由自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室组织的“2022年度自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室十大科技进展”评选活动日前结束。经全室人员评选，“南海全海域1:100万高精度沉积物类型图编制出版”等10项成果入选。 

1．南海全海域1:100万高精度沉积物类型图编制出版

2022年科学出版社出版了我室科学家主编的1：100万《南海沉积物类型图》及说明书（中英文版，石学法、刘升发、乔淑卿、刘焱光、王昆山主编）。本套南海沉积物类型图图幅范围为0°~24°N，99°~122°E，比例尺为1:100万，全图共分8幅，底图采用墨卡托投影。与以往南海沉积物类型图相比，本套图件有4个特点：（1）覆盖范围大，编图范围包括了以前极少涉及的南海南部巽他陆架和泰国湾区域，基本实现了南海海域“全覆盖”；（2）实测样品资料多，以我国近30年来多个项目获取的9090站表层沉积物实测数据为主进行编图，准确度高；（3）底质类型划分详细、全面，尽可能详细地标注了海底出露的岩石、多金属结核、珊瑚礁和结壳等硬岩底质的分布；（4）首次利用褔克分类法和迪恩分类法相结合编制南海沉积物类型图。说明书在详细阐述沉积物类型、粒度参数和沉积速率的基础上，揭示了南海现代沉积物分区特征、收支及输运过程。本图不仅对研究南海沉积环境和地质作用具有重要的意义，而且可为海洋工程建设、海洋渔业和矿产资源开发、海洋生态环境保护、船舶飞行等提供基础资料和科学依据。

2．提出了中全新世北冰洋海冰融化新机制

北冰洋海冰变化既显著影响全球变化，又对全球变化的响应异常敏感。现有研究把北冰洋海冰融化机制主要归因于极区外热量输入。我室董江、石学法等人通过中俄合作，基于对大量古气候和现代观测资料的分析，首次发现中全新世北冰洋海冰融化的新机制，即增强的泛北极地区河流热能排放入海促进海冰融化。研究表明，全新世中期相对较高的夏季太阳辐射强度导致俄罗斯泛北极地区河流入海热通量增加，从而直接融化北冰洋陆架海冰，这一过程同时也降低海冰对太阳辐射的反射率，从而扩大夏季太阳辐射对海冰融化的影响力。该研究结果暗示，在全球变暖背景下，泛北极地区河流热量排放的增加可能加剧夏季北冰洋海冰融化，从而加速北极地区的快速气候变化。研究成果于发表在Nature Communications上。

3．在热带西太平洋水文循环与碳循环演化过程与机制方面取得新进展

海洋水文循环和碳循环对全球气候变化与地球系统演化研究具有重要意义，实验室秦秉斌、熊志方、李铁刚等在热带西太平洋开展了一系列古海洋与古环境重建工作。在水文循环方面，系统展示了3万年以来西太暖池的热含量变化，认为岁差驱动了热带太平洋类ENSO过程，而冰消期南大洋积累的过量热通过浅层翻转环流向北输送并影响热带大洋。在碳循环方面，揭示了晚第四纪东亚季风、ENSO等热带过程驱动了热带西太平洋CO₂海气交换；明确了构造事件和全球温盐环流是影响上新世热带西太平洋生物生产力的主导因素；分析了上新世以来热带西太平洋深部碳储库演化及其受控机制。以上科技进展系统研究了一系列关键高低纬过程对海洋水文循环和碳循环演化的影响及其气候效应，相关成果发表在Nature Communications、?Earth and Planetary Science Letters、?Geophysical Research Letters等期刊上。

4．揭示了西北太平洋俯冲过程和岩浆活动历史及机制

菲律宾海板块是西太平洋汇聚板块边缘重要组成部分，全面认识菲律宾海板块岩浆活动与构造演化历史是正确解译西太平洋巨型沟-弧-盆系统形成演化的重要一环，我室鄢全树等人对中国大洋航次及国际大洋钻探计划期间获取的西太平洋俯冲系统关键构造位置（西菲律宾海盆、帕里西维拉海盆、马里亚纳海槽、雅浦岛弧、马里亚纳岛弧和九州帕劳脊等）及周缘地区出露的各类基底岩石样品进行了年代学和地球化学分析，获得了以下阶段性的新认识：（1）揭示了菲律宾海板块关键构造位置熔岩的岩浆过程、岩石成因及构造演化历史；（2）创新性提出了西菲律宾海盆形成过程中受到了弧后扩张和地幔柱的共同影响；（3）发现海底高原阻塞是菲律宾海板块北缘前欧亚板块东侧巨型安第斯型俯冲带终止俯冲的关键因素。系列研究成果发表在Gondwana Research、International Geology Review等多个主流地质学期刊上。

5．提出了西太平洋海山成因的新认识

经典的“地幔柱假说”认为单一地幔柱的上升熔融在地表形成一条年龄随位置线性变化的火山链。但西太平洋板内海山通常显示复杂的时间、空间和成分分布，与经典的“地幔柱假说”所预测的不符，其成因存在较大争议。我室位荀等对威克海山链的研究发现，复杂海山链玄武岩具有相似的地幔源区，提出了“树形结构地幔柱”模型来说明分布复杂的板内海山成因；对麦哲伦海山链采薇海山详细研究，在国际上首次发现HIMU和EM1两种截然不同地幔端元共存于单一海山，提出Arago和Rarotonga热点火山作用叠加形成成分复杂的单一海山链。该研究结果表明地幔柱与地幔过渡带和岩石圈相互作用的程度和方式决定了板内岩浆的时空分布以及地球化学组成，在充分考虑地幔柱与地幔过渡带和岩石圈相互作用的前提下，起源于深部的地幔柱依然是说明大洋板内岩浆作用最合理的动力学机制。该系列成果发表在国际地学知名期刊Journal of Petrology、Chemical Geology和Lithos上。

6．东南极冰盖晚更新世冰期-间冰期气候下的动态变化

晚更新世冰期-间冰期气候旋回驱动下东南极冰盖响应模式是理解全球气候系统和预测未来海面上升的重要内容。实验室葛淑兰、陈志华等人对普利兹湾近岸三个钻孔530 ka以来磁学和同位素地球化学变化特征的研究，识别出两个主要物源区，并推断出兰伯特-艾莫里盆地的两种侵蚀模式：第一种是东侧路径，连接着Ingrid Christensen海岸；第二种是发育于MIS 11-5期间沿兰伯特-艾莫里地堑通道的中央路径。磁性变化表征的侵蚀旋回与整个南极的模拟冰量变化和冰盖运动密切耦合，中央通道侵蚀时期与连续温暖间冰期气候有关。本文提供了清晰的冰期间冰期的冰盖旋回性和在晚更新世中的模式改变，该变化也出现在1.13 Ma的晚中新世-早上新世，暗示重要冰流重组可被更长期的气候周期重复触发。研究成果发表在?Quaternary Science Reviews期刊上。

7．阐明了末次冰期以来印度季风演化及对热带海域表层海水层化的驱动机制

安达曼海位于印度季风和东亚季风的交汇区，其表层水文结构变化对全球气候变化反应非常敏感。依托于中泰合作项目，实验室刘升发、石学法等人研究揭示了末次冰期以来安达曼海表层、温跃层海水温度、盐度变化规律，恢复了印度季风演化历史，并通过数值模拟实验证明了东亚冬季风对东北印度洋千年尺度气候变化的控制作用。在此基础上，研究了末次冰期以来安达曼海表层海水层化规律，提供了大西洋径向翻转流和季节性季风变化同步驱动热带印度洋表层海水层化过程的直接证据，为探索印太暖池区海洋热能对全球气候变化的影响提供了新见解。代表主要研究成果的两篇论文发表在?Quaternary Science Reviews上。

8．海底宽频地声特性获取技术和地声预测模型研究取得突破

突破小型化中低频发射换能器、贯入式宽频接收换能器、中低频声波高效能发射和高信噪比采集等中低频原位测量关键技术，实验室科研人员阚光明、李官保、王景强、华清峰、孟祥梅等完成了一体化高频宽带换能器的研制和高频原位测量系统升级改造，形成了海底宽频地声特性获取技术体系；创造性的组织实施了“双船协同”海上调查航次，在关键海区开展了宽频海底声学原位测量、海底沉积物取样、反射地震探测、低频地声反演等海底地声特性测量，实现海底声学特性由浅表层到深层、由高频到中低频、由散点到测线的综合立体探测；首次获取了大面积多站位的海底宽频原位地声数据，揭示了海底底质声学特性空间分布特征，建立了多类型沉积物宽频域声学特性与频率关系模型，提出了基于机器学习的地声特性多参数预测方法，进一步深化认识海洋声场对海底环境的响应、特征与机理，为海洋声场预报提供精确可靠的海底环境信息。研究成果获得国际发明专利1项，研究成果发表在 Journal of marine science and engineering等期刊上。

9．全国首套《中国沿海地区海水入侵图集》正式出版

实验室系统性开展了全国海岸带海水入侵现状调查评价工作，牵头编撰的《中国沿海地区海水入侵图集》一书由2022年由科学出版社公开出版发行（陈广泉、于洪军等编著），系统梳理了我国沿海地区海水入侵成因、分布与类型，重点对辽宁、河北、天津、山东等11个沿海省（区、市）海水入侵现状、地下咸水体分布情况及监测站位情况进行了科学分析，首次编制1：100万比例尺全国海水入侵现状图、1：50万黄渤海地区海水入侵现状图以及莱州湾沿岸、大沽河流域等典型入侵区1：2.5万海水入侵现状图，确定了各地区海水入侵类型和分布范围，研究成果可有效支撑海岸带防灾减灾与生态整治修复，为海岸带高质量发展提供理论依据和数据支撑。

10．揭示了南大西洋中脊彤管热液区成矿流体的演化过程

海底热液硫化物是海底高温热液活动的产物，主要是通过黑烟囱的生长形成的。作为烟囱体的主要矿物相，黄铁矿的沉淀贯穿于烟囱生长的各个阶段，其微量元素特征被广泛应用于揭示黑烟囱生长过程中的成矿流体演化过程。实验室王赛、李传顺等人基于对南大西洋中脊彤管热液区硫化物烟囱体中的黄铁矿微量元素地球化学研究，发现烟囱生长过程主要受携带成矿物质的高温热液流体与海水混合的控制，并在一定程度上受到了热液流体相分离影响。在此基础上，系统揭示了彤管热液区烟囱体生长过程中成矿流体的演化过程。上述成果发表在国际著名矿床学杂志Ore Geology Reviews期刊上。