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南海所仪器功能开发项目进展

功能开发技术创新项目让旧设备发挥更好功能

南海海洋研究所曾于1997年引进过一套高分辨率单道地震剖面系统(GeoPulse Subbottom Profiles 4.2.1),其主要利用地震反射波的运动学和动力学特性研究海底地层的沉积特征(原理如图4.2.2所示)。它由震源、接收电缆和记录器组成,其最终的成果是地震反射剖面图。主要用于海洋第四纪地层和工程地质研究。因该设备使用多年,部分元器件已老化,如电源箱已老化、其水银触发开关已坏、火花触发又不稳定,造成系统工作状态不稳定,其输出的能量只有280J,已达不到理想的水平,这样大大影响其勘测的地层厚度和分辨率,其勘测的地层厚度只有40m左右。而在南海海域,第四纪地层的沉积厚度可超过100m,为修复和扩展该设备的功能,我们获得院仪器设备功能开发技术创新项目的支持,对旧设备进行改造。项目主要对震源(能源箱+电火花)(图4.2.3和图4.2.4)和记录部分进行改造(图4.2.5)。改造后的能源箱已可以提供105J175J280J350J455J5级能量。系统震源采用电火花震源,其能级得到提升,它可以选择100-600J内的任何能级(取决于能源箱所能提供的能量)。

改造完成后,在珠江口磨刀门外含沙较多的区域试验表明,改造后的电火花(SPARKER 震源的单道剖面频谱丰富,可分辨地层较多,穿透能力也较强,其勘探深度约70。与设备原来的勘探效果比,在勘探深度和分辨率方面均有较大改善(图4.2.64.2.74.2.8)。

4.2.1 改造前的高分辨率单道地震剖面系统

4.2.2 单道地震剖面系统工作原理

 

4.2.3 修复和改造后的单道地震剖面系统的能源箱

 

4.2.4改造后的单道地震剖面系统电火花震源及其高压电缆

 

4.2.5 改造后的单道地震剖面系统记录和控制部分(由EPC50录仪、DGPS导航定位等组成)

40m

4.2.6 系统改造前(新购置时)280J BOOMER 震源的单道剖面地层分层清晰但穿透能力较低,其勘探深度约40(在珠江口磨刀门外)

 

4.2.7 改造后350J 电火花(SPARKER 震源的单道剖面频谱丰富,可分辨地层较多,穿透能力也较强,其勘探深度约70(同在珠江口磨刀门外,但不同时间和海况))

 

4.2.8改造后455J电火花(SPARKER)震源的单道剖面, 350J的剖面,其深部的反射更清楚(在珠江口磨刀门外)

积极创新、锐意进取开发仪器使用功能

仪器中心技术人员不断强化分析能力与水平,在做好现有分析工作的基础上,着重加强新分析方法的探索和研究。

2012年度申请的中国科学院仪器设备功能开发技术创新项目海洋生物代谢产物MSn数据库的建立及其应用超导磁力仪样品前期热退磁降噪技术获得立项,资助金额共60万元。

海洋生物代谢产物MSn数据库的建立及其应用通过收集特色海洋生物天然产物,对其进行高分辨MSMS/MS分析,构建一个含有1000个化合物的高质量质谱数据(MS,MS/MS)及结构信息数据库。这个独特的海洋生物天然产物高分辨质谱数据库将为海洋生物活性物质的发现、鉴定和药物开发等的科研工作者提供便利,加快已知化合物的排重和新化合物的发现过程,加快活性化合物向新药开发的进程。

超导磁力仪样品前期热退磁降噪技术将提升超导磁力仪获取古地磁场信息的能力,尤其是对于一些磁性较弱的碳酸盐沉积地区,比如华南早-中三叠碳酸岩的极性特征、南海碳酸盐沉积的古地磁纪录等,高质量的科学数据对早-中三叠标准地层的建立以及南海一些台地、岛礁的构造地质演化的研究具有重要意义,可以在全球演化对比以及南海边缘海构造、环境演变,南海形成演化的动力学机制等研究中发挥作用。

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