南海北部海底沉积物在温度变化下的三种声速类型

研究南海北部海底沉积物温度变化状态下声速性质,得出以下结论:(1) 南海北部海底沉积物具有声速温度正增长(STPIK)、声速温度负增长(STNIK)和声速温度波动(STWK)三种类型,后两种类型在世界其他范围内海域未见报道.(2) 声速温度正增长类型和声速温度负增长类型沉积物的温度变化对声速影响都具有十分显著的线性关系,但是原状样品由于组成不均匀性,增大了声速的非线性变化.(3)南海北部海底沉积物的孔隙度、密度等主要物理参数差异不明显,难以直接解释三类样品的温度-声速性质的不同.(4)对于STPIK类型沉积物,理论分析与实验结果的统一性,可以运用海底沉积物与海水声速比进行校正不同温度状态下的海底沉积物的声速.(5)对于STNIK和STWK类型沉积物,需要深入研究,从理论和实验角度揭开其机理和成因.海底沉积物声速-温度特性研究将为提高南海北部海域天然气水合物声学探测精度和准确度提供声速性质依据.     

哥伦比亚Ombu区Kc组裂缝描述和地质建模

裂缝对改善低渗透碎屑岩储层物性有非常重要的作用,裂缝发育规律和控制因素的研究直接影响着开发方案部署和油藏开发效果。在盆地分析和储层研究基础上,利用层序地层和地质统计学方法,分析了Kc组裂缝与区域构造应力、沉积相和岩性的关系。受区域压扭作用影响,区域上发育北东和北西方向两组影响裂缝的地应力,形成了以北东方向为主的高角度裂缝。不同沉积相带和不同岩性储层裂缝发育也有差异,扇中和扇缘亚相裂缝较扇根亚相发育、砂岩较砾岩裂缝发育。在这种地质认识基础上,建立了裂缝三维地质模型。     

东海陆架中北部沉积物粒度特征及其沉积环境

通过对东海陆架表层沉积物粒级组成、粒度参数、14C年龄和微体古生物组合的综合分析,绘制了东海陆架的沉积物类型分布图;运用Folk等(1970)沉积物分类方法将东海表层沉积物分成砂、粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂质泥5种类型,其中粉砂质砂分布最广,砂质泥分布最少;沉积物由陆向海粒度变粗,反映沉积过程中的物源和沉积动力控制作用。根据沉积环境及成因分析,可将东海陆架沉积分为3类:分别是长江口外席状砂沉积区、现代泥质沉积区和陆架中部砂质沉积区。长江口外砂质沉积是全新世冰消期晚期潮流作用及风暴潮流共同作用的产物,是高海平面以来太平洋潮波系统作用下的潮流沙沉积,沙波地貌仍在发生变化。现代泥质沉积区包括长江前三角洲沉积、浙闽沿岸流沉积和济州岛西南泥质沉积三个区域,不同沉积区的成因机制不同。陆架中部砂质沉积是末次冰盛期之后海侵作用下发育的砂质沉积物,在海侵的不同阶段中沉积物被冲刷改造,具有不等时性特征,沉积环境与现代陆架海洋环流的动力特征不一致,现代沉积作用较弱,仅接受悬浮体细粒沉积。     

垂向悬沙扩散与近岸挟沙力理论研究

根据垂向二维悬沙扩散方程和谢才公式,假定泥沙垂向扩散系数为常数或为水深和摩阻流速的函数时,从理论上推导得到一个新的不仅适用一般水域,也适用于高含沙水域的挟沙力公式。公式一阶近似形式上与近岸海域常用的刘家驹公式相一致也不显含泥沙沉速,从理论上证明了刘家驹公式的合理性,说明其经验公式在理论上也成立。对更高阶近似,公式显含泥沙沉速,与维利卡诺夫以及张瑞瑾等挟沙力公式相一致,说明了张瑞瑾公式的合理性。分析了导出的公式的物理意义以及与刘家驹公式和张瑞瑾公式的异同。新的挟沙力公式也表明挟沙力公式的近似应是流速平方的多项式,选择低阶项作为近似会有一定的误差。     

基于海底表层沉积物声速特征的南海地声模型

在由垂直声速梯度建立的地声模型基础上,通过引入沉积物与海水声速比和沉积物压缩波与切变波声速比两个表征沉积物声学特征参数得到更全面和有实际指导意义的地声模型。在沉积物声波传播FCMCM模型基础上,基于热作用和重力作用下沉积物两相介质的应力应变分析,建立TFCMCM和DFCFCM模型,运用模型校正表层沉积物声速特征来计算和解释地声模型。根据海底表层沉积物存在低声速和高声速两种类型,结合沉积物沿纵深孔隙度不变和变化两种类型,得到南海海底沉积物的两类四种典型地声模型:低声速孔隙度不变型、低声速孔隙度减小型、高声速不变型和高声速孔隙度减小型。运用这四种典型地声模型的组合解释了卢博提出的南海三种典型声速结构。认知声速结构将为南海声学探测海底、划分海底区域提供模型支持。     

渤海地区全新世孢粉序列及古环境演化

通过对取自黄河口外泥质区的BH-264孔的沉积孢粉进行分析,对渤海地区全新世古植被和古环境演化历史进行了恢复。在早全新世(距今9.5~7.6 ka)渤海地区气候温暖湿润,在陆缘海滨地带出现大量沼泽湿地,上面生长着莎草和香蒲等植被,在周围的山地、丘陵和平原地区植被以松属和落叶栎属为主,并伴生着桦木属、榆科、桑科等树种;在中全新世(距今7.6~5.8 ka)温度的升高和海平面上升,使BH-264孔沉积孢粉中松属占主导地位,不利于远距离传播的草本植物花粉含量降为全新世最低值;在距今5.8 ka以后东亚夏季风减弱和降雨量减少导致渤海西部陆源海滨地带植被以旱生草本藜科、蒿属和菊属为主,黄河三角洲的形成缩短了研究区的离岸距离,使这些草本植物花粉易于传播到BH-264孔中沉积。     

基于时间平均的海底沉积物声速预测

在海底沉积物声速预测中,把不同海域的物理性质完全不同的沉积物试验数据拟合出一个统一的方程存在不足,不但数据过于离散,而且方程中参量的物理意义不明确。借鉴Wyllie等建立的时间平均方程的思路,基于声传播过程中路程、时间和声速之间的基本关系,引入了表征固液双相之间的堆垒方式和耦合状态对声传播路径影响的耦合系数,建立了沉积物声速预测模型。将鹿回头外海、南海南部和北部的沉积物测量数据进行线性回归分析,分别得出适用于不同海域的沉积物声速预测模型,拟合的复相关系数较大,偏差较小,证明该模型能够反映声速随孔隙度的变化规律,且各参数物理意义明确,具有一定的研究和理论探索意义。     

辽东湾北部海域沉积物重金属环境质量和污染演化

基于取自辽东湾北部海域表层沉积物和岩心样品,利用XRF等方法对沉积物中的重金属含量进行系统的测定,结合137 Cs、210Pb年代测定,分析了研究区表层沉积物中重金属分布特征、环境质量状态以及重金属污染历史。结果表明:辽东湾表层沉积物重金属As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn、Hg含量高值区主要分布在葫芦岛附近海域,并且呈现由近岸向远岸递减的趋势;辽东湾海域部分站位表层沉积物已经受到重金属污染,轻度和重度污染率为34.5%,清洁率为65.5%,重度污染站位集中在葫芦岛附近海域;辽东湾沉积物中重金属污染大致出现在1975年,于1997年达到最大,随后,重金属污染开始明显减少。辽东湾沉积物中重金属分布及演化特征与沿海社会经济发展和国家环境保护政策有着密切的联系。     

山东半岛东部海域表层沉积物元素组成及物源指示意义

通过对山东半岛东部海域表层沉积物常量、微量元素、有机碳(TOC)以及碳酸盐(CaCO₃)等指标的分析,研究了该海域表层沉积物元素组成特征及其控制因素,并对物质来源进行了探讨。结果表明,山东半岛东部海域表层沉积物元素的平均组成与上陆壳(UCC)相比Al,K,Na,Mg,Fe,Ca,Cu和Zn等元素,相对较低,而Mn,Co,Ni,Cr以及REE元素含量较高,Si和Ti与UCC的含量相当。研究区砂粒级沉积物轻重稀土分异明显,(La/Yb)_N值与韩国河流的非常相近;其余粒级沉积物LREE分异较弱,标准化曲线与黄河沉积物的具有相似性。研究区沉积物的元素含量主要受控于源岩组成,存在明显的"粒级效应"。除此之外,Fe-Mn氧化物、生物碳酸盐等因素对元素组成产生一定影响。沉积物物源判别结果显示,山东半岛近岸及其东南部沉积物主要来源于黄河,该区域沉积物分布受山东半岛沿岸流及近岸潮流影响。研究区东北部为残留砂,其沉积物元素组成特征与朝鲜半岛和鸭绿江沉积物组成相近,表明研究区东北部砂质区沉积物代末次冰期低海平面时可能由朝鲜半岛或鸭绿江供应。