浅地层剖面探测技术及应用

浅地层剖面技术是应用声学原理高效获取海底面之下浅部地质地球物理信息的探测技术,主要应用于海底浅地层信息探测和海底特殊目标调查等方面。以往研究者主要集中在浅地层剖面的具体应用,未对不同类型的浅剖应用效果进行综合对比分析,本文比较4种不同类型浅地层剖面系统的组成、工作方式和探测技术参数,认为不同尺度的探测目标需要应用不同类型的浅地层剖面系统。分析和对比不同震源类型浅剖的应用案例,发现电火花震源穿透能力最强,分辨率随工作频率的增大而提高;电磁式震源穿透深度与分辨率适中;压电换能器震源分辨率较高,穿透能力弱;参量阵震源利用差频原理,信号中包含高频与低频两部分,能够同时得到较高的分辨率与较大的穿透深度。未来浅地层剖面探测技术向深穿透、高分辨率、高效率、二维向三维甚至高维探测方面发展。     

新近纪深海大洋红层的分布分类及成因

新近纪大洋红层是一种在氧化条件下形成的红色-粉色-棕色海洋沉积物。白垩纪大洋红层研究成果众多,然而新近纪大洋红层研究缺乏系统的分析和总结。本文以新近纪大洋红层为研究对象,通过对全球大洋钻探井位资料的分析,发现39个钻井含有新近纪大洋红层。通过对不同大洋区域、不同钻井内93个红层离散样品的主量元素CaO,Al2O3和SiO2含量进行三元图投点分析,将新近纪大洋红层分为铝质和钙质大洋红层,其中绝大多数为铝质大洋红层。进一步分析了部分钻井中离散样品的磁化率变化、反射光谱一阶导数曲线、热退磁曲线和交变磁场退磁曲线变化,结果表明新近纪大洋红层的致色矿物以赤铁矿为主。12个钻井中新近纪大洋红层离散样品的低总有机碳含量和低CaCO3含量指示较低的生物生产力,此外19个钻井中红层的沉积速率平均为4 mm/ka,而非红层的沉积速率平均为85.3 mm/ka,指示红层的沉积速率相对较低。总结和分析新近纪大洋红层的以上特征,本文认为较低的有机质堆积速率为铁氧化物(赤铁矿)的形成提供了有利的氧化条件,使得沉积物中的铁氧化物在成岩阶段得以保存,最终形成全球分布的新近纪大洋红层。     

热-力作用原煤变形特征与力学性质演化试验研究

开展原煤在热-力作用下煤热膨胀与吸附瓦斯解吸研究对于深入理解深部煤岩失稳破坏机制有重要意义。通过对四川白皎矿和徐州张双楼矿的原煤施加不同温度-应力条件,获取煤的热变形、解吸气体运移以及煤的力学性质的热响应。试验结果表明:白皎煤在低于35℃条件下表现为膨胀变形;在高于35℃恒温环境下,煤体变形表现为先膨胀后收缩趋势。张双楼煤在低于60℃条件下表现为先膨胀后会出现收缩;在高于60℃恒温环境下,煤样趋向整体膨胀。其结果说明,煤岩在热环境中的变形行为取决于煤基质的热膨胀与解吸收缩之间的竞争结果。煤吸热升温后孔隙中解吸气体数量增多,煤样在受载压缩变形过程中显现出复杂解吸气体排放特征,包括煤中原生孔隙裂隙压缩闭合排出气体,煤体内不均匀变形导致气体流动,煤体开裂导致气体回流。力学测试结果表明,煤样的单轴抗压强度以及弹性模量随着环境温度上升均表现出下降趋势。其结果为深入理解深部煤层在热-力耦合下渗透率与强度变化机制提供试验依据。     

南海北部神狐海域地质环境综合调查及科学意义

在南海北部神狐海域水合物活跃区域开展了一次综合的海洋地质、物理海洋和生态环境调查,10个站位分布在水深1 000~4 000 m范围内的陆坡和深水盆地区域,是南海北部油气活跃的重要区域和天然气水合物试采区域.航次主要对10个海底站位进行了表层沉积物箱式和重力活塞柱状取样.针对天然气水合物试采区域,开展了一台"海燕"水下滑翔机的海洋物理环境连续走航剖面观测.利用海底地震仪在两个站位开展了连续海底地震和微振动观测.进行了站位的分层水体和沉积物样品中微生物学实验研究.初步航次结果展示了沉积物为黏土和软泥.站位和水下滑翔机走航观测提供了水体内海洋物理环境参数变化特征.海底地震仪观测展示了研究区天然地震活动和可能与水合物活动有关的微震动和短持续事件记录.微生物学实验揭示了沉积物中的微生物细菌群落特征.