深海沉积物采样抓斗结构设计

一款小型深海沉积物采样装置,其构架包括钛合金框架,浮顶材料,声学释放器,采样抓斗,重物块,本文主要介绍了沉积物采样抓斗的结构设计与固定方式。

基于水系沉积物地球化学采样的地形加权图卷积网络基岩填图方法

为了探索高效的第四系覆盖及露头较少区域的基岩智能填图方法,应用图卷积网络(GCN)对青海省察汗乌苏河地区水系沉积物地球化学采样的下伏基岩进行分类。基于Delaunay三角化采样点被组织为一个地形加权的有向图来表达水系沉积物地球化学采样点之间的河流上下游关系。实验结果表明:半监督的GCN模型仅使用了20%的采样点标签,分类精度达到68.20%(10类基岩)和78.31%(5类基岩)。该方法能有效利用水系沉积物地球化学采样中的元素含量进行基岩填图,且能提高基岩填图的效率并能进行大面积应用。

海底沉积物保真采样技术研究进展

海底沉积物保真采样对于诸多海洋科学研究非常重要,各种研究目标的实现与沉积物样品的原位信息密切相关。本文论述了海底沉积物保真采样的目的和意义,提出了保真采样的定义,介绍了保真采样器的发展现状。论文重点讨论了保真采样器在采样过程中所涉及的共性关键技术。在此基础上,介绍了我国重力活塞式天然气水合物保真采样器的研究进展。最后,提出了关于发展我国保真采样技术的如下几点设想:1)重视沉积物低扰动技术研究,为相关海洋科学研究提供样品层次清晰、物质成分完备的沉积物样品。2)与HYACINTH计划类似,为适应不同海底地质条件,开发系列保真采样器。对松软的非岩性沉积物(从软泥、沙到砂砾)采样时,可采用重力驱动或震动冲击驱动保真采样装置;对硬质岩化的沉积物采样时,可采用回转式保真采样装置。3)重点开展沉积物样品无压降转移技术。实现实验室内的保真分析、存储和小段样品获取,开展原位压力条件下沉积物样品的地球物理学测试、地球化学、微生物、和石油物理学等研究分析。4)开展长柱状沉积物保真采样技术研究,为我国天然气水合物研究提供技术保障。

冰川沉积类型识别与ESR测年样品采样规范

电子自旋共振(ESR)技术是一种确定物质成分和结构的顺磁性质的分析方法,也能够用于沉积物定年。该方法的测量技术和测年的物理机制等还处于发展阶段。冰川作用过程十分复杂,形成各种类型的冰川沉积物,其顺磁信号的归零机制有显著差异,ESR测年的实验方案也有所差异。因此,识别冰碛物类型,采集合适的样品对于ESR测年的准确性十分重要。冰下融出碛和滞碛经过了冰下磨蚀过程,结构致密,细颗粒基质含量高,石英砂中的一些杂质芯的ESR信号能够衰退。许多冰上融出碛,结构疏松,但细颗粒基质含量高,不但经过了搬运过程中的冰下磨蚀过程使ESR信号衰退,又经历了沉积时的冰上阳光直射过程使信号衰退,一些样品的ESR信号能够完全晒退。冰水湖泊和冰水河流沉积的细砂和粉砂来源于冰下研磨的产物,信号会衰退;在搬运沉积过程中又可能被阳光直射,信号进一步衰退。其它类型的冰碛物的ESR信号衰退机制不明,或粒径不适合用ESR方法测年。采集冰碛物ESR年代样品时,最好同时采集信号衰退机制相同的现代冰碛物样品,以便对照,并用于扣除可能的残留信号。

基于OpenFOAM重力式采样器自由下落姿态数值分析

为了提高深水重力式沉积物采样器在海流、缆绳等外力作用下的采样效率,基于Open FOAM程序并通过动态重叠网格方法,模拟静水中采样器在触底前较大范围内自由下落时的姿态。首先构建采样器与流体相互作用三维时域耦合计算模型,并采用Newmark法对结构在流场中的运动方程进行迭代求解;验证网格收敛性,分别对初始倾角为0°和5°的采样器自由下落姿态进行时域模拟,分析下落距离、下落速度以及采样器偏转角之间的相互关系并研究采样器的偏转角对取样效率的影响。研究结果表明:本文构建的结构与流体相互作用的三维时域计算模型可以精确模拟采样器自由下落姿态;采样器的初始偏转角对采样器下落姿态以及取样效率均有较大影响。

二维重力式采样器触地姿态及采样率分析

为了提高深水重力式沉积物采样器的采样效率,本文基于OpenFOAM程序并通过动态重叠网格方法,模拟静水中采样器触底前较大范围自由下落时的姿态。通过计算球体自由下落并与文献结果对比,验证了方法的准确性和可行性。构建了采样器与流体相互作用二维时域耦合计算模型,分别对0°、5°、8°初始倾角的采样器自由下落姿态进行时域模拟,分析下落距离、下落速度以及采样器偏转角之间的相互关系。最终讨论了采样器的偏转角对取样效率的影响。研究结果表明:采样器的初始偏转角对下落姿态以及取样效率均有较大影响,所得数据及结论可为实际海测提供指导。