苏北废黄河三角洲海域表层沉积物粒度的空间变异和分布特征

在苏北废黄河三角洲海域采集了266个表层沉积物样品,经粒度分析获得各样品粘土、粉砂和砂3种粒级组分的质量百分数,在此基础上运用地统计学方法和GIS软件分析了粘土、粉砂和砂3种粒级组分的空间变异特征,根据空间变异特征研究结果,用Kriging插值方法绘制了各粒级组分的空间分布图.结果表明：废黄河三角洲表层沉积物中砂组分具有较强的空间自相关性,其自相关距离为30.5 km;粘土和粉砂具有中等的空间自相关性,其自相关距离分别为40.3 km和13.8km.在大于17.0 km的尺度上,3种粒级组分的空间变异性表现出明显的各向异性特征,且以NE55°和SE145°两组相互垂直的方向上差异最为明显,这是由于波浪、潮流等因素作用所引起的沉积物离岸梯度变化造成的.制图结果显示,废黄河三角洲表层沉积物3种粒级组分的空间分布状况,粘土表现为近岸低、远岸高;砂表现为近岸高、远岸低,高值区主要在河口附近;粉砂表现为均匀性特征.     

山东半岛近海不同粉砂粒级含量分布的空间差异性及其沉积学意义

粉砂是现代陆架和河口沉积物最主要的粒级组分,但由于其复杂的沉积动力学行为,我们对于不同粉砂粒级的沉积学特征和行为并没有完全掌握。本文分析了山东半岛近海表层沉积物中不同粉砂粒级组分含量的空间分布特征,探讨了其控制因素。结果表明,山东半岛周边近海沉积物类型以泥质沉积为主,但不同粉砂粒级组分具有明显的空间分布差异性。极细粉砂、细粉砂与黏土组分的含量变化一致,表明了其相似的沉积动力学行为。粗粉砂组分的含量空间变化最大,在山东半岛的北部泥质条带、东部“泥楔”和南部近岸具有明显的高含量,其含量与其他各粉砂组分具有明显的负相关性。从表层沉积物的粒度组分与分布规律,可以证明研究区表层沉积物主要以黄河携带物质为主,但流入本区的一些中小型河流也明显提供了部分物源,只是其提供物质的扩散范围有限。结合水动力分析和物理海洋学等方面的认识,我们认为造成不同粉砂组分空间分布差异性的原因主要受物源、区域水动力学条件、局部地形（底形）等因素控制。另外,还发现了山东半岛“泥楔”沉积物的粗粉砂组分含量偏高、现代沉积速率也偏大,这些现象在空间上与“海洋锋面”位置一致,对于海洋锋面的沉积学意义还需要进一步的调查研究和数值模拟工作。     

南黄海中西部表层沉积物粒度特征分析

对南黄海中西部海域316个表层沉积物进行了粒度分析、粒度参数计算和多元统计分析,探讨了沉积物的粒度分布特征、搬运方式和沉积环境。结果表明,粉砂是南黄海中西部海域表层沉积物的优势粒级,含量高达47%,主要粒级范围是1.14~10.13Ф,核心粒级范围是3.92~7.44Ф,底质类型主要是砂质粉砂、粉砂质砂、砂质泥和粉砂。粒度R型聚类分析得出4类,第1类由5.5~10.5Ф粒级组成,第2类由-0.84~-3.2Ф粒级组成,即粗、细两端元粒级组分,第3类是3.5~4.5Ф,第4类为1.5~2.5Ф,分别对应于粉砂质砂(或泥质砂)和砂;Q型聚类分析根据不同的阈值可分为4类、6类或8类,各类归类良好,图形清晰。典型站位的分析表明,研究区的主控因素是黄海沿岸流、潮流沙脊区往复流及苏北沿岸流,各粒级组分的分布、粒度参数特征、搬运方式与海流的强弱和方向有着密切的相关性。     

山东省近岸海域沉积物类型及变化趋势

文章依据山东省近岸海域表层沉积物调查资料,分析了沉积物粒度的时空变化特征及其影响因素。结果显示:2020年,山东省近岸海域表层沉积物粒径总体呈由近岸向远海逐渐变小的趋势,其中,粉砂含量最高,平均66.45%;砂次之,平均26.78%;黏土含量较低,平均6.77%。沉积物不同粒级组分具有明显的空间分布差异性,类型包含粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂和砂,以粉砂为主,占调查站位的61.9%。2016—2020年,山东省近岸海域表层沉积物整体呈现粗化的趋势,其中,日照、青岛、潍坊和滨州近岸海域粗化趋势较为明显,东营次之,烟台和威海粗化程度最低。沉积物粒度时空特征的主要影响因素包含物源、区域水动力条件(如,渤海和黄海海流、山东省沿岸流等)及沿海海岸工程建设情况,具体的影响机制仍需进一步调查研究。本研究成果可以为山东省近岸海域底质类型变化分析和海岸带保护与利用提供参考。     

潍坊港附近海域表层沉积物粒度分布特征与动力环境响应

随着开发利用海洋活动的加剧,潍坊港附近海域的沉积动力环境发生了明显变化,利用表层沉积物粒度调查资料,对研究区的沉积物粒度参数分布特征及沉积动力环境进行了研究。结果表明:研究区表层沉积物主要由砂质粉砂、粉砂质砂和砂组成,粉砂零星分布其中,粒径整体上呈由岸向海逐渐变细的趋势;表层沉积物粒度参数等值线在潍坊港西侧附近海域向岸弯曲,具有明显的细化趋势,而在潍坊港东侧及引堤端头附近海域呈明显的相反趋势;沉积动力环境分析结果表明研究区沉积物的搬运方式以跃移和悬移为主,随着水深和离岸距离的增加,跃移组分含量逐渐减少,悬移组分逐渐增加。     

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。     

苏北废黄河口表层沉积物分布特征及其控制因素

基于苏北废黄河口附近海域表层沉积物粒度分析结果,分析研究了废黄河口表层沉积物分布特征及其控制因素。研究结果表明:废黄河口表层沉积物类型主要有粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥等4种,其中粉砂为分布最广的沉积物类型,分布面积在50%以上;粉砂粒级为研究区最主要的粒级组分,平均含量高达66.3%;表层沉积物优势粒径高度集中,从泥-粉砂-砂质粉砂-粉砂质砂,主峰Φ值不断变小,在细颗粒一侧的低频率尾部逐渐变长。研究区沉积环境可分为高能量区和低能量区,低能量区又可细分为浅水亚区和深水亚区;研究区水动力主要以波浪和潮流作用为主,其中港池南侧近岸主要受波浪作用控制,水动力条件最强,砂质粉砂覆盖区受波浪和潮流作用的双重影响,粉砂覆盖区主要受潮流作用影响。     

桑沟湾海域表层沉积物粒度特征及其环境意义

根据桑沟湾和邻近海域201个表层沉积物样品粒度测试结果,分析了砾、砂、粉砂和黏土等各粒级组分含量分布特征,划分了沉积物类型,探讨了沉积环境。结果表明,沉积物组分中以粉砂粒级组分为主,砾和砂分布相对集中。海域表层沉积物类型共有12类,含砾沉积物类型7类,不含砾沉积物类型5类,其中砂质粉砂与粉砂分布最广。桑沟湾及邻近海域沉积物分布主要受控于泥沙来源、地形地貌及潮流、波浪、沿岸流等沉积动力条件的共同作用。桑沟湾西部近岸海域的泥沙为近源沉积,颗粒较粗,向海扩散有限;桑沟湾外沉积物颗粒由东向西变细,与黄海西部沿岸流携带的黄河源泥沙向西扩散有关;桑沟湾内沉积物颗粒较细,水动力较弱;桑沟湾东北部和东南部海底的脊状凸起区域,含砾沉积物为当地近源碎屑沉积,受海流冲刷的影响,细颗粒碎屑难以沉积。     

长江河口近底层悬沙和沉积物的交换过程研究

大河河口的动力沉积过程一直是陆海相互作用研究的核心内容,其中水体泥沙的垂向交换是河口动力-沉积机制分析中的关键环节。基于2011年12月对长江河口及其邻近海湾采集的大范围、高密度的近底层悬沙、海床表层1~2cm(表层沉积物)和垂向向下约2~10cm的沉积物(次表层沉积物)同步3组303个样品,利用经验正交函数方法,对河口地区的悬沙和沉积物交换过程进行研究。结果表明:近底层水体悬沙的空间分布模式主要以粉砂粒级为主,空间分布差异性不大;表层及次表层沉积物的空间分布模式相似,但较近底层水体悬沙的分布复杂,存在明显的区域性特征,其中南汇边滩水域中部辐散区的沉积物表现为粗粉砂-细砂模式,其他区域由粉砂组分模式组成。近底层水体悬沙、表层和次表层沉积物的第一模态主要反映了粒径较细的泥沙运动,第二模态主要反映了粒径较粗的泥沙运动。在近底层水体悬沙与表层沉积物的垂向交换中,主要交换粒级为粉砂组分粒级。在表层沉积物与次表层沉积物的垂向交换中,南汇边滩中部辐散区的主要交换粒级为粗粉砂-细砂组分粒级,其他区域主要为粉砂组分粒级。     

登州浅滩海域表层沉积物分布特征

依据2010年在登州浅滩海域采集的沉积物样品资料,划分了研究区表层沉积物的分布类型,分析了登州浅滩海域沉积物的分布特征和粒度参数变化规律,在此基础上初步探讨了沉积物分布的影响因素。研究结果表明,登州浅滩海域表层沉积物主要包括砾石、砾砂、粗砂、中粗砂、中砂、细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、黏土质粉砂、粉砂质黏土等11种类型;浅滩沉积物以中粗砂为主,水道东侧以砾砂为主,西侧主要成分为黏土质粉砂;沉积物粒径具有自南向北由细变粗再变细,自东向西由粗变细的趋势;区域表层沉积物的分布格局与水动力环境相适应。     

基于组分反演的高光谱潮间带表层沉积物自动分类研究

利用星载高光谱遥感影像数据Hyperion并结合现场采样粒度分析资料,对潮间带表层沉积物类型的自动分类进行了研究.根据低潮位下沉积物的短波红外光谱反射率与沉积物组分(沙、粉砂、黏土)含量之间的强相关关系,选择2102nm为特征波段,建立了高光谱定量遥感反演模型,获取初步的逐像元沙、粉砂和黏土含量,然后采用线性均衡化处理方法对初步反演结果进行修正,并结合Shepard三角分类法建立对照表,自动确定出每一像元对应的沉积物类型,得到研究区潮间带表层沉积物的空间分布特征,总体分类验证精度为87.9%.研究结果表明,研究区分布着三种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂,所占比例分别为18.9%,64.6%和16.5%,它们的空间分布趋势与研究区内的植被分布状况、水动力条件以及沉积物来源密切相关.     

EH36钢在黄海的初期腐蚀速率的空间变异特征的地统计分析

以黄海海域为研究区,通过动电位极化曲线法获取了出海实测的EH36钢材在2017年8月及12月黄海43个站位的初期腐蚀速率的数据,并以地统计学方法对数据进行分析,探索研究区内EH36钢材的腐蚀速率的空间分布及其变异特征,绘制初期腐蚀速率预测图。结果表明:初期腐蚀速率的分布状况在夏季、冬季呈现不同的特征,夏季分布呈现近岸低、远岸高,中心高、周围低的特点,冬季分布呈现中心及东南部分低、周围高的特征。同时,统计分析表明, EH36钢在黄海的平均初期腐蚀速率,夏季为0.11 mm/a,冬季为0.25 mm/a,并且在夏季和冬季里, EH36钢在黄海初期腐蚀速率分布的空间变异特征明显,空间自相关性强,其中8月的块金值/基台值为0.062,12月的块金值/基台值为0.138,变程在100 km左右。     

Variation of temperature-dependent sound velocity in unconsolidated marine sediments: Laboratory measurements

Laboratory measurements of sound velocity in unconsolidated marine sediment were performed to establish specific correction curves between temperature and sound velocity. Cores from the Hupo Basin and the southern sea of Geumo Island were cooled and sound velocity was measured while gradually increasing temperature (from 3 to 30°C). Sediment textural and physical properties (porosity, water content, and bulk density) were measured at the same depth. Sound velocity increases with temperature for clay, mud, silt, and sand sediment, resulting in values of approximately 2.65, 2.72, 2.78, and 3.10?m/s/°C, respectively. These results are similar to those of previous studies, and differences are likely due to density, porosity, and clay contents of the sediment. Using these results, we present correction curves for sound velocity temperature dependence for each sediment texture, which can be used to correct from laboratory to in situ values to develop accurate geoacoustic model.     

胶州湾表层沉积物粒度特征及其沉积环境

通过对胶州湾44个表层沉积物样品粒度组分进行分析,探讨了该区表层沉积物粒度特征和沉积物类型;并以沉积物组分分布和粒度特征为依据对沉积物进行聚类分析,结合其周边河流以及海底地貌分布,对其沉积环境进行了划分。结果表明,研究区沉积物类型主要有砂质粉砂、粉砂、粉砂质砂和泥;沉积物主要粒级为1.1Φ~7.1Φ,优势粒级为5Φ~7Φ,平均值为5.7Φ,粉砂的平均含量达到58.6%,砂、黏土的平均含量为23.6%和17.3%。将研究区沉积环境划为4类：湾顶及东部近岸浅水区域(I),大沽河—洋河水下三角洲区域(Ⅱ),湾西南部及中部深水区域(Ⅲ)和沧口砂脊周边及湾口区域(Ⅳ)。     

青岛海岸带及邻近海域地形和沉积物类型研究

研究了青岛海岸带及邻近海域的地形特征、沉积物类型及分布特征。总体看来,沿海岸粒度较粗,为砂、粉砂质砂等,向海深处粒度有逐渐变细的趋势,海深处的沉积物主要为砂—粉砂—黏土,局部为粉砂质黏土、黏土质粉砂和黏土质砂。灵山岛周围,沉积物粒度较粗。胶州湾口内外为一海底深槽,水深流急,冲刷强烈,沉积物粒度非常粗,主要为粗砂、中砂,局部有基岩出露。深槽南北两侧各有一条突出海底的砂脊,平行于深槽延伸方向砂脊由中砂组成,混有少量黏土,北侧砂脊表面呈不规则起伏,南侧砂脊表面则较为平整。胶州湾内沉积物粒度总体较细,主要为粉砂质黏土、黏土质粉砂及砂—粉砂—黏土等。根据沉积物类型及分布特征,可把青岛海岸带及邻近海域的沉积划分为4个沉积区:胶州湾口及滨岸现代沉积区、北部浅海沉积区、南部浅海沉积区和残留—残余沉积区。     

淤泥质、粉沙质及沙质海岸航道回淤统一计算方法

根据20世纪80年代初提出的淤泥质海岸航道回淤计算方法的基础上,开展了拓展研究,使之统一适用于淤泥质海岸、粉沙质海岸及沙质海岸。主要研究内容有,在波浪和潮流综合作用下挟沙力含沙量研究中引入了特定的泥沙因子F1/F,从而挟沙力含沙量公式不仅适用于淤泥质泥沙,也适用于非淤泥质泥沙;在动力因素方面,除了一般寻常潮和波浪动力外,进一步考虑了风暴潮和破波的巨大掀沙能力造成航道骤淤的可能性。并结合连云港30万吨级主航道扩建及徐圩港区10万吨级航道的回淤问题(包括骤淤可能性问题),京唐港外航道和黄骅港外航道的骤淤问题,进行预测计算及校验计算,结果都是良好的。此外,对杭州湾强潮和涌潮情况下的挟沙力含沙量也进行了校验计算,结果也非常满意。     

东海内陆架泥质沉积体研究进展

陆架海现代泥质沉积研究具有重要的地质学、环境科学和气候学意义,数十年来一直受到海洋科学家的关注,尤其是近年来在我国兴起了一股研究陆架泥质沉积体的热潮,取得一大批重要成果。本文对我国最大的东海内陆架泥质沉积体的研究进展进行回顾,作为典型区域呈献给读者。东海内陆架泥质沉积区从长江口水下三角洲向南,沿闽浙近岸浅海一直延伸到台湾海峡中部,全长800km,宽约100km,面积约80000km2,相当于两个台湾岛的大小,实属我国乃至亚洲浅海规模最大(体积排第二)的楔式泥质沉积体和现代沉积区。该区中晚全新世沉积地层厚度较大,局部厚达40—80m,总体上呈近岸厚、向海方向逐渐变薄,一般在50—60m等深线、局部可达75m甚至90m等深线附近尖灭。该区泥质沉积物粒度较细,主要由黏土和粉砂组成(大于90%),砂含量很低(小于10%),黏土和粉砂含量在泥质沉积区外缘急剧降低,而砂含量突然增加。沉积物类型为粉砂质黏土和黏土质粉砂,外侧与黏土-粉砂-砂(混合沉积)或泥质砂为界。粒度分布南北有一定差异,北段(长江口外至瓯江口外)近岸较粗外侧较细,近岸为黏土质粉砂,外侧为粉砂质黏土;而南段(自瓯江口至台湾海峡北部)...     

Physical and elastic properties of marine sediments off Bombay,India

Abstract

Keeping in view the paucity of information as to the nature of the marine sediments from the continental shelf adjoining the Indian subcontinent, a number of shallow seismic surveys were carried out, nearshore and offshore Bombay between 18°45'N and 21°00'N. Representative core samples preserving their natural state were also retrieved from the region in the water depths ranging from 5 to 70 m for the determination of physical properties in the laboratory. Data on the physical, acoustic, and elastic properties of the sediment cores are reported for the first time. Useful individual least‐squares relations are presented for acoustic impedance, reflection coefficient, and bulk modulus against density; for the dependence of rigidity and bulk moduli on the constrained modulus; for the association between impedance and field sediment velocity against P‐velocity; and for rigidity against Poisson's ratio. Results indicate that the bulk modulus and Young's modulus are higher for silty clay and clayey silt samples than for the clay samples. Similarly, the acoustic impedance, reflection coefficient, and constrained modulus of silty clay and clayey silt are also higher than clay. The results are found to be comparable to the North Atlantic and Bay of Bengal sediments.