海底热液硫化物矿体内部流体混合过程的数值模拟:以大西洋TAG热液活动区为例

大型海底热液硫化物矿体的形成机制是涉及多种控制因素的复杂地质过程,其中热液流体同海水的混合扮演着重要角色。大洋钻探计划(ODP)资料表明在大西洋TAG区热液硫化物矿体内部,热液流体同经过改造的海水之间发生着广泛的混合作用,这个过程在很大程度上控制着海底热液硫化物矿体的内部结构和化学组成。以TAG热液硫化物矿体为例,利用数值模拟方法模拟了热液流体与经过不同程度改造的海水的混合过程,试图探讨海水与热液流体混合在热液硫化物矿体形成中的作用。模拟计算结果表明:(1)来自矿体深部的热液流体与经围岩加热的下渗海水的混合是造成TAG热液活动区硬石膏大量沉淀的重要原因;(2)在热液流体与海水的混合过程中,混合流体的化学性质和矿物沉淀情况在330~310℃上下发生了较大变化,330~310℃是一个特殊的温度区域;(3)利用数值计算结果探讨了TAG热液活动区不同区块(TAG-1,TAG-2和TAG-5等)的流体混合作用和热液活动过程。     

曹妃甸浅滩表层砂体插桩深度研究

曾妃甸浅滩原为古滦河三角洲,三角洲废弃后,海底表层沉积物在波浪潮流的簸选及自重应力作用下,沉积物颗粒粗化,粒度单一,且堆积紧密,工程强度较高。平台在该海医插桩时往往难以贯穿该层,其实际插桩深度较预定深度存在较大偏差。本文对此类砂体的形成机制、插桩过程中土体的压实作用对砂体强度的影响进行了分析,在对砂体力学参数做出适当调整后,运用太沙基地基极限荷载公式进行计算,得到了与实际情况较为一致的结果。     

基于PXRF的西南印度洋脊硫化物表层沉积物地球化学找矿研究

海底热液喷发形成的热液羽状流中富含成矿物质,并沉淀在距离热液喷口不等的范围内。对西南印度洋中脊热液喷口附近、距离喷口中等距离、远离喷口的六个表层沉积物样品开展了不同粒度沉积物的便携式XRF（PXRF）分析。结果表明,PXRF可以有效获得的洋中脊钙质沉积物中成矿元素的富集特征。>40目的沉积物样品具有较高的Cu、Zn、Fe、Mn等元素含量,40目以下沉积物中则相对稳定,可能与粗粒沉积物中玄武岩碎屑/玻璃含量较高有关,与镜下鉴定结果一致。以热液喷口为中心,表层沉积物中表现出Cu、Zn、As、Fe、Mn的元素分带,靠近喷口的沉积物中具有较高的成矿元素的含量,并具有较高的Cu/Fe、Zn/Fe比值或者Cu/Mn与Zn/Mn比值。上述结论表明,洋中脊沉积物中成矿元素的含量主要受与喷口的距离的影响,而与粒度的关系不大,洋中脊沉积物地球化学找矿应采用40目以下粒径沉积物作为分析样品。通过PXRF获得的Cu、Zn、As、Fe、Mn等元素含量及其比值特征可以作为海底多金属硫化物沉积物地球化学找矿的指标,该方法满足快速有效识别洋中脊沉积物中地球化学异常的要求。     

一种侧扫声呐检测力的评价方法

侧扫声呐是海洋调查常用的探测仪器,为保证测量数据的准确性,对其实际探测性能的评价就显得尤为迫切。文中从侧扫声呐的工作原理出发,梳理了检测力和分辨力在概念上的混淆,并提出了一种评价检测力的方法;通过在海底人工放置一些已知大小的目标物,精确测量各个目标物的位置信息,并使用EdgeTech 4200MP双频侧扫声呐系统对目标物进行扫测试验以检测其检测力。结果表明,目标物和航迹线方向平行时,能够清晰地分辨直径或边长为20 cm,30 cm的物体,不能分辨出直径为10 cm的圆形物体,但能较清晰的分辨出直径为0.9 cm的长绳;目标物在垂直航迹线方向时,能够清晰地分辨直径或边长为10 cm的目标物,但是不能分辨出直径为0.9 cm的长绳;综合评价得出其纵向检测力优于1 cm,横向检测力优于10 cm。对常用声呐探测仪器的标准化体系的建立有一定的帮助。     

南黄海辐射沙脊群西洋水道污水输移扩散研究

采用沿深平均二维数值模型对南黄海辐射沙脊群西洋海域的潮流场和物质扩散场进行了模拟,计算和分析了大潮情况下海域5 m、7 m和10 m 3种水深(理论基准面下)排放位置处达标污水输移扩散的范围及分布规律。结果表明,污水排入海后,会很快被稀释,各排放位置200和500稀释度等值线包络面积均较小,且包络面积随水深增加有明显变小的规律。拟合了不同污水排放量对应的200和500稀释倍数包络面积,发现两者呈良好的幂级数关系。     

PLAXIS2D模拟计算基坑开挖工程的适用性分析

岩土工程有限元分析软件PLAXIS2D已经被广泛应用于基坑开挖的数值模拟计算中,但关于其模拟计算基坑开挖工程的适用性问题,目前还未见有相关文献进行深入分析.鉴于此,利用PLAXIS2D对3个实际深基坑开挖工程进行了数值模拟计算,通过计算结果与实测结果的对比,分析了PLAXIS2D在基坑开挖工程中的适用性;在此基础上,对应用PLAXIS2D进行基坑开挖数值模拟计算的适用条件进行了探讨,研究结论对正确应用PLAXIS2D进行基坑开挖工程的模拟计算具有较好的参考价值.     

软弱地基码头的快速建造方法

文中介绍了软基快速建造码头的方法与技术。在含水量高、孔隙比大、渗透系数小、埋藏深厚、承载力与抗剪强度低、灵敏度高的软弱地基上,采用软基快速筑堤方法和鲎式硬壳堤坝技术,22 d时间完成码头建造,投入使用1 a多时间,一直未出现裂缝等问题。     

渤海海域渤中19-6构造古近系泥岩段速度异常分析及定量预测

渤中19-6、渤中21/22构造区位于渤中凹陷西南部,其中渤中19-6构造古近系底部砂砾岩层和太古界潜山以及渤中21/22构造古生界潜山均有商业性油气发现。已钻井揭示研究区古近系泥岩段普遍发育异常高压,实测压力系数介于1.2～2.0。在这样的超压背景下,应用传统方法对未钻区块超压泥岩段速度预测存在较大误差。而该段地层速度预测的准确性,对于更深部的砂砾岩层和潜山顶面深度预测及钻井作业安全至关重要。以超压形成机制为出发点,明确本区速度异常的主要控制因素为欠压实作用和生烃作用。随着埋深增加,通过对比压力、速度受欠压实和生烃作用强弱变化的影响,发现在古近系超压泥岩段,欠压实作用对速度影响逐渐趋于稳定,速度的变化主要受控于生烃作用的强弱,并据此建立了速度和影响因素之间的定量关系。根据该方法预测的潜山顶面深度与探井实钻深度吻合度较高,提高了钻井作业的安全性。     

河口海岸三维水流数值模型中几种垂向坐标模式研究述评

回顾了近年来国内外河口、近岸海域三维斜压水流数值模式研究的进展,着重讨论了不同垂向坐标下三维水流模式的发展状况以及存在的问题。地形拟合坐标(σ坐标)模式可以很好地拟合床面地形和自由面,已在物理海洋学中被广泛使用。但在地形变化剧烈,尤其在密度层结效应明显的海域,σ坐标模式中的水平压强梯度力误差会引起伪密度流。寻求高精度的数值模式以及更加有效的拟合坐标变换将是值得努力的方向。     

岚山港海洋临时倾倒区水质评价及变化趋势分析

根据2009年9月岚山港海洋临时倾倒区海域水质监测数据,采用单因子质量指数法对该倾倒区的水质进行了评价;采用多项水质参数综合评价法、营养状态质量指数法及有机污染指数法对该倾倒区2000-2009年水质状况的变化趋势进行了分析.结果表明:2009年9月影响该海域表、底层水质的主要因素为无机氮、铜、铅和锌;海水水质综合评价指数Q表明2000年至2009年该倾倒区海水水质优劣顺序为:2000年＞2006年＞2004年＞2009年＞2008年,2000年至2009年该倾倒区海水营养状态质量指数NQI、有机污染指数A呈上升趋势,但海水水质为贫营养水平,无富营养化现象,水体质量状况良好.