珊瑚礁对热液流体的地球化学记录——来自南海西沙永兴岛珊瑚礁稀土元素的证据

碳酸盐岩中稀土元素的含量、配分模式及元素异常记录了周围沉积水体的特征,能够很好地指示古海洋及沉积环境。珊瑚具有的高分辨率和稀土元素的高稳定性的特点,能够忠实地记录周围海水的地球化学特征。本文以南海西沙宣德环礁永兴岛142～84 ka发育的珊瑚礁为研究对象,通过主微量元素含量,尤其是稀土元素含量及其配分图解,判断珊瑚礁形成时周围水体的特征。结果表明自142 ka以来,永兴岛大部分珊瑚礁具有正常海相碳酸盐岩的稀土配分特征,表现为LREE亏损,Ce负异常及高的Y/Ho比值,表明周围水体属于开阔的浅海,但是位于23 m处(年龄为114 ka)的滨珊瑚骨骼格架除了有正常海相碳酸盐岩的特征外,还具有明显的Eu正异常,这表明其形成时有热液流体的加入。经过模型计算,认为在滨珊瑚骨骼格架的生长阶段,至少有0.1%的热液加入周围的海水中。通过资料查询和年龄对比,认为这些热液可能与高尖石岛或海南岛火山活动有关。     

基于水准测量技术的填海人工岛沉陷监测实践

近年来随着填海人工岛的增多,其安全性备受关注.人工岛吹填区域软土地基物理力学参数差异大,地面沉陷持续时间长、成因机制复杂和防治难度大,沉陷监测工作具有重要意义.利用精密水准测量技术,通过长期跟踪监测,分析了人工岛吹填区域的变形特征,综合评估了沉降稳定性,为人工岛的环境保护、后续设计施工建设提供科学决策依据.     

西沙孤立碳酸盐台地的地震层序及演化模式—以永乐环礁为例

永乐环礁作为典型的现代孤立碳酸盐台地,记录了西沙海域生物礁以及碳酸盐台地的整个兴衰历史。根据新采集的高分辨率多道地震数据,结合永乐环礁琛科2井以及永乐环礁东部西科1井的研究结果,对永乐环礁内部进行层序地层学研究,讨论了永乐环礁的演化过程,建立了西沙孤立碳酸盐台地的发育模式。根据地震反射同相轴特征变化,自下而上划分出Sq1（下中新统）、Sq2（中中新统）、Sq3（上中新统）、Sq4（上新统）、Sq5（第四系）5个层序,建立了永乐环礁的年代地层格架。重建了永乐碳酸盐台地自中新世以来的演化历史：台地顶部自中新世以来沉积环境相对稳定,以潟湖为主;而台地斜坡早中新世为滨浅海环境,发育生物礁,中中新世至今为半深海沉积环境,斜坡区有水道侵蚀,发育源于台地顶部的重力流沉积,在台地西部的斜坡区还发现了第四纪等深流沉积。综上,将西沙孤立碳酸盐台地发育演化划分为早中新世萌芽期、中中新世繁盛期、晚中新世—上新世淹没期、第四纪现代环礁4个阶段。本次研究弥补了以往对西沙孤立碳酸盐台地发育演化研究的不足。     

海南岛崖州湾表层沉积物空间分布特征及其受控机制

基于崖州湾海域141个表层沉积物粒度分析数据,研究表层沉积物的粒级组分、粒度参数及其沉积动力环境特征。结果表明,研究区底质类型主要有泥质砂质砾、砾质泥质砂、砂、粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂6种,砂质粉砂分布最为广泛;粒径总体趋势表现为自北向南由细变粗再变细的NEE条带状分布特征,分选系数总体偏高,反映了该区复杂的物源和水动力条件。运用Flemming三角图式,结合粒度象、研究区物源、水动力条件及地形特征,将研究区划分为3个沉积环境：近岸主要受控于波浪掀沙和搬运作用,粒径较细,表现为波控沉积特征;中部主要受控于径流、波浪和潮流共同作用,粒径粗,分选差,表现为河口沉积特征;南部主要受控于潮流输沙作用,波浪作用减弱,粒径细,分选相对较好,表现为相对低能的沉积环境。沉积物输移趋势分析显示研究区中西部为一沉积物汇聚中心,近岸侵蚀物质、宁远河输运物质以及外海潮流输运物质均向该处运移。     

多波束测深海底混响仿真研究

海底混响是海洋混响的重要组成部分,采用模拟仿真进行验证分析,是仿真技术的一项重要应用。采用单元散射模型,研究在单发射阵元下,分布在同一直线上多个接收阵元接收的海底回波,忽略声波传播的相位起伏,只考虑振幅起伏,将传播损失、声吸收系数、海底反射损失、海底沉积层密度等参数带入海底混响仿真数学模型,仿真海底混响,使其更加接近海底的实际情况。     

珊瑚环礁区侧扫声呐图像中的目标物识别方法

为研究西沙宣德环礁海底地貌特征及珊瑚分布情况,采用舷挂侧扫拖鱼的方式对环礁区域海底进行地貌扫测,从采集的侧扫声呐图像上可以识别出环礁区域珊瑚分布情况及珊瑚礁区地貌特征,利用侧扫声呐图像识别方法结合实物样品比对可以圈定出珊瑚分布范围、暗礁区域及环礁区域底质类型分布,采用基本的数学处理方法定量分析了水下珊瑚礁体的海底高度及疑似沉船的大小,分析了侧扫声呐图像显示的调查船转向效应。     

震源和水听器沉放深度对单道地震勘探的影响

为研究震源和水听器电缆沉放深度对单道地震勘探的影响,建立鬼波影响模型,采用雷克子波模拟震源子波,分析因震源及水听器电缆沉放深度产生的鬼波对一次有效反射地震波的影响,并采用不同震源和水听器电缆沉放深度的数据对本次研究结论进行验证。研究表明：地震剖面分辨率和震源及水听器电缆沉放的总深度呈反比;随着震源或水听器电缆沉放深度的增加,地震剖面的分辨率递减,接收地震波能量从低值递增到最大值,再从最大值缓慢降低到稳定值;当水听器电缆沉放深度小于168.8/f(m)时,接收地震波能量随震源沉放深度变化的波动相对平缓,水听器电缆沉放深度浅有利于地震波的一致性,但沉放深度过浅时接收地震波能量将被极大削弱,会明显降低地震波的有效穿透深度;当震源沉放深度约为292.3/f(m)时,一次有效反射波的峰值和震源鬼波的峰值重叠,接收地震波能量最大;当震源沉放深度大于584.6/f(m)时,不考虑地震波能量在水中衰减的情况下,震源沉放深度继续增加对接收地震波能量的增加无效。     

三亚近岸海域表层沉积物微量元素地球化学特征

为了解三亚近岸海域沉积物地球化学特征,测定了331个站位的表层沉积物23种微量元素含量;利用多元统计法进行相关性及R型因子分析,探讨研究区元素的来源、分布特征及其控制因素。微量元素含量测定结果表明,Sr、Ba、Zr、Rb元素平均值比其他元素高;Be、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Cd、Sb、Pb、U、Zr、Ba、Sc、V、Ga等15种元素含量与海南岛水系沉积物、表层土壤、深层土壤接近,推测沉积物主要来自海南岛。各元素在研究区的空间分布比较复杂,在中部和东部,以Li为代表的15种微量元素随离岸距离增加含量增大;Cd、Sb、Zr、Ba、Rb、Sr、As、Hg的分布特征与其他微量元素相比差异明显。Li等15种元素来源与分布主要受陆源黏土矿物吸附作用控制,Sr主要受海洋生源沉积作用的控制,Zr主要受重矿物的控制,Ba和Rb主要受研究区地质背景控制,而Cd和As的来源与分布则与人类活动有关。     

岛礁地震资料特征分析及处理流程——以西沙永乐环礁为例

岛礁为国际科学研究前沿,其内部结构是揭示深海地质演变、古环境古气候变化等科学问题和解决岛礁建设、人造岛礁等工程问题的关键。西沙永乐环礁历经南海地质演变过程,发育了世界最深海洋蓝洞,为我国岛礁研究重点区域,但受限于探测手段和成像方法目前尚未窥得其内部结构。以西沙永乐环礁为例,利用3.125m道间距高分辨地震探测试验数据,开展岛礁地震资料特征分析,探索岛礁地震资料处理流程和岛礁地震处理方法,提升岛礁地震资料信噪比、分辨率和成像准确度,获取反映岛礁内部结构的高精度地震成像剖面。研究结果表明：本文提出的岛礁地震资料处理流程在海底珊瑚礁绕射波偏移归位、岛礁内部浅层结构和深水盆地区域地震同相轴刻画方面具有优势,将为我国下一步的南海岛礁地震资料采集和处理提供借鉴。     

鬼波的受控因素及其对单道地震勘探的影响

鬼波影响地震勘探效果,其中较为典型的是震源鬼波。震源鬼波的变化主要由其相对一次有效反射地震波的延时决定。从鬼波的形成机理出发,借助二维海平面及水平海底模型建立海底反射震源鬼波延时、震源沉放深度、作业水深与炮检距间的数学公式,将确定的震源沉放深度和作业水深带入公式并实现可视化,分析炮检距及震源沉放深度对震源鬼波的影响。结合作业中震源沉放深度的变化状态,分析震源鬼波的间接控制因素的影响,并通过实测数据进行验证。研究表明：小炮检距作业有利于降低鬼波对地震勘探效果的破坏作用,但是炮检距对深部数据影响较小,在平面上大致限于作业水深小于炮检距的海域,在纵向上的影响深度约为炮检距与作业水深的差值;震源鬼波受震源沉放深度的影响要大大超过炮检距的影响,当作业水深＜15 m时,震源鬼波延时变动范围对震源沉放深度变化响应约为对同尺度炮检距变化响应的5倍;海水面的起伏是导致震源鬼波变化的重要因素,选择较好的海况条件作业有利于提高海底及地层反射同相轴波形的一致性及地震波能量的均衡性。