西太暖池区生物组分对海底表层沉积物物理力学性质的影响

作     者：周尚 徐继尚 刘勇 李广雪 李安龙 曹立华 翟科 徐继正 权永峥 ZHOU Shang;XU Jishang;LIU Yong;LI Guangxue;LI Anlong;CAO Lihua;ZHAI Ke;XU Jizheng;QUAN Yongzheng

作者机构：中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学海洋地球科学学院山东青岛266100 中国海洋大学海洋油气开发与安全保障教育部工程研究中心山东青岛266100 青岛海大海洋能源工程技术股份有限公司山东青岛266073 

出 版 物：《地学前缘》 (Earth Science Frontiers)

年 卷 期：2022年第29卷第5期

页      面：119-132页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 070704[理学-海洋地质] 0709[理学-地质学] 07[理学] 070901[理学-矿物学、岩石学、矿床学] 08[工学] 0707[理学-海洋科学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0706[理学-大气科学] 0703[理学-化学] 

基　　金：自然资源部全球变化与海气相互作用专项(GASI-02-PAC-CJ15) 国家自然科学基金项目(41976198,91858203) 

主　　题：深海表层沉积物 生物组分 天然含水率 天然密度 贯入阻力 十字板剪切强度 

摘      要：西太平洋暖池区是指位于热带西太平洋及印度洋东部海表温度常年在28℃以上的海域,是全球海表温度最高的深海区,构造环境与沉积环境复杂,沉积物中的生物组分含量差异较大,生物组分会对深海沉积物物理力学性质产生显著影响,但目前对沉积物中生物组分含量和沉积物物理力学性质之间的相关性关系尚不明确。本文对西太平洋暖池区核心部位的表层沉积物样品进行现场物理力学性质测试和室内涂片鉴定,研究深海表层沉积物的物理力学性质与生物组分之间的关系。结果表明:研究区表层沉积物含水率范围为61.1%~435.1%,天然密度范围为1.04~1.76 g/cm^(3),贯入阻力范围为0~100 kPa,十字板剪切强度范围为0~8.6 kPa,整体具有高含水率、低密度、低强度等典型的深海沉积物物理力学性质特点。西加洛林海脊、海山等CCD以浅的区域为钙质生物组分50%的钙质沉积区;西加洛林海槽西南部及其周边的深水沟槽地区一般为硅质生物组分50%的硅质沉积;西加洛林海盆内部则主要为黏土沉积区。随钙质生物组分减少和硅质生物组分增多,表层沉积物类型分别为钙质沉积物、黏土沉积物和硅质沉积物,天然含水率变高,天然密度、贯入阻力和十字板剪切强度降低,表明深海表层沉积物的物理力学性质与生物组分含量密切相关:贯入阻力、十字板剪切强度、天然密度与钙质生物组分含量呈正相关,与硅质生物组分含量呈负相关;而天然含水率正好相反,与钙质生物组分含量呈负相关,与硅质生物组分含量呈正相关。本文建立了深海沉积物中生物组分与物理力学性质之间的相关关系,提出了沉积物生物组分含量与物理力学性质之间的拟合公式,可以为深海沉积物工程性质的评价提供参考。