基于Chirp数据和Biot-Stoll模型反演南海北部陆坡海底表层沉积物物理性质

作     者：周庆杰 李西双 刘乐军 刘洋廷 高珊 周航 王景强 李天光 Zhou Qingjie;Li Xishuang;Liu Lejun;Liu Yangting;Gao Shan;Zhou Hang;Wang Jingqiang;Li Tianguang

作者机构：自然资源部第一海洋研究所海洋沉积与环境地质国家海洋局重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室山东青岛266071 

出 版 物：《海洋学报》 (Haiyang Xuebao)

年 卷 期：2020年第42卷第3期

页      面：72-82页

核心收录：

学科分类：070704[理学-海洋地质] 0709[理学-地质学] 07[理学] 0707[理学-海洋科学] 

基　　金：全球变化与海气相互作用(GASI-GEOGE-05) 国家自然科学基金(41876061) 国家重点研发计划(2016YFC0301403) 基于地球物理属性数据反演工程地质参数研究 

主　　题：Chirp浅剖数据 Biot-Stoll模型 海底反射系数 沉积物物理性质 南海北部陆坡 

摘      要：浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数之间的关系,但在不同的海域采用不同的参数所获得的效果不同。为此,本文基于南海北部陆坡海底表层沉积物的实测物理参数,利用BiotStoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,结果表明模型计算值与样品实测值吻合度总体较好,偏差在0.1%~4.9%之间,并建立了频率3.5 kHz时海底反射系数与沉积物孔隙度、密度、平均粒径之间的关系方程,且方程拟合度较高,可决系数R2均大于0.99。在对典型Chirp剖面数据计算其海底反射系数的基础上,反演了海底表层沉积物的孔隙度、密度、颗粒平均粒径等物理性质,其中反演孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径相对误差均小于5%,结果与实测值基本相符,表明该反演方法在南海北部陆坡区的应用是可行的。