西南印度洋中脊东段MORB微量元素地球化学及其对地幔源区组成的指示

西南印度洋中脊东段(E-SWIR)处于61°~70°E区域,具有相对匮乏的熔体供给。该区产出的大多数洋中脊玄武岩(MORB)具有富集不相容元素以及大离子亲石元素等特征,属典型E-MORB。基于玄武岩样品的微量元素地球化学资料,通过La/Sm、Zr/Nb和Lu/Tb等分析表明E-SWIR地幔具有明显的不均一性,这种不均一性可能与地幔中辉石岩含量的沿轴变化有关。利用稀土元素Ce、Sm、Lu和Yb含量结合部分熔融计算模拟结果,进一步阐明地幔源区中石榴石的作用与影响,并且认为其可能是以含金红石榴辉岩的形式赋存于地幔之中。对E-SWIR地幔源区榴辉岩性质和赋存形式的识别是探讨EMORB成因、地幔不均一性与洋中脊构造演化等科学问题的关键。

面向方位历程交叉场景的多目标检测前跟踪方法

针对传统先检测后跟踪方法在多目标方位历程交叉时存在轨迹中断或者误跟的问题,提出了一种基于广义标签多伯努利滤波的多目标检测前跟踪方法。该算法直接利用声呐基阵接收数据构造的协方差矩阵作为观测,无需波束形成等预处理技术,构建了轨迹新生、消亡、演变及观测过程的概率模型,并通过原理性近似消除了更新步骤的多维积分运算,实现了联合多目标检测、方位跟踪与航迹管理。仿真结果表明,所提算法不仅能够准确估计目标数量,并且在方位历程交叉时也能连续、稳定地的输出多目标方位轨迹,同时在低信噪比(−18 dB)条件下具备较高的跟踪精度。海底线阵试验数据也验证了所提算法性能。

24道高分辨多道地震系统的配置与探测效果分析

为满足国家908专项DW10区块的调查要求,在北部湾海域进行了24道高分辨多道地震探测,此多道地震系统主要由电火花震源、道间距为6.25 m的24道电缆以及采集主机组成,通过系统的合理配置以及在野外作业过程中合理设计采集参数,获得了高分辨的地震数据,最大穿透深度可达1 000 m以上,分辨率可达3.5 m,实践证明,此次使用的24道多道地震系统的探测是一种适用于浅部地层高分辨探测的调查技术手段。

汕头海域海底光缆路由条件及评价

根据在东南亚至日本海底光缆汕头段(300m水深以浅)路由勘察中所获得的多波束、侧扫声纳、浅地层剖面、柱状取样等资料,结合勘察区的自然环境特征,对路由区的自然环境条件、海底工程地质条件进行了详细的分析,并对该段路由条件进行了综合评价。研究表明,此段路由在大陆架区域路由条件较好,适合海底光缆的铺设;在大陆架与大陆坡结合带路由条件相对较差,应做好应对措施。

SHADOWS合成孔径声纳系统及性能测试

与传统的侧扫声纳相比,合成孔径声纳系统具有全覆盖无遗漏扫测,测量范围大、速度快,图像分辨率高等优点。本文介绍我国引进第一套SHADOWS合成孔径声纳系统的技术性能,分析SHADOWS合成孔径声纳系统性能测试情况及实际测量中的应用价值,提出了存在的问题及其对策。

基于ExactBlackman窗函数的海底线缆磁法探测应用与分析

针对海洋作业环境复杂条件下海底线缆探测部分交越点处磁异常信号微弱,影响交越点坐标判读精度的问题,提出将ExactBlackman窗函数引入交越点磁法探测数据处理流程当中,给出了最佳的ExactBlackman窗函数输入参数范围,并基于实测海底线缆探测数据进行了比较分析。结果表明:与滑动平均滤波器的处理方法相比,ExactBlackman窗函数具有幅值识别精度高、分离磁异常特征更清晰的特点,其交越点定位精度能提高5%左右。研究可用于指导海底线缆磁法探测数据处理实践,提高交越点坐标判读精度。

西南印度洋中脊51°E(#26洋脊段)地质特征及其对海底热液活动的指示

在海底多金属硫化物调查过程中,对于已知热液区需要精细地质填图工作,而这种填图往往存在覆盖面积较小、所包含的地质要素较少以及与区域构造作用和岩浆活动联系不足等问题。基于历年大洋航次在西南印度洋中脊#26洋脊段(51°E区域)所获得的深海光学拖曳系统的资料,结合高精度多波束水深数据,提出一种系统的底质热液异常划分原则,识别出热液蚀变岩石或角砾、疑似热液沉积物、热液生物及其遗骸富集和胶结碳酸盐4种底质热液异常类型。高分辨率海底地质填图结果表明,本区存在4处热液活动的异常区。#26洋脊段热液活动频率值为2~10,至少是全球海底热液活动频率经验公式的1.8倍以上。我们认为在超慢速扩张脊局部熔融异常或者发育非转换不连续带的洋脊段,可能存在更多的海底热液活动,也具有形成大型多金属硫化物矿床的潜力。

基于特征的海洋线数据模型

海洋线现象具有时空动态特性,其属性、功能和关系在空间、时间和时空上都发生变化,用传统的G IS数据模型来组织具有时空过程的海洋线数据面临许多挑战。针对海洋线的时空动态特征,在分析海洋线特性的基础上,提出基于特征的海洋线数据模型(Feature-Based M arine L ineData Model,FBMLDM)。采用面向对象技术设计UML的框架图,给出海洋线数据模型中的关系表模型和文件层次存储模型具体实现形式,从而进行海洋线数据的组织与管理。实验表明,该模型能够很好应用于具有时空过程的海洋线,也为海洋数据模型的总体设计提供借鉴。

基于地理本体的海湾空间数据组织方法--以辽东湾为例

数字海湾的建设,面临着空间数据组织问题。本文在对基于分层和基于地理特征的空间数据组织方式及元数据技术深入分析的基础上,针对海湾多要素、多层次、多资源和多领域的复杂系统,采用地理本体的思想进行海湾的认知表达,并由此提出了基于地理本体的海湾空间数据组织方法。通过对海湾地理本体的建模,建立了更能客观反映海湾地理实体各个层次体系的概念模型,再根据海湾概念和已有的多源空间数据集之间的映射关系,重构地理本体支持下的海湾空间数据库,从而实现海湾多源空间数据的海、滩、陆一体化集成与管理。最后,以辽东湾为例,对该海湾所涉及到的多源空间数据进行了有效的组织。结果表明,利用地理本体的思想对空间数据进行组织管理,可以消除不同领域对信息理解的鸿沟,有利于数据的共享和互操作。

太平洋海底光缆中国段路由条件及评价

根据在太平洋海底光缆中国段路由勘察中所获得的多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、海洋磁力、柱状取样等资料,结合勘察区的自然环境特征,对路由区的自然环境条件、海底工程地质条件进行了详细的分析,并对该段路由条件进行了综合评价。研究发现,此段路由在大陆架路由区海底地形平缓,平均坡度小于2°,其中发现沙波、麻坑、冲刷沟等轻微不良地貌因素,跨越了黏土/粉砂、砂砾、砾/固结砂海底,地震活动少,地壳稳定性好,适合海底光缆铺设;在大陆架与大陆坡结合带地形起伏大,最大落差达500 m,发育有海底峡谷、海槽、陡坎等海底地形,路由条件相对较差,综合所获资料,针对路由不良区域进行了适当调整,并提出应对措施。调整后的路由基本适合海底光缆的铺设。

应用交叉检查数字地形模型评估多波束测深精度

为有效评估多波束测深数据精度,结合Sea Bat 7150深水多波束测量系统在海洋调查工作中的应用实例,参考传统的基于面的交叉检查方法,引入了基于DTM的交叉检查精度评估方法。应用检测线测量数据与主测线DTM进行交叉点计算,对误差进行统计分析,评估多波束测深精度。实践证明,该评估方法快速有效,可操作性强,可在外业调查现场对深水多波束测量数据快速进行精度评估。

南海边缘海多金属结核与大洋多金属结核对比

本文通过系统对比分析前人研究成果,研究了南海边缘海多金属结核的成矿特征,结果表明:南海边缘海结核的矿物组成与大洋结核相似,均主要由锰相矿物和铁相矿物组成,其中锰相矿物主要为水羟锰矿和钡镁锰矿,铁相矿物主要以无定型铁氧化/氢氧化物形式存在,另外南海边缘海结核中含有大量硅酸盐矿物,表明在南海结核成矿过程中受到大量的陆源碎屑矿物混杂;相对于大洋主要经济成矿区的多金属结核,南海边缘海多金属结核中主要的经济元素如Mn、Cu、Co、Ni和Zn质量分数较低,而亲陆源性元素如Fe、Ti、P、Nb、Pb、Rb、Sc、Ta、Sr、Th和REY(REE和Y)等质量分数较高;南海边缘海多金属结核的元素地球化学特征和REE配分模式显示其为水成成因,并呈现更低的Mn/Fe值;同时南海边缘海结核也具有较快的平均生长速率及较高的δCe正异常,表明其生长在更为氧化的海水环境。虽然较快的沉积物沉积速率和动荡的海水环境影响了南海边缘海结核的成矿,但大量陆源物质进入海洋也为南海边缘海结核提供了丰富的成矿物质来源,便于南海边缘海结核的快速生长成矿。南海边缘海结核富集有Fe、Ti、Pb、Rb、Th和REY等金属元素,同样可以作为极具潜力的海洋矿产资源。南海边缘海多金属结核具有其独特的地球化学特征,与大洋多金属结核存在着明显差异。

火箭助推器残骸海上落区监测技术探索与实践

针对火箭助推器残骸海上落区监测面临的挑战,对助推器残骸海上监测内容、监测平台、关键技术进行了研究,提出了助推器残骸海上监测技术路线。在此基础上,成功实施了长征五号运载火箭的监测任务,为研究火箭残骸再入及解体规律,完善落区设计与选择提供技术支撑。最后给出了火箭残骸海上监测技术研究的发展方向和内容,以期对后续工作提供有益参考。

广东阳西沙扒海域埋藏古河道沉积特征

古河道作为沉积物颗粒源汇之间的运移通道之一,其对沉积物通量的影响备受海洋沉积学关注。为了研究广东阳西沙扒海域埋藏古河道沉积特征,针对粤西近岸陆架古河道展开了研究,利用海上风电场浅地层剖面勘察资料和钻孔数据,根据声学脉冲特征识别出多条古河道,弥补了粤西沿岸浅水区古河道分布空白。结果显示:古河道呈近南北走向,以宽U型为主,河道宽度在768~2743 m之间,下切深度最大为16.90 m,局部存在河道交汇现象;依据现代河流河型判别方法,古河道河型属于砾质分汊型,以推移质砂砾输运为主,年平均输送量为3.87×10^(8)m^(3)/a;古河道源自古漠阳江水系,形成于全新世早期至中期,上覆地层为全新世中期至今的浅海相沉积。

海底失稳调查与评价流程

不同于陆地滑坡,海底滑坡由于水动力条件这一特殊因素致使其难以观测,其致灾机理、失稳评价流程等也未形成标准。对海底失稳与致灾机理的深入研究,涉及海斗深渊的形成与演化、深水工程开发的商业利益、海洋地质灾害的预测及海洋工程的安全等诸多问题。海底失稳调查与评价流程分为地质调查、灾害机理分析、失稳评价3个方面,综合地球物理、海底原位监测、数值模拟、物理实验模拟等技术方法,形成从前期调查到后期评估的完整流程,对海底稳定性评价工作具有参考意义。

海底光缆磁法探测技术研究与应用

在光缆的路由调查过程中,已铺设的光缆因目标小,且有一定埋设深度,侧扫声呐或浅地层剖面等声学手段难以识别。文章介绍了海底光缆的结构和磁性特征,重点分析了远供电源系统供电情况下,海底光缆磁异常正演曲线特征,并选用与正演模型极为相似的光缆进行实测,验证了海底光缆以远供系统电流产生的磁场特征为主、磁异常强度与电流强度和埋设深度有关、光缆位置位于异常曲线几何中心。根据已铺设光缆的磁异常正演曲线特征,可采用磁法探测手段结合水下定位技术,对光缆进行精确定位。以湾区互联海缆(BtoBE)浅水区磁法探测为例,对调查过程中的测线布设、仪器设备、数据处理、成果图件绘制以及交越点位置的判定进行了介绍。文章对于解答海底光缆异常成因,实施类似光缆勘察项目中的磁力探测具有借鉴作用。

中美海底光缆中国段路由条件及评价

中美海底光缆是连接中国和美国的主要国际通讯光缆之一,该光缆中国段穿越中国南海北部陆架、陆坡、海盆平原和马尼拉沟-弧区域,地形地貌、地质条件和水动力条件非常复杂。为了探讨这些复杂条件对该光缆的影响,充分利用了获取的区域水深、侧扫、浅地层剖面、底质等数据,并结合区域构造背景和水文气象条件,分析典型不良地形地貌特征,特别是陡坡、裸露基岩以及陆架-陆坡区大面积的沙波活动对海缆造成的危害。根据底质沉积及浅地层特征,研究南海北部陆架路由走廊的底质分区。综合分析结果表明光缆所处区域构造稳定,针对路由线路作适当调整后以适合光缆铺设。该研究内容可为经过南海复杂地质区域的海底光缆路由选择积累经验。

三维合成孔径技术在水下浅埋目标物探测的应用

水下浅埋目标物的探测是水下考古和海洋探测的难点。梳理了现有水下浅埋目标物探测技术,认为传统水下掩埋物探测技术尚存不足,三维合成孔径声呐技术更具优势。通过对海底古沉船的实测,认为三维合成孔径声呐能够有效获得浅掩埋目标物三维结构状态、埋深情况和高分辨率图像等信息,可以更有效地实现对水下浅埋目标物的探测与精确识别。

航道及浅海地理信息一体化采集处理与产品制作关键技术及示范应用

我国内河航道通航里程和货运量均居全球首位,里程达12.77万km,内河航道交通依赖高精度电子航道图与海陆一体化数据.同时,我国内地与岛屿岸线、浅海区域广袤,沿海城市发展、生态保护等都需要精确的水深数据和海陆一体的地形数据支撑.因此,航道及浅海地理空间数据是航道建设和运维、海上交通安全保障、海岛礁开发、海岸带生态环境保护等工作的核心和基础,同时也是航道周边浅海精密冲淤监测的关键支撑.