无人水下智能海洋测绘装备的机遇与挑战

针对海洋测绘面临的问题,分析了无人时代海洋测绘技术的发展机遇,提出了无人水下智能海洋测绘的新模式,讨论了无人水下智能海洋测绘的技术体系和无人水下智能海洋测绘装备的关键技术,以及无人水下智能海洋测绘的装备产业链,展望了无人水下智能海洋测绘装备的发展趋势及应用前景。     

基于深海运载器的小型岩芯取样钻机发展现状分析

深海岩芯取样钻机是开展海洋科学研究、深海资源探测和海底地质取样所必备的关键性装备,随着深海运载器的大规模应用,利用运载器优势发展深海运载器小型岩芯取样探测技术得到了国内外学者的关注,并形成了研究热点方向。在深海运载器作业工具应用认识基础上,首次聚焦运载器岩芯取样钻机研究,对国内外运载器岩芯取样钻机的发展现状、技术特点进行了全面综述。同时,基于"蛟龙"号岩芯钻机研制及应用经验,讨论了发展运载器岩芯取样钻机的关键技术。最后总结了后续发展方向,以期为我国深海运载器岩芯钻机的研发和应用提供技术参考。     

琼东南盆地华光凹陷天然气水合物稳定带厚度的影响因素

为了探讨琼东南盆地华光凹陷海底天然气水合物稳定带的分布规律,定量研究了静水压力、底水温度、地温梯度和气源组分对水合物稳定带的影响程度。在此基础上,分析了华光凹陷现今甲烷水合物稳定带的厚度分布。最后,综合各因素的历史演化过程,初步探讨了华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带的演化。结果表明:(1)气源组分和海底温度的变化对研究区内水合物稳定带的影响较大;水合物稳定带厚度与海底温度呈良好的线性负相关性。(2)水深超过600 m的海域具备形成天然气水合物的温压条件;超过600 m水深的海域水合物稳定带厚度大部分超过 100 m,其中西北部稳定带的最大厚度超过300 m,是有利的水合物勘探区。(3)华光凹陷1.05 Ma BP以来天然气水合物稳定带厚度经历了快速增厚–窄幅变化–快速减薄和恢复的过程。麻坑群与水合物稳定变化敏感区在空间上具有较好的叠合关系。结合前人的研究成果,推测其形成与天然气水合物的分解释放有关。     

1988—2015年马六甲海峡岸线时空变化特征分析

基于Landsat遥感影像,建立1988年、2000年和2015年3个时期马六甲海峡两侧的岸线数据,并从岸线结构、岸线变化速率、海陆格局和岸线开发利用强度等方面分析1988—2000年、2000—2015年和1988—2015年不同时段区域陆体以及槟城港等12个主要港口区域的岸线时空变化特征。结果如下:岸线结构变化显著,人工岸线长度和比例急剧增加,港口区域逐渐从单一类型主导向多元结构转变;除个别港口外,两侧岸线均呈向海扩张状态,南北两岸的岸线平均变化速率分别为0.91m/a和1.20m/a;因海峡南岸沼泽广布、地势低平及海平面上升等原因,其岸线稳定性差于海峡北岸;岸线开发利用强度持续增强,并表现出明显的海峡北岸强于南岸的空间差异,以及北岸第一阶段增长快于第二阶段,南岸第一阶段增长慢于第二阶段的时间差异。马六甲海峡的交通运输功能是两岸岸线变化的主要驱动因素。本研究对认识马六甲海峡两岸及港口区域岸线的时空变化和发展特征有重要意义,对海峡及港口岸线的综合管理具有一定借鉴作用。     

中尺度暖涡对热带气旋强度变化的影响及作用机制

基于两组理想化数值试验,对比研究了分布于热带气旋不同位置处的海洋中尺度暖涡所引发的热带气旋强度变化的时空特征。研究发现,热带气旋中心附近的暖涡对热带气旋强度有增强作用,而位于热带气旋外围的暖涡则会抑制热带气旋的发展。本研究将暖涡增强（减弱）热带气旋强度的区域称为内（外）区。随着时间的推移,内（外）区暖涡对热带气旋强度的增强（减弱）幅度逐渐减小（增大）,区域范围同步减小（增大）。内区暖涡增强了热带气旋的次级环流和结构对称性、增加了海气界面热通量,同时减弱了外围螺旋雨带,进而导致热带气旋强度增强;若暖涡在外区,其对热带气旋的作用相反,导致热带气旋强度减弱。由于理想化试验中热带气旋静止不动,因此研究结果可能只适用于传播速度较慢的热带气旋。本研究结果有助于更好地理解热带气旋和海洋中尺度暖涡之间的相互作用,并通过引入热带气旋外区暖涡的影响助力提高热带气旋强度预报工作。     

济阳坳陷古近系多级控砂机制分析

济阳坳陷古近系砂体形成和分布受到多种因素的控制,主要包括:①断陷类型;②构造带类型;③坡折带类型;④体系域类型;⑤沉积相类型。在不同类型断陷中发育的沉积体系相差较大,在不同规模箕状断陷中发育的沉积体系也具有差异性。同时,断陷类型控制着构造带的发育,构造带类型又决定着坡折带的发育部位,坡折带类型则影响着湖盆沉积体系域的发育程度和分布范围,而沉积相类型对砂体的特征具有直接的控制作用。显然济阳坳陷砂岩体的形成和分布遵循“多级控砂”的特征,5种因素共同影响并逐级控制着砂岩体在断陷湖盆中的形成与分布。     

基于栅格叠合的沉积物底质图生成方法

文章提出了一种基于GIS空间插值和栅格图叠合技术,分析生成沉积物底质图的方法,并以曹妃甸海区为例,以170个海底表层沉积物样的粒度分析结果为依据,应用本文设计的方法生成这一海区的底质分布图,并用预留的20个采样点进行了精度分析和检验,在此基础上比较了不同的空间插值方法对生成的底质图结果的影响.结果显示出这一方法成图速度快、自动化程度高,但也存在对原始数据精度要求高、插值方法带来误差等问题.在借鉴传统底质图生成方法的基础上,运用三维TIN模型对成图结果进行改进,最终形成一种结合地貌要素的栅格叠合的沉积物底质图生成方法.     

武汉市汤逊湖沉积物重金属垂向变化的磁响应特征及环境意义

对武汉汤逊湖湖泊沉积物T06-1样芯进行了磁性测量、重金属分析和粒度分析,探讨了利用磁参数追踪、指示城市湖泊重金属污染的可行性.结果表明,低矫顽力的亚铁磁矿物主导了沉积物的磁性特征.磁参数χ,SIRM和ARM与重金属Cr,Zn,Cu和Pb呈现较为一致的垂向变化特征:55cm之下,磁参数值和重金属的含量均较低且稳定;在50～10 cm之间,两者基本呈现随深度的减小而增加的趋势,其中在20～10 cm区间,出现小范围内波动;而10cm至表层,元素含量和磁参数值随深度减小而急剧增加.选取粘土(＜4μm)对沉积物中Cr,Zn,Cu和Pb进行粒度校正的结果显示:校正后元素的变化趋向于平稳,但在表层的10cm处Cr,Pb,Zn和Cu的含量仍然较高,表明了表层沉积物中金属元素的含量主要受人类活动的影响.相关分析也表明了磁参数χ,SIRM和ARM与重金属Cr,Pb,Zn和Cu之间均呈显著相关关系(0.62≤R≤0.86),表明磁参数可以用于追踪和指示汤逊湖湖泊沉积物重金属污染.     

松山-布容地磁极性倒转在黄土高原东南缘记录的可靠性探讨

中国黄土的剩磁获得机理和Lock-in深度问题是目前黄土古地磁研究的焦点和核心问题之一,它直接关系到黄土时间标尺的精确度和海陆古气候对比的可靠性.文章以黄土高原东南缘三门峡曹村剖面获得的高分辨率古地磁极性界线作为年代控制点,通过黄土-古土壤序列1.1Ma以来的磁气候记录与近年来中、高纬度大西洋ODP/DSDP钻孔中获得的具有高分辨率古地磁年代约束的深海氧同位素记录进行了详细对比分析,提出与传统的海陆对比不同的基于古地磁界线的海陆对比方案:松山/布容地磁极性转换界线记录在曹村剖面S8的顶部,可对应深海沉积的MIS 19,而不是前人认为的MIS 21.黄土高原不同地区记录东亚冬、夏季风的差异性和变化性可能是全球具同时性的松山/布容地磁极性转换在黄土高原不同地区产出层位不一致性的主要原因,而基于Lock-in模型的天文年代标尺则可能高估了黄土/古土壤的年龄.     

南海北部陆缘新生代玄武岩地球化学特征及成因

南海盆地及周缘地区新生代玄武岩对揭示南海盆地的演化历史至关重要,然而这些玄武岩的成因还存在争议。本文研究了位于南海北部陆缘的海南岛临高县多文组玄武岩岩石地球化学和矿物地球化学特征,并探讨其成因和构造背景。多文组玄武岩主要由橄榄石、单斜辉石、斜长石、斜方辉石、铬尖晶石和铁钛氧化物等组成。橄榄石Fo值变化于55.5～71.1之间,Ni的含量较低,Fe/Mn比值较高。铬尖晶石Cr^#值为74.1～82.7,Mg^#值为45.5～63.8, Ti的含量较高。斜方辉石Mg^#值为63.9～79.6,单斜辉石为66.0～80.6。单斜辉石稀土配分曲线富集MREE,亏损LREE和HREE,呈拱形分布。斜长石以中-拉长石为主(Ab_{36.56～52.78}),富集LREE、Ba、Sr和Eu。铁钛氧化物的TiO₂含量为50.19%～51.46%。多文组玄武岩原始岩浆的主量和微量元素组成与夏威夷、峨眉山、塔里木等玄武岩组成一致,地幔源区包含了辉石岩的成分,而且其地幔潜在温度(>1400℃)和氧逸度(Δ...