利用海水平均声速进行海洋分布式垂直缆姿态校正

垂直缆地震采集方法能够获得高信噪比、宽频带、宽方位角的地下结构的反射资料,进而实现目标区域的高精度成像。垂直缆姿态的准确获得是高质量地震资料解编的必要前提。利用初至采样点差值与震源激发采样点差值的相关匹配方法,得到共检波点道集。依据超短基线测得的位置参数,得到垂直缆的初始姿态模型,结合海水平均声速的估算值,校正垂直缆的姿态以及确定倾斜角度范围,为垂直缆地震数据的后续处理工作提供支持。     

苏北浅滩海底地下水排放及其对海域营养盐通量的贡献

海底地下水排放(SGD)是近海海域的一个重要的营养盐来源。本研究借助多种天然镭同位素对春季苏北浅滩海域的SGD及其携带入海的营养盐通量进行量化评估。研究发现:苏北浅滩海域的~(224)Ra、~(223)Ra和~(226)Ra等镭同位素的浓度水平较高,呈现近岸高、远岸低的分布趋势;根据~(224)Ra/~(226)Ra的"表观年龄模型"估算的水龄的分布情况推断,春季该海域表层水体主体流向为东北向,流速约为0.1m/s,这与前人物理海洋数值模拟结果一致;最终利用226Ra质量平衡模型发现海域的SGD通量为(46±29)cm/d,由其携带入海的溶解态无机氮、磷、硅营养盐(DIN、 DIP、 DSi)等的通量分别为(2.6±3.1)×1~09、(3.0±2.5)×10~6和(5.5±4.2)×10~8mol/d。     

中国近海生态环境变化的同位素示踪研究

同位素在确定物质来源、指示生物地球化学循环路径、定量生物地球化学过程速率等方面具有独特的优势,本文以近海生态环境变化研究中常用的稳定同位素（13C、15N、18O）和放射性核素（14C、234Th、232Th、230Th、228Th、210Po、210Pb、137Cs、226Ra、228Ra、224Ra、223Ra）为对象,介绍它们在揭示海洋有机质来源、食物网结构、水体缺氧机制、氮循环过程、颗粒动力学、海底地下水输入、有机地球化学过程、沉积年代学等方面的应用,侧重于总结我国近海生态环境研究中同位素示踪取得的进展。伴随着我国经济的发展,近百年来我国近海生态环境也发生了明显的变化,基于同位素示踪揭示的近海富营养化和沉积环境的演变规律表明,我国近海生态环境自20世纪50年代起经历持续的变化,特别是在过去20~30年时间里,近海生态环境的变化尤为剧烈,反映出人类活动是我国近海生态环境变化的主要驱动力。未来需要通过发展新的同位素技术及拓展更广泛的应用,围绕近海海洋生态环境变化的突出问题,重点揭示近海生态环境变化的响应特征、变化速率和作用机制,从而系统地掌握近海生态环境的时空变化规律。     

南海北部海域油气资源调查技术及其应用研究——震源子波检测及模拟分析

在野外采集中考察气枪的稳定性以及室内进行确定性子波反褶积处理,都要求能够获得气枪阵列的实时远场子波。从震源子波检测方法出发,阐述了近场子波采集、幅值转换及记录流程,并列举出实测近场子波时需要考虑解决的问题;接着介绍了震源远场子波的获取方法和主要途径;震源近场子波及远场子波的实测方案,检测震源子波所需的仪器设备和采集技术方法。文中分析了气枪子波的气泡干扰问题,虚反射与后续气泡震荡间的关系以及吸收衰减对子波的影响,并根据实测远场子波,对齐氏和范氏两种气体模型进行了模拟效果对比,结果表明:采用范氏气体模型所模拟的子波与实际子波更为吻合,模拟出的气枪的子波波形、振幅大小、气泡周期上,与业界通用的Nucleus软件的模拟结果吻合较好,在后续的使用中将继续优化。     

A modified analytical method for the shipboard determination of nanomolar concentrations of orthophosphate in seawater

A method for the determination of nanomolar concentrations of orthophosphate in oligotrophic seawater developed by Liang et al. (2007) has been modified to make it fully feasible for shipboard application and for faster sample throughput with minimized sample volume. The technique is based on the flow injection method with solid phase extraction on a Sep-Pak C18 cartridge and colorimetric detector. The Schlieren effect was minimized by rinsing the cartridge sequentially with 5 mL water and 2 mL 95% ethanol solution. With three micro pumps in parallel, savings of up to 80% in amount of reagents and 25% volume of seawater samples could be achieved in comparison to the previous method. Variation of stopped flow time and sample loading time gave 3 different standard curves, which corresponded to 3 linear ranges within 3.4 and 515 nM. The modified method permits the analysis of samples over a wide range of concentrations, and has been successfully applied to shipboard determination of trace orthophosphate in more than 200 seawater samples during a one-month cruise in the South China Sea. For seawater at concentrations of 20.6, 82.5, 206.2 nM orthophosphate, the relative standard deviations (RSD) (n = 6), determined daily for 6 days on board ship were 4.45%, 4.73% and 6.75%, respectively. Five seawater samples collected in the Station SEATS (South East Asia Time Series Station at 18°N, 116°E) were analyzed using the present method both on board and in a land-based laboratory, as well as with the magnesium hydroxide-induced coprecipitation (MAGIC) method, and showed no significant difference according to the statistical t-test.     

Dissolved inorganic carbon (DIC) and its carbon isotopic composition in sediment pore waters from the Shenhu area,northern South China Sea

The Shenhu area is one of the most favorable places for the occurrence of gas hydrates in the northern continental slope of the South China Sea. Pore water samples were collected in two piston cores (SH-A and SH-B) from this area, and the concentrations of sulfate and dissolved inorganic carbon (DIC) and its carbon isotopic composition were measured. The data revealed large DIC variations and very negative δ ¹³C-DIC values. Two reaction zones, 0–3 mbsf and below 3 mbsf, are identified in the sediment system. At site SH-A, the upper zone (0–3 mbsf) shows relatively constant sulfate and DIC concentrations and δ ¹³C-DIC values, possibly due to bioturbation and fluid advection. The lower zone (below 3 mbsf) displays good linear gradients for sulfate and DIC concentrations, and δ ¹³C-DIC values. At site SH-B, both zones show linear gradients, but the decreasing gradients for δ ¹³C-DIC and SO₄ ²⁻ in the lower zone below 3 mbsf are greater than those from the upper zone, 0–3 mbsf. The calculated sulfate-methane interface (SMI) depths of the two cores are 10.0 m and 11.1 m, respectively. The depth profiles of both DIC and δ ¹³C-DIC showed similar characteristics as those in other gas hydrate locations in the world oceans, such as the Blake Ridge. Overall, our results indicate an anaerobic methane oxidation (AMO) process in the sediments with large methane flux from depth in the studied area, which might be linked to the formation of gas hydrates in this area.     

天然气水合物的声学探测模拟实验

在人工岩心中进行天然气水合物的生成和分解实验,同时获取了体系的温度、压力、声学特性(Vp和Vs、幅度和频率)及含水量等参数。经研究发现,温压法、超声探测法和TDR探测法都能灵敏探测沉积物中天然气水合物的形成和分解过程。分析认为,本次实验中水合物形成速率过快,只能宏观研究水合物对沉积物声学特性的影响,建议采用长岩心进一步研究沉积物中水合物的声学特性。     

不同过滤条件下黄色物质的吸收光谱演化特征分析

在实验室对青岛近岸现场水样进行处理、分析,获得了原始状态下水样和被过滤（0.22μm,0.45μm）黄色物质水样的吸收光谱数据,除进一步验证了黄色物质光谱分布模式外,还测得黄色物质光吸收随滤膜孔径的变化。30个现场样品在波长380nm处吸收系数统计平均值^—Ay（380）分析表明,当使用0.45μm过滤器对水样进行处理,所获得的^—Ay（380）值要比未经过处理的现场水样所测得的^—Ay（380）值高约2.1％;而用0.22μm过滤器对现场水样进行处理,所获得的^—Ay（380）值要比未经过处理的现场样品所测得的^—Ay（380）值高约12．6％,要比用0．45μm过滤器处理的现场样品所测得的^—Ay（380）值高约10.3％,这些数据的获得为现有已获黄色物质数据的“归一化”和统一评判以及未来黄色物质测量数据的准确性判断与比较提供了参考。     

任意阵列形状的欠定多目标方位估计

随着人类社会对海洋认识和探索的深入,对水下监测和探测设备提出了更高的要求,探测阵列模型和阵列信号处理算法决定了监测和探测设备的复杂度。 针对特定水下多目标定位平台的复杂环境,建立了一种任意空间阵列数学模型,介绍了四阶累积量算法,分析了阵列信号处理中四阶累积量的阵列扩展特性。 基于四阶累积量的 MUSIC 算法的空间谱分析,建立了任意阵列形状的欠自由度多目标方位估计的理论基础。 计算机仿真结果表明了算法的正确性和有效性。     

不同海区石英悬浮体颗粒表面微结构特征及其成因

悬浮石英颗粒表面在不同的水动力环境中会形成一些特有的表面结构,对这些特点的研究有助于理解微小颗粒在水中的行为以及沉积环境的变化。基于对在不同海区采取表层和不同深度的悬浮石英颗粒表面结构的扫描电镜的观察, 发现在水动力较强的南海海域石英颗粒表面大多呈现出机械作用成因的结构,化学溶蚀痕迹不明显;马六甲海峡、孟加拉湾南部海域、阿拉伯海东部海域站位石英颗粒表面开始出现明显的化学溶蚀痕迹,为机械-化学溶蚀作用的结果;莫克兰海沟站位表层样品石英颗粒表面化学溶蚀作用强烈,随着深度的增加,溶蚀作用减弱,200m水深以下,石英颗粒表面的结构主要为机械-化学溶蚀作用的结果。中国南海西南部3号站位、马六甲海峡北部7号站位以及孟加拉湾南部的11号站位的表层石英悬浮体颗粒较大,可以达到10μm左右,大于其他海区的石英颗粒(3～4μm)。研究海区海水中悬浮体石英颗粒大都呈现棱角状,表现为近源沉积,偶尔可见磨圆度较好且表面有新月形撞击坑,推测可能为风尘沉积。