第八章 锰结核（壳）资源

(一)南海锰结核(壳)的分布 这次在南海北部陆坡及中西沙地体上进行岩石拖网时,共采集到锰结核(壳)132kg,在较成功的拖网中,几乎每网都获得锰结核(壳),有些是以较厚较大的锰结壳为主,有的采集到较大的锰结核,有的是在采集到的岩样表面有0.5mm左右的锰结皮。联邦德国在南沙地区的SO23和SO27航次中,至少有4个站位取得了锰结核(壳),这是我国首次在南海发现较大量的锰结核(壳)资源。     

拖网及深海摄像站位位置与水深的初步校正

对在海山富钴结壳调查中拖网取样和深海摄像调查的站位位置和水深的校正方法进行了研究,对其钢缆角度(θ角)等关键参数的选取以及水深校正可靠性的评估进行了分析和讨论,同时还利用MM3海山站位的数据进行了拖网和摄像站位的位置和水深校正,并对其可靠性进行了评估.结果表明:对于拖网站位,对应I至Ⅲ级海况,钢缆θ角分别被确定为15°、20°和25°时,其站位位置和水深校正误差最小,个别存在着较大误差的站位,需通过虚拟水深的验证进行手动校正,以保证校正后数据的可信性;对于摄像站位,当钢缆θ角被确定为25°左右时,虚拟水深和实际校正水深间在±50 m的允许误差范围(此为多波束的允许误差)内时,测站的站位位置和水深校正的效果较好,有超过50%的摄像测站的校正水深在误差允许的范围内.可见该校正方法具有较高的可信度,可基本满足富钴结壳的资源量评估和矿床圈定工作的需要.     

北戴河附近海域表层沉积物粒度分布特征

对北戴河周边海域的31个表层沉积物样品(站位水深为0~12.8m,平均水深为10.5m)进行了粒度分析、粒度参数计算和统计分析,并分析研究了区内沉积物分类和分布特征。结果表明:表层沉积物的粒级组成为1.5~8.3φ,主要粒级是6~8φ,占90%;在Folk(福克)分类三角图中的分布主要有6种沉积物类型,主要为砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、泥质砂和泥。     

北黄海水体的~(224)Ra

用锰纤维富集-射气法测量了北黄海水体的224Ra,研究了该海域夏季和冬季2个季节224Ra比活度及其垂直分布,并对其进行了比较研究.北黄海夏季224Ra比活度为0.24～3.48Bq/m3,平均值为1.14Bq/m3;冬季224Ra比活度为0.37～6.68Bq/m3,平均值为0.94Bq/m3.北黄海的表层水有3个224Ra高值区,分别位于东北部海域、渤海海峡南部和北黄海中北部海区.30m水深将224Ra比活度的垂直分布分成上层和下层2层.在0～30m水层,夏季,随着水深增加224Ra比活度逐渐增加,比活度变化较小;冬季部分站位由表层向下224Ra比活度逐渐降低.30m水深以下,224Ra比活度随着水深的增加而增加,而且变化幅度较大.由224Ra比活度的垂直分布得出该海域的垂直涡动扩散系数为2.5～43.5cm2/s,夏季北黄海冷水团中心海域底层溶解态化学物质输运补给到上层所经历的时间为9～15d左右.     

西太平洋Kocebu海山铁锰结壳稀土元素地球化学特征

西太平洋麦哲伦海山区是全球重要的铁锰结壳资源分布区,具有丰富的稀土元素资源潜力。本文对采自麦哲伦海山区Kocebu海山的11个铁锰结壳表层样(<1 mm)进行稀土元素地球化学研究,探讨其含量特征、成因和影响稀土元素富集的环境因素。结果表明:Kocebu海山铁锰结壳表层样品ΣREY(Rare earth elements and yttrium)平均含量为1366 mg/kg,低于前人在麦哲伦海山区其他海山以及邻近的马尔库斯–威克海山区的分析结果;样品轻稀土富集和Ce正异常(平均值为1.45)特征以及稀土元素成因图解、配分曲线和分配系数曲线等均表明该海山结壳属于水成成因;海水中稀土元素含量和溶解氧含量是控制结壳生长的关键环境参数,二者在Kocebu海山所在海区的浅水环境中含量较低;结壳ΣREY含量偏低与采样点水深较浅导致的海水稀土元素含量和溶解氧含量较低密切相关,受碎屑矿物的稀释作用影响较小。在开展铁锰结壳地球化学特征研究和资源勘探评价时应充分考虑采样水深的分布范围,局部水深样品的分析结果可能导致研究结果出现较大偏差。     

~(35)SO_4~(2-)示踪法测定九龙江河口沉积中硫酸盐还原速率

在2011年7月利用35SO2-4培养示踪法测定九龙江河口两个站位(A站位位于咸淡混合区,盐度3~5;B站位位于海相区,盐度20~25)沉积柱中硫酸盐还原速率的垂直分布。结果显示A站位沉积柱中硫酸盐还原速率变化范围为54~2 345nmol/(cm3·d),从表层到底部先增大后减小,最大值出现在20cm深度附近;B站位硫酸盐还原速率在24~987nmol/(cm3·d)之间,分别在10cm和78cm深度附近出现两个峰值,分别为876nmol/(cm3·d)和987nmol/(cm3·d)。综合分析两个站位孔隙水中SO2-4、甲烷浓度和沉积物中总有机碳、温度和氧化还原电位的垂直变化趋势与其硫酸盐还原速率的分布规律,表明A站位沉积物中硫酸盐还原以有机矿化为主;B站位受到有机质矿化和甲烷厌氧氧化的共同作用;两个站位硫酸盐还原速率及垂直分布趋势受孔隙水中SO2-4浓度、有机质活性和温度的共同影响;根据各个层位硫酸盐还原速率估算两个站位硫酸盐还原通量(以硫计)分别为527.9mmol/(m2·d)和357.1mmol/(m2·d),表明硫酸盐还原是九龙江河口有机质厌氧矿化的重要路径。     

流体剖面上溶解硫酸盐的含量能否反映原地甲烷通量

在天然气水合物稳定带中，受生物地球化学因素制约的甲烷通量是控制天然气水合物分布和含量的关键。我们将通过非保压岩心和保压岩心数据进行说明，这些数据分别来自孟加拉海两个海盆：克里希纳河－哥达瓦里河盆地（K—G）和印度东南部近海的Mahanadi盆地（水深9001170m），以及位于安达曼海（水深1600m）的1个站位和卡斯卡底古陆（水深890m）的水合物脊上的2个站位。以上所有站位都发现了天然气水合物存在的证据，但每个站位水合物的含量、分布和含水合物沉积物的结构各不相同。     

南海海域海水中各形态磷的化学分布特征

根据1998年7月和1999年1月两个航次的调查资料,对南海水体中磷的含量分布以及夏、冬季变化规律进行了探讨.结果表明,南海表层水体中磷酸盐夏季含量明显低于冬季,夏季平均含量为0.004μmol/dm3,而冬季为0.35 μmol/dm3;有机磷含量夏季高于冬季,含量分别为0.12,0.04 μmol/dm3;总磷含量的季节变化与无机磷酸盐类似,夏、冬季含量分别为0.22,0.61 μmol/dm3.在垂向分布上表层50 m水柱中PO₄3--P,总溶解态磷和总磷含量最小,随水深增加基本上呈线性快速增加,至500 m增加减缓,1 000 m左右为最大含量,然后随着水深略有下降.在夏季垂直分布比较典型,不同站位在一水深的含量离散性小,而冬季PO₄3--P,总溶解态磷和总磷的垂直分布则显得离散性大,尤其是PO₄3--P分布在200 m左右出现最大值,说明当年冬季南海各区域存在着较大水文、生物差异,很大的影响了化学环境的变化.在南海表层水中通常以有机磷占优势,在150 m深处以下的水中则以无机磷为主.深水中溶解的有机磷含量一般随水深减少.夏季的有机磷明显高于冬季,表明夏季的生物作用强烈.     

九州-帕劳海脊南段铁锰结壳物质组成特征及成因机制

铁锰结壳(又称富钴结壳、多金属结壳)富含Co、Cu、Mn、Ni、Ti、V、REE、Y和Zn等人类日常生活和高新技术产业亟需的关键金属,是一种重要的战略性矿产资源。本文对九州-帕劳海脊南段水深1 900～2 600 m处获得的9个站位铁锰结壳样品进行了矿物学和地球化学研究,分析了铁锰结壳的矿物组成、主微量元素和稀土元素含量,并进一步探讨了铁锰结壳的成因类型。结果表明,研究区铁锰结壳的矿物组成以水羟锰矿为主,同时含有大量非晶态铁氧/氢氧化物;Mn、Fe、Co、Ni、Cu平均含量分别为16.15%、15.38%、0.32%、0.33%、0.10%;CaO/P₂O₅均值为5.93,表明九州-帕劳海脊南段铁锰结壳样品均未发生磷酸盐化作用;铁锰结壳明显富集稀土元素(含Y,REYs),平均含量为1 194μg/g,轻稀土显著富集,稀土元素经后太古代澳大利亚页岩(PAAS)标准化后配分模式整体相对平坦,呈现Ce正异常而Eu无异常,与海水呈现镜像关系,说明铁锰结壳稀土元素主要来源于海水。铁锰结壳的矿物组成和元素判别图均表明九州-帕劳海脊南段铁锰结壳属于水成型,...     

冬季和春季长江口及其近海水域浮游病毒丰度的分析

采用荧光显微技术,对2006年长江口及近海水域20个站点的表层及10m层或潜水体冬、春两季的浮游病毒丰度进行了检测,对浮游病毒丰度在季节（冬、春两季）、水平分布和垂直分布上的变化进行了探讨.调查区浮游病毒丰度在冬、春季节上并无明显差异,但在水平分布上存在很大差异,河口区浮游病毒直接检测量（Virus Direct Count, VDC）达到10^7个/ml,近海水域VDC为10^6个/ml,河口区的浮游病毒丰度都明显高于近海水域病毒丰度 （P＜0.01）.在垂直分布上,冬、春两季长江口水域水深小于10m的站位,表层浮游病毒丰度与底层病毒丰度无明显差别,水深大于10m的站位,表层水样的浮游病毒丰度都高于10m水层病毒丰度,说明长江口浮游病毒的垂直分布与站位总水深有关.还通过比较各站点VDC与叶绿素a含量的数据,分析了二者之间的相关性：冬季浮游病毒丰度与叶绿素a含量成正相关性;春季浮游病毒丰度与叶绿素a含量成负相关性,但病毒丰度受叶绿素a含量的影响仅为10%-11%.     

鲈鱼的形态和生态特征及养殖结果

本文根据现有文献资料和笔者的研究结果,比较了不同产地,不同种群鲈鱼的形态、生态特征和各地的养殖结果,分析了产生不同结果的重要原因,提出了充分利用不同种类及产地的鲈鱼为人类造福。     

现代黄河水下三角洲全新世以来土层岩土工程参数与沉积环境之间的关系

根据近几年来的实际勘探资料,对现代黄河水下三角洲埕北海域的复构三角洲从平面和垂向上做了综合性的工种地质评价,确定了底质类型以粉土为主局部分布有粉质粘土的平面格局和全新世以来沉积四层标准化地层的空间架构,并对其力学性质指标和物质性质指标的关系进行了统计,得出相关关系式。     

小长山港内港湾假潮变化的基本特征

本文给出了该港湾假潮振幅＞ ２０ｃｍ 出现的频数、假潮的周期和延时,还讨论了假潮变化的成因。     

关于波浪Boussinesq方程的研究

对有关波浪 Boussinesq方程的研究成果进行了系统的归纳总结和评述 ,以期对本学科的发展起到一定的引导和促进作用     

基于OpenFOAM的潜堤—双弧板组合结构水动力特性数值研究

鉴于双弧板式透空堤的消浪性能仍不理想,提出了一种潜堤—双弧板组合结构,并基于OpenFOAM软件建立了波浪与该结构相互作用的数值模型,采用试验结果对所建数值模型进行验证。在此基础上,讨论了该新型结构的消浪特性、波压力分布特征以及所受波浪力的影响因素。结果表明,透射系数随相对板宽的增大而减小,反射系数则相反。透射与反射系数随相对潜深的变化较为显著。当结构位于静水位上方（即相对潜深为-0.05）时,透射系数最小而反射系数最大;当结构位于静水位下方（即相对潜深为0.05）时,透射系数最大而反射系数最小。该组合结构两块弧板上下表面的正负压力变化关于横轴近似对称,不同测点处的压力值差异显著。水平波浪力与垂直波浪力的变化趋势大致相似,但垂直波浪力远大于水平波浪力。研究结果可为其工程应用提供理论指导与技术支撑。     

青东凹陷断裂特征及其对沉积的控制作用

通过对青东凹陷古近纪的断裂体系和主要同沉积断裂的活动和特征分析,表明区内主要发育NNE、EW、NW向三组断裂体系,NNE向的凹陷边界断裂青东1号断层和EW向的主要二级同沉积断层f1、f2控制了凹陷内次级构造单元的划分,凹陷由北向南依次划分为北部深洼、北部凸起、中部次洼、南部凸起、南部次洼、西南缘缓坡带以及东部陡坡带等7个次级构造单元。研究表明,凹陷内各洼陷的沉降中心在古近纪发生了明显的分异和迁移,这些变化受控于区内主要同沉积断裂的差异活动和演化,青东1号断裂和f3断裂在古近纪的持续活动共同控制了北部深洼的沉积充填,f1和f4断裂分别控制了中部次洼和南部次洼的发育;主要断裂的活动及其组合样式控制着湖底扇、扇三角洲、辫状河三角洲等粗碎屑沉积体系的发育。与生油洼陷相邻的主要同沉积断裂形成的断裂带具备形成砂岩油气藏的各种有利条件,其中东部盆缘断裂带是区内砂岩油气藏勘探最有利的区带。     

塘沽近海海域海浪的基本特征

本文对在海洋钻井平台上连续观测6a的波浪资料进行了统计、分析，结果表明，本区大浪主要发生在秋季，多年按月统计极值波高11月最大，为5．3m（东北向），7月最小，为2．8m；波浪总特征表现为秋季强，春季次之，夏季最弱的特征。表中所示波浪特征值，在塘沽海城海洋工程建设中具有重要的价值．     

浅海波导中刚性球声散射特性研究

目标特性研究对军事及海洋开发具有重要意义。作者用Ingenito的简正波方法对浅海波导中刚性球的散射进行了理论研究。在理论推导中直接利用波导中简正波解,同时去掉文F．Izngenito等研究中的远场假设,使理论结果更具一般性。文中对浅海波导中刚性球的散射进行了数值计算,并进行了分析。结果表明,浅海波导中目标散射场特性与自由场中明显不同,海底、海面的存在使散射场在深度方向产生干涉,从而影响散射场的空间分布,海底声速及衰减系数对散射场空间分布有重要影响。     

河北南堡-曹妃甸海域潜在的浅表灾害地质类型及特征

利用2~7kHz浅地层剖面探测、多波束、单波束水深数据以及侧扫声纳勘测影像等地质地球物理实测数据,分析研究了河北南堡-曹妃甸海域各种潜在的地质灾害类型,编制了该海域的灾害地质图与海底地貌图。并在前人对海岸带灾害地质类型分类的基础上,对该海域的潜在的灾害地质类型进行了分类。对海底浅层气、活动沙波、海底侵蚀、活动断裂、埋藏斜层、陡坡、陡坎以及沟槽等与近海海洋工程密切相关的灾害类型的空间分布特征深入研究。研究结果显示:调查区海域的潜在地质灾害因素分布较为集中,多发育在缓斜的水下侵蚀堆积岸坡与陡斜的水下侵蚀岸坡分界线附近,浅层气,陡坡陡坎以及沟槽都有发育;在陆架侵蚀洼地区,发育有较大规模的沟槽,海底侵蚀现象也是较为普遍;调查区其他海域,灾害类型较少,局部发育有活动沙波和埋藏斜层等。     

Sea ice characteristics between the middle Weddell Sea and the Prydz Bay, Antarctica during the austral summer of 2003

The antarctic sea ice was investigated upon five occasions between January 4 and February 15, 2003. The investigations included: (1) estimation of sea ice distribution by ship-based observations between the middle Weddell Sea and the Prydz Bay; (2) estimation of sea ice distribution by aerial photography in the Prydz Bay; (3) direct measurements of fast ice thickness and snow cover, as well as ice core sampling in Nella Fjord; (4) estimation of melting sea ice distribution near the Zhongshan Station; and (5) observation of sea ice early freeze near the Zhongshan Station. On average, sea ice covered 14.4% of the study area. The highest sea ice concentration (80%) was observed in the Weddell Sea. First-year ice was dominant (99.7%-99.8%). Sea ice distributions in the Prydz Bay were more variable due to complex inshore topography, proximity of the Larsemann Hills, and/or grounded icebergs. The average thickness of landfast ice in NeUa Fjord was 169.5 cm. Wind-blown snow redistribution plays an important role in affecting the ice thickness in Nella Fjord. Preliminary freezing of sea ice near the Zhongshan Station follows the first two phases of the pancake cycle.