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由于实验室测试环境条件与深海海底的原位温压环境存在较大的差异,取样测量的沉积物声学参数通常偏离海底原位状态的真实值.该文利用深水型压载式沉积声学原位测量系统,在水深超过5000 m的西太平洋海域开展了沉积物声学原位测量试验,准确获取了深海底原位状态下沉积物的声速和声衰减系数,并同步采集了沉积物柱状样品.结果显示,实验室测量的沉积物声速、声衰减系数均高于原位测量结果.通过温压校正和数据—模型对比表明,实验室声速比与原位声速比存在较大的差异,难以通过温压校正模型和频散模型完全改正,这可能与深海沉积物的结构扰动有关.较之浅海沉积物,软弱的深海沉积物结构更易受到采样过程的扰动,因而深海沉积物的声学特性测量更为困难,这表明在深海海底声学研究采用原位测量技术具有必要性.该研究标志着我国海底声学研究由浅海走向深海,对推动海底声学的深入研究具有重要意义. 相似文献
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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. 相似文献
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含水合物松散沉积物的声学特性对海上天然气水合物地球物理勘探和资源评价具有重要意义.研制了适用于高压条件下含水合物沉积物声学特性探测的纵横波一体化新型弯曲元换能器,提出利用频谱分析(FFT)和小波分析(WT)相结合的方法获取纵横波速度,并进行了多个轮次的水合物声学特性模拟实验研究.结果表明,新型弯曲元技术可以灵敏探测松散沉积物中水合物的生成和分解,随着水合物饱和度(Sh)的增大,纵横波速度呈规律性增长:当Sh<25%时,纵横波速度增长较快,水合物可能胶结沉积物颗粒生成;25%~60%之间,声速增长较为缓慢,水合物可能与沉积物颗粒呈接触关系;在Sh>60%时声速随着水合物饱和度增加又快速增长,表明水合物可能重新胶结沉积物颗粒生成. 相似文献
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声速时空变化是影响水下定位精确度的重要因素.首先，根据声线跟踪原理推导出了包含声速扰动的观测方程，并采用三次B样条曲线对声速扰动时空模型进行建模；之后，提出利用最小范数条件选择最优超参数，实现海底应答器坐标与声速时空模型的联合估计.采用2019年7月3000 m水深实测声学数据计算了海底站点的坐标、声速的连续时间变化与二维空间梯度.结果表明，3组数据集之间E/N/U分量的最大差异分别为0.391,0.035和0.120 m,海底坐标解算内符精度达到cm级；声速时间变化小于1 m·s-1,呈现明显的日变化和内波引起的短周期波动特性；声速空间变化小于0.1 m·s-1,空间梯度小于0.04 m·s-1·km-1;不同数据集定位结果的差异是由于声速的周期性时间变化引起的. 相似文献
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声学深拖作为一个声学设备搭载平台,主要功能是获取高分辨率的声学数据,精细刻画海底地形地貌特征以及浅层剖面结构,对于研究海底浅表层流体活动系统的类型、形成机制和演化模式有着重要作用.本文介绍的合成孔径声学深拖（Synthetic Aperture Sonar Deep-tow）搭载了合成孔径声呐、浅地层剖面仪以及多波束系统等声学设备,相比于传统的侧扫声呐,合成孔径声呐采用小物理孔径基阵通过信号处理虚拟合成大孔径基阵来获得方位向高分辨率,大大提高了测绘速率,同时结合高分辨率的浅地层剖面和多波束背散射数据,可实现海底浅表层特征的三维立体显示.为查明调查区海底浅层流体活动的声学特征,分析天然气水合物相关的流体渗漏活动性与浅层构造之间的关系,我们利用声学深拖对研究区进行了全覆盖的扫测,获得了高分辨率的合成孔径声呐图像、浅地层剖面资料以及多波束背散射数据,平面上识别出多个呈条带状的海底丘状体,火焰状的流体渗漏,新月形的麻坑构造等流体活动地质构造;浅层剖面上可见气体聚集的声学空白段落,凸起的活跃喷口,以及反射杂乱的柱状浑浊带.通过识别流体活动的特征,我们总结了浅层流体活动演化模式具有周期性：游离气体通过高渗透运移通道上升至海底,首先扩散聚集造成局部沉积物体积膨胀形成丘状体;然后受其各种外界因素影响丘状体崩塌而引起气体渗漏;最后流体逸散剥蚀海底松散沉积物而形成麻坑构造;随着流体排出,喷口重新闭合,流体在地层中再次聚集,聚集的气体又将沉积地层上拱,在麻坑底部又可能生成含气丘状体.海底浅表层蕴藏着丰富的地质信息,这对于研究海底复杂的流体活动有着重要意义. 相似文献
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南沙群岛海域浅层沉积物物理性质的初步研究 总被引：4，自引：0，他引：4
通过对南海南沙群岛海域浅层沉积物的物理性质(物理-力学性质、工程特性、声学参数)的初步研究,揭示了南沙群岛海域的海底沉积环境是制约沉积物物理性质的重要因素,它们之间的关系互相影响.同时给出了沉积物物理学参数之间的相关图解,导出一些经验关系,以利于今后的调查考察和深入研究. 相似文献
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海底热流数据是开展海洋地球动力学研究和油气资源评价的基础数据.南海北部陆坡深水区蕴含有丰富的油气和水合物资源,而该区热流站位很少.为了解陆坡深水区水合物有利区块的地热特征,利用剑鱼1型海底原位热流探针,在南海西沙海域和神狐海域成功获得了16个站位的热流值.测量结果表明,西沙海槽与白云凹陷都具有较高的热流值,西沙海槽区除1个站位结果不可信外,另2个站位所测海底表层地温梯度分别为105.3 和99.9℃·km-1,原位热流分别为89±1和87±1 mW·m-2;白云凹陷中部区域13个站位测得表层地温梯度变化于58.5~100.7 ℃·km-1,热流值除4个站位低于70 mW·m-2外,其余都变化于75±2~101±4 mW·m-2范围,比前人在白云凹陷东部获得的热流高.分析认为,西沙海槽和白云凹陷区域的高地热特征与陆坡深水区的高热背景、晚期断裂发育、底辟、岩浆侵入和热流体活动等有关. 相似文献
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Elementary study of physical properties on surface sediments in Nansha Islands sea area 总被引：1，自引：0，他引：1
Bo Lu 《中国科学D辑(英文版)》1997,40(5):547-552
Elementary studies on surface sediment physical properties (physical-mechanic property, engineering features, acoustic parameters)
of the Nansha Islands sea area in the South China Sea reveal that the seabed sedimentary environments are important factors
of controlling sediment physical properties and the relations between them affect one another. At the same time, the relative
figures of sediment physical properties and some experienced relations are given, which are beneficial to the later research
and further studies.
Project of the Multidisciplinary Oceanographic Team of the Chinese Academy of Sciences to the Nansha Islands in the South
China Sea. 相似文献
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Laboratory measurements, and a few in situ observations, show that saturated marine sediments have interdependent mechanical and acoustical properties, Acoustically, of particular importance are the acoustic impedance, velocity of sound and the sound attenuation coefficient of the sediment. The first two properties can be measured relatively easily from a surface ship; the measurement of attenuation however, is more problematical. It is suggested that this can be achieved by a quantitative treatment of the acoustic data collected during routine sub-bottom profiling over a variable thickness of superficial sediments. In the assessment of four different sediment locations in the Irish Sea it was found that quantitative treatment of the acoustic signals yielded both a value of the attenuation coefficient as well as a measure of the frequency dependence of the attenuation. In addition a statistical analysis of the signal intensities seems to provide an indication of the relative roughness of the bottom and sub-bottom interfaces. From the wide range of information provided the mechanical properties of the sea-floor sediment may be estimated. 相似文献
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Yang Yuanxi Liu Yanxiong Sun Dajun Xu Tianhe Xue Shuqiang Han Yunfeng Zeng Anmin 《中国科学:地球科学(英文版)》2020,63(8):1188-1198
Seafloor geodetic network construction involves the development of geodetic station shelter, network configuration design, location selection and layout, surveying strategy, observation model establishment and optimization, data processing strategy and so on. This paper tries to present main technological problems involved in the seafloor geodetic network construction, and seek the technically feasible solutions. Basic conceptions of developing seafloor geodetic station shelters for shallow sea and deep-sea are described respectively. The overall criteria of seafloor geodetic network construction for submarine navigation and those of network design for crustal motion monitoring are both proposed. In order to enhance application performances of the seafloor geodetic network, the seafloor network configuration should prefer a symmetrical network structure. The sea surface tracking line measurements for determining the seafloor geodetic station position should also adopt an approximately symmetrical configuration, and we recommend circle tracking line observations combined with cross-shaped line(or double cross-shape line) observations for the seafloor positioning mode. As to the offset correction between the Global Navigation Satellite System antenna phase center and the acoustic transducer, it is recommended to combine the calibration through external measurements and model parameter estimation. Besides, it is suggested to correct the sound speed error with a combination of observation value correction and parameterized model correction, and to mainly use the model correction to reduce the influence of acoustic ray error on the seafloor positioning. Following the proposed basic designs, experiments are performed in shallow sea area and deep-sea area respectively. Based on the developed seafloor geodetic shelter and sufficient verification in the shallow sea experiment, a long-term seafloor geodetic station in the deep-sea area of 3000 m depth was established for the first time, and the preliminary positioning result shows that the internal precision of this station is better than 5 cm. 相似文献
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开展场地地震动反应分析是众多海洋工程活动顺利实施和长期安全运行的重要保障,其中查明海底土小应变动力特性是十分关键的。文章借助海上原位钻孔取样和室内共振柱仪对辽东湾近海海底土小应变动力特性开展试验研究,探讨前人总结提出的滨海海底土初始动剪切模量Gmax预测经验公式在辽东湾海域的适用性,对比文章试验结果与周边海域已有海底土剪切波速测试结果,分析小应变范围内海底土动剪切模量的衰减特征和阻尼比发展演变趋势,并同时进行定量化模拟预测,评价海底土动剪切模量衰减曲线的归一化特征。研究结果表明：(1)共振柱试验得到的原状海底土剪切波速与周边海域已有海底土剪切波速测试结果吻合良好;(2)相比起陆地土,海洋土在小应变范围内归一化动剪切模量G/Gmax衰减得更慢,阻尼比增长得也更慢;(3)通过引入临界剪应变,不同土类和埋深对应的海底土小应变动剪切模量衰减曲线可以进行归一化。研究成果对合理开展海洋工程场地地震动反应分析评价具有一定的指导意义。 相似文献
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近年来,活动冷泉的研究越来越受到关注.本文利用多波束数据、多道地震数据以及底质取样结果研究琼东南海域活动冷泉系统,分析活动冷泉的羽状流特征、海底地貌与底质特征以及流体活动构造特征.多波束水体数据上,观测到多个延伸高度超过750 m的气泡羽状流,海底流体活动非常强烈;多道地震上识别出麻坑、流体运移通道、气烟囱等流体渗漏相关的构造,与其他海域观测到的反射特征不同,羽状流的下方流体运移通道呈强振幅"串珠"反射;重力活塞取样在两个站位上获得浅表层块状天然气水合物.其中一个站位位于活动冷泉附近,天然气水合物赋存于海底以下8 m左右.基于以上三方面的数据,笔者提出了一个用于描述活动冷泉系统的形成模式,游离气通过气烟囱向上运移到达浅层,一部分在天然气水合物稳定带内形成天然气水合物,另一部分穿透天然气水合物稳定带到达海底,形成活动冷泉的羽状流. 相似文献
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