南黄海中部海底沉积物原位声速与物理性质相关关系

基于在南黄海中部获得的海底沉积物原位声速数据,分析讨论了原位声速与密度、含水量、孔隙比、孔隙度等沉积物物理性质参数的相关关系。通过回归分析建立了海底沉积物原位声速预测方程。结果表明,原位声速与上述物理参数之间具有良好的相关性,相关系数r均大于0.93。对比分析了原位声速预测方程与甲板声速预测方程的差异,两者最小相差15.8 m/s,最大相差31.3 m/s,平均差值约为22.6 m/s。将原位声速预测方程与其他研究者建立的声速预测方程进行了对比,结果表明不同声速预测方程存在明显差异,初步分析了存在差异的原因。     

声速预测方程在浅地层剖面资料处理中的应用

海底沉积层的声速足浅地层剖面资料采集和处理的关键参数之一,通常的做法是将地层的声速设定为一个经验值,而实际上声速并非定值.通过对国内外主要沉积物声速颅测方程的比较,利用卢博等建立的适用于中国东南近海的声速经验公式,在某人工岛构造调查中,根据地质钻孔获取的孔隙度参数计算各沉积层的平均声速,建立相应的声速结构剖面,应用于浅...     

海南岛东南外海海底沉积物特征及其声学物理性质研究

分析研究了南海北部大陆架西南缘的海南岛东南外海海底沉积物声学物理特性,在多个航次中进行了海底沉积层取样、海水CTD测量、浅地层及旁侧声呐扫测等工作.在实验室里对沉积物样品进行声学参数、沉积学基本参数、物理力学参数和14C年龄测试等分析.根据多尔特曼公式求解出弹性模量、体积弹性模量、压缩系数、切变模量、泊松比和拉梅常数等六项沉积物弹性参数.分析结果表明在该海区海底沉积物的压缩波速为1.474~1.700 m/s,在不同的海区内有高低声速两类性质的沉积物分布;沉积物的切变波速为150~600 m/s;沉积物在100 kHz的声衰减为35~260 dB/m;沉积物的密度为1.4~2.0 g/cm3;沉积物的孔隙度为42%~88%.     

受控三轴应力-应变下沉积物声速与物理力学性质的关系

对南海某海域深度100～400 m的海底浅层（约2 m埋深范围）沉积物柱状样在接近海底水压力下进行三轴应变-声学同步测量,结果表明沉积物纵波声速有两个特征:（1）从应变过程开始到结束,沉积物纵波声速不断变化;（2）平均声速随着平均静弹性模量的增加,由大变小又由小变大,存在声速最小值。这些结果与海底浅表层沉积物的物理力学性质、围压、颗粒的结合状态改变有关。此外,沉积物动弹性模量和孔隙度呈良好的负相关性,这与孔隙度增大含水量增大有关;动弹性模量是静弹性模量的10～100倍,这主要与三轴应变试验的应变数量级与声波振动产生的应变数量级的差异大有关。采用本论文实验测量的数据分别建立了双复合参数-声速和孔隙度-声速经验公式,分析结果表明双复合参数-声速公式声速预报误差约是孔隙度-声速公式的1/4,表明双复合参数-声速公式更加有效。     

海底沉积物孔隙度与声速的关系

给出大陆架海底沉积层中声速(压缩波)V_p依赖于沉积物孔隙度n的一个新的经验公式,该公式当n=100时,V_p=V₀,V₀为海底水声速.公式的计算值与我国周边大陆架测量值吻合较好,并将其结果与国内外成果作了对比讨论.     

Biot反演在夏威夷钙质沉积物原位测量声速和衰减中的应用

对夏威夷檀香山岛的两个站(H3和H4)钙质沉积物进行了20～100kHz的原位纵波声速和声衰减测量.它们均有轻微的频散.随频率的增加H3站位声速从1691m/s增加到1708m/s,H4站位的声速从1579m/s增加到1585m/s.随频率的增加H3站位的有效衰减从15dB/m增加到75dB/m,H4站位的有效衰减从22dB/m增加到62dB/m.运用Biot-Stoll模型对所测得的纵波速度和声衰减数据进行了Biot模型未知参数反演,发现粒径较大的H3站的沉积物(孔隙率为45%)比粒径较小的H4站的沉积物(孔隙率为56%)具有曲率小和渗透率及孔隙半径都大的性质.     

闽江口外海域全新统地震地层学特征和沉积作用

本文采用高分辨率单道浅地震剖面资料研究闽江口外海域的全新统沉积作用。研究区的全新统底面为MIS 2期侵蚀面,局部为古河道,深度一般在现海面下约30～60 m,最深约65 m;近岸浅,外海深,局部受古河道的下切影响呈条带状负地形。全新统由早全新世晚期以来的海相沉积层(U1)和早全新世河流湖沼相沉积层(U2)组成,前者包括滨浅海平行地震相和河口滨岸前积地震相,根据其反射波向陆上超和向海下超底界面,结合沉积物厚度分布特征,可以判断主要的沉积物来源和运移趋势。全新统沉积层厚度一般为10～20 m,最厚约38 m,位于古河道区,但是在马祖列岛和白犬列岛之间海区缺失。海相全新统沉积层的厚度为数米至20 m,最厚约25 m,位于研究区东南部(海坛岛东侧)。自全新世海侵以来,沉积物主要来源于3部分:台湾海峡来沙为研究区南部海区提供了沉积物;闽江悬沙扩散沉积物覆盖研究区北部海区,主要沿NE方向至外海,在河口向南呈舌状,现代沉积中心位于河口北部,厚度大于15 m;浙闽沿岸流来沙对研究区东北部海区的沉积物有影响。沉积环境划分为台湾海峡源沉积区、闽江源沉积区、东北部混合沉积区和马祖?白犬沉积缺失区,平均沉积速率分别约为0.8 mm/a、1.0 mm/a、1.1 mm/a和0 mm/a。马祖?白犬沉积缺失区主要因为沉积物受沿岛环流的控制。     

宁波洋沙山近岸海域浅部地层特征与不良工程地质现象

对宁波洋沙山近岸海域进行了浅部地层探测和浅部地层特征描述、分析,并结合前人的研究成果对该区地层中不良工程地质现象进行了分析和解释,结果表明:(1)在海底面以下约20m的剖面记录中,有3个反射界面比较清晰,地层自上而下可分为4个层组,前三层为全新世的海相沉积地层,第四层为晚更新世时期的沉积地层。(2)海底面以下地层中存在着埋藏基岩和浅层气等不良工程地质现象。埋藏基岩分布区共有4处,其中3处集中分布在洋沙山沿岸,基岩顶面埋藏深度一般为8～12m,最小埋深为3～4m;另一处埋藏基岩位于平石礁以南约1900m处,其顶面埋藏深度大多超过14m,最小埋深为9m。相当一部分海域地层中含有浅层气,分布面积约占调查海区面积的25%,其东部浅层气顶面埋深一般为6～8m,而西部埋深一般达11～15m,显示出该区浅层气分布较分散,强度不大,气顶面埋得较深等特点。     

用定深爆炸声源反演海底声学参数

根据2014年在南中国海开展声学试验的定深爆炸宽带声信号数据进行海底地声参数反演.考虑到不同海底声参数对不同声场物理参数的敏感程度不同以及不同海底声参数对不同反演方法的敏感程度亦不同,综合应用2种反演方法得到不同底质声参数:(1)根据接收的直达波和海底反射波计算得到关注海域的海底反射系数进而反演得到海底声阻抗;(2)实验海区的海底地形为大陆坡,选取Hamilton总结的关于沉积物声速与沉积物密度关系的经验公式,结合沉积物声阻抗与沉积物声速、沉积物密度的关系,进而反演得到沉积物声速和沉积物密度.沉积物声学参数的取样测量是在实验室条件下进行的,温度为23℃,大气压1×105Pa,由于沉积物孔隙海水是决定沉积物声速的关键且受温度压强变化的影响显著,本研究利用沉积物声速与孔隙海水声速的比值即使在温度压强变化的情况下较稳定的特点,可对沉积物声速在实验室条件和海底原位条件进行校正.校正到海底温度和压强后,反演结果与沉积物取样的实测结果和Hamilton总结的结果吻合得相当好:(1)声阻抗的反演结果为2.065 6×10~5g/(cm2·s),修正后的沉积物取样结果则为2.046 0×10~5g/(cm~2·s),Hamilton总结的结果为2.238 0×10~5g/(cm~2·s);(2)声速的反演结果为1 482.6m/s,修正后的沉积物取样结果为1 467.5 m/s,Hamilton总结的结果为1 502.8 m/s;(3)密度的反演结果为1.393 2 g/cm3,沉积物取样结果为1.400 0 g/cm~3,Hamilton总结的结果为1.489 0 g/cm3.     

西沙海槽海域声速特点分析

通过对西沙海槽海域实测的58个声速剖面进行分析研究,认为区内声速剖面具有典型的三层结构特征-表面层、中间跃变层以及深海恒温层。表面层普遍有声速稳定次层,平均厚度约18.6m,表层声速最大值一般出现在下午3点至4点之间,最小值则出现在早上6点至7点之间。声速极小值出现在跃变层与深海恒温层间的过渡水层,其深度最浅为830.7m,平均深度为1220m,但当水深大于1300m以后,声速与水深成线性相关,声速梯度稳定,平均为每百米1.34m/s。     

Composition and properties of glacigenic sediments in the southwestern Barents Sea

Abstract

The composition and properties of glacigenic sediments in the southwestern Barents Sea are described based on data from 33 shallow boreholes (< 143 m below seabed) and 11 seabed cores (<4.2m below seabed). The cores are tied into a regional seismostratigraphic framework, illustrating the relationships between different boreholes.

A massive, muddy diamicton (silty, sandy clay with scattered gravel) is found in nearly all cores. Average clay content (<2 pm) of this lithology is about 38%, but varies between about 25% and 50%. Short intervals of finely laminated, waterlain sediments or gravelly sand are cored in a few occasions. A high content of sand and gravel in the cores from near the Norwegian coast shows an influence of sediment input from the mainland, while material eroded from sedimentary rocks dominates farther offshore.

The data presented on physical properties include undisturbed and remolded undrained shear strength, natural water content, bulk density, compressional sound velocity (P waves), Atterberg consistency limits, effective preconsolidation pressure, and consolidation coefficient.

Prediction of overconsolidation from seismic mapping of erosional surfaces is confirmed by the borehole cores. High compaction is found both in Weichselian and older deposits, with a general increase in compaction toward the east as well as toward shallower water. Cores that are “underconsolidated” at their present burial depth are also reported.

The average compressional sound velocity is about 1780 m/s for the borehole cores, 1550 m/s for the seabed cores, and increases with increasing shear strength and consolidation. Both horizontal and vertical sound velocities are measured in several cores, and although the data have a considerable scatter, a slightly aniso‐tropic sound velocity is indicated.     

秋刀鱼舷提网渔具性能模型试验与海上实测结果的比较评估

舷提网是秋刀鱼（Cololabis saira）作业的主要方式之一,由于渔获率较高得到迅速推广。模型试验和海上实测是研究网具性能最为普遍的两种方式,两者试验结果的对比评估对于更好地测定网具作业性能具有十分重要的意义。根据2014年11-12月进行的秋刀鱼舷提网静水槽模型试验以及2015年7-10月和2016年6-10月在"鲁蓬远渔019"号船上进行的秋刀鱼舷提网网具性能测试试验测定的网具数据,采用多元线性回归方法,对网具的沉降深度和提升速度进行了标准化,并利用Bootstrap法分析了舷提网模型试验和海上实测试验结果。结果表明:（1）通过Bootstrap法得出标准化后的实测网最大沉降深度的均值分布范围为20.37~29.54 m,95%置信区间为21.76~28.13 m;模型网网具最大沉降深度均值的范围为26.42~37.58 m,95%置信区间为27.70~36.20 m。实测网网具中部最大沉降深度均值大约是模型网网具中部最大沉降深度均值的0.731~0.783倍。（2）通过Bootstrap法得出标准化后的实测网提升速度的均值分布范围为0.107~0.193 m/s,95%置信区间为0.111~0.191 m/s;模型网网具提升速度均值的范围为0.204~0.316 m/s,95%置信区间为0.207~0.312 m/s。实测网网具中部提升速度均值大约是模型网网具中部提升速度均值的0.591~0.611倍。（3）当假设海流速度为0时,求得实测网网具的平均沉降深度为29.14~41.21 m,约为模型网网衣中部最大沉降深度均值的0.751~0.807倍。（4）30 m和60 m水深的海流速度均对实物网网具中部的沉降深度有所影响,60 m水深的流速影响更加显著（P<0.05）。     

浅地层剖面资料处理中的地层厚度校正（英文）

浅地层剖面测量是海洋工程勘察、灾害地质调查和大陆架海洋地质科学研究的重要手段,资料解译的准确程度将对地质调查和研究成果的可靠性造成直接影响。由于发收分置型浅地层剖面仪的激发装置与接收装置是分开的,当调查区域的水深过浅时,将其近似为自激自收的单道地震系统会导致地层的畸变,水深越浅地层畸变率越大。根据浅地层剖面仪的基本原理,推导出了浅部地层厚度畸变校正公式,为用C-View软件更准确地解译此类浅地层剖面资料提供了参考。海底沉积物的声速直接影响浅地层剖面地层厚度解译的准确性,利用卢博等建立的适用于中国东南近海的声速经验公式,在某人工岛构造调查中,根据地质钻孔获取的孔隙度参数计算各沉积层的平均声速,建立相应的声速结构剖面,对地层厚度进行校正,取得较好的效果,用孔隙度预测声速的方法参数容易获取,能够提高浅地层剖面资料的解译精度,使地层的厚度更接近于实际,具有一定的实用意义。     

东海深部地层时深转换关系的分段优化拟合

在将钻井垂直地震剖面(VSP)数据的时深拟合公式应用于深部地层的时深转换时,拟合深度与计算的层速度常常不够准确。本文首先利用多项式和幂函数给出了东海陆架盆地中部某凹陷41口钻井VSP数据的时深拟合公式,并用双程旅行时(TWT)最深达8 s的三维地震速度体数据与多道地震剖面对拟合公式在深部地层的适用性进行分析。在TWT为8 s时,速度体数据表明41口钻井位置的平均深度为18 140 m,平均层速度为6 208 m/s,二次多项式的平均拟合深度较之偏高9.2%,计算的层速度偏高36.2%,幂函数则分别偏低28.9%与35.6%,拟合效果都不理想。对此,本文采用通过识别VSP数据的增速拐点并对增速拐点前的VSP数据进行二次多项式拟合,对增速拐点后的VSP数据进行幂函数拟合的分段拟合模型,将TWT为8 s时的平均拟合深度和层速度的误差降到3.3%与4.7%。地震剖面显示研究区莫霍面深度约为TWT=11 s,分段拟合模型在TWT=11 s的平均拟合深度为27 516 m,层速度为7 334 m/s,更接近前人研究成果,表明该模型能显著提高深部地层时深转换的精度。     

计算分析潮流对海缆路由稳定性的影响

通过野外勘察和室内试验分析结果,了解琼州海峡北海—临高段海缆路由区浅层海底土分布特征和路由区及其附近海区的潮流特征,利用计算的方法分析了10 a和50 a一遇的潮流对海缆路由区冲刷破坏的可能性。结果发现,在琼州海峡海缆路由区海底砂性土平均起动流速(23.2~58.9 cm/s)小于10 a一遇(75.2~93.8 cm/s)和50 a一遇(85.4~113.7 cm/s)的预测流速;海底粘性土的平均起动流速(64.8 cm/s)也小于10 a一遇(76.2 cm/s)和50 a一遇(87.4 cm/s)的预测流速。路由区海底土会因潮流冲刷作用而发生失稳破坏,影响埋设在海底土中海缆的安全。同时,结果还发现潮流对砂性海底土的影响大于对粘性海底土的影响。     

淮河三角洲的初步研究

一、自然地理概况 淮河三角洲系淮河下游段(1194年被黄河袭夺)在入海河口一带的滨线锥体沉积,位于江苏东北隅,为黄、淮冲积平原的一部分;由清江市向北东沿废黄河道呈50°辐射的乌足状展布。其前缘在灌河口—射阳河口一线。地形标高由顶部的13米向东缓降至2米左右;平均坡降为万分之一,面积约7000平方公里(图1)。 三角洲地势低缓,气候温润,水系发育,     

Acoustic environment and physico‐mechanical properties of the shelf seabed off the pearl river mouth

Abstract

The vast shallow sea off the Pearl River mouth in the northern South China Sea is an important prospecting area for offshore oil development. In recent years, the authors have investigated acoustic and geotechnical characteristics of marine sediments in this area. An intercalated layer of low sound velocity and low compressive strength has been found within the seabed, in which the median diameter of sediment grains is fine and the sound velocity is 100–200 m/s lower than that of the overlying and underlying layers. The minimum unconfined compressive strength of this layer is 0.075 kg/cm², which is lower than that of the over‐ and underlying layers by an order of magnitude. Such an intercalation often constitutes a threat to the stability of shallow foundation soil. In case of overloading, the layer may be weakened, and seafloor sliding between different sediment layers may occur. The regional distribution of these kinds of weak intercalations of low sound velocity may be traced by a subbottom profiler and by means of sediment acoustical investigations.

Correlation between the gray level of a layer on subbottom profile records and physical properties of the layer (including sound velocity and reflectivity) suggests that the layer of sufficient bearing capacity must be searched by means of sediment acoustics at least to the depth of a high‐velocity substratum of stronger reflection.     

Regional stratigraphic framework linking continental shelf and coastal sedimentary deposits of west-central Florida

A regional study of the Holocene sequence onlapping the west-central Florida Platform was undertaken to merge our understanding of the barrier-island system with that of the depositional history of the adjacent inner continental shelf. Key objectives were to better understand the sedimentary processes, sediment accumulation patterns, and the history of coastal evolution during the post-glacial sea-level rise. In the subsurface, deformed limestone bedrock is attributed to mid-Cenozoic karstic processes. This stratigraphic interval is truncated by an erosional surface, commonly exposed, that regionally forms the base of the Holocene section. The Holocene section is thin and discontinuous and, north or south of the Tampa Bay area, is dominated by low-relief sand-ridge morphologies. Depositional geometries tend to be more sheet-like nearshore, and mounded or ridge-like offshore. Sand ridges exhibit 0.5–4 m of relief, with ridge widths on the order of 1 km and ridge spacing of a few kilometers. The central portion of the study area is dominated nearshore by a contiguous sand sheet associated with the Tampa Bay ebb-tidal delta. Sedimentary facies in this system consist mostly of redistributed siliciclastics, local carbonate production, and residual sediments derived from erosion of older strata. Hardground exposures are common throughout the study area. Regional trends in Holocene sediment thickness patterns are strongly correlated to antecedent topographic control. Both the present barrier-island system and thicker sediment accumulations offshore correlate with steeper slope gradients of the basal Holocene transgressive surface. Proposed models for coastal evolution during the Holocene transgression suggest a spatial and temporal combination of back-stepping barrier-island systems combined with open-marine, low-energy coastal environments. The present distribution of sand resources reflects the reworking of these earlier deposits by the late Holocene inner-shelf hydraulic regime.