海底AUV关键技术综述

海底海洋的观测探测,亟需大范围、长时间的观测平台。海底AUV有三大要点：适应海底机动性的结构、适应海底复杂环境的机敏运动性能、适应海底的水声通信定位技术。本文分析了海底AUV的发展与演变历程,凝练出海底AUV的关键技术难题,并相应地给出海底AUV水动力外形优化技术、海底AUV机敏运动控制技术、海底水声通信与定位导航技术、海底接驳与充电技术的解决思路。最后以碟形结构的水下直升机为例,给出了海底AUV的实践探索一例。本文将为海底AUV及其观测探测技术的发展提供指导意义。     

贝塞尔曲线在虚拟森林景观单树几何模型构建中的应用

虚拟景观模型的生成,需要对实际景观进行抽象和简化。树几何模型和数字高程模型(DEM)是构成虚拟森林景观的两大要素。而树几何模型的构建又是林业GIS三维可视化的基础。在树几何建模中,树干及树枝形状的可视化表达具有突出意义。由于实际树种的复杂性,在计算机中建树模型,通常采用基于过程建模的方式,而这将面临用户如何对模型进行交互式控制的问题：参数太少,不足以描述树形态特征,而参数太多,则模型难以生成和理解。为了解决这个问题,我们引进贝塞尔(Bezier)曲线这种基于控制点的自由曲线来描述树木中的树干以及树枝形状,利用对曲线控制点的变动来控制曲线的形状,进而生成形态各异的树形状,对此,我们基于ActiveX技术生成Bezier曲线控件。结果表明,该方法能够表示多种形状的树干与树枝,具有操作简捷、计算速度快,可视化效果良好的优点。     

浙江早古生代孢粉型化石的研究

在浙江西北部早寒武世荷塘组、晚寒武世华严寺组、早奥陶世宁国组、晚奥陶世长坞组和文昌组、早志留世霞乡组、河沥溪组和康山组、中志留世唐家坞组中发现孢粉型化石,孢粉型化石包括疑源类,隐花(陆生)植物孢子类型等,计66属、112种、31未定种。同时讨论了这9个层位孢粉型化石的组合特征、地质时代及其沉积环境。     

热带西太平洋海域上层海洋热含量的CSEOF分析

基于月平均Argo温、盐度剖面、纬向风和Ni o3.4指数等资料,利用循环平稳经验正交函数(CSEOF)分解法、最大熵谱分析和相关分析等方法,研究了热带西太平洋海域上层(0—700m)海洋热含量的时空变化特征,并探讨了其年际变化的可能原因。结果表明,热带西太平洋海域上层海洋热含量距平场具有显著的东-西向反位相振荡,且这种振荡除了具有较明显的季节变化外,还存在着较强的准2a振荡。此外,热含量距平场还存在着负-正-负的三极式经向模态,该模态除了具有明显的季节变化外,还存在着显著的准4a振荡。进一步分析表明,热含量的准2a振荡与ENSO事件的发生有着非常密切的联系,并对赤道西太平洋纬向风异常有1—2月的滞后响应。     

冲绳海槽宫古段中央地堑的形态与分布

采用中国科学院海洋研究所“科学1号”调查船及国家海洋局“向阳红9号”调查船最近几年在冲绳海槽宫古段进行海底地形及反射地震调查所取得的数据,首次详细展示了冲绳海槽宫古段南北长约200km区域内中央地堑的形态及空间展布特征。本文给出的成果大大加深了关于冲绳海槽中央地堑各种变化的认识。指出,按照形态,中央地堑分为U型、V型和半地堑三种。其中大部分中央地堑为U型地堑。地堑的深度40～250m,宽度6～14km,长度17～33km。冲绳海槽宫古段的最大水深为2244.4m,位于中央地堑城阳段北端底部靠东的一侧(125°19.3′E,25°49.8′N)。本研究区的中央地堑可分为断续的9段,从东北向西南大致呈右旋雁行排列。但黄岛段相对于崂山段,城阳段相对于莱西段,李仓段相对于城阳段又稍微向西偏出,呈现为左旋雁行排列。地堑的走向一般为N60°E左右,相对于冲绳海槽的走向更偏向于东西方向,偏角在15°左右。各段中央地堑是被NW向断裂错开的。这些断裂在海底表现为明显的海底断崖地貌和陡沟地貌,在地震剖面上表现为明显的地层错位,其错位的幅度往往老地层比新地层要大。根据地震剖面分析,这些NW向的断裂应该是走滑性质的。本文展示的中央地堑在形态上和空间展布形式上都和扩张洋脊类似。莱西段和城阳段中央地堑之间重叠地堑,在形式上也类似于扩张洋脊的重叠扩张中心。从地堑深度较浅并发育重叠地堑来分析,冲绳海槽的扩张速率应当介于慢速扩张和中速扩张之间。本研究区莱西段、即墨段和平度段海底地形相对较高,中央地堑深度变浅,并发育重叠中央地堑,应该相当于快速扩张大洋中脊的轴高,可能是正在孕育岩浆活动的位置。目前我们所观测到的中央地堑的错断和有规律的排列说明海槽的主体演化过程已经在拉张盆地和断陷盆地的基础上上升到一个更高的阶段。本文根据中央地堑的展布形式、重叠中央地堑,及其两侧中央地堑中的海底山推测此区域海底扩张可能正在进行。     

钦防海西-印支海槽西界断裂新探

本文主要根据二维地震剖面并结合野外露头的分析认为,十万大山盆地东南缘的基底断裂是钦防海槽向北西冲断-推覆的前锋断层,断裂两侧的中、古生界在地层层位与厚度上存在明显差异。钦防海西-印支海槽的西界不应是灵山断裂,而应是十万大山盆地东南缘的基底断裂,其范围远大于现今博(白)—罗(定)—广(宁)断裂与灵山断裂之间的范围。基底断裂为一无根的推覆构造带,其下掩覆了十万大山盆地东南缘的许多区域,是下一步油气勘探的重要领域。     

东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

对东太平洋CC区(Clarion-Clipperton Zone)多金属结核丰度、品位、多波束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综合研究表明:①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异,但是聚类分析结果表明不能按区域断然分开;②因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mn组元素Mn、Cu、Ni、Zn,Fe组元素Fe、Co、Ti、Sr,岩源组元素Si、Al、K,生物元素Ca、P;③西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属元素的化学沉淀,火山成矿作用使结核富集和丰度增加,趋势面和人工神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度≤5°地区,该地区的结核量占总结核量的89.62％,坡度>5°地区结核量占10.38％;④东区结核丰度、覆盖率、地形三者变化一致,重大相变距离为10～15km,来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层,为多金属结核的形成和生长提供了丰富的物质来源,地球深部地质作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生重要影响;⑤东太平洋CC区多金属结核矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。     

库车坳陷下侏罗统沉积特征及砂体展布

库车坳陷位于塔里木盆地北部，北缘是南天山山前断裂带，南缘是塔北隆起，呈NEE向展布，东西长250km，南北宽20－60km，面积约21170km^2。下侏罗统自下而上发育阿合组、阳霞组。对吐格尔明、克孜勒努尔、库车河剖面及依南2井岩芯观察发现，阿合组和阳霞组按其岩性特征均可以划分为5个岩性段，各个岩性段在全具有对比性。还可分出4类和17个亚类岩相。阿合组细砂岩以上的粗碎屑岩含量为80％以上；阳霞组细砂岩以上的碎屑岩含量为50％－60％。砂岩厚度占总地层厚度的50％－60％以上，是油气勘探的重要目的层系。以吐格尔明剖面为代表的依南2井以东地区的阿合组和阳霞组岩矿特征基本相似，以克孜勒努尔地区为代表的依南2井以西地区有较大差异，即阳霞组长石含量几乎为零。两区共同点是以岩屑砂岩为主，成分成熟度低，结构成熟度中等，岩屑含量较高。从岩性组合、沉积构造、微观岩石成分、结构和砂体形态等方面的综合分析认为，辫状三角洲沉积体系是该区阿合组和阳霞组的主要沉积体系。阿合组砂体纵向上以多个辫状三角洲平原上的辫状分流河道砂岩加积复合为主，横向上指状镶嵌叠置呈东西向展布。阳霞组第3岩性段砂体纵向上以多个辫状三角洲前缘上的水下辫状分流河道砂岩加积复合为主，横向上指状镶嵌叠置也呈东西向展布。第2、4、5岩性段砂体以河道滞流砂岩侧砂为主，横向叠瓦状叠置呈东西向展布。     

Effect of Cyclic Loading Frequency on Undrained Behaviors of Undisturbed Marine Clay

Based on a series of cyclic triaxial tests, the effect of cyclic frequency on the undrained behaviors of undisturbed marine clay is investigated. For a given dynamic stress ratio, the accumulated pore water pressure and dynamic strain increase with the number of cycles. There exists a threshold value for beth the accumulated pore water pressure and dynamic strain, below which the effect of cyclic frequency is very small, but above which the accumulated pore water pressure and dynamic strain increase intensely with the decrease of cyclic frequency for a given number of cycles. The dynamic strength increases with the increase of cyclic frequency, whereas the effect of cyclic frequency on it gradually diminishes to zero when the number of cycles is large enough, and the dynamic strengths at different frequencies tend to the same limiting minimum dynamic strength. The test results demonstrate that the reasons for the frequency effect on the undrained soil behaviors are beth the creep effect induced by the loading rate and the decrease of sample effective confining pressure caused by the accumulated pore water pressure.     

利用斯通利波衰减反演渗透率的方法改进

利用严格的Biot介质模型,针对阵列声波测井情况,建立了基于物理统计方法的利用斯通利波幅度衰减反演储层渗透率之线性化最小二乘反演模型。作为对方法可行性的检验,运用该方法对理论合成数据进行了处理,结果表明运用统计方法后反演渗透率的偏差变小,证明了方法的可行性。