海底沉积物纵波波速与物理-力学性质的理论关系和比较

本文提出以密度变化比和等效弹性模量变化比为参数描述海底沉积物纵波波速,得到密度变化比是由孔隙率、海水密度和海底沉积物固相密度构成的复合参数,建立了以复合参数和等效弹性模量变化比为变量的泰勒多项式海底沉积物纵波波速公式。基于单因素分析法得出纵波波速可表示为参考声速与调制函数的乘积,沉积物的参考声速由海底底质物理性质确定,建立了复合参数-声速的近似理论模型。对该理论模型与现有的主要纵波波速经验公式的分析结果表明,孔隙率-纵波波速经验公式只是参考声速不同,但调制函数是互相等效的,验证了本文海底沉积物纵波波速理论关系的有效性。     

西沙-南沙珊瑚礁礁灰岩抗蚀性特征

台风、风浪、涌浪、风暴潮、天文潮等现象中的气流和水流往往携带大量固体碎屑物,对南海岛礁礁灰岩体产生强烈的侵蚀作用。笔者首先通过珊瑚的磨蚀与压缩实验验证了磨蚀理论的可靠性;其次,由抗压强度和弹性模量定义了具有压强量纲的抗蚀因子,以定量描述岩石抵抗风水侵蚀的能力;最后,对石岛西南端地表风成灰岩进行了初步研究,发现其抗蚀能力较弱。礁灰岩抗蚀性研究将为南海岛礁防护提供一定的科学依据。     

南海北部东沙天然气水合物区浮游植物生物量和生产力粒级结构特征及其环境影响分析

本文讨论了2013年5月南海东沙天然气水合物区浮游植物生物量和生产力粒级结构特征及其环境影响因素。结果表明,研究海域表现出典型的低营养盐、低叶绿素a、低生产力特征,浮游植物叶绿素a和初级生产力具有明显的次表层最大值现象。东沙海域生物量和初级生产力粒级结构差异性显著,从生物量和生产力贡献度来看,表现为微微型浮游植物> 微型浮游植物> 小型浮游植物。生物量的垂直分布结果表明,春季不同粒级类群浮游植物在真光层内的分布存在明显不同,比如小型浮游植物在真光层内分布较均匀;微型浮游植物则主要分布于近表层或真光层中部,而微微型浮游植物则主要分布于真光层中部和底部。微微型浮游植物在纬度较低的热带贫营养海区之所以能够占主导优势,最主要的原因是其极小的细胞体积和较大的表面积使其有利于营养竞争。相关性分析表明,南海东沙浮游植物各粒级生物量与温度、pH显著正相关,与硅酸盐、磷酸盐显著负相关;浮游植物各粒级生产力与温度显著正相关,与盐度、磷酸盐显著负相关。磷酸盐含量是影响东沙海域浮游植物粒级结构差异的重要因素之一,同时,光辐照度和水体的真光层深度对东沙天然气水合物区不同粒径浮游植物的垂直分布起着更为重要的调控作用。     

东海西南近岸海域污损生物群落特征

于2013年12月~2014年11月在东海西南近岸海域进行污损生物周年挂板试验,全年共记录污损生物10门49科69属84种,群落组成以近岸暖水种为主,为典型的亚热带内湾型群落,附着盛期为4–9月,夏季污损生物的附着强度最高。固定生活类型的悬浮物食者是该近岸海域污损生物群落的附着主体,网纹藤壶（Amphibalanus reticulatus）是最主要的优势种和代表种,其它优势种还有长鳃麦杆虫（Caprella equilibra）、中胚花筒螅（Ectopleura crocea）、太平洋侧花海葵（Anthopleura nigrescens）、今岛柄涡虫（Stylochus ijimai）、克氏无襟毛虫（Spirobranchus kraussii）、近江牡蛎（Crassostrea rivularis）、翡翠贻贝（Perna viridis）、廉形叶钩虾（Jassa falcata）、强壮板钩虾（Stenothoe valida）、光辉圆扇蟹（Sphaerozius nitidus）和大室别藻苔虫（Biflustra grandicella）等。污损生物群落个体间因附着空间和食物竞争而存在着相互依存或互相制约的关系,又依照对环境因子的适应性而存在着一定的时空分布规律。温度是决定污损生物地理分布的最主要环境因素,物种的温度属性是不同气候带污损生物群落组成差异的本质体现,污损生物的种类数、附着期和附着量与水温有着密切的关系;另外,盐度、水流、光、水产养殖等自然环境或人为因素也是影响污损生物附着的重要影响因子。     

Numerical Analysis of Gravity Coring Using Coupled Eulerian-Lagrangian Method and a New Corer

The shortcomings of gravity corers in sampling marine sediments have been observed extensively in various field tests. In order to optimize the coring, this article provides an alternative numerical way to model the gravity coring and analyze the sampling effect. Based on this analysis, a new hydraulic hammer corer is devised. A coupled Eulerian-Lagrangian method with capability of simulating the problem involving extreme deformation, penetration is used to simulate the coring process. The results show that the hydrostatic pressure and deviator stress increase and reach their peak when the pile tip is slightly above or at the level of the observation point and then drop rapidly when the pile tip slides below the observation point. In addition, the stress path indicates that the soil element sustains plastic compression before yielding and then expands until recovering to the original state. The obvious “under-sampling” phenomenon is also well-captured by the finite element model.     

南黄海灾害性地质研究

本文研完了南黄海10种灾害地质因素的性质、危害性及分布,对其进行了分类,在此基础上对本区之灾害地质进行了区划和评价。     

绿色海堤的沉积地貌与生态系统动力学原理: 研究综述*

绿色海堤是传统结构工程与海岸生态系统共同组合而成的新型海堤, 用以应对未来海面上升、风暴加剧给低地海岸防护带来的挑战。需解决的问题主要有海岸生态系统消浪过程及生态系统在海堤体系中的配置方式。理论分析、现场观测、物模数模所获结果表明, 海岸生态系统确有显著的消浪功能: 1) 陆架泥区消浪, 其机制以再悬浮和浮泥运动为主, 底部摩擦为次; 2) 潮滩下部的粉砂细砂滩底部摩擦和推移质运动共同造成波能耗散, 而上部的泥滩则以再悬浮和悬沙输运为主; 3) 在盐沼、红树林、海草床等由植被构成的生态系统, 植物通过形态阻力、茎秆运动来阻滞水流、耗散波能, 其效能高于沉积物床面对波能的耗散; 4) 生物礁主要有珊瑚礁和牡蛎礁, 其消能作用主要通过床面摩擦和波浪破碎, 效能较高, 尤其是在风暴期间。生态系统如何成为海堤的有机组成部分, 尤其是侵蚀型海岸的生态位修复和绿色海堤整体设计, 还需进一步研究相关的科学问题: 与硬质工程结合的盐沼-牡蛎礁的适应性生物学; 未来环境变化条件下生态系统的稳定性; 绿色海堤生态系统空间配置及其与风暴事件的时间尺度匹配; 基于均衡剖面理论的海堤形态优化。     

酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现及意义

在甘肃省酒西盆地青南凹陷柳沟庄-窟窿山地区下白垩统下沟组及中沟组地层序列中,首次发现发育一套地震事件沉积物,是一套含微裂缝或同生变形构造及振动液化泄水构造等震积特征的泥质白云岩、白云质泥岩及泥质粉砂岩的组合.本区震积作用及震积岩的主要识别标志为振动液化卷曲变形及其伴生构造、重荷模及伴生构造、脆性和塑性两类沉积物相间的滑塌变形作用及滑塌岩、软沉积物的液化作用及泄水构造、层内阶梯状断层及地裂缝.柳沟庄-窟窿山地区下白垩统震积岩的发现,填补了本区震积岩研究的空白,反映了本区在早白垩世存在一个强烈的构造活动时期,可以推测其影响范围可能还会波及青南凹陷的其他地区,也有望在酒西盆地类似环境的其他凹陷发现震积岩,开辟震积岩研究的新领域.区域构造背景的研究同样表明,青南凹陷青西Ⅰ号同生断裂带及509断阶带的强烈构造活动正是本区早白垩世震积作用的直接诱发因素,为本区震积岩的存在提供了科学依据.     

国内外岩浆岩数据库现状与应用前景

超过三分之二的地壳岩石是由来自深部的岩浆作用形成,岩浆岩记录的信息是深时数字地球(Deep-time Digital Earth,DDE)特别是深部过程研究的重要载体。岩浆岩分布范围广,样品众多,分析、定年相对方便和精确,易于数据累积。在过去的十多年,全球科学家建立了EarthChem、GEOROC、DataView等多个优秀的岩浆岩数据库。随着大数据时代的到来,地球科学也在经历向地球系统科学的重大转变。如何进一步整合分散在研究机构和个人手中的越来越多的数据,建立能服务大数据和人工智能方法的数据平台,推动地球科学研究由理论驱动的传统因果推理方法向数据驱动的大数据方法转变,是新的很有希望的突破点。文章系统介绍了目前国内外已有的岩浆岩相关数据库及其运行情况,为未来DDE计划整合全球海量岩浆岩数据,建设开放、共享、统一的大数据平台提供经验和基础。同时,也列举了以岩浆岩大数据驱动的科学研究的典型实例,并结合DDE相关任务,对利用岩浆岩大数据和人工智能进一步解决四维地球深部圈层物质构成、交换与动力学这一关键科学问题提出新的展望。     

新型基础测绘大比例尺DLG图库一体化方法

为满足“省级统筹、市县协同、联动更新”的新型基础测绘要求,湖北省开展了新型基础测绘项目试点工作。试点生产组织模式是建立大比例尺图库一体化的基础地理信息数据库。基于立体航测成图软件,对地理要素进行合理编码,研究了一套集内业采集和编辑入库于一体的三维数据数据采集入库出图方法,获取了试点区域的三维DLG数据。实验证明,图库一体化的数据采集与更新工艺流程不仅保证了图形数据与数据库数据的统一,而且极大地提高了DLG的更新效率和数据质量。