南海海底沉积物声学物理参数测定的温度和时间优化研究

海洋沉积物含水率、密度和孔隙度等物理参数是沉积物声学特性研究中的重要指标。由于南海沉积物类型多样、成分复杂, 特别是深海沉积物样品珍贵, 需精确测定沉积物声学及物理参数并无损害地保持沉积物化学性质。文章以黏土、粉砂和砂三种典型海底沉积物为研究对象, 使用环刀法和烘干法, 在不同温度条件下(60℃、80℃、100℃和120℃)测定和分析了这三种沉积物的含水率、密度、孔隙度随烘干时间的变化趋势及特征, 并进行了回归分析和综合研究。结果表明: 1) 对同类型沉积物, 温度越高, 完全失去孔隙水的时间越短, 且失水过程具有阶段性;2) 同一温度下, 三种典型沉积物完全失去孔隙水的时间为t_砂<t_粉砂<t_黏土, 且不同时间段, 失去孔隙水的速率差异较大, 这主要与沉积物的颗粒大小、颗粒间的间隙大小以及烘干后期沉积物中所含的水分均已大部分流失有关;3) 建议声学沉积物样品的烘干温度以80℃左右为宜, 并给出三种沉积物完全烘干的参考时长和临界时间;4) 在温度为80℃时, 将临界时间处的物理参数带入经验方程进行声速预报是可行的。     

南沙海区珊瑚礁灰岩纵波波速特征及其影响因素 *

珊瑚礁灰岩是孔隙结构复杂、密度变化较大的一类岩石, 但过去对珊瑚礁灰岩纵波波速与孔隙结构的关系及其影响因素研究不够深入。本文测定和分析了南沙海区某岛礁钻孔中珊瑚礁灰岩的纵波波速、孔隙度以及密度特征, 结果显示礁灰岩的纵波波速变化范围为5104~5958m·s^-1, 孔隙度变化范围为1.47%~17.7%, 密度变化范围为2.07~ 2.72g·cm^-3。这些特征表明, 埋藏后的压实作用和重结晶作用, 对珊瑚礁灰岩的孔隙度和密度产生影响。珊瑚礁灰岩弹性波速主要受孔隙度和孔隙结构类型的影响, 礁灰岩横、纵波速比值能有效地确定岩体的结构和稳定性, 因此礁灰岩的声学特性研究成果可为珊瑚岛礁工程建设的稳定性评估提供可靠的数据支撑。     

南海东北部深海盆末次冰盛期以来陆源碎屑粒度特征及影响因素*

南海东北部深海盆底流演变受多种因素控制, 但目前对末次冰盛期以来底流的敏感指标、演变过程及其控制因素还缺乏深入认识。本文选取南海东北部深水区16ZBS11岩心开展陆源碎屑粒度测试和年龄测定, 通过粒级-标准偏差法提取环境敏感因子, 并计算底流强度及搬运能力。研究结果表明, 研究区陆源碎屑主要由粉砂和粘土组成, 砂组分仅在部分层位出现。南海东北部深海沉积环境经历了3个演化阶段, 第Ⅰ阶段为22.39~16.02ka BP, 第Ⅱ阶段为16.02~9.58ka BP, 第Ⅲ阶段为9.58ka BP至今, 各阶段粘土和粉砂组分均呈反相演变过程。海平面变化是深海沉积和海洋过程的重要影响因素, 末次冰盛期以来南海东北部深海盆底流强度和搬运能力逐渐减弱并呈同步变化, 16ka BP、11.5ka BP后南海分别与印度洋、台湾海峡连通, 影响了南海北部的海洋过程。特别是9.58ka BP以来南海北部海洋混合方式和强度的改变, 深刻影响着深海陆源碎屑的输运及沉积演化。本文研究结果为深入认识南海北部底流活动演变和南海深海过程提供了新证据。