声速剖面精简运算的改进D-P算法及其评估

声速剖面在多波束测深中不可或缺。为解决原始测量的声速剖面数据量大而影响工作效率问题,本文进行了声速剖面的精简与优化研究。提出一种适用声速剖面数据精简运算的改进D-P算法(MOV方法),并通过射线追踪法和误差百分比分析法评估精简前后的声速剖面对测深精度的影响,并利用实测声速剖面数据对该算法进行了验证。结果表明,通过优选算法阈值,声速剖面数据的简化率可达90%以上,可控制水深标准差百分比在0.1%以内,优化后的声速剖面可大幅提升多波束勘测与数据处理工作效率,具有重要的工程实际应用价值。     

一种大陆坡脚点自动识别与综合判断方法

大陆坡脚点是200海里以外大陆架划界的核心界限点。根据《海洋法公约》第七十六条的规定和大陆架界限委员会的相关技术要求,论述了大陆坡脚点的确定方法和技术流程。通过对地形、坡度、二阶导数及D-P剖面的综合分析,提出基于二阶导数极值点和D-P算法的二次简化方法,以及原始剖面和D-P剖面的二次求导方法,通过7大步骤简化原始剖面,并给出数据点坡度、水深和二阶导数,以及曲线凹凸性、连续性和分段性等多重判定方法,实现了大陆坡脚点的自动识别。完成程序算法的底层开发,获得了与国际商用划界软件相一致的结果,并采用多波束实测水深数据对所提出的技术方法进行了有效性验证。     

南海北部地壳结构重震联合模拟

收集了中德合作调查的SO49-18测线北段地震剖面和水深数据,结合区域的声呐浮标、OBS和双船折射等成果信息,利用重力数据,采用LCT综合反演软件,对南海北部的地壳结构进行重震联合模拟,建立了初始2.5维地球物理模型,并由该模型计算出正演理论空间重力异常曲线.同时,采用匹配滤波技术对实测空间重力异常的不同深度异常进行分离,并与计算空间重力异常曲线进行比较,在物性参数合理的范围内逐层进行模型修饰,使计算与实测空间重力异常曲线相吻合,建立了地壳结构初始深度模型.结果显示,南海北部地壳结构总的特点是:从陆架到陆坡,地壳厚度不断减薄,呈连续阶梯状变化,上地壳厚度较小,下地壳厚度较大;北部洋陆过渡带,莫霍面埋深急剧变浅;西北次海盆地壳厚度(莫霍面埋深)较薄;中沙海台,地壳厚度相对较大.     

东海陆架两期沙脊的时空对比

基于高分辨率的单道地震和多波束测深数据,识别并对比了东海陆架中部同一海区相距20余万年的层U₁₄和层U₂两期沙脊群,其中层U₁₄期沙脊属于埋藏沙脊,位于东海海底以下90m深处,推测属于距今320~200ka的海侵体系域(TST),沙脊顶界面是该期海侵的最大洪泛面(MFS);层U₂期沙脊位于东海陆架,属于衰退沙脊,系末次盛冰期(LGM)以来的TST,顶界面是LGM以来的MFS。尽管两期沙脊形成年代相距20余万年,地层层位相距近90m,但是沙脊群总体走向一致,表明距今2×105/a以来东海陆架潮波基本格局稳定。从层U₂期可识别出4个亚期沙脊,通过多波束海底地形图可识别出4组走向的沙脊,多亚期、多走向沙脊是LGM以来海平面阶梯状波动在海底地形演变过程中的响应证据。     

马尼拉海沟几何形态特征的构造演化意义

通过对马尼拉海沟海底地形地貌、构造特征及其相关地震等数据资料的分析,结合俯冲带动力学数值模拟成果,尤其是Schellart等的模式,详细讨论了马尼拉海沟几何形态、海沟南北段俯冲角度突变等构造特征。分析认为,南海中代表古扩张脊的黄岩海山链的俯冲挤入对马尼拉俯冲带的几何形态没有造成较大的影响,其几何形态较符合中等长度(2 000~3 000 km)的海沟模型。由海沟后退和板片反转引起的平行于马尼拉海沟方向的地幔流加剧了海沟南北段俯冲角度的突变。     

基于姿态校正的RTK潮位在琼州海峡地形测量中的应用

潮位改正是多波束地形勘测中的重要环节。琼州海峡跨海工程中分别利用验潮潮位和RTK潮位进行潮位改正,对比结果发现初始RTK潮位改正后的数据存在较大偏差,最大可达1.5 m。通过对RTK测量潮位进行姿态校正后,其结果与验潮潮位的偏差减小,可以控制在0.3 m以内。5-6月的琼州海峡正是西南季风爆发时间,海峡海流的流向具有复杂性,涨落潮都伴随着较大的风浪,RTK潮位测量忽略风浪带来的影响是出现较大误差的重要原因。     

日积礁南侧海底麻坑分布及其发育特征

海底麻坑是地层中流体沿着运移通道溢出海底,侵蚀海底沉积物形成的凹陷地貌。本文利用最新获取的船测高分辨率水深数据和浅地层剖面数据,对南海日积礁南侧海底麻坑分布及其发育规律进行了研究。基于高分辨率地貌学特征和浅地层剖面规律识别并统计了区内219个总体规模较大的麻坑,经分析发现,海水水深和麻坑规模具有较弱相关性：水深与麻坑直径、坑深呈不明显正相关,直径与内壁坡度呈不明显负相关。揭示了区内特殊地貌和麻坑的分布、形态、变化之间的内在关系：圆形和椭圆形普通麻坑多分布于海丘丘顶部位;半月型大型麻坑多分布于海丘中下部;而串珠状拉长型巨型麻坑则主要分布于深海丘间峡谷。本区麻坑形态和规模从丘顶到峡谷的变化直接对应了麻坑不同阶段的发育过程,其本质受区内构造和动力学控制。     

台湾海峡晚更新世以来的高分辨率地震地层学研究

基于4 530 km高分辨率单道地震数据和钻孔资料,采用高分辨率地震地层学的方法,对台湾海峡晚更新世以来的地层进行了划分,自上而下共识别出R₀、R₁、R₂、R₃、R₄等5个主要反射界面,分别对应海底、3 ka BP前后高海平面、最大海泛面、海侵面和 Ⅰ 型层序界面,并以此划分出4个地层单元:晚全新世浅海-滨海沉积A,中全新世浅海沉积B,早全新世海侵沉积C,晚更新世陆相河流沉积D。在海平面变化的作用下,海峡地区先后发育低水位沉积D（低位体系域）,海侵沉积C （海侵体系域）、高水位沉积B和A（高位体系域）。研究了台湾海峡的典型地震相,提出了关于台中浅滩（云彰隆起）处的楔状沉积体的新观点,认为该楔状体为全新世中期以来形成的三角洲沉积受波浪和潮流作用改造而形成的潮流沙脊,其物质主要来源于台湾。识别出了晚更新世和早全新世古河道沉积,海平面变化和地势高低是其形成时间差异的主要因素。     

南海东北部陆坡与恒春海脊天然气水合物分布的地震反射特征对比

对“探宝号”调查船2001年8月在南海东北部陆坡及台湾南部恒春海脊海域采集的多道地震剖面资料进行了地震反射波数据分析、解释和研究,并对南海北部陆坡、陆隆及其东侧俯冲带等区域天然气水合物矿藏的成藏规律及分布特征作了初步的分析与探讨,结果表明:(1)南海东北部陆坡和台湾南部恒春海脊海域地震剖面上均显示有BSR,但两区域构造成因、形式和相关地质环境的不同造成了天然气水合物的成因及过程不同。(2)南海东北部陆坡区域的天然气水合物形成与该区广泛发育的断裂带、滑塌构造体及其所形成的压力场屏蔽环境有关,而台湾南部恒春海脊海域天然气水合物的形成则与马尼拉海沟俯冲带相关的逆冲推覆构造、增生楔及其所对应的海底流体疏导体系有关。(3)南海陆缘区域广泛发育有各种断裂带、滑塌构造体、泥底辟、俯冲带、增生楔等,且温压环境合适,是天然气水合物矿藏极有可能广泛分布的区域。     

南海礼乐盆地海底麻坑地貌及成因分析

本文基于高分辨率多波束测深和浅地层剖面数据,首次对南海礼乐盆地南部坳陷海底麻坑进行了系统的识别研究。共识别出各类麻坑81个,其中麻坑直径最大约2.4 km,坑深最大约157 m。麻坑种类多样:按平面形态主要分为圆形、椭圆形、拉长形和新月形麻坑;按组合方式分为孤立麻坑、链状麻坑和复合麻坑;按直径分为正常麻坑和大型麻坑。区域内发育多条大型海底峡谷,峡谷侵蚀引起两侧地层稳定性降低,气体储层遭受破坏,泄露的气体沿断层或气烟囱等喷发出海底形成麻坑。而因麻坑生成时剥蚀的沉积物质与周围水体混合并逐渐发展成浊流,在一定程度上促进海底峡谷向下延伸。研究区内单个麻坑的平面形态最初为圆形或椭圆形,之后由于重力流和峡谷侵蚀的影响,逐渐发展成拉长形或新月形,麻坑之间也会发生组合形成复合麻坑。链状麻坑与冲沟的形成联系密切,沿垂直于等深线方向展布的链状麻坑在重力流的冲刷下,发育成底部平坦的麻坑冲沟。对比分析全球其他海域麻坑,发现海底麻坑尺寸与水深关系密切,在深水区域更容易发育大型麻坑。