤压变形系统,以压性构造为特征。文中综合我们近10年来渤海湾盆地构造的研究成果和2006年以来对华南陆内构造系统的系统调查成果,分析华北与华南中、新生代陆内构造变形差异的大陆动力学变形机制。初步分析表明,虽然两者浅部都处于汇聚背景下,但是宏观的层析成像结果表明,华南与华北的深部状态明显不同,推断其变形机制可能也不同。建议大陆动力学研究要关注深部构造研究,进一步理顺深-浅部构造关系。 展开更多
关键词 渤海湾盆地 华北克拉通 华南陆块 深部构造 大陆动力学
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华北克拉通东部地块中生代变形的关键时限及其对构造的制约——以胶辽地区为例 被引量：87
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作者 李三忠 刘建忠 +3 位作者 赵国春 吴福元 韩宗珠 杨中柱 《岩石学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期633-646,共14页
胶辽地块是华北克拉通东部地块的重要组成,处于北倾的大别-苏鲁构造带的上盘。过去近十年来提出的几个关于东北亚构造演化的重要构造模型涉及到了胶辽地块。本文主要利用我们在辽东半岛南部地区获得的SHRIMP U-Pb锆石定年结果,结合华北... 胶辽地块是华北克拉通东部地块的重要组成,处于北倾的大别-苏鲁构造带的上盘。过去近十年来提出的几个关于东北亚构造演化的重要构造模型涉及到了胶辽地块。本文主要利用我们在辽东半岛南部地区获得的SHRIMP U-Pb锆石定年结果,结合华北克拉通东部野外地质调查的野外第一手资料、我们获得的渤海湾盆地中的中生代构造资料以及其它研究人员的SHRIMP定年资料,系统建立华北克拉通东部地块中生代的构造变形过程,并讨论相关构造模型或构造问题。最近SHRIMP定年研究发现,胶辽地块中古元古代地质体经历了～160 Ma的重熔事件。CL和BSE图象显示,在辽南新太古宙地块附近丹东花岗岩体的两个样品LJ023和LJ030中发现一些167～157Ma的自形岩浆锆石和围绕年龄大约为2100 Ma核部锆石的岩浆型锆石环带。这次重熔事件很可能为华北克拉通的下地壳原地重熔。丹东岩体呈NE走向排列,经历了强烈的近水平韧性剪切变形和随后NNE走向的褶皱变形。本文以丹东地区为例,准确确定了这些变形的年龄。根据辽东半岛东西向剪切带中白云母K-Ar和^(40)Ar/^(39)Ar年龄,第一幕变形界定在195～193 Ma之间。根据野外侵入体与变形叶理之间的关系,丹东花岗岩遭受的第二幕变形发生于153～145Ma之间。第三幕变形,也即为NNE向走滑作用。 展开更多
关键词 中生代 构造 SHRIMP 辽东半岛 华北克拉通
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华南中生代构造转换和古太平洋俯冲启动 被引量：61
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作者 李三忠 臧艺博 +6 位作者 王鹏程 索艳慧 李玺瑶 刘鑫 周在征 刘晓光 王倩 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期213-225,共13页
长期的华南地块研究取得了一系列重要成果,但是古太平洋俯冲作用于华南的地质记录不是很清晰,尚存争论。一派认为始于二叠纪,另一派认为中生代。本文试图通过华南中生代EW向特提斯构造域和NE向古太平洋构造域的构造转换过程及转换时间入... 长期的华南地块研究取得了一系列重要成果,但是古太平洋俯冲作用于华南的地质记录不是很清晰,尚存争论。一派认为始于二叠纪,另一派认为中生代。本文试图通过华南中生代EW向特提斯构造域和NE向古太平洋构造域的构造转换过程及转换时间入手,探讨古太平洋俯冲启动。雪峰山地区早侏罗世地层以及侏罗纪类磨拉石建造呈NE或NNE向展布,燕山期主要发育2期褶皱变形,早期褶皱轴向为NE—NNE向,晚期为NNE或近南北向的隔槽式褶皱;而印支期也发育2期褶皱变形,D1期为EW—NEE向,D2期为NNE向的紧闭褶皱。这些都说明晚三叠世雪峰山地区已经从EW向特提斯构造域向NE—NNE向太平洋构造域的构造方向转换。而南岭地区,以及更南部的南海北部海域,构造转换时间相对较晚,为早—中侏罗世。综合前人的测年数据,德兴斑岩型铜矿三个含矿斑岩体形成于大约172 Ma,形成于古太平洋板块俯冲所形成的活动大陆边缘环境,成矿物质来源于俯冲洋壳的部分熔融,与地幔楔发生混染,推测与该时期古太平洋板块的平板俯冲、板片撕裂、拆沉和俯冲后撤一系列过程密切相关。同期,华南东南部发育了NE—NNE向、NW向和近EW向三组断裂,其中白垩纪(135~100 Ma)华南NE—NNE向的走滑断裂强烈活动,从东向西依次为:滨海断裂、长乐—南澳断裂、政和—大埔、邵武—河源—阳江断裂、吴川—四会断裂和合浦—北流断裂,主要表现为右旋走滑作用,在东南沿海地区形成一系列的拉分盆地,并非典型的"盆岭构造"。根据群速度和S波速度层析成像,华南地块总体上从西向东地壳的厚度整体上逐渐减薄;华南地块东部发生两次壳幔相互作用,对应两次岩石圈拆沉,这两次拆沉都与古太平洋板块的俯冲有关,第一次拆沉为古太平洋板块平板俯冲时板片撕裂所致,第二次拆沉为俯冲板片俯冲后撤和高角度俯冲造成。 展开更多
关键词 华南地块 构造体制转换 褶皱 古太平洋板块 走滑断裂作用 拉分盆地 拆沉
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