南极罗斯海高分辨率数字水深模型

数字水深模型是描绘海底地形地貌的水深地形图,在罗斯海陆架上,冰盖的进退形成形态大小各异的海底冰川地貌,而对海底冰川地貌的解释研究需要高分辨率数字水深模型的支持。采用36个国际公开航次采集到的多波束水深数据以及GEBCO_2014网格水深数据,融合、编绘成50 m网格间距的高分辨率罗斯海数字水深模型。由于采用的多波束水深数据来源于不同调查船只、不同多波束声呐系统及不同航次,这给多波束水深数据的精度评估、融合等带来一定的困难。本文首先采用通用绘图工具(GMT)对多波束中央波束水深数据的交点误差做统计分析,再利用统计分析结果对不同航次水深数据做出精度评估,最后利用"移除-恢复"法对两种来源及精度不同的水深数据做最后的融合。通过以上步骤得到的罗斯海高分辨率数字水深模型与国际南大洋水深地形图(IBCSO)相比,能够更加清晰地凸显海底微地形地貌特征,尤其是冰川进退过程中产生的地貌特征,可满足罗斯海海底冰川地貌的解释工作及综合地质地球物理研究任务。     

冲绳海槽弧后张裂构造及其动力机制讨论

在总结、讨论冲绳海槽弧后张裂构造的地形地貌、地球物理场和动力背景特征的基础上,归纳出海槽北、中、南三段之间的差异,以及它们在陆坡、槽底、岛坡上的不同表现特征.槽底雁行排列的地堑及断层斜切入陆坡,伴随的断块隆眷作用往南加强,使得钓鱼岛一赤尾屿隆起带区别于其北边的陆架外缘隆起带,吕宋岛向台湾的碰撞挤压引起的旋张活动加强了海槽南段的地壳拉张,从北往南岛坡侧都可以追踪出双列岛孤特性.海槽内部构造现象不能为笼统的构造动力背景所能完全解释,需要对各个典型中央地堑的具体深入探测研究.鉴于地堑、地垒、断层以及它们所界定的构造单元和它们内部发生的岩浆作用各有特点,最后讨论了各个地段中央地堑的构造属性、动力要素的差异及变化规律,以期为海槽构造动力的进一步深入研究提供借鉴参考.     

Ewing型热流计的原位地温梯度与甲板热导率的精确匹配

由于Ewing型热流计具有安全性和便捷性的优点,其在恶劣环境下的热流测量作业中得到广泛应用。使用Ewing型热流计测量热流值时,通过原位测量获取海底沉积物的地温梯度,并在实验室中测量沉积物样品的热导率。由于桩效应的原因,即取样器的插入深度和所取样品长度并不一致,热导率和地温梯度测量位置难以精确匹配,其造成的误差可达3.5 mW·m~(–2)。基于同一站位不同深度上的热流值较为一致的原则,设计了"最小标准偏差法"来确定Ewing型热流计作业的最优偏移量。针对中国第9次北极科学考察采集的12个站位数据分析表明,经最小标准偏差法改正后,同一站位各深度上热流值的标准偏差从8.4 mW·m~(–2)减小到3.8 mW·m~(–2),其变化幅值约为平均热流值的9%。     

冲绳海槽断裂、岩浆构造活动和洋壳化进程

讨论了冲绳海槽断裂、岩浆构造活动特征和它们之间的关系,认为雁行排列的地堑斜交于陆架外缘隆起带,海槽北段断块隆脊、龙王构造带和海槽南段"棉花构造带"可能保留了海槽各幕断陷前的火山岩浆活动特征,而现在活动的吐噶喇火山岛弧可沿海槽南段岛坡追踪到台湾。吕宋岛向台湾的碰撞挤压引起的旋张活动加强了海槽南段的地壳拉张,诱发了地堑内火山岩浆活动,在洋壳化进程中起关键作用,其中最典型的八重山地堑已经形成洋壳。断裂和岩浆活动主要是单向地向岛弧侧迁移,由洋中脊扩张产生的对称条带状磁异常模式难以解释冲绳海槽的洋壳化进程。     

南海海盆三维重力约束反演莫霍面深度及其特征

利用南海海盆及周边最新的重力,经过海底地形、沉积层的重力效应改正,并采用岩石圈减薄模型的温度场公式,校正了从张裂边缘到扩张海盆的热扰动重力效应.通过研究区的地震剖面和少量声呐数据得到的莫霍面深度点作为约束,采用基于"起伏界面初始模型"的深度修正量反演迭代公式,反演、计算了研究区的莫霍面深度及地壳厚度.结果表明,海盆区莫霍面深度在8~14 km之间,地壳厚度在3~9 km之间;东部海盆和西南海盆残留扩张中心沿NNE向展布向西南延伸至112°E,莫霍面深度超过12 km,地壳厚度在6 km以上,而西北海盆没有明显的增厚扩张中心;在西南海盆北缘的中沙地块南侧,存在一个近EW向地壳减薄带,地壳厚度在9~10 km;莫霍面深度14 km的等深线和地壳厚度9 km的等值线可指示洋陆边界位置.     

浅水无定位拖缆观测系统定义及多次波压制效果分析

浅水无定位拖缆在近岸海洋工程及浅水多道地震勘探中应用广泛,但受无定位拖缆实际位置获取的限制,野外观测系统准确定义受影响.基于传统直线假设的观测系统定义简单易行,但计算的共反射点面元无法获得实际坐标,位置偏差较大,严重影响后续处理方法的有效应用.基于实际炮点轨迹坐标,本文提出了一种新的无定位拖缆实际坐标计算方法,新方法首先确定接收排列的相对空间位置,采用反距离比线性插值算法准确计算接收道实际坐标值,再根据实际坐标重新定义观测系统,获得了实际跑航弯曲测线观测系统图.文中对传统方法与新方法定义的不同观测系统数据,分别采用SRME（Surface-related Multiple Elimination）方法压制浅水海底鸣震类自由表面相关多次波,结果显示采用新方法定义的观测系统反射数据多次波衰减效果明显,有效反射连续,基底反射成像清晰,说明文中实际坐标计算方法符合海上弯曲测线观测系统的定义,提高了SRME方法压制多次波的效果.

     

南海北部地壳密度结构:基于约束三维重力反演

地壳结构的揭示是研究陆缘伸展机制的基础.尽管在南海北部陆缘已开展了大量地壳尺度的二维地震探测,但目前还存在许多覆盖空白的地区,这些调查所得到的结果无法提供地壳结构的区域视图.为了揭示南海北部的地壳结构,本研究将水深和沉积物厚度信息作为约束条件,对空间重力异常进行区域三维反演,并利用地震研究的结果来衡量反演结果的质量.沿地震测线的密度切片显示,重力反演结果与地震研究结果具有良好的一致性.本研究通过选择两个与地震研究结果最匹配的密度异常等值面分别作为康拉德面和莫霍面,获取了莫霍面深度和上、下地壳的厚度.根据假设的相应初始地壳厚度,本研究进一步计算了全地壳、上地壳和下地壳的拉张因子.通过与已发表的居里面深度比较,发现南海北部大部分地区的居里面深度均位于莫霍面之下,其中西沙海槽的拉张因子β_w大于3.5并且缺乏岩浆活动,是地幔橄榄岩蛇纹石化的潜在区域.南海北部陆缘的地壳拉张因子显示其经历了伸展方向为128°和160°的两组张裂运动,分别对应于神弧运动和珠琼运动一幕及二幕,在张裂过程中应力场发生了顺时针旋转.此外,上、下地壳的拉张因子表明北部陆缘普遍存在正向和反向差异伸展,陆架区域表现为反向差异伸展,洋陆过渡带为正向差异伸展,推测这种正向和反向差异伸展可能是由下地壳流动导致的,由地壳厚度差异引起的横向梯度力、软流圈浮力和沉积物负载共同驱动.

     

复杂地质背景下大陆坡脚点的确定方法：以莫桑比克南部陆缘为例

针对复杂地质背景下的大陆架划界问题,提出了一种新的大陆坡脚点(foot point of the continental slope, FOS)确定方法。该方法基于水深平均梯度变化计算坡脚点所在位置,并结合相反证明以及凸包性、分段性、连续性原则进行优化。以莫桑比克南部陆缘为研究区域,利用2021年实测的高精度多波束地形数据,应用该方法提取了大陆架划界最关键的依据——FOS,并与联合国大陆架界限委员会使用的Geocap软件提取的结果进行对比,确认了相同的FOS位置,证明该方法是准确有效的。     

基于C/S模式的海洋测深数据管理系统

随着海洋调查数据不断积累,如何对处于分散状态的数据进行有效的管理和整合,以提高数据利用效率和共享程度,成为“数字海洋”首先需要关心解决的问题.根据中国近海“数字海洋”信息基础框架构建的总体需求,按照“数字海底”“产品—航次—测线—点”的数据组织结构,设计开发海洋测深基础数据库.以此数据库为基础,开发数据标准化模块、数据...     

基于GIS的海洋地震数据管理系统的设计与实现

基于大型Oracle数据库管理系统和先进的空间数据引擎SDE技术,将SEG-Y格式海洋地震数据与地理信息系统相结合,并按照“航次—测线—点”的数据组织结构设计了海洋地震数据库.论文首先总结了当前流行的地震数据组织和访问方式,然后阐述了地震数据管理系统的设计方案,最后介绍了数据查询、数据库管理、SEG-Y地震数据查看和地...