含水合物沉积物电阻率演化规律实验研究进展

电阻率对沉积物组成和微观结构具有极高敏感性,是反映水合物生成分解过程物性演化的重要参数。然而由于影响因素复杂,人们对电阻率随CH4水合物生成分解的演化规律仍不清楚。对含CH4水合物沉积物的电阻率实验研究进展进行了梳理,分析了电阻率的主要影响因素,总结了纯水、盐水、非饱和水等不同体系中水合物生成分解过程电阻率演化规律。研究认为,在纯水沉积物中,电阻率随着水合物的生成不断增大;在盐水沉积物中,成核阶段的排盐效应以及生长阶段的重结晶或Ostwald熟化现象都会导致沉积物电阻率的降低;对非饱和水沉积物,气体和水在重力、毛细管力作用下、孔隙溶液离子在渗透和扩散作用下,都对沉积物电阻率造成影响。基于上述分析,提出了水合物生成过程模型,探讨了电学特性实验研究未来发展方向,对水合物电学研究具有一定的参考意义。     

电阻率法监测黄河口海床沉积物固结过程现场试验研究

为了研究黄河口海床沉积物固结过程中电阻率同工程力学性质指标的对应关系,探索海床土体固结过程的新型原位监测技术,本文在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状沉积物和观测研究粉质土海床的固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位土工测试手段,实时测定固结过程中海床土强度变化和孔隙水压力消散过程;同时通过埋置自行研制的环形电极探杆,实时测定海床土固结过程中的电阻率变化。通过对比分析海床土电阻率与工程力学性质指标的同步测定数据发现:黄河口饱和粉土的电阻率与微型贯入试验测得的土体贯入强度,静力触探试验测得的比贯入阻力,十字板剪切试验测得的不排水抗剪强度(峰值强度、残余强度)均呈乘幂关系,且相关性良好;海床沉积物在固结过程中的电阻率与孔隙水压力呈负线性相关性。     

鄂尔多斯盆地王窑地区上三叠统长6油层成岩作用研究

通过多项测试方法，对安塞油田王窑地区长6油层含油砂体的岩石学、成岩作用、储集物性和孔隙发育特征进行分析和研究。结果表明，该区储集砂体为成分成熟度较低的长石砂岩；主要自生矿物为绿泥石、浊沸石、方解石、石英、钾长石、伊利石和钠长石等；储层次生孔隙发育，主要孔隙类型为粒间孔隙、骨架颗粒溶孔和浊沸石溶孔。孔隙结构具有小孔、细喉的特点；储层成岩演化阶段处于晚成岩A亚期；储层性质明显地受到沉积微相和成岩作用的影响。沉积物粒度较粗、厚度较大的河道砂和河口砂坝砂的储集物性明显优于各种粒度较细、厚度较薄的席状砂体。     

海洋环境工程地质学的新领域——海洋土质学

海洋环境工程地质学是近年来形成的一门新兴的应用性很强的地质科学.它在海洋工程建设和海洋开发上,将起到十分重要的前导和基础作用.海洋土质学,它是海洋环境工程地质学的重要组成部分,它是用成因土质学的观点和方法去研究不同海域,不同沉积类型的海底沉积物的沉积环境、沉积特征、成分、沉积结构及物理、力学性质,从中分析探讨不同沉积类型的海底沉积物的物理、力学性质与它的形成环境、物质组成、物理化学特征、微结构特征的相关关系.这个研究不仅在理论上对研究海洋沉积物的工程地质性质的形成机理有重要意义,在实际应用上也将对各种不同类型的海洋开发和海洋工程建设提供工程地质依据.     

基于WOA-LSSVM的海底沉积物物性参数建模

电阻率测量是海底沉积物工程地质勘察的主要原位观测方法之一,作为一种间接测量方法,需要建立沉积物物性参数与沉积物电阻率的回归模型。为提高建模精度,本文提出了一种基于鲸鱼算法优化的最小二乘支持向量机(Whale Optimization Algorithm-Least Squares Support Vector Machine,WOA-LSSVM)的海底沉积物物性参数与电阻率回归建模方法。该方法建立了海底沉积物电阻率与沉积物4种基本物性参数(含水率、密度、孔隙比、塑性指数)的单输入、单输出最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine,LSSVM)回归模型,利用WOA算法对LSSVM参数进行寻优取值。对比研究了WOA算法、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)、粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法优化的LSSVM建模结果,结果表明,基于WOA-LSSVM建立的海底沉积物物性参数与电阻率的回归模型具有更好的预测效果,均方根误差降低1.1%～14.9%,平均绝对百分比误差降低0.4%～19.9%。     

水合物生成导致沉积物孔隙结构和渗透率变化的低场核磁共振观测

含水合物储层的宏观物性表现是由储层沉积物的微观孔隙特征所控制的。理解沉积物在水合物生成过程中微观孔隙结构特征变化对于其物性特征的预测和分析有重要意义。本文利用低场核磁共振（LFNMR）技术监测了不同砂样中氙气水合物的生成过程,利用横向弛豫时间（T2）谱对生成过程中的微观孔隙结构及水相渗透率演化规律进行了分析。研究表明,水合物优先生成于沉积物较大孔隙中,在半径较小的孔隙中水合物很难生成;生成前期水合物的生长速率较快,后期逐渐减缓;水合物的生成导致沉积物孔隙尺寸和分布的变化,表现为随着水合物的生成,沉积物水相孔隙空间的最大孔隙半径和平均孔隙半径逐渐减小,孔隙空间的分形系数逐渐增大;沉积物水相渗透率随水合物生成过程中水合物饱和度的增加,先迅速减小后缓慢减小;具有不同孔隙结构特征的样品水相渗透率变化规律存在差异;相较于SDR模型和Kozeny-Carman模型,分形方法能够更好地体现孔隙结构变化对渗透率的影响。     

随机波浪作用下底层水沙运动的试验研究

通过一系列室内水槽试验,对规则波与不规则波浪荷载作用下的粉土质海床内的孔隙水压力、底层悬沙浓度以及底层水体流速的变化进行了比较分析。结果表明:波浪荷载的能量分布对床土的响应强度有着重要影响,尤其低频(大周期)部分的影响尤为强烈;随着超孔隙水压力累积,进而影响到底层悬沙浓度的变化;悬沙颗粒的结构和性质同样随着水动力的变化而变化,不同强度的水动力通过影响颗粒的絮凝特性而影响到悬沙颗粒的沉降和悬浮。另外,随机波浪所伴随的较强的非线性作用同样影响着悬浮体的絮凝与解体,这大大加剧了细颗粒沉积物的悬浮、运动的复杂性。     

黄河三角州沿岸及相邻渤海海域碳酸盐研究(英文)

对黄河三角州陆地上河道,河口、潮间带及毗邻渤海海域沉积物中的碳酸盐含量作了分析,在此基础上划分出含量不同的沉积区和亚区。沉积区的划分和其物源有十分良好的对应关系,同一沉积区内的亚区则主要和粒度有关,从而间接反映了水动力环境与生物作用的控制性影响。黄河口沉积物中碳酸盐含量与粒度成反比,其他物源的沉积物则各不相同。黄河口及邻近渤海海域中粘土粒级和碳酸盐含量等值线反映出黄河细粒级沉积物扩散的方向、强度和范围。海洋生源沉积是影响渤海东部和中部沉积物中碳酸盐含量分布的主要因素。     

深水水道沉积体系及地震识别特征研究

<正>深水水道作为输送陆源碎屑沉积物到深海盆地的重要通道,对沉积物起到约束和分类作用。通过研究深水水道的沉积与演化过程可进一步对深海盆地沉积物源进行分析。通常,在水道轴部沉积粗粒沉积物,堤坝部位沉积细砂、粉砂和泥等细粒沉积物,水道沉积体系可作为很好的油气储集体。研究表明,深水水道具有复杂的内部结构、多次侵     

沉积物中天然气水合物超声检测技术

海洋天然气水合物主要分布在海底沉积物的孔隙中.而海底沉积物可以看作是一种紧密的湿颗粒双相多孔介质.基于双相多孔介质理论,分析和研究在孔隙中天然气水合物发生相变过程引起的多孔介质物性的变化而导致的声波传播的改变,可以找出其中的变化规律,对于研究沉积物中的天然气水合物具有重要的理论意义和实际价值.     

黄河三角洲飞雁滩沉积物颗粒度分布和粒度参数特征及水动力解释

黄河三角洲飞雁滩因入海河口改道而缺乏泥沙来源,导致海滩蚀退10余km。近30a来,蚀退后的浅滩在不同潮流和风浪的作用下,浅海滩沉积物颗粒在空间分布上出现明显的差异,表现为浅水区沉积物粗于深水区,来沙少的沉积区粗于来沙多的沉积区。根据2004年实测沉积物颗粒度参数和实测水流及风浪资料分析,该海滩可以分为三个沉积区:I号沉积区,水深较浅,泥沙补给较少,主要受不同风浪的影响,沉积物颗粒组成较粗,以细砂和粉砂为主,分选良好,目前抗冲能力较强;II号沉积区,水深较浅,水流较弱,常受来自高中低潮滩下泄水流携带的细颗粒泥沙影响,沉积物组成粗细混合,以粉砂质粘土为主,分选较差;III号沉积区,水深大,在潮流和风浪作用下,常有来自沿岸尤其I号沉积区的细颗粒泥沙影响,沉积物组成粗细混合,以粘土质粉砂为主,分选较差。黄河三角洲飞雁滩桩106海滩沉积物空间分布较好地反映了泥沙来源和沉积动力条件,该成果可为海岸海滩防护工程规划设计提供科学依据。     

东海大陆架沉积物内大型底栖生物和生源结构

底栖生物对沉积过程和沉积类型的影响有两个方面，一是导致颗粒沉积物的沉积、再悬浮，或导致其稳定、垂直混合和粒级分层；二是影响液体和溶解性矿物质同上覆水的交换。长江口外的东海大陆架区域辽阔(宽度超过500km)，包含着各种各样的沉积环境和生物。在31°－33°N之间的海域，低层水温的巨大梯度，形成一个介于亚热带和冷温带(或北温带)群落之间的极为明显的生物地理过渡带。沉积物从现代沉积中心的粘土到全新世海侵的残留砂皆有分布。 本文是1980和1981年中美东海沉积动力学联合调查的研究结果，简要地描述底栖生物的一般分布型，重点讨论沉积柱中大型底栖生物垂直分布的观测结果，并推断底栖生物在沉积过程中的作用。     

铁锰结核结壳生长过程的一种理论假设

铁锰结核成矿物质的直接来源是大洋底层水和沉积物孔隙水，结壳只有底层水，因此，底层水和孔隙水的物理化学特征就成为理解铁锰结核（壳）成矿作用特征与过程的关键。铁锰结核（壳）内部构造的两个明显特征是：①韵律性的环状纹层构造，和②树枝状构造，这两种构造是典型的远离平衡的非线性地质作用的产物。正常情况下，海底水—沉积物界面系统的底层水、孔隙水中Ｍｎ、Ｆｅ是不饱和的。因此，铁锰结核（壳）不可能在平衡状态下连续生长。本文提出铁锰结核（壳）生长的自反馈“振荡式”模型。     

温度周期变化下分散型天然气水合物的沉积物电阻率测量

测量了在温度周期变化下的含天然气水合物沉积物的电阻率。在温度震荡过程中,电阻率测量能检测到水合物或冰的二次形成。实验证明,温度震荡能促进分散型水合物在沉积物孔隙中的形成。经过多次温度震荡后,孔隙水大部分能转为水合物,在1.2 ℃时,水合物最终饱和度为78.2%,其含水合物沉积物的电阻率为12.0 ohm·m。     

北仑河口的表层沉积物类型及其分布特征

北仑河口84个表层沉积物样品的分析结果表明,该河口有含砾砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、砂-粉砂-粘土、粘土质粉砂等7种沉积物类型,并具有自西北往东南逐渐变细的特征;分析结果还表明北仑河口可划分为近口、河口和口外海滨3个沉积区,近口区以河流作用为主,河口区粗颗粒沉积作用主导,而口外海滨区则主要受到两种营力的共同作用．     

浙闽近岸与南黄海中部沉积物物理力学性质的差异性分析

本文对浙闽近岸和南黄海中部泥质区沉积物的物理力学性质,分别从基本物理性质、水理性质及力学性质进行对比分析,发现两个区域沉积物均以淤泥为主,含水率与密度、压缩系数与压缩模量均呈良好的幂函数负相关性,液限与塑限呈良好的幂函数正相关性,含水率与孔隙比呈较好的线性正相关,十字板剪切强度与微型贯入阻力呈较好的多项式函数关系。总体来说,南黄海中部泥质区沉积物相对于浙闽近岸泥质区沉积物具有含水率高、孔隙比大、密度小、塑性高,压缩性大,抗剪强度低等特征。从地形特征、物质来源、水动力条件、沉积速率和物质组成等方面进行两个区域沉积物物理力学性质差异性的成因分析。结果显示,与浙闽近岸相比,南黄海中部离陆较远、地势低洼、水动力条件较弱,能够扩散至此的物质较少并以极细的粘粒物质为主,沉积物中的蒙脱石和有机质含量高。这些因素使得南黄海中部沉积物的含水率高,塑性大,密度低,强度低。     

南海荔湾深水重塑沉积物的静、动力特性

通过大量试验,对重塑后的南海荔湾深水浅层沉积物的静、动力特性进行了研究,得出以下结论：该深水沉积物的 液限与塑性指数高,含水率高,天然容重小;其渗透系数比世界其他深水浅层沉积物渗透系数大1-2个数量级,为2.59伊10-7cm/s; 此类沉积物属高压缩性、中高灵敏的软土,其固结系数约为1.54伊10-3 cm2/s;依据k0固结不排水三轴压缩试验确定的Mohr- Coulomb 强度参数预测k0固结不排水三轴拉伸强度,预测结果明显小于试验结果;低频循环荷载作用下,该沉积物的不排水 循环强度变化规律与一般饱和软粘土的变化规律一致;地震荷载作用下,尽管它不会发生震动液化,但土层中会产生显著的 震动累积孔隙水压力,且破坏时的震动累积孔隙水压力将达到上覆有效压力的90 %,这表明地震荷载作用下此种深水沉积 物的强度弱化与基础震陷可能是比较明显的。     

大洋多金属结核矿区表层沉积物的物理性质

利用大洋多金属结核矿区调查过程中4个航次所得的600多组表层沉积物物性测试资料,将矿区的沉积物分为5种类型,并分析了这些沉积物的物理性质,同时,运用回归分析方法,统计分析了不同类型沉积物的含水量、湿密度、孔隙比与埋藏深度的关系,以及各物性指标之间的相关关系。结果表明:(1)大洋多金属结核矿区表层沉积物均为粉质土,黄棕色粉质土是西部矿区的主要沉积物类型,棕黄色粉质土是东部矿区的主要沉积物类型;(2)除褐色粉质土外,其余4种类型土的含水量、孔隙比均随埋藏深度的增加而减少和降低,湿密度则随深度增加而增大;(3)各类土的物性指标与埋藏深度的相关性甚好,因而可以利用埋藏深度对矿区的沉积物进行物性指标预测;(4)含水量、孔隙比、湿密度等物性指标之间呈线性相关,其中含水量与孔隙比的相关性最为密切,呈明显线性关系。     

苏北滨海湿地不同植被带沉积物粒度特征分析

在新洋港滩涂上由海向陆设置断面,共采集8个沉积物柱状样（0-40 cm）和14个表层土样（0-20 cm）并对其进行粒度分析,以探讨新洋港滨海湿地沉积物的粒度分布特征以及植被对沉积物分布的影响。结果表明：1）光滩沉积物粒径（4.60）明显大于各个植被带（5.10-5.78）,各植被带间粒径无明显变化。在互花米草滩沉积物颗粒迅速变细,分选变差。2）光滩沉积物中砂和粉砂分别占34%和56%,粘土极少,互花米草滩沉积物中砂降至5%,粉砂和粘土分别增加至70%和25%,互花米草滩成为植被演替序列中沉积物粒度参数的突变点。3）植被发育演替改变了潮滩表层沉积物粒度分布格局,对水动力条件和沉积物沉积过程具有明显的改造作用。随着植被类型和滩面高程变化,沉积物粒度分布特征也相应发生变化。4）光滩、互花米草滩沉积物在垂直方向上粒度参数变化较大,盐碱滩和芦苇滩垂直方向上无明显变化。潮流作用、潮滩不同部位的水动力差异以及不同植被的作用是造成垂直方向粒度特征差异的主要原因。     

湛江红树林保护区现代沉积物粒度特征及其对风暴事件的响应

沉积物粒度是描述沉积环境的重要指标之一,利用沉积物粒度参数可以反演沉积物堆积过程、沉积水动力特征.通过对湛江红树林国家级自然保护内海湾、河口、潮坪区的红树林表层沉积物粒度分析的研究,结果表明：河口与海湾区的红树林沉积物以泥质为主;有堤坝保护的河口区红树林沉积物颗粒细,为悬移质体含量高且连续稳定的低能环境;红树林发育差的潮坪区红树林沉积物为砂含量较大且水动力较强的高能环境.并通过推算海湾区沉积物的沉积年代,结合样品粒度分析的结果得出了该地区风暴潮发生的大致时间.