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西北太平洋多金属结核区沉积物黏性颗粒沉降特性试验
1
作者
韩亚芝
陈泽坤
+2 位作者
夏建新
王潇
李怀明
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第22期9296-9304,共9页
深海富含具有开采前景的多金属结核资源,但开采过程会带来诸多环境问题,特别是沉积物扰动形成的羽状流迁移扩散。为评估多金属结核开采过程中沉积物扩散对环境的影响,利用西北太平洋北京先驱多金属结核矿区的表层沉积物和海水样品,通过...
深海富含具有开采前景的多金属结核资源,但开采过程会带来诸多环境问题,特别是沉积物扰动形成的羽状流迁移扩散。为评估多金属结核开采过程中沉积物扩散对环境的影响,利用西北太平洋北京先驱多金属结核矿区的表层沉积物和海水样品,通过沉降试验,研究了西北太平洋多金属结核矿区沉积物的沉降特性。结果表明,深海沉积物主要由黏性颗粒组成,中值粒径介于2.57~4.47μm,最大粒径为66.9μm。分析沉降速度与沉积物粒径的关系,受絮凝作用影响黏性颗粒沉降速度增大,沉降开始5 h后样品中值粒径小于0.1μm,沉降开始14 min后样品光学浓度最大。样品的质量浓度与光学浓度成正相关,通过拟合沉积物质量浓度随时间变化曲线,得到样品质量浓度变化规律,沉降开始14 min后,质量浓度最大,5 h后已沉降至总质量的97.54%。研究结果可以为深海多金属结核开采过程中羽流的环境影响评价提供支持。
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关键词
西北太平洋
深海沉积物
沉降速度
光学浓度
质量浓度
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职称材料
基于机器学习的大洋玄武岩构造环境判别研究
被引量：
1
2
作者
徐堃
关馨儿
+3 位作者
吕豪哲
赵霄
热则耶·如孜
陈艳虹
《海洋地质与第四纪地质》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期190-199,共10页
玄武岩的地球化学成分与其产出构造环境密切相关,是研究地球深部物质组成与动力学过程的重要岩石。为了判别玄武岩形成的构造环境,前人根据玄武岩的地球化学特征建立了一系列构造判别图,然而这些判别图仅限于二维或三维判别。随着全球...
玄武岩的地球化学成分与其产出构造环境密切相关,是研究地球深部物质组成与动力学过程的重要岩石。为了判别玄武岩形成的构造环境,前人根据玄武岩的地球化学特征建立了一系列构造判别图,然而这些判别图仅限于二维或三维判别。随着全球玄武岩样品地球化学数据的爆发性增长,这些构造判别图逐渐暴露出其局限性强、准确率较低的缺点。在地学与大数据结合发展的背景下,利用机器学习方法有利于更全面和深入分析数据,建立高准确率和高效率的构造环境判别模型。因此,本文利用GEOROC和PetDB数据库,经过一系列数据下载、处理等步骤,建立了全球现代大洋玄武岩数据集。通过支持向量机(SVM)和随机森林(RF)机器学习算法,训练出高准确率的高维判别模型。本文分析了不同机器学习算法和不同地球化学成分数据集对现代大洋玄武岩构造环境判别的影响,并将各个判别模型应用于蛇绿岩数据当中,探讨机器学习模型在判别古老大洋岩石圈(蛇绿岩)形成构造环境下的应用前景。这项工作为大洋玄武岩形成的构造环境判别提供了更高维度的判别手段,是大数据时代下机器学习如何在地球科学领域应用的一次有益尝试。
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关键词
地球化学
构造环境
机器学习
大洋玄武岩
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职称材料
基于康达效应的深海多金属结核采集装置参数匹配
被引量：
3
3
作者
杨强
刘珅
+2 位作者
降星辰
刘广治
夏建新
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2023年第5期181-192,共12页
随着陆地资源日益短缺,深海矿产资源将成为人类未来社会经济可持续发展的重要保障。采集装置作为深海采矿系统的重要组成部分,不仅要解决采集率问题还要关注采矿活动造成的环境扰动。基于康达效应与CFD方法,获取采集装置不同运动状态下...
随着陆地资源日益短缺,深海矿产资源将成为人类未来社会经济可持续发展的重要保障。采集装置作为深海采矿系统的重要组成部分,不仅要解决采集率问题还要关注采矿活动造成的环境扰动。基于康达效应与CFD方法,获取采集装置不同运动状态下的流场数值模拟结果,精细划分流场内部结核各运动阶段的迁移状态,并使用射流角度与凸曲面壁半径控制变量,探讨采集装置参数对流场特征的影响,进而优化采集装置参数匹配。结果表明:1)采集装置射流角度和凸曲面壁半径的增大,增加了流场均匀度,使得动能更集中于底部区域,采集装置运动速度的增加会增强凸曲面壁下康达效应,当速度为0.5 m/s时,内部流场较为稳定;2)采集装置射流角度、凸曲面壁半径与结核升力指数和曳力存在显著相关性,一定范围内,升力指数随着采集装置射流角度变大或凸曲面壁半径变小而升高;3)分析对比结核运动阶段中迁移变化,当采集装置离底高度为80 mm,射流角度为45°,凸曲面壁半径为350 mm,采集装置运动速度为0.5 m/s时,结核能够精准进入吸入口。研究结果可为深海多金属结核采集装置的设计与研发提供重要参考。
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关键词
多金属结核
康达效应
海底采矿
采集装置
参数匹配
运动特征
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职称材料
题名
西北太平洋多金属结核区沉积物黏性颗粒沉降特性试验
1
作者
韩亚芝
陈泽坤
夏建新
王潇
李怀明
机构
中国
地质
大学(北京)
海洋
学院
海洋矿产与极地地质教育部重点实验室
自然资源部海底科学
重点
实验室
/自然资源部第二
海洋
研究所
出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第22期9296-9304,共9页
基金
国家自然科学基金(52394252)
北京先驱西太多金属结核勘探资助项目(121166202001)。
文摘
深海富含具有开采前景的多金属结核资源,但开采过程会带来诸多环境问题,特别是沉积物扰动形成的羽状流迁移扩散。为评估多金属结核开采过程中沉积物扩散对环境的影响,利用西北太平洋北京先驱多金属结核矿区的表层沉积物和海水样品,通过沉降试验,研究了西北太平洋多金属结核矿区沉积物的沉降特性。结果表明,深海沉积物主要由黏性颗粒组成,中值粒径介于2.57~4.47μm,最大粒径为66.9μm。分析沉降速度与沉积物粒径的关系,受絮凝作用影响黏性颗粒沉降速度增大,沉降开始5 h后样品中值粒径小于0.1μm,沉降开始14 min后样品光学浓度最大。样品的质量浓度与光学浓度成正相关,通过拟合沉积物质量浓度随时间变化曲线,得到样品质量浓度变化规律,沉降开始14 min后,质量浓度最大,5 h后已沉降至总质量的97.54%。研究结果可以为深海多金属结核开采过程中羽流的环境影响评价提供支持。
关键词
西北太平洋
深海沉积物
沉降速度
光学浓度
质量浓度
Keywords
Northwest Pacific Ocean
deep-sea sediments
settling velocity
optical density
mass concentration
分类号
P736 [天文地球—海洋地质]
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职称材料
题名
基于机器学习的大洋玄武岩构造环境判别研究
被引量：
1
2
作者
徐堃
关馨儿
吕豪哲
赵霄
热则耶·如孜
陈艳虹
机构
中国
地质
大学(北京)
海洋
学院
中国
地质
大学(北京)
海洋矿产与极地地质教育部重点实验室
出处
《海洋地质与第四纪地质》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期190-199,共10页
基金
中国地质大学(北京)创新创业训练计划项目(S202211415138)
中央高校基本科研业务费专项资金(2652021007)。
文摘
玄武岩的地球化学成分与其产出构造环境密切相关,是研究地球深部物质组成与动力学过程的重要岩石。为了判别玄武岩形成的构造环境,前人根据玄武岩的地球化学特征建立了一系列构造判别图,然而这些判别图仅限于二维或三维判别。随着全球玄武岩样品地球化学数据的爆发性增长,这些构造判别图逐渐暴露出其局限性强、准确率较低的缺点。在地学与大数据结合发展的背景下,利用机器学习方法有利于更全面和深入分析数据,建立高准确率和高效率的构造环境判别模型。因此,本文利用GEOROC和PetDB数据库,经过一系列数据下载、处理等步骤,建立了全球现代大洋玄武岩数据集。通过支持向量机(SVM)和随机森林(RF)机器学习算法,训练出高准确率的高维判别模型。本文分析了不同机器学习算法和不同地球化学成分数据集对现代大洋玄武岩构造环境判别的影响,并将各个判别模型应用于蛇绿岩数据当中,探讨机器学习模型在判别古老大洋岩石圈(蛇绿岩)形成构造环境下的应用前景。这项工作为大洋玄武岩形成的构造环境判别提供了更高维度的判别手段,是大数据时代下机器学习如何在地球科学领域应用的一次有益尝试。
关键词
地球化学
构造环境
机器学习
大洋玄武岩
Keywords
geochemistry
tectonic setting
machine learning
oceanic basalt
分类号
P736.3 [天文地球—海洋地质]
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职称材料
题名
基于康达效应的深海多金属结核采集装置参数匹配
被引量：
3
3
作者
杨强
刘珅
降星辰
刘广治
夏建新
机构
中国
地质
大学(北京)
海洋
学院
中国
地质
大学(北京)
海洋矿产与极地地质教育部重点实验室
北京探矿工程研究所
出处
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2023年第5期181-192,共12页
基金
国家自然科学基金资助项目(U1906234,51339008)
国家重点研发计划资助项目(2021YFC2801500)。
文摘
随着陆地资源日益短缺,深海矿产资源将成为人类未来社会经济可持续发展的重要保障。采集装置作为深海采矿系统的重要组成部分,不仅要解决采集率问题还要关注采矿活动造成的环境扰动。基于康达效应与CFD方法,获取采集装置不同运动状态下的流场数值模拟结果,精细划分流场内部结核各运动阶段的迁移状态,并使用射流角度与凸曲面壁半径控制变量,探讨采集装置参数对流场特征的影响,进而优化采集装置参数匹配。结果表明:1)采集装置射流角度和凸曲面壁半径的增大,增加了流场均匀度,使得动能更集中于底部区域,采集装置运动速度的增加会增强凸曲面壁下康达效应,当速度为0.5 m/s时,内部流场较为稳定;2)采集装置射流角度、凸曲面壁半径与结核升力指数和曳力存在显著相关性,一定范围内,升力指数随着采集装置射流角度变大或凸曲面壁半径变小而升高;3)分析对比结核运动阶段中迁移变化,当采集装置离底高度为80 mm,射流角度为45°,凸曲面壁半径为350 mm,采集装置运动速度为0.5 m/s时,结核能够精准进入吸入口。研究结果可为深海多金属结核采集装置的设计与研发提供重要参考。
关键词
多金属结核
康达效应
海底采矿
采集装置
参数匹配
运动特征
Keywords
polymetallic nodules
Coandǎeffect
undersea mining
collection device
parameter matching
motion feature
分类号
P744 [天文地球—海洋科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
西北太平洋多金属结核区沉积物黏性颗粒沉降特性试验
韩亚芝
陈泽坤
夏建新
王潇
李怀明
《科学技术与工程》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
基于机器学习的大洋玄武岩构造环境判别研究
徐堃
关馨儿
吕豪哲
赵霄
热则耶·如孜
陈艳虹
《海洋地质与第四纪地质》
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于康达效应的深海多金属结核采集装置参数匹配
杨强
刘珅
降星辰
刘广治
夏建新
《海洋工程》
CSCD
北大核心
2023
3
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职称材料
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