典型水深与海底介质条件下的OBC/OBN多分量地震数据波型特征

海底电缆或海底节点(OBC/OBN)多分量地震是开展海上复杂油气藏勘探的重要手段之一。由于地震波与自由表面及海底界面的互相作用,海底多分量地震记录中波型成分十分复杂。调查其中各类信号与噪声的形成机制及其影响,可为后续数据处理与解释提供关键依据。针对海底多分量地震观测条件下潜在的波场信号,按照不同水深与典型海底沉积物性质构建代表性的弹性参数模型,利用谱元法合成OBC/OBN多分量地震记录,分析各类波型成分的表现特征,揭示水深和海底介质特性对波场运动学及动力学特征的影响。通过与东海浅水区和南海深水区海底地震仪(OBS)采集的实际地震数据的对比分析,确认了水深与海底介质条件对表面多次波与海底界面波的调控机理,为海底多分量地震数据处理方法研究与技术应用提供有益的指导。

地铁列车地板铝型材结构参数的轻量化隔声特性影响研究

[目的]轻量化和低噪声是当前轨道交通的发展趋势,实现地铁列车地板型材结构的轻量化低噪声设计对提高乘车舒适性具有重要意义。[方法]基于FE-SEA(有限元-统计能量分析)混合法建立地铁列车地板铝型材结构隔声特性预测模型,将仿真与测试结果进行对比验证模型有效性,分析地板铝型材结构的筋板角度、筋板厚度、上下板厚度4个参数对其隔声特性的影响,并以质量定律的轻量化原则为判定标准对4个结构参数进行选择,确定优化结构,最终实现地板铝型材结构的轻量化声学优化。[结果及结论]结果表明,在所列举的铝型材结构参数优化结构中,选择筋板角度为47°、筋板厚度为2.0 mm、上板厚度为2.7 mm、下板厚度为2.7 mm时,单位面积结构质量减小1.18 kg/m^(2),整节车厢地板质量可减小约70.8 kg,而计权隔声量仅减小0.3 dB,其轻量化声学优化效果更好。可为地铁列车地板铝型材结构的轻量化降噪优化设计提供参考。

新疆甘肃交界红柳河蛇绿岩中伸展构造与古洋盆演化过程

红柳河蛇绿岩中保存了大量伸展特征构造，如堆晶辉长岩层中发育丰富的辉长质糜棱面理、伸展褶劈理、小型韧性低角度正断层、韧-脆性共轭正断层和脆性正断层等伸展变形构造。蛇绿岩中伸展变形构造经历了完整的变形序列：从韧性变形、经韧脆性变形到脆性变形。构造几何学关系表明这些构造形成于红柳河古洋盆闭合之前洋壳扩张过程中。^40Ar／^39Ar年代学的研究确定了红柳河古洋盆演化的过程：洋盆扩张发育在462Ma之前，并在412Ma前闭合。

大西洋洋中脊TAG热液区硫化物铅和硫同位素研究

位于大西洋洋中脊26.08°N的 TAG 热液区是目前己知的赋存在无沉积物覆盖的洋中脊区的一个最大的海底热液硫化物矿床。新测得来自 ODP-158航次钻孔的9件热液硫化物的铅、硫同位素组成;2件铁锰氧化物和1件底盘玄武岩的铅同位素组成。结果表明,矿石硫化物的铅同位素组成^(206)Pb/^(204)Pb 为18.2343～18.3181,^(207)pb/^(204)Ph 为15.4717～15.5061,^(208)Pb/^(204)Pb 为37.7371～37.8417;它们位于该区底盘玄武岩(^(206)Pb/^(204)Pb=18.1454,^(207)Pb/^(204)Pb=15.4572,^(208)Pb/^(204)Pb=37.6534)和近洋底铁锰氧化物(^(206)Pb/^(204)Pb,^(207)Pb/^(204)Pb,^(208)Pb/^(204)Pb 分别为18.6907～18.9264,15.5615～15.6279,38.1164～38.3687)的铅同位素组成之间。三者呈线性相关关系,说明硫化物中铅来源于地幔(玄武岩)与海水(铁锰氧化物)的两端元混合。硫化物的硫同位素组成δ^(34)S 为6.2‰～9.5‰,它明显高于地幔玄武岩的硫同位素组成(δ^(34)S=±0‰),也高于东太平洋海隆 EPR21°N(δ^(34)S=0.9‰～4.0‰)和大西洋洋中脊 MAR23°N(δ^(34)S=1.2‰～2.8‰)等热液活动区硫化物的硫同位素组成,这一特征反映了 TAG 热液体系中硫来源于地幔玄武岩硫与海水硫酸盐无机还原作用产生的硫的两端元混合。此,铅硫同位素研究为现代大洋底热液硫化物矿床形成过程中矿质来源及流体混合作用提供了十分有益的信息。

南海新生代碳酸盐台地淹没事件记录的海底扩张

本文通过对南海 4个碳酸盐台地及其淹没事件的分析来阐明南海海底扩张的演化史。南海碳酸盐台地出现在最大海底扩张期 ,淹没事件出现在海底扩张和地壳下降速率进一步加快时期 ,因而它记录了海底扩张的阶段性和不均一性。南海共经历了早中新世晚期(距今 1 7± 0 5Ma)、晚中新世早期 (距今 1 0 0～ 8 2Ma)和上新世早期 (距今 3 4～ 3 0Ma)等 3次大的淹没事件 ,表明南海经历了 3次大的海底扩张 。

海底MT信号采集电路的设计

设计海底大地电磁信号采集电路 ,需考虑海底信号特征、海上作业以及海底环境等各种因素。分析表明 ,除遵循电路设计的一般原则外 ,海底大地电磁测量要重点解决微弱信号检测、智能化数据采集、海底环境监测和同步记录等 4个方面的问题。在设计方案中 ,电路灵敏度达到微伏级 ;使用嵌入式计算机实现采集控制 ;对方位、倾斜、振动、温度等参数进行巡回记录 ;仪器的时钟精度精准到微秒。所研制的电路经过了室内模拟测试和海洋试验。首次采集到中国海域的大地电磁数据。

华南古海洋热水沉积作用研究概述及若干认识

华南地区热水沉积建造发育 ,在沉积建造类型、沉积作用方式、产出的大地构造背景及岩石地球化学特征等方面反映了热水沉积的多样性。该地区的热水沉积作用具有相对确定的演化特性 ,并与许多金属矿床有直接或间接的关系。

论华南喷流－沉积块状硫化物矿床

现代海底喷流－沉积硫化物矿床的发现极大地推动了海底热液成矿理论的发展，也大大地提高了对古代海底喷流块状硫化物矿床的研究水平。本文指出喷流－沉积是重要的成矿作用，提出喷流－沉积矿床是华南Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ａｇ、Ａｕ等矿产资源的重要来源，形成了一批超大型矿床，并将华南许多曾被认为属夕卡岩型的矿床重新确认为喷流－沉积矿床。文章还论述了华南喷流－沉积块状硫化物矿床的特征、分类、时空分布及其成矿特点等问题，提出断裂拗陷带型喷流－沉积块状硫化物矿床是华南具有特色的类型。

地球的多圈层相互作用

地球科学的发展已逐渐进入对地球进行多圈层相互作用研究的新阶段。如大气中温室气体浓度剧变的天然原因何在 ;海水缺氧、厄尔尼诺和成烃极盛期由什么引起 ;什么因素导致生物的俱生与俱灭等人类社会和地学发展所需解决的一些难题 ,只有开展地球多圈层相互作用研究才能深入解决。在白垩纪中期发生了一系列相互关联的地学现象 ,可以作为研究地球多圈层相互作用和地球系统科学的切入口。

东海中陆架泥质区及其周边表层沉积物碳的分布与固碳能力的研究

对东海中陆架泥质区及其周边的表层沉积物分别利用容量法、元素分析仪法进行了IC、OC含量分析，利用筛析法和沉降法进行了粒度分析。结果表明，研究区IC含量均明显高于OC含量。OC含量在泥质区高，砂质区低；IC含量分布为：近岸细粒沉积区为相对高值区，中陆架砂质区为低值区，中陆架泥质区为高值区，外陆架砂质区为特高值区。OC富集主要受控于上覆水体的生物生产量、沉积动力环境以及海底物理化学条件。IC的分布受物源影响明显，其富集与该区的环流格局相对应，主要受控于研究区的沉积动力环境和它们的时空变化。研究区的现代海底固碳能力可分为强固碳能力的中陆架泥质区、弱固碳能力的中陆架砂质区和基本无固碳能力的外陆架砂质区。

从华北陆块南缘大洋扩张到北秦岭造山带板块俯冲的转换时限

本文以北秦岭造山带华北陆块南缘被动陆缘火山裂谷(大洋?)盆地、早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-蛇绿杂岩等构造相带为研究重点,综合利用同位素年代学、古生物年代学、岩石学、岩石地球化学和同位素地球化学等实测数据,系统研究和探讨了北秦岭造山带被动陆缘大洋扩张向俯冲增生造山转换的时限。研究显示:华北陆块南缘由晚新元古代大洋扩张作用转化为板块俯冲作用的转换时限为早奥陶世,约472Ma左右。北秦岭造山带在古生代期间至少存在两期板块俯冲增生造山作用,时代上向南变新,空间上向南向洋内迁移。两次俯冲增生造山作用分别构筑了北秦岭造山带早古生代岛弧-弧后盆地和晚古生代岛弧-俯冲杂岩两条构造相带。

寻找消失的大陆

已发表的大量海洋地质、地球物理调查和海底钻探文献资料表明,现今大西洋、印度洋、太平洋的不同部位——海底高原、深海平原、海沟、转换断层以至大洋中脊都可以找到大陆残块或大陆壳的痕迹。值得注意的是,大洋盆地中已经发现的大陆残块,在全球磁异常图上,大多位于南美洲、非洲、欧洲、南极洲、大洋洲的大陆磁异常带向相邻大洋盆地延伸部分,二者互相印证。这说明,具有大陆磁异常特征的这部分大洋盆地的基底具有大陆壳的性质,这是否意味着现代大洋的相当一部分深海盆地并不是以典型的大洋地壳,而是以大陆属性的地壳为基底的。然而,在世界地质图上,这些深海盆地的底多被以海底磁异常条带为基础的海底扩张模型解释为白垩纪的大洋地壳。这就不得不使我们对根据Vine—Matthews假说建立的海底扩张模型产生质疑。基于上述事实,我们认为,在大地构造研究中,不仅要在各时代的造山带中寻找消失的大洋,而且要在各个时期的海洋中寻找消失的大陆,才能更准确地进行古构造一古地理再造,还原各地史时期大地构造的真实面貌。我们认为,大陆经裂谷作用转化为大洋,大洋经造山作用转化为大陆的过程中,必然存在着地球各层圈之间,特别是壳幔之间的物理、化学作用。因此,大地构造研究必须从全球整体出发,注意物质水平运动的同时,还要更加注意研究壳与幔、幔与核,以及壳、幔、核的不同层次之间能量的转换和物质转化过程,才能对大陆与大洋的形成和演化过程作出正确的判断。

现代海底热液活动与块状硫化物矿床成因研究进展

现代海底热液活动的发现及对其分布特征和成矿机理的研究是近年来海洋地质学和矿床地质学的一大进展。对现代海底金属硫化物成矿作用的研究大大推动和促进了对古代块状硫化物矿床成因的认识。有关研究成果综合分析表明:(1)深部热液对流循环系统是块状硫化物成矿的核心,对流循环模式有简单的热液对流模式和双扩散对流模式。(2)块状硫化物矿床集中分布在大洋中张裂性活动板块边界,与大地构造活动紧密联系。(3)成矿流体与成矿物质均有多源性,在强调海水循环淋滤的同时,通过应用新的方法技术,岩浆来源物质(流体及成矿金属等)对一些块状硫化物矿床成矿的直接贡献得到初步确认。(4)在高温热液活动区及金属硫化物沉积中发现大量生命活动和生物群体,意义重大。

华北中元古代陆表海氧化还原条件

文石海底沉淀是地球早期大气高CO2浓度、海洋贫氧条件下,CaCO3过饱和而直接沉淀于海底所形成的自生碳酸盐,可反映古海洋贫氧状态。对华北中元古界雾迷山组(ca1.50～1.45Ga)碳酸盐岩的研究发现:潮下带下部黑色纹层石由针状文石假晶等厚层与微生物席层交互堆叠而成;潮下带中部凝块石白云岩(A单元)主要由针状文石假晶形成的环带或扇状集合体包裹有机质团块所组成,少见碳酸盐微粒。潮下带上部—潮间带下部纹层白云岩(B单元)以自然沉淀的碳酸盐微粒为主,含少量等厚层和扇状、葡萄状文石假晶集合体,以及以孔洞充填形式产出的针状文石假晶。而潮坪成因的泥晶白云岩(C单元)则完全由含有石盐假晶和微生物席裂痕的泥晶质微晶白云岩组成,不含针状文石沉淀。对构成雾迷山组典型副层序基本单元的氧化还原敏感元素比值分析显示:由C单元至A单元,V/Th、Mo/Th、U/Th值逐渐增大,在A单元可能达贫氧富集程度。研究表明,在雾迷山组沉积期,华北陆表海潮下带中部及其以下可能长期处于贫氧状态,而潮下带上部则处于氧化状态,氧化—还原界面接近于正常浪基面底。这个认识对进一步了解中元古代海洋条件、生物与环境相互作用过程及烃源岩勘查具有重要意义。

南海北部地壳的深地震地质结构探测

１９９３年５月，中国科学院南海海洋研究所与日本东京大学地震研究所等单位合作在南海北部共同开展了综合地球物理测量实验。本文介绍了其中的海底地震仪海上资料采集，室内资料处理。根据资料的初步处理解释结果。

东海海底末次冰期埋藏风尘黄土地层初步研究

大量海底调查及钻孔岩芯资料揭示,东海海底全新世疏松沉积物之下,往往埋藏着一层厚度不大的黄褐色、暗绿色硬质粘土层。类似的硬土层在长江三角洲东部平原地层中普遍存在。作者曾对苏北、苏南平原地层中该硬土层与下蜀黄土地层进行对比研究工作,并在野外地层剖面上发现两者为连续延伸地层,认为该硬土层为末次冰期风尘黄土沉积物经埋藏后的次生成土作用演变而成。 本文通过对东海海底硬土层岩芯地层综合分析研究,以及与长江三角洲东部平原区硬土层和下蜀黄土地层沉积物特征对比,认为东海海底硬土层为末次冰期低海面期间,干、冷气候条件下的风尘黄土堆积物,后经埋藏后的次生变化而形成。而在绝大部分海底,由于受到全新世海进作用的强烈冲蚀而缺失,只在局部地区仍有保留。

海底瞬变电磁探测技术的装置参数研究及实验

可控源时间域电磁法应用在海底探测,需要确定装置参数,通过实验和理论计算确定了发射频率的最大值;分析了发射线圈的电性对发射电流后沿的影响,确定了作为发射线圈的导线的时间常数应尽量小;对接收线圈的参数及过渡过程进行了理论分析和室内模型实验,理论计算了接收线圈电路模型在发射电流斜阶跃下降和关断后在欠阻尼、临界阻尼和过阻尼状态的一次感应电动势解的情况,确定了采用并联匹配电阻消除振荡的方法,并依据所分析的装置参数设计实施了海上实验,探测出海底低阻体的准确位置。

下扬子区早二叠世孤峰期泥化火山岩

下扬子区早二叠世孤峰组是以层状硅岩为主的海相层系,厚度为20—80m。在硅岩层间产出火山岩,火山岩夹层的厚度小但层数众多,并几乎已全部泥化。但仍保留着残留的流动构造;长石、磷灰石、黑云母、角闪石等矿物或其晶屑以及各种形态的玻屑。有大量蒙脱石、伊利石、绿泥石等因泥化而形成的火山岩中特征性矿物。根据宏观及显微镜下特征、岩石化学成分的不同特征进行判断,火山岩包含有基性熔岩、酸性凝灰岩,还有大量含火山碎屑的沉积岩。火山岩的存在表明下扬子区在孤峰期处于引张构造环境。

应力-应变过程中海底沉积物微结构变化对其声速的影响

阐述了对海底沉积物样品在应力 -应变过程中进行同步声学测量的实验工具及方法 ,分析了采自南海 4 5个站位的海底沉积物样品的实验数据资料 ,结果表明 ,沉积物颗粒越粗、孔隙越小、无侧限抗压强度越大 ,声速越高 .沉积物样品在受力应变过程中 ,声速具有明显的随应力而变化的特征 .进一步探讨了不同应变阶段沉积物的声学特征以及应力所导致沉积物微结构变化对其声速的影响过程 ,这一研究将在石油地质测井和海底工程基底稳定性评价等方面具有重要应用意义 .

黄河三角洲海底土波致再悬浮研究

在现代黄河三角洲采集土样,制备室内水槽试验的底床,施加波浪作用,观测波致悬沙含量的变化规律,分析不同波高、作用时间对单位面积底床再悬浮量的影响,及波浪停止作用后悬浮泥沙的静水沉降规律。研究发现,在水深一定条件下底床再悬浮量呈现随波高增大而增大的特性,两者线性拟合的相关性很好;在一定波高的波浪连续作用下,约5 000～6 000个波周期底床再悬浮过程完成;在波浪作用初始阶段底层悬沙含量与中上层的相差很大,悬沙含量垂线结构呈斜线型,稳定阶段的悬沙浓度垂向结构呈准直线型,底层与表层含沙量比值为0.98～1.25,整个水层含量分布均匀;静水沉降过程中当悬沙含量大于1g/dm3,悬沙含量(SSC)呈现出随时间指数衰减的规律,悬沙浓度与沉降通量呈线性关系。研究结果对认识黄河水下三角洲泥沙运移规律具有一定的科学意义。