印度洋深海热液区可培养细菌的分子鉴定与系统发育分析

采用MMJHS寡营养培养基从印度洋深海热液区沉积物和热液硫化物中分离获得16株细菌,通过16S rDNA序列比对和生理生化分析,对它们进行了鉴定并构建了系统发育树.结果表明,12株细菌属于γ-变型菌(γ-Gammaproteobacteria),其中6株属于盐单胞菌属(Halomonas),4株属于嗜冷杆菌属(Psychrobacter),2株属于食碱菌属(Alcanivorax);其余4株属于芽孢杆菌(Bacillus),其中1株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).分离获得的16株细菌中,4株为革兰氏阳性细菌,12株为革兰氏阴性细菌;H2S反应、吲哚测定反应、M.R和V-P均呈阴性.本研究为深入认识和开发利用深海热液区微生物资源奠定了基础.     

可变角度换能器在海底沉积物声学原位测量应用的探讨

海底沉积物的声学测量是海底测深的关键技术之一,应用于海底地形地貌测量、海洋矿产资源开采和海底工程建设等。海底沉积物声学测量方法中的原位测量方法可以避免保真采样法的强扰动性和遥测法的准确度、精度及灵敏度的不确定性等缺点,如何改进原位测量系统渐成为海底探测的研究热点。通过分析现有海底沉积物原位测量设备测试换能器的工作原理,针对垂直压入方式换能器测量深度有限,提出了一种通过改变换能器压入沉积物的角度来增加测量深度的方法。在理论上论证出在不低于换能器接收阈值时,测量深度随着掠射角的增加而增加。在不增加压入深度的前提下提供了一种增加测量深度方法。     

一种深海热液原位探测设备供能装置的设计

为了解决深海热液原位探测设备的能量供给问题,设计了一种实用的供能装置.该供能装置采用了一种定制的高能量密度电池,电池组的容量达31.5 Ah,最大输出电压为12 V.供能装置的耐压壳体采用了压力容器的设计原则进行设计,其最大承受压力达70MPa.放电实验表明该供能装置具有较稳定的放电电压;海试实验表明该供能装置能用于深...     

现代海底热液柱中锰元素的分析及其地球化学

研究锰在热液中的地球化学性质对于更好地了解热液在海洋中的循环过程和扩散情况很有意义,虽然影响热液中锰的地球化学性质的因素很多,但锰确实是示踪热液活动的最敏感、最有效的元素之一。主要总结了现代海底热液柱中锰元素的分析方法进展,同时对热液柱中锰元素的地球化学特征进行了研究。     

大西洋洋中脊海底表层热液沉积物的铅同位素组成及其地质意义

新测得 TAG热液区中 6件海底表层热液沉积物样品的铅同位素组成 ,其变化范围不大 ,具有均一性的特征。在 Pb- Pb图解上 ,热液沉积物的铅同位素数据大多落在 MARB的铅同位素组成范围内 ,与大西洋沉积物和 Fe- Mn结核相比明显具较少的放射成因铅 ,反映其上部洋壳岩石为该区热液沉积物的形成提供了铅。对比研究表明 ,因不同地质 -构造环境中的海底热液区为热液沉积物形成提供物源的情况不同 ,是导致有沉积物覆盖洋中脊中热液沉积物的铅同位素组成与无沉积物覆盖洋中脊不同的主要原因。海底扩张中心的扩张速率与热液沉积物的铅同位素组成有一定的对应关系 ,但其并不是热液沉积物铅同位素组成的唯一控制因素     

西太平洋典型弧后盆地的地质构造、岩浆作用与热液活动

研究了西太平洋典型弧后盆地冲绳海槽和马努斯海盆的区域地质背景、岩浆岩、喷口流体、热液柱、沉积物以及多金属硫化物。结果表明,冲绳海槽在构造和地球物理特征上南北分异,从北向南地壳厚度减薄,南部重力异常变化大,发育条带状磁异常,中部则具有最高的热流值。马努斯海盆的重力异常变化较小,磁力异常呈东西向展布,海底扩张中心附近出现磁异常条带。马努斯海盆已出现洋壳,冲绳海槽的地壳属于过渡性地壳,在中南部的地堑中可能已出现洋壳。 冲绳海槽与马努斯海盆玄武岩的岩浆是由地幔源区部分熔融产生的原始岩浆与板块俯冲组分混合构成。中酸性岩与基性岩具有相同的岩浆物质来源,是玄武质岩浆结晶分异的产物。与马努斯海盆火山岩相比,冲绳海槽火山岩存在不同程度的地壳混染。 冲绳海槽的喷口流体为富含金属元素（Mn、Fe、Zn、Pb）的酸性高温（高达320 °C）流体,其热液柱中的Zn2 、Cd2 、Pb2 、Cu2 离子浓度明显高于正常海水。马努斯海盆的热液柱呈现出CH4、Mn、Al、δ3He正异常及pH负异常的特征。与马努斯海盆PACMANUS热液区的喷口流体（220–276 °C、pH = 2.5–3.5）相比,DESMOS热液区的喷口流体温度（≥88–120 °C）相对较低,酸性更强（pH ≤ 2.1）,二者较低的δ34SH2S和δD值表明岩浆演化过程中有酸性挥发分进入岩浆流体。冲绳海槽与马努斯海盆含金属沉积物的分布及其元素含量特征具有差异,相应地,两个弧后盆地含金属沉积物中的微生物群落也不同。冲绳海槽和马努斯海盆热液区均具富Zn型、Ba-Pb-Zn型、Si-硫化物型和Si-硫化物-硫酸盐型热液产物。与冲绳海槽的多金属硫化物相比,马努斯海盆中多金属硫化物的Pb和Au含量较低。     

海底沉积物声学特征定量分析及其智能分类研究

海底底质特性描述及分类是当今浅海声学的研究热点,海底沉积物的物理结构特性与其声学响应特征密切相关。在分析海底沉积物声传播特性的基础上,应用现代计算机信号分析技术手段,对海底沉积物声学响应波形提取了4个特征参数:声速、波幅指数、波形关联维分形指数和声波频谱的频率矩。以这4个特征参数作为输入向量,海底沉积物的结构类型作为输出向量,建立径向基概率神经网络模型。研究表明建立的神经网络模型具有较强的海底沉积物分类预报能力。     

热液喷口探测化学传感器的研制及应用*

海底热液喷口周围的水体具有显著的浊度和化学组分异常, 是寻找热液喷口的重要标志。文章提出了一种海底热液喷口的探测技术方法, 设计了低功耗化学传感器。该化学传感器可搭载在相关平台, 实时探测水体的Eh、H₂S、pH及CO₃^2-等电位值, 结合浊度异常, 可以推断热液喷口的位置。在西南印度洋中脊海试结果表明, 该化学传感器可有效探测由热液活动产生的水体异常, 是一种探测海底热液喷口的有效技术。     

声学法深海热液速度场测量重建算法研究

介绍了利用声学法测量深海热液速度场的基本原理.利用往返飞渡时间差与流场速度的关系,应用反问题求解技术重建测量区域的速度场.应用最小二乘法对两种典型的热液口速度场模型进行了仿真重建,分析了换能器数量、实验测量误差以及换能器的布放对重建结果的影响,并对重建结果进行了流量分析.仿真重建的绝对误差、相对误差以及流量分析结果表明...     

西南印度洋龙旂热液区神盾螺共附生微生物多样性分析

深海热液区的极端环境促使热液区生物形成了独特的生存机制,即与微生物的共附生关系。本文利用高通量测序技术分析了与西南印度洋龙旂热液区神盾螺（Gigantopelta aegis）共附生微生物的种类及功能。基于16S rRNA基因 V3-V4区扩增子测序结果发现：①神盾螺共附生菌中99.99%都属于细菌域,丰度最高的是变形菌门γ-,ε-,和α-变形菌纲;②神盾螺个体Ga1和Ga3的共附生菌群落中以γ-变形菌为主,个体Ga2 中以ε-变形菌为主,表明在同一热液区生活的不同个体间其共附生菌种类也存在较大差异;③宏转录组测序结果与扩增子测序结果基本一致,即神盾螺共附生细菌中变形菌门相对丰度最高,同时发现了高丰度的硫代谢、氢代谢、甲烷代谢以及环境胁迫应答基因。神盾螺共附生微生物的研究将有助于探究深海热液喷口生物的生存和适应策略,为进一步研究奠定基础。     

浅海沉积声学原位探测系统研制及深海功能拓展

海底沉积物的声速和声衰减系数等声学特性参数是影响水下声场空间结构、水声通讯、水声设备使用性能、海底目标探测的重要因素。介绍了最新研制的浅海海底沉积声学原位测量系统的工作原理、结构组成和性能特点,并对系统在黄海和南海海底沉积物声学特性调查中的应用情况进行了总结。最后,对系统在满足深海应用方面的功能拓展进行了讨论和展望。     

西南印度洋中脊表层沉积物中存在热液组分的地球化学证据

Hydrothermal materials in deep-sea sediments provide a robust tracer to the localized hydrothermal activity at mid-ocean ridges. Major, trace and rare earth element(REE) data for surface sediments collected from the ultraslow spreading Southwest Indian Ridge are presented to examine the existence of hydrothermal component.Biogenic carbonate oozes dominate all the sediment samples, with CaO content varying from 85.5% to 89.9% on a volatile-free basis. The leaching residue of bulk sediments by ~5% HCl is compositionally comparable to the Upper Continental Crust(UCC) in SiO_2, Al_2O_3, CaO, MgO, alkali elements(Rb, Cs) and high field strength elements(Nb, Ta, Zr, Hf, Ti). These detritus-hosted elements are inferred to be prominently derived from the Australian continent by means of eolian dust, while the contribution of local volcaniclastics is insignificant. In addition, the residual fraction shows a clear enrichment in Fe, Mn, and Ba compared with the UCC. Combining the positive Eu anomaly of residual fraction which is opposed to the UCC but the characteristic of hydrothermal fluids and associated precipitates occurred at mid-ocean ridges, the incorporation of localized hydrothermal component can be constrained. REE mixing calculations indicate that more than half REE within the residual fraction(~55%–60%) are derived from a hydrothermal component, which is inferred to be resulted from a diffuse fluid mineralization. The low-temperature diffuse flow may be widely distributed along the slow-ultraslow spreading ridges where crustal faults and fissures abound, and probably have a great mineralization potential.     

深海海底原位观测站倾角测量优化设计

设计1套倾角测量装置,用以配合海底原位设备对深海环境探测。分析常规的低成本倾角测量方式的原理及存在的不足,提出采用差动输入运算放大器对传感器数据进行预处理、提高后期倾角分辨率的方案。实验证明,这种方案能够扩大输出量程、提高倾角分辨率。在全角度范围内,分辨率在(0.18(°),0.5(°))区间变化,能够满足海底观测站对高精度倾角测量的要求。     

基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统设计

针对传统海水营养盐检测方法不能满足海水营养盐长期原位监测需求的问题,研制了一种基于分光光度法的多量程海水营养盐原位传感器检测系统,通过对系统的高度集成及对多量程检测、低功耗技术、漏液保护技术的应用,实现了对海水5项营养盐参数快速、宽范围、高精度的原位测量。经过实验室和青岛中苑码头现场测试,表明本营养盐传感器检测系统具有低功耗、高可靠性能,可满足对5项营养盐参数的快速精确测量要求,实现了对海水营养盐参数的原位监测,为相关部门及时了解海洋生态环境和水体富营养化程度提供了数据支持,具有重大现实意义。     

Optimal estimation of ship's attitudes for beampattern corrections in a coaxial circular array

A study is conducted to estimate the accurate attitude of a ship's motion and the estimation is used to arrive at the corrections required for a farfield pattern of a coaxial circular array. The relevant analytical expression is developed for the computation of moving average filter weights to estimate the ship's attitude for beamsteerings at different sea conditions. Farfield patterns are presented for different steered directions for the coaxial circular array of the additive type, and the multiplicative array technique is also used for beamsteering for higher steering angles to observe its control on the sidelobes as well as for the main beamwidths. In order to introduce an adaptive filter to estimate the accurate attitude for stable sonar platform, an adaptive parameter is examined for bathymetric applications where nonstationary ship movement prevails.     

Optimal Design for Main Dimensions of a 75000t Floating Production and Storage Vessel

The basis, process and results of the demonstration of the main dimensions of a 75000t floating production and storage vessel are discussed in this paper. A simple but reliable orthogonal design method is applied in the main dimension optimization. The ideas of gradual approximation and feedback from various aspects are put into effect. During the demonstration, in order to make the model tally with the actual situation, the draft design is closely related to the computational analysis, so that the demonstration model can be verified at any time; the handling of the overall system is closely related to the research of each item, which is beneficial not only to the mastery of various regularities, but also to the balance of decisions. Finally, according to the computational results and the regularities obtained from analysis, the main dimensions are determined.     

一类具有等式约束的带乘性噪声系统的最优滤波算法

针对动态数据处理领域观测方程中存在乘性噪声的情况,提出在乘性噪声系统中状态附等式约束的一套滤波算法。该算法首先通过把观测向量进行扩维,然后基于投影定理进行滤波求解得到基于线性最小方差的最优滤波算法。通过与基于最优化理论的方法求解得到的算法进行对比分析及仿真对比验证了该算法的有效性。     

浅谈"填土有效压实最佳含水区间"在路基施工中的作用

从理论上讨论了土的压实机理以及控制含水量对路基压实效果的重要性,提出了“有效压实最佳含水区间”的概念,以及如何根据击实曲线来确定“有效压实最佳含水区间”,以提高路基施工的碾压效率,加快施工进度。并对以后路基施工提出建议。