海洋地球物理勘探课程报告.docx

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海洋地球物理勘探课程报告

《海洋地球勘探概论》课程报告

姓名：

班级：

061144

学号：

任课老师：

张世晖

时间：

2017.10

第一部分问题简答

根据课程内容，简要回答如下问题

1、概述分析现代海洋主要导航方法及其特点。

现代海洋导航定位：

无线电导航是利用无线电技术与设备确定运动载体（如船舶、飞机）的位置、航向、速度、时间等运动要素，引导运动载体安全可靠地到达目的地的一门科学。

它包括地面无线电导航和卫星导航。

（1）地面无线电导航定位：

地面无线电导航定位的工作原理是利用船舶上的接收器（或无线电导航仪）接收来自设置在陆地上不同台站所发射的无线电波或脉冲电波，求出船位。

无线电定位技术按位置线的形状又可分为：

方位线式、方位一距离式、二距离式和双曲线式等。

无线电导航的主要特点是：

用户设备简单可靠，易于实现自动化，可以在各种距离上全天候连续工作，定位精度高，用户容量无限，应用范围广泛。

无线电导航定位是当前最先进的导航技术。

（2）卫星导航：

这种导航系统最初是由美国海军1964年首先在潜艇上使用而发展起来的，它是利用美国发射的专用导航卫星，由船上的天线接收卫星所发出的电波信号和它的多普勒频移，并其用附属的小型计算机自动求出船位的一种装置。

因为这种方法是美国海军在琼斯·霍普金斯大学的协助下发明的。

GPS是一种全球高精度的导航定位系统。

卫星导航的主要特点：

定位精度高，定位是一项复杂而细致的工作，观测人员必须经过专门的技术培训才能胜任。

一般来说，调查船上均配有专门的定位工作人员。

（3）声纳导航定位：

多普勒声纳定位和海底声应答定位。

特点：

水深超过200—400m时误差较大。

（4）组合导航：

海洋地球物理调查定位中一艘船使用多种定位方法。

特点：

可以最大限度的发挥各种定位方法的优势，可以自动从一种定位系统转化到另一种定位系统。

2、概括分析海洋海底成像主要方法及其特点。

（1）多波束测深声呐：

一种高效、高精度的海洋勘测设备，具有可同时测深和海底声呐成像的优点。

（2）AUV前视声纳成像

3、海上船载重力测量需要哪些校正过程。

海洋重力测量是对仪器测得的原始数据引入各项校正计算重力异常的过程。

观测重力值在引入必要的校正后与正常重力值的偏差称为重力异常。

校正的项目很多，但可归结为两类：

一类是为得到观测重力值所作的校正，如厄特渥斯校正、零点漂移校正、引入绝对重力值等；

另一类是为得到重力异常所附加的校正，如自由空间校正、布格校正、地形校正和均衡校正，最后是正常场校正。

4、海洋磁条带异常的分布、特征及其研究意义。

（1）磁条带分布特征：

　　太平洋磁异常记录了太平洋及其周边各板块中生代以来活动的复杂历史，相对于印度洋和大西洋，它的磁异常要复杂得多。

综观太平洋中磁异常，宏观上看太平洋磁条带展布的形状颇似一顶边朝东的梯形。

中、西太平洋海山区的大部处于中生代磁静区，区内主要有三组不同走向的磁条带，分别是北面的近NEE向展布的磁条带、东面近NWW向展布的磁条带和南面几近东西向延伸的磁条带。

由这三组磁条带的展布方向推测，该区曾被三组扩张脊包围，它们在中生代期间的活动形成了该区洋壳。

由磁静带的存在也可以推测认为该区在其生长过程中经历过磁极没有发生反转的一段时期即演化史上相对平稳的一个时期。

对照太平洋板块的演化史，我们可以认为研究区可能是最初位于南太平洋三联点的太平洋板块的一部分，是后来随着太平洋的漂移而到达目前的位置的。

（2）研究意义：

整个太平洋板块上洋壳年龄最老、磁条带异常最复杂、海山分布最密集、地质构造最独特、构造活动最强烈的一个区域，是太平洋板块中构造背景最为复杂的一个区域。

区内有纵横交错的海山链（海山群）、独立的海隆和海台，有延伸上千公里的近南北走向及近东西走向的断裂带，也正是这些断裂作用和板块运动共同作用导致了板块中强烈的火山活动。

同时该区域也是世界各国争相开展富钴结壳调查最密集的一个地区，也是具有较高工业开采价值的富钴结壳主要分布区。

因而搞清中西太平洋区域的构造特征有利于我们理解及进一步研究整个太平洋海盆的海山发育特征，更好地认识太平洋海盆的构造演化特征。

5、海上地震采集主要的震源类型及其特点

（1）脉冲型：

提供短时间的弹性波能量。

（2）可控型：

产生低振幅信号，可以持续几秒。

6、与陆地相比，海洋电磁测量环境有什么特点？

（1）海洋电磁场

在陆地上观测的磁场强度一般比传感器噪音高一到两个量级，海洋表面同陆地上磁场近似。

但在海底情况大不相同，随着海水深度的增加，频率越高，衰减的越多，一种解释就是：

大地电磁阻抗同水平电场和磁场之比成正比，这阻抗接近海底岩石电阻率或者和海底岩石电阻率相同；由于电场的连续性，相应的磁场也必须减小。

磁场值很弱的同时，电场值同样很小，

（2）海洋温度

海水温度日变化很小，变化水深范围从0-30米，而年变化可到达水深350米。

在水深350米左右处，有一恒温层。

随深度增加，水温逐渐下降（每深1000米左右，约下降1-2℃），在水深3000-4000米处，温度达到2-1℃。

总的来看，海水温度变化平稳，在深水处，水温变化少于0.1℃，这无疑相对陆地而已是个很好的优势，因为传感器对温度敏感，在陆地上很难消除温度变化带来的影响，有的地方昼夜温差超过40℃，所以如果长时间测量，电极必须埋的很深。

（3）海水电导率

海洋具有不同于陆地的独特环境，海洋环境最大的特点是海底上覆盖着一层海水。

海水里面富含各种矿物质，矿物质电解形成离子，从而形成良导电体。

它的导电能力取决于离子的浓度和活跃度，具体地来说，忽略压力效应，海水电导率主要取决于温度和盐度。

海水的温度和含盐度比较稳定，除了地中海和地球两极，可以认为电导率都在3～5S/m之间变化。

（4）海水压力和腐蚀性

海水具有巨大的压力，海面往下水深每增加10米，压力就增加一个大气压。

比如，在1000米深处，压力就增加到100个大气压。

在这样的压力下，海水能将木块压缩到它原来体积的一半。

这种情况下如果内爆，可能会摧毁临近的备。

所以即使是制作一个简单的电缆连接线和浮标，也不是一个简单任务，需要做好防压措施。

海洋环境同时是一种复杂的腐蚀环境。

在这种环境中，海水本身是一种强的腐蚀介质，同时波、浪、潮、流又对金属构件产生低频往复应力和冲击，加上海洋微生物、附着生物及它们的代谢产物等都对腐蚀过程产生直接或间接的加速作用。

海洋腐蚀主要是局部腐蚀，即从构件表面开始，在很小区域内发生的腐蚀，如电偶腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀等。

此外，还有低频腐蚀疲劳、应力腐蚀及微生物腐蚀等。

腐蚀能造成电场噪音，不同材料的接触形成低噪声传感器。

第二部分东海地区海洋卫星重力异常分析

一、东海部分海域地球物理概况

1、研究区域与资料来源

本次研究的区域为125-127。

E，27-29°N，处于东海海域范围内。

数据来自加州大学圣地亚哥分校网站http:

//topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi

2、工区海洋地质或地球物理概况

中国海夹峙于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块之间,它的形成演化受到这三大板块的发展运动和相互作用的制约.其中在印度洋板块强烈的作用下,中国大陆出现特提斯海的几次启闭,并波及到包括东海在内的东部地区,其时间几乎贯穿整个中生代;太平洋板块的强烈作用对东海的影响巨大,但作用时间较晚,主要是晚渐新世以来.对于东海陆架盆地而言,它的出现主要是在晚白垩）中渐新世时期,大陆地壳由挤压转变为拉张,即应力场由北西西）南东东的压应力转变为同方向的张应力,从而在原始基底凹凸交界处产生一系列北北东向张性断裂,形成断陷盆地.这些断陷盆地就是东海陆架盆地的雏形.它们受生长断裂的控制,具有东断西超、东陡西缓的箕状特征,并接受晚白垩世以来的沉积.这些断陷盆地在平面展布上,虽然其分布基本上与区域构造线一致,却是彼此独立,互不相通的,其中沉积大多为东厚西薄,而且厚度变化巨大,在0~6500m之间.古新世时,断陷盆地继续在张应力作用下发展,沉积物不但在深凹中堆积,而且向低凸构造带超覆,形成一系列北北东潜山超覆构造.始新世时,瓯江运动自西向东展开,张应力逐渐减弱,甚至产生压应力,以致同生断层对沉积的控制作用基本消失,而盆地西部出现局部褶皱和地层不整合,在鱼山、海礁等凸起处,始新世沉积表现为超覆而在东部西湖凹陷,其沉积仍受断裂控制,厚度在3000~3500m.东海大地构造演化的最后一幕是晚渐新世以来,以板缘俯冲和板内沉积为特色的发展阶段.东海大陆边缘由被动型转为主动型,陆架盆地由断陷阶段的结束转化为坳陷阶段,甚至进入区域沉降阶段.在东海沟）弧）盆的形成与发展过程中,形成了东海的海沟、岛弧、弧后盆地聚敛型板块边界.弧后扩张出现冲绳海槽,冲绳海槽是正在裂解的大陆边缘,属西太平洋最年轻的边缘海盆,构成了东海第二大沉积盆地根据已有的地质、自西向东依此为浙闽隆起区、东海陆架盆地、钓鱼岛隆褶带、冲绳海槽盆地和琉球隆褶带.其构造走向为北北东向,与海岸线、大陆架方向基本一致,东海陆架盆地具有陆缘裂谷性质.在东海陆架盆地内,可分为四种性质不同的构造单元,从西向东分别为:

西部是由长江、钱塘、瓯江、南日岛及澎西等凹陷组成的古新世陆缘裂谷盆地;中部是由虎皮礁、海礁、渔山、澎佳、观音、北港和澎湖等凸起组成的中生代低隆起带,其高部位地层被剥蚀,低部位保留了多海相，白垩系地层;东部是福江、西湖、基隆和台北等凹陷组成的晚始新世至第四纪前渊盆地;枢纽带分别为保波斜坡和平安斜坡.东部凹陷带内晚始新世到渐新世沉积向西超覆尖灭于中部隆起边缘,它是沉积和构造变化大的地带.东海经历了多次构造运动,构造复杂,发育有北北西向断裂,切割了北北东向的构造,使东海在东西分带的同时,还具有南北分块的特点,进而对沉积与油气等起控制作用.拉张产生控制整个盆地生长发育的正断层是伸展盆地的主要特征.东海陆架盆地是一新生代伸展盆地,其特点是箕状断陷之上还存在着坳陷型盆地.东海以正断层为主,但也具有特殊性,它早期的箕状断陷是拉张的反映,晚期的坳陷沉积盆地则是挤压的结果.这是由于菲律宾海板块向中国大陆俯冲的后期,俯冲板块的倾角增大,造成地壳上部产生挤压力所致,但挤压力还没有构成逆掩、逆冲挤压盆地。

二、东海部分海域区域异常数据处理与成图

1、数据处理

从网站下载得到的数据包括区域的经度、纬度、地形和自由空间重力异常，下载的重力异常单位为mGal（毫伽），海底地形单位为m。

对自由空间重力异常进行校正：

校正之后得到的结果如下表：

表2-1-1布格重力异常部分结果

2、图像绘制

使用surfer分别绘制中国东海海底地形图，中国东海自由空间重力异常图，中国东海布格重力异常图。

结果如下：

图2-2-1中国东海海底地形图

图2-2-2中国东海自由空间重力异常图

图2-2-3中国东海布格重力异常图

三、东海部分海域区域布格重力异常分析

在浙闽隆起区和东海陆架区,重力异常变化较为平缓,总体趋势由西向东逐渐增大,并且与大陆沿岸的重力异常连成一片,说明是大陆重力异常向海域的延伸,布格重力异常在0~+100mGal之间变化,区内有一些局部的小异常,呈块状和条带状.这些局部的小异常在东部和西南部基本上成NNE方向;在西北部、北部局部异常的长轴有NW、NE、EW、SN几组方向;区域异常整体上呈NNE方向,由此可以推测东海陆架盆地的不同地区可能在多次的构造运动时期,所受应力大小不同,因而改造程度不同,形成了南北分块的构造特征。

图3-1东海布格重力异常图

重力异常在陆架盆地有两个低异常区,东部为西湖凹陷,南部为瓯江凹陷,在这两个凹陷中沉积了巨厚的新生代地层,地层压实程度较低,密度相对较小,造成了重力异常相对较低.在位于陆架边缘的钓鱼岛褶皱带,它与陆架被贯穿南北+20mGal重力异常等值线分开,此区的异常幅度在+20~+60mGal,与空间重力