漫谈海底沉积物

凡比重大于海水而又不易溶解的固体物质,都有可能沉入海底而形成无机和有机碎屑的沉积物。亿万年以来,这些沉积物覆盖在海底,厚度高达数百米至数千米。海底沉积物包括无机沉积物和有机沉积物两大类,前者是指生物遗骸含量低于30%,称为红粘土;后者是指生物遗骸含量高于30%,称为软粘泥。红粘土覆盖住大洋面积的38%,绝对面积为1.02亿平方公里、占第二位,以太平洋分布最广。红粘土的成分主要是硅(约占     

海底柱状沉积物超声测量

运用RS-ST01C超声测试仪,对32个海底沉积物柱状样品进行了现场超声波声学测量,并作了声速剖面初步分析,结果表明,样品及其固定方法、耦合剂、t0值、生物含量、取样效果和频率等因素对测量的结果均有一定影响,其中,样品及其固定方法、t0值、生物含量以及取样效果对声速测量的结果影响较大,而耦合剂和频率等因素对其影响较小。     

海底沉积物保真采样技术研究进展

海底沉积物保真采样对于诸多海洋科学研究非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的原位信息密切相关。本文论述了海底沉积物保真采样的目的和意义,提出了保真采样的定义,介绍了保真采样器的发展现状。论文重点讨论了保真采样器在采样过程中所涉及的共性关键技术。在此基础上,介绍了我国重力活塞式天然气水合物保真采样器的研究进展。最后,提出了关于发展我国保真采样技术的如下几点设想：1）重视沉积物低扰动技术研究,为相关海洋科学研究提供样品层次清晰、物质成分完备的沉积物样品。2）与HYACINTH计划类似,为适应不同海底地质条件,开发系列保真采样器。对松软的非岩性沉积物（从软泥、沙到砂砾）采样时,可采用重力驱动或震动冲击驱动保真采样装置;对硬质岩化的沉积物采样时,可采用回转式保真采样装置。3）重点开展沉积物样品无压降转移技术。实现实验室内的保真分析、存储和小段样品获取,开展原位压力条件下沉积物样品的地球物理学测试、地球化学、微生物、和石油物理学等研究分析。4）开展长柱状沉积物保真采样技术研究,为我国天然气水合物研究提供技术保障。     

海底边界层沉积物再悬浮的研究进展

海床沉积物受海洋水体的影响形成海底边界层(Bottom Boundary Layers,BBLs)。上部海水与下部沉积物在BBLs发生着复杂的相互作用,直接影响海底沉积物侵蚀、再悬浮与堆积过程。与此同时,沉积物颗粒可能携带的污染物解析释放,BBLs研究的科学意义与工程应用价值日益突显。海底边界层的范围已经远远超出了传统的流体力学中边界层的范围,而是海床界面上下一定范围内,水流与海床相互作用的区域。在波浪作用下BBLs沉积物以海床剪切破坏、海床液化破坏及震荡体破坏三种破坏模式发生侵蚀再悬浮。此外,海流、风暴潮、人类活动以及海底生物的扰动作用等对沉积物再悬浮起着不可忽视的作用。BBLs沉积物再悬浮原位观测是研究BBLs沉积物再悬浮最基础也是最重要的手段之一,常用的原位测试手段有水体采样、OBS、激光粒度仪、ADCP/ADV以及电法测量。海底悬沙和底沙的交换程度直接影响底层悬沙浓度的变化,沉积物再悬浮的定量分析成为海洋沉积过程研究的主要内容之一。系统地总结前人的研究成果,重点围绕海底边界层理论、海底沉积物再悬浮的影响因素、沉积物再悬浮的原位观测以及海底沉积物再悬浮的定量分析等几个问题进行综合评述。     

海底沉积物声速测量方法及其比较

归纳了海底沉积物声速特性及声速测量的两大类方法,分析比较了其各自的特点。针对所存在的问题提出了海底沉积物声速实验室仿真测量的思想。对正确运用“703”专项海洋环境调查技术规程中所采用的底质声速计算公式具有指导意义。     

中国海区海底沉积物稀土元素地球化学

随着分析技术的进步以及海洋地球化学研究的深入开展,我国海区海底沉积物稀土元素研究也进入了新阶段。目前已对渤海、黄海、东海、南海及台湾浅滩等海区海底沉积物稀土元素地球化学作了较详细的研究。这些研究成果为探讨区域性沉积物的物策来源、形成环境及沉积物的对比提供了重要信息。     

海底沉积物工程力学性质原位测量方法

随着海洋设施的开发和海底沉积物的调查,了解海底土体的工程力学性质成为必不可少的研究内容。海底沉积物工程力学性质原位测量方法,具有测试快捷,测量精度高,测试结果更加接近真实环境的特点,其应用前景日益广阔。系统介绍了海底沉积物的工程力学性质指标,原位测试的特点,分析了国际上目前主要测量方法的进展情况,包括海底静力触探、海底动力贯入仪、消耗式海底贯入仪、全流动贯入仪、扁铲侧胀等,希望能对我国海底沉积物工程力学性质原位测量技术的发展提供参考。     

溢油污染物在海底沉积物中的识别与垂向迁移——大连湾海底沉积物研究

沉积物插管短柱样品于2013年4月采自大连湾2010年“7·16”溢油事故污染区,BQ050站与BQ007站分别位于生物分散剂和化学分散剂喷洒区。沉积物的可溶有机质含量(沥青A)、有机碳同位素组成(δ¹³C_org)和²¹⁰Pb比活度分析结果表明:喷洒生物分散剂的重污染区(BQ050站),沉积物中TOC含量为0.58%～1.51%,平均为1.15%;δ¹³C_org值为-22.2‰～-20.5‰PDB,平均为-21.74‰PDB;沥青A含量为0.061 5%～0.566 4%,平均为0.174 9%;沥青A/TOC比值为7.0%～34.8%,平均为14.13%;²¹⁰Pb_ex比活度存在异常峰值分布,垂向分布特征与沥青A相似;2～16 cm段沉积物的可溶有机质具有明显的外来输入特征。喷洒化学分散剂的较轻污染区(BQ007站),沉积物中TOC含量为0.61%～1.14%,平均为0.87%,除8～14 cm层段外,比BQ050站略低;但沥青A含量与沥青A/TOC比值明显低于前者;δ¹³C_org值较BQ050站轻;²¹⁰Pb_ex比活度随柱样深度呈指数衰减,对数相关;外来有机质输入量较低。截至2013年4月,BQ050站溢油污染物在海底下16 cm深度处有特征信号,溢油污染物沥青A 组分垂向迁移距离约为15 cm。     

钢在海底沉积物中的腐蚀研究 Ⅲ.海底沉积物腐蚀性的二元评价法

海底沉积物(以下简称SBS)腐蚀性的评价对海底设施的防腐设计和预防海底设施灾害性的腐蚀具有十分重要的意义。SBS系特殊条件下存在的土壤,因而借助土壤腐蚀性评价法的思路研究SBS的腐蚀性是一捷径。 土壤腐蚀性的评价已有100余年的研究历史,但至今尚无统一的评价方法与标准。SBS的腐蚀研究则是近10年才起步,英国学者首先报道了北海油田SBS腐蚀性的评价(Roger,1980),他利用海洋调查的SBS部分物理、化学因子和土壤腐蚀性评价的“加权法”,根据总分划分为强腐蚀、一般腐蚀和弱腐蚀三个等级。上述方法的缺点是没有抓住SBS腐蚀的机理与主要因子,也没有定量腐蚀实验作依据,故而腐蚀性评价只是定性的。本文提出的评价SBS腐蚀性的二元方法,是以定量腐蚀实验为基础,抓住SBS腐蚀的两个主要腐蚀因子,即SBS类型和硫酸盐还原细菌(以下简称SRB)的含量(电化学蚀主要控制因子及细菌腐蚀主要控制因子)进行评价,并具有明确的量级标准。     

海底沉积环境对海底表层沉积物声学参数测量影响研究

海底表层沉积物声学参数是决定海洋声场环境的关键因素,是求解海水中声波传播问题,调查海底地学特性,及建立典型区域适用地声学模型等研究的重要组成部分,其测量与海底沉积环境密切相关。本文利用Hamilton地声学模型的环境参数和基于物理学的声学模型融合的地声学模型方法,开展了海底沉积环境对海底表层沉积物声学参数测量影响研究,主要利用4种声学模型计算沉积物的压缩波和剪切波的声速与声衰减系数,通过纹理特征的分形方法分析不同地质环境下海底空间沉积特征,预测了不同掠射角下的单砂层、薄层状结构体等海底反射损失。此外,本文对池底层状介质进行了声反射损失测量实验,实验室测量结果与基于物理学的声学模型预测结果基本相符。研究结果将为海底声学理论研究提供基础资料与技术支持,还可为海底表层沉积物快速原位准确测量提供科学依据。     

南海西北部近海海底沉积物特征

一、引言 为勘查以石油为主的近海海底矿产资源,从七十年代起,在南海陆架区开展了地质和地球物理综合调查工作。调查面积约为九万平方公里,包括八、九十米水深以内的广大海域(图1、图2)。     

海底沉积物取样的扰动机理研究

海底沉积物取样技术对大洋诸多科学研究来说非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的质量息息相关.在使用常规管状取样器对松软或轻微固结的沉积物取样时,沉积物样品的扰动总是不可避免的.以机械手持式沉积物取样器为原型机,建立了管状取样器的取样过程模型,分析了沉积物样品的扰动机理;采用球形孔扩张理论获得了沉积物土体受到取样管挤压扩张的理论解;结合太平洋具体沉积物土体物理力学参数,对管状取样器取样造成沉积物扰动的状况给出了一个定量描述,并且提出取样管壁的厚度是减小沉积物扰动的关键参数.     

海底浅表层沉积物原位声学测量方法探讨

研究透射式和折射式两类海底沉积声学原位测量方法,通过分析10种海底浅表层沉积物声学原位测量仪器的特征,指出不同声学原位测量技术对沉积物声学特性测量结果的影响。比较黄海海底浅表层沉积声学原位测量数据与实验室测量结果的差异,分析原位声学测量数据普遍小于实验室测量数据的原因,指出原位测量的作用和重要性。探讨指出海底浅表层沉积物原位声学测量所需要配合发展的其他物理性质原位测量技术。     

南海浅海海底沉积物的声衰减

报道了南海浅海海底沉积物的声衰减性质。给出了测量和计算海底沉积物声衰减的方法。分析讨论了不同频率下的声衰减以及与若干个海底沉积物物理参数的关系,结果表明,同一类型沉积物在高频段时的声衰减要比低频段的声衰减大;同一频段下粗颗粒沉积物的声衰减要比细颗粒的声衰减大;北部湾海底浅层沉积物声衰减在低频100kHz下为80~150dB/m,在高频1MHz下为150~360dB/m;海南岛南部外海海底浅层沉积物声衰减在低频下为66~160dB/m,在高频1MHz下为190~350dB/m;高频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据比较接近,而低频段的数据与台湾海峡北部海底表层沉积物声衰减测量分析数据有较大的差别。     

海底沉积物取样扰动的有限元研究

应用非线性有限元分析方法,对管状取样器取样过程中的沉积物扰动状况进行了研究.建立了取样管与沉积物接触的二维轴对称有限元模型.重点分析了取样时取样管内沉积物的变形、应力和应变状况.有限元分析结果表明了取样管贯入过程中沉积物应力、应变均产生了变化,扰动显著.证实了工程实际中取样所造成的沉积物样品原始层序混杂或弯曲变形、长度缩短等扰动的后果.海底沉积物的低扰动取样样品对于诸多海洋科学研究非常重要.     

海底沉积物声衰减研究现状及展望

根据近年来海底沉积物声学物理研究发展的态势,介绍了与研究声衰减有关的海底沉积物样品采集装置和海洋沉积物声速结构模式,综合解析多种对海底沉积物声衰减等声学特性研究方法,并做出较为详细地比较和讨论,提出对海底沉积物声衰减研究在满足科研要求的同时也应符合国家标准和要求。同时,指出了研究海洋沉积物声衰减的必要性和重要性,强调了对海底沉积物声衰减研究的科学意义和应用意义。     

南海海底沉积物的光谱半定量分析

海底沉积物的化学组成复杂,主要成份变化很大。例如,随着海区的不同,某些海底沉积物中的碳酸钙和二氧化硅的含量在0.1—95%之间,变化之大,由此可见。 随着海底地貌的不同,各海区的沉积物类型也不一样。根据它们的化学组成,大致可分为三种类型:     

中太平洋北部海底沉积物孢粉分析

自七十年代末八十年代初,我国开始对太平洋西部和中部进行了海底沉积物孢粉分析并取得了一些成果.1983年5月我国在中太平洋北部进行了锰结核调查,在水深4000-5500米处采集了海底沉积物样品,本文是这些样品的孢粉分析结果.共计做了十二个表层样和一个柱状岩芯的二十八个样品,柱状岩芯长3.91米,样品的分离与处理基本上采用格里丘克法进行.表层沉积物取干样100克,柱状沉积物取干样50克,镉重液比重为2.2-2.3,样品加酸处理后,又加入分散剂偏磷酸钠(NaH_2PO_4),然后开始重液浮选离心.分析结果表明,调查区沉积物中含有孢粉,但含量不够丰富,不同类型沉积物中,孢粉含量差别较大.     

海底沉积物分析测试方法标准的研究

依据海底沉积物分析测试方法标准研究的总体设计，完成了40个分析项目的21份验证报告，进行了实验室间精密度协作性检验工作，在海底沉积物CaCo3,H2Os^-，H2O^ 的分析方法研究中取得新进展，并建立了ICP－AES法测定海底沉积物中常量、微量、稀土元素分析方法。