南海三海区海底沉积物物理性质及声学特性

海底是影响海洋声场极其重要的环境因素。了解海底沉积物的物理特性以及它与声学参数的关系,对于海洋声场分析,声纳作用距离的预报,水声设备在海洋中检测和应用等等都是必不可少的。出于实用的需要,我们曾于夏季在二十天时间内对南海三个海区水声环境场进行考察,其中海底沉积物的物理特性和声学特性是主要内容之一。分别标称为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的三个海区同在一个海域,都处于纬度18°40N＇上下,距离海岸Ⅰ海区约5n mile,Ⅱ海区50n mile,Ⅲ海区110n mile左右,考察范围,每个海区约200     

中国黄海、东海和南海北部海底浅层沉积物声学物理性质之比较

黄海、东海和南海北部海底沉积物声学物理性质存在着差异,这与海区海底地质和沉积环境有关。取样所及的海底沉积物样品分析表明:黄海实验海区海底有6种沉积类型,东海实验海区海底有3种沉积类型,南海北部大陆架海区海底有6种沉积类型。三个海区的沉积物密度为1.48～2.03g·cm-3;沉积物含水量为10%～90%;沉积物孔隙度为65%～80%;沉积物纵波声速为1460～1916m·s-1;沉积物横波声速为115～611m·s-1。     

台湾海峡中、北部表层沉积物中若干元素的地球化学

对1983年采集的样品进行Si, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn的含量测定表明,大部分元素在泥质沉积物中富集,在砂粒级沉积物中含量较低。元素含量区域分布的总趋势是调查区北部闽江口附近高,南部低。元素以陆源为主。本调查区南部中央的水深40—60m,该处水动力较强,元素含量均较低。Al, Ti, Fe, Mn, V元素含量之间存在一定的相关性,表明这些元素伴生共存。     

菲律宾海深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系

为研究深海海底沉积物声学特性与物理性质相关关系,于2016年11月在实验室对水深3164～5 592 m的菲律宾海深海海底沉积物柱状样品的声学特性进行测量,获取了沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数等声学特性参数。结合沉积物的孔隙度和密度等物理性质参数,分析了海底沉积物声速、声速比、声阻抗、声阻抗指数与孔隙度、密度的相关关系,建立了该海域海底沉积物声学特性回归方程。研究结果表明:研究区深海数据与浅海回归方程符合度较差,与深海回归方程符合度较好;Hamilton校正方法有助于修正实验室测量引起的温度和压力误差,声速比与Hamilton方程符合度比声速好;声阻抗和声阻抗指数与物理性质参数的相关性优于声速和声速比。此外,研究认为由于海底沉积物的沉积环境较为复杂,其声学特性回归方程存在差异。由于上述差异的存在,在使用基于不同海域数据建立的回归方程进行海底沉积物声学特性预测时,应加以区别对待。该研究丰富了深海海底沉积物声学数据,对促进深海海底沉积物声学深入研究具有一定的借鉴意义。     

中国东南近海海底沉积物声学物理性质及其相关关系

在获得的数据资料基础上,发现了中国东南近海海底沉积物声学物理参数的平面分布规律,通过对这些参数的回归分析以及对声速和沉积物密度的估计,建立了经验公式。结果显示,中国东南近海海底沉积物的基本声学物理特性如下:沉积物类型多样而且复杂,从黏土到砂砾有13个颗粒组分组合;沉积物物理力学参数变化范围较大;沉积物声学性质相对于附近海域的数据变化范围更大。这些都与海底沉积环境、沉积物来源、沉积条件和沉积作用过程有关。该项研究有助于建立海底地声模型及开展应用。     

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%.     

台湾海峡表层沉积物中重矿物特征及其物质来源

台湾海峡重矿物平均分布0.95%,其分布由西岸向东岸递减;由北部经台湾浅滩朝粤东方向缓慢递减。碎屑矿物46种,以角闪石、绿帘石、磁铁矿、钛铁矿、褐铁矿和片状矿物为主,它们占重矿物含量的67%。据主要重矿物含量将海峡分成8个矿物组合区。碎屑矿物来自海峡两岸基岩,通过河流搬运入海,有部分片状矿物为海峡以北的物质随浙闽沿岸流进入海峡而沉积。其海绿石是台湾西岸、澎湖岛第三系或第四系含海绿石岩层剥蚀后搬运入海沉积而成的。台湾浅滩的残留沉积物为晚更新世低海面时期的河口滨海相沉积物。由于处在开放的海洋环境,至今没有接受现代沉积。残留沉积物中的磁铁矿、钛铁矿、锆石等重矿物相对富集,含量高于近源海域,有可能赋存浅海砂矿。     

台湾海峡西部海域表层沉积物氧化-还原环境探讨

本文根据1984—1985年国家海洋局第三海洋研究所对台湾海峡西部海域环境进行多学科综合调查的沉积化学和底栖生物的资料,概述了该海区表层沉积物的有机质、Eh、Fe~(3+)/Fe~(2+)分布特征。把该海区沉积物氧化-还原环境区划分为三种类型:较强氧化区;弱氧化区;弱还原区。发现本区底栖生物在这三个区的分布差异是:弱氧化区最高;较强氧化区次之;弱还原区最低。     

台湾海峡表层沉积物中底栖有孔虫分布特征

调查及综合研究了台湾海峡表层沉积物中底栖有孔虫的分布特征,调查海区根据优势种类组成可以划分出１０个底栖有孔虫动物群,其经峡东侧所划分的６个义栖有孔虫生物相有机相连。动物群的分布与现代海洋环境有密切关系,从而对台湾海峡的古地理环境研究提供了依据。     

台湾海峡西部海域表层沉积物m值与地层分布

由台湾海峡西部海域中表层积物的ｍ值分布和＾１４Ｃ测年资料，发现出露于该海域海底表层的沉积物有６层。其中层（３）是以韩江和九龙江古河口沉积物为代表的低海面时期的沉积物，形成于距今９０００－７０００ａ间，出露的古河口沉积物的ｍ值小于１０。层（４）为低海面前海面逐渐下降过程中形成的，沉积物的ｍ值为１０－２６．５，且由上向下渐增。其形成时代为距今１２５００－９０００ａ。层（２）为低海面后海由逐抬升过程中形     

台湾海峡中北部表层沉积物中介形类拟生态的研究

台湾海峡中北部介形类共６９属１１５种，受复杂的海底地形及海流、水团等环境因素影响，分为４个分布区；沿岸低值区，西南部高富集区，东北部密集区及中部过渡区，介形类属种以东海、南海组成的分子较多，显示出海流因素起主要作用。     

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。     

南海北部大陆架海底沉积物物理性质研究

用物理(声学的、工程地质的、扫描电子显微镜)等技术方法,综合分析了沉积物结构特征和工程力学性质,研究了颗粒接触、堆垒、孔隙等现象与物理性质之间的关系,得出了沉积物声学物理参数和应力一应变性质之间的关系。结果表明,南海北部大陆架海底沉积物有6种结构类型,其中混合接触结构类型的沉积物具有较高的抗压强度和声速,浅层海底存在着高、低声速分层的中尺度结构。     

基于Chirp数据和Biot-Stoll模型反演南海北部陆坡海底表层沉积物物理性质

浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数之间的关系,但在不同的海域采用不同的参数所获得的效果不同。为此,本文基于南海北部陆坡海底表层沉积物的实测物理参数,利用BiotStoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,结果表明模型计算值与样品实测值吻合度总体较好,偏差在0.1%～4.9%之间,并建立了频率3.5 kHz时海底反射系数与沉积物孔隙度、密度、平均粒径之间的关系方程,且方程拟合度较高,可决系数R2均大于0.99。在对典型Chirp剖面数据计算其海底反射系数的基础上,反演了海底表层沉积物的孔隙度、密度、颗粒平均粒径等物理性质,其中反演孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径相对误差均小于5%,结果与实测值基本相符,表明该反演方法在南海北部陆坡区的应用是可行的。     

台湾海峡西北部表层沉积物中有孔虫分布对沿岸上升流存在的响应

对台湾海峡西北部福建平潭岛附近海域337个表层沉积物样品中的有孔虫进行分析鉴定,研究结果表明浮游有孔虫优势种Globigerinoides sacculifer、G.ruber、Globigerina bulloides的分布及底栖有孔虫组合受到不同水团的影响。根据浮游有孔虫上升流指示种G.bulloides、底栖有孔虫组合和高营养盐深水种的分布特征,对研究区受夏季沿岸上升流的影响范围和程度进行评估。研究区沿岸上升流主要分布于东南部水深大于40 m的海域及平潭岛东部水深20 m附近,最远可达水深低于10 m的海湾内部分区域,但强度相对减弱,水深较浅的陆地和岛屿边缘附近未受沿岸上升流影响。平潭岛东北部到南日岛西南部水深10~30 m部分区域由于受到冬季浙闽沿岸流的影响,沿岸上升流在该区域的沉积记录缺失。     

台湾海峡西部海域晚更新世以来沉积物年代与沉积速率

本文根据我所1984—1985年台湾海峡西部海域综合调查资料,研究了该区晚更新世以来沉积物年代与各期沉积物分布;计算了沉积速率;划分了不同的沉积速率区;初步探讨了沉积速率变化机理。     

台湾海峡中、北部沉积物中有机碳、全氮及全磷的含量分布特征

从分析结果，有机质、氮磷的含量分布与流的方法基本一致，它们的含量大小与沉积物粒度呈相关关系，颗粒愈细含量愈大；氮以有机氮为主要存在形式，磷则以无机磷和有机磷同时并存；闽江口附近及福建近岩沉积物中有机质的还原以陆源为主，海峡中央以海相输入法为主。     

台湾海峡南部沉积物中某些重金属元素的背景值

本文根据台湾海峡南部海区沉积物中Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｐｂ等重金属元素含量、中值粒径和细粒组分的等值线平面分布的相似，三者从岸到海和沿岸变化特征的一致，以及重金属元素之间、其和粒度组分之间的显著相关，建立四组估算重金属元素背景值的回归方程，并以统计检验方法择优。结合沉积物样本的测定值和回归方程的计算值，选取总体均值μｙ估计值９５％置信区间作为重金属元素的平均背景值区间。以细粒组分及其     

台湾海峡沉积物中海绿石的矿物学与分布特征

本文研究台湾海峡表层沉积物中海绿石的矿物学特征，分布格局及富集的沉积环境。结果表明，海峡海绿石系高硅富铁的含水硅盐矿的，为二八在体向三八面体过渡型结构类型，具有现代海绿石性质。海峡东北部，中部主要分布黑色颗粒海绿石，南部为灰绿色生物状海绿石。