Un método de investigación y su equipamiento.
3.2.1 Métodos de exploración geofísica y equipos de reconocimiento
1. Equipos de medición y medición de la topografía del fondo marino
El estudio de la topografía del fondo marino es la parte más importante del nódulo polimetálico oceánico. encuesta Uno de los elementos esenciales de la investigación. A través de la batimetría podemos conocer las características topográficas y condiciones básicas del fondo marino, proporcionando así la información básica necesaria para la evaluación y explotación de zonas mineras.
En la fase de estudio regional, las ecosondas de un solo haz se utilizan principalmente para revelar la topografía del fondo marino. El método tradicional consiste en utilizar una ecosonda para medir la profundidad del agua en el área de estudio para obtener información básica sobre el terreno. En los últimos años, la aplicación de algunos instrumentos de prueba avanzados, como SEABEAM y otros equipos de medición de haces múltiples, ha hecho que las mediciones de la topografía del fondo marino sean más precisas y confiables. A continuación se describe el rendimiento y la información relacionada de SEABEAM y otros instrumentos. Este artículo describe el uso de ecosondas para el levantamiento topográfico del fondo marino.
En la etapa de estudio regional, el instrumento comúnmente utilizado para medir la profundidad del agua es la sonda de profundidad de 10.000 metros de 12,5 kHz. Su precisión de medición está determinada por la precisión del posicionamiento y la precisión del sondeo de profundidad del barco durante la navegación. Los datos medidos se pueden corregir según la profundidad del agua y la velocidad del sonido para obtener el valor de profundidad del agua correspondiente, que se puede utilizar para dibujar mapas topográficos del fondo marino. La desventaja de este tipo de sonda es que el intervalo de muestreo de los datos de profundidad del agua es grande (1 km), lo que dificulta reflejar con precisión la topografía. Los contornos topográficos más pequeños a menudo se aplanan, suavizando las ondulaciones del fondo marino y simplificando la topografía. áreas complejas.
2. Exploración sísmica y sus equipos
Para comprender las características de distribución, estructura interna y relieve del basamento de los sedimentos del fondo marino, en la exploración se suelen utilizar ondas sonoras sísmicas de un solo canal. de nódulos polimetálicos oceánicos. El plan de configuración del equipo es perfilador monocanal NEC-20C, sismómetro digital, pistola de aire comprimido, cable flotante, etc. Los datos se registran de forma analógica o digital, y los números de las armas se graban digitalmente en una cinta en el sistema de navegación por satélite. La velocidad de trabajo suele ser de 6 nudos. Los puntos inicial y final de la línea de reconocimiento deben tener puntos de posicionamiento de navegación calificados. Los registros digitales de terremotos de un solo canal a menudo se combinan con otros resultados de detección acústica para explicar la distribución de los nódulos polimetálicos.
La combinación de datos sísmicos de un solo canal y datos de detección multifrecuencia a menudo puede obtener mejores resultados de interpretación. Este tipo de investigación se utiliza a menudo en la etapa inicial de nódulos polimetálicos.
3. Detección multifrecuencia y sus equipos
El sistema de procesamiento de datos de exploración multifrecuencia es un sistema informático de procesamiento de datos que utiliza ondas sonoras multifrecuencia para detectar la abundancia y las partículas. Tamaño de los nódulos polimetálicos de aguas profundas. El sistema puede funcionar a velocidad de navegación normal (10 ~ 12 nudos) y puede procesar los datos obtenidos en el barco para obtener rápidamente la abundancia y el tamaño de las partículas de los nódulos polimetálicos.
El sistema de procesamiento de datos de exploración multifrecuencia consta principalmente de tres partes: transmisión y recepción de ondas acústicas, detección de señales analógicas y procesamiento de datos. Las partes transmisoras y receptoras acústicas están equipadas con un perfilador de poca profundidad (SBP), una sonda de profundidad (PDR) y una sonda de haz estrecho (NBS). La función de la parte de detección de señal analógica es amplificar y filtrar la señal de sonido. La parte de procesamiento de datos digitaliza, almacena y procesa señales sonoras. Actualmente se utilizan tres frecuencias diferentes: SBP-3,5 kHz, PDR-12 kHz, NBS-30 kHz y los instrumentos receptores correspondientes.
Los nódulos polimetálicos se distribuyen en la superficie del fondo marino en forma de lámina. Los sedimentos superficiales son generalmente arcillas silíceas, arcillas de aguas profundas, exudados silíceos o exudados calcáreos. Este tipo de sedimento es rico en agua de poros, tiene una textura suave y uniforme, y la velocidad del sonido es cercana o ligeramente menor que la velocidad del sonido del agua. La reflectividad de las ondas sonoras en esta capa es muy baja, que puede ser aproximadamente. no se considera una obstrucción para la capa de sedimento (es decir, la capa permeable al sonido).
Los nódulos polimetálicos, junto con la capa sedimentaria subyacente, aparecen como una zona no reflectante o una zona reflectante débil (es decir, una capa acústica) en la funda del asiento en una sección poco profunda de 3,5 kHz en áreas del mar con sedimentación demasiado alta o demasiado baja. Las tasas no favorecen la formación de nódulos, sólo un cierto espesor de la capa acústicamente transparente es propicio para la producción de nódulos polimetálicos. El sistema de detección multifrecuencia utiliza el sistema de procesamiento de datos de detección multifrecuencia MFES-100B, un perfilador superficial de 3,5 kHz y una ecosonda de 12 kHz para medir la abundancia de nódulos, y se requiere un perfilador de haz estrecho de 30 kHz para medir el tamaño de las partículas de los nódulos. La combinación de datos de detección multifrecuencia y detección sísmica de un solo canal a menudo puede conducir a mejores resultados de interpretación.
La detección multifrecuencia combinada con otros métodos puede obtener resultados relativamente satisfactorios, incluido el muestreo geológico y otros métodos. Algunos países utilizan sistemas de detección multifrecuencia para investigar los nódulos polimetálicos y, en comparación con los resultados reales del muestreo aleatorio, el coeficiente de correlación es de 0,7.
Cuando el sistema de procesamiento de datos de exploración multifrecuencia se utiliza junto con otros detectores acústicos del barco de investigación (como ecosondas y perfiladores poco profundos de aguas profundas), la densidad de distribución y el tamaño de los nódulos polimetálicos en el El fondo marino se puede medir continuamente. En este caso, teóricamente las frecuencias de la ecosonda y del perfilador batimétrico deberían estar en los siguientes rangos: 3 ~ 5 kHz, 8 ~ 15 kHz, 25 ~ 3~5 kHz. Debido a que los diámetros de los nódulos a detectar varían desde unos pocos centímetros hasta 00 centímetros, el sistema de procesamiento de datos de detección multifrecuencia se puede utilizar junto con cualquier instrumento de detección acústica común, siempre que las señales de salida acústica medidas desde estos instrumentos sean amplificado linealmente y controlado para evitar la saturación.
Los métodos de trabajo específicos de los estudios multifrecuencia son similares a otros métodos geofísicos, y el diseño de la red de estudios depende de las diferentes etapas del estudio. De acuerdo con los diferentes requisitos y escalas de precisión, seleccione intervalos de tiempo de recolección de datos apropiados. Generalmente se recolectan de 3 a 4 puntos por kilómetro. Por lo tanto, diferentes velocidades requieren diferentes intervalos de tiempo de recolección para garantizar los requisitos de precisión de la exploración.
En comparación con las pinzas sin cables o las pinzas cableadas, el sistema de detección multifrecuencia tiene las siguientes ventajas:
(1) Rápido
(2) Datos continuos; se puede obtener toda la línea de la encuesta;
(3) El coeficiente de correlación es 0,7 ~ 0,9;
(4) El trabajo es conveniente, seguro y confiable.
En comparación con la fotografía y la televisión submarinas, los sistemas de detección multifrecuencia son económicos, rápidos, seguros y fiables, y no se ven afectados por obstáculos como el terreno submarino y las montañas submarinas. Adecuado para estudios continuos del océano a gran escala.
4. Las mediciones gravitatorias y magnéticas y sus instrumentos y equipos
Los estudios magnéticos y gravitacionales suelen realizarse en las primeras etapas de los estudios de nódulos polimetálicos oceánicos para comprender las características estructurales, actividad del magma y topografía del fondo marino del área de estudio. los barcos de reconocimiento existentes en mi país a menudo están equipados con dicho equipo, como el gravímetro oceánico KSS-5 y el gradiómetro magnético nuclear G821G utilizados por Haiyang 4; el Xiangyang Hong 16 está equipado con el gravímetro oceánico KSS-5 y el magnetómetro nuclear oceánico CHHK-2.
5. Fotografía submarina y su equipamiento
A través de la fotografía del fondo marino podemos observar directamente el estado de aparición de nódulos polimetálicos en la superficie del océano y obtener su cobertura, tamaño de partículas y abundancia. comprender las características de los sedimentos superficiales del fondo marino y las actividades de los organismos bentónicos. La fotografía submarina suele utilizar dos métodos y equipos:
(1) Sistema de fotografía de retorno automático del fondo marino. Este equipo se puede utilizar con un dispositivo de muestreo de retorno automático para fotografiar las características de distribución de los sedimentos del lecho marino y los nódulos polimetálicos. puntos de muestreo. La cuchara de retorno automático 4201 mejorada producida por la compañía Boathos de Estados Unidos está equipada con un sistema de cámara submarina. En este sistema, una cámara 135 de bolsillo está alojada en una caja sellada de alta presión. La cámara está equipada con un peso de 2,0 kg y el obturador electromagnético se activa cuando toca el fondo marino. La fotografía se activa antes del muestreo y el área máxima del fondo marino fotografiada es de 2,1 m × 1,4 m.
Figura 3-1 Sistema de fotografía submarina
(2) El sistema de fotografía del fondo marino remolcado es utilizado para la investigación Se revela la aparición de nódulos polimetálicos en el fondo marino, y los investigadores utilizan las fotografías para calcular la cobertura de los nódulos, calcular la abundancia y otras interpretaciones. Ocean 4 utiliza sistemas de fotografía submarina CI800 y CI256 producidos por la empresa británica Camera Alive (Figura 3-1).
Los dos sistemas tienen la misma estructura y principio, y están compuestos por cámaras, flashes, generadores de impulsos acústicos, disparadores, fuentes de alimentación CC y controladores de sincronización. El primero puede filmar continuamente 800 piezas de película de 135 colores y el segundo puede filmar continuamente 256 piezas de película de 135 colores (la lente de la cámara está a 3 m del fondo marino y el área máxima de cobertura de imagen de cada película es 3,9 rn× 2,6 m). Cuando el sistema de cámara está funcionando, el cable de acero está conectado, el cabrestante de 10.000 metros se retrae, el generador de impulsos acústicos y el transpondedor de ecosonda determinan y controlan la cámara del fondo marino para alcanzar la profundidad predeterminada en el fondo marino y toman una foto cada uno. momento en que se activa. El sistema tiene una estructura razonable, buen rendimiento y una tasa de éxito de aproximadamente el 80%.
Algunos países también utilizan sistemas de exploración por televisión de los fondos marinos para realizar exploraciones de los fondos marinos en zonas de nódulos polimetálicos oceánicos. Por supuesto, el rendimiento técnico de estos equipos también debe cumplir los siguientes requisitos: ① profundidad de funcionamiento - 6000 m; ② velocidad de remolque - 2,5 nudos ③ distancia entre el televisor y el fondo marino - 3 ~ 10 m; ④ número de cuadros de imagen - 2×3150; ⑤ Sistema de TV: —Estándar de escaneo lento.
6. Sistemas y equipos de exploración avanzados.
Los sistemas de exploración avanzados, como los sistemas de remolque profundo y las ecosondas de haces múltiples, son métodos utilizados por los países occidentales en la etapa de exploración de nódulos polimetálicos, especialmente los sistemas de remolque profundo con dispositivos de televisión/cámara, que pueden realizar observación directa y Evaluación de nódulos polimetálicos en la superficie del fondo marino. Los perfiladores poco profundos y el sonar lateral con unidades remolcadas a gran profundidad, y la batimetría, los perfiladores poco profundos y el sonar lateral con ecosondas de haces múltiples pueden proporcionar de forma rápida y precisa la topografía, composición[1], estructura y estructura del fondo marino y otra información del fondo marino. Estos dispositivos se utilizan normalmente en las últimas etapas de la exploración. Mi país ha introducido este tipo de equipo y estos sistemas de exploración se pueden utilizar para obtener datos precisos y confiables en las etapas media y tardía de la exploración de nódulos en el área de desarrollo.
(1) Sistema de remolque profundo El sistema de remolque profundo consta principalmente de un cuerpo de remolque acústico y un cuerpo de remolque ligero. Tomemos como ejemplo el sistema de remolque profundo AMS-60SI fabricado por Simrad Company de los Estados Unidos. El cuerpo de remolque acústico del dispositivo está equipado con sistemas de medición como perfilador superficial (4,5 kHz) y sonar lateral (56,7 kHz). Tiene varias mediciones acústicas, como sonar lateral, medición de profundidad de agua en franjas y medición de perfil estratigráfico superficial. . Los remolques ópticos están equipados con sistemas de TV/cámara. La profundidad del agua de trabajo puede alcanzar los 6000 metros. El dispositivo también está equipado con sensores para la corrección de la posición del sonar lateral y datos de perfilado superficial. Cuando la distorsión del terreno es causada por cambios en la profundidad de remolque durante las operaciones, se puede corregir mediante la localización automática en línea. La velocidad máxima de remolque del diseño de estructura de pez de remolque es de 8 nudos. Sin embargo, cuando el sistema funciona con sistemas de medición como perfiladores poco profundos (4,5 kHz) y sonar lateral (56,7 kHz), el dispositivo de remolque profundo se coloca a 50 m sobre el fondo marino y la velocidad de remolque es de 1,5 nudos.
El equipo de remolque profundo adquirido en China incluye un conjunto de teleférico de remolque acústico estándar AMS-60SI, un conjunto de teleférico de remolque óptico para TV/fotografía, una estación de trabajo de adquisición de datos y control de cubierta, una estación de trabajo de posprocesamiento, y sistema de cabrestante diésel-hidráulico Dynacon y 10.000 metros de cable coaxial. En el trailer de luz y sonido, los indicadores técnicos de los distintos equipos son los siguientes:
Sonda lateral
La frecuencia de emisión es de 56,7kHz.
Potencia de transmisión 2000W (rms, configuración alta) 150W (rms, configuración baja)
Ancho de banda horizontal 1,5 0,1 vertical 600
Compresión de discriminación lateral mínima de 20 dB
ancho de banda de la señal. 8 kHz
Brújula Fluxgate KVHC100, resolución 0,10 m
Sensor de balanceo con resolución 0,1 m
Sensor de presión/profundidad con resolución 0,01 m
p>
El sistema de sondeo de banda agrega un conjunto de transductores y circuitos relacionados para interferometría en fase, incluidos circuitos característicos de búsqueda de haz y normalización de haz.
Perfilador del fondo marino
La frecuencia de transmisión es de 4,5kHz.
Potencia de transmisión 500W (RMS)
Ancho de banda 25
Configuración óptica del remolque
Sistema de transmisión multiplex Colmek TVTM
Cámara Simrad Photosea 5000D
La composición del flash Simrad Photosea 1500 SD ① se refiere a capas estratigráficas, estructura en capas, etc.
Cámara TV Osprey sitoe 1323
600TV Line 5×10-4LUX
Luz TV
Altímetro Simrad Mesotech Pattern 1807
p>La velocidad de transmisión de la señal de TV es de 30 cuadros/segundo en transmisión en blanco y negro en tiempo real
Este dispositivo debería poder cumplir con los requisitos para la inspección detallada de nódulos polimetálicos en el período posterior. .
(2) Ecosonda multihaz El sistema submarino de medición multihaz puede proporcionar datos de medición topográfica de alta densidad y alta calidad. Actualmente, en algunos países avanzados, el uso de estos equipos ha ido sustituyendo paulatinamente a las sondas batimétricas de un solo haz. Desde 1980, Francia utiliza una ecosonda multihaz de haz marino en el "Jean Charco" y ha realizado grandes progresos en la comprensión de la geomorfología de las zonas productoras de nódulos polimetálicos en el fondo marino. Este sistema emite 16 ondas sonoras estrechas (2° 40’ cada una) formando una serie compleja que compensa automáticamente el cabeceo y balanceo del barco. Después de ingresar los datos de navegación del propio barco, se puede obtener un mapa topográfico del fondo marino largo equivalente a 2/3 de la profundidad del fondo marino a ambos lados del canal. En zonas marinas con una profundidad de agua de 5.000 metros, la resolución de medición no supera los 20 a 30 metros. La ventaja de una ecosonda multihaz es que puede detectar un área más grande en menos tiempo. En una zona marina con una profundidad de agua de 5.000 mm, se puede completar un área de estudio de 30.000 km2 en 25 días. El uso de una ecosonda de haces múltiples puede revelar algunos accidentes geográficos y características estructurales que los batímetros no pueden revelar. Sin embargo, todavía no puede sustituir a los sistemas de remolque profundo de alta resolución en las etapas finales de exploración.
El rango batimétrico de este sistema de medición es de 10 ~ 11000 m. La última generación de sistemas de medición multihaz del fondo marino incluye: sistema de batimetría del fondo marino, sonar lateral y perfilador poco profundo. En la actualidad, ATLAS de Alemania, SINRAD de Noruega y SEABEAM Instruments de Estados Unidos han producido sistemas de este tipo.
Tomemos como ejemplo el SEABEAM 2100 producido por SEABEAM Instrument Company. Su equipamiento principal incluye: subsistema transductor transmisor, subsistema hidrófono, subsistema transmisor, subsistema procesador receptor y sonar, estación de trabajo, procesador gráfico y subsistema de almacenamiento de pantalla.
El sistema de medición de haces múltiples de última generación integra funciones de batimetría, sonar lateral y perfilador de estratos poco profundos en uno, y puede medir y obtener simultáneamente datos de terreno de todo el fondo marino, datos de imágenes de sonar lateral y datos de perfiles de estratos poco profundos. dibuje mapas de contorno del fondo marino para revelar información útil como relieve topográfico, composición, estructura y estructura del fondo marino.
Principales especificaciones técnicas del sistema de medición multihaz SEABEAM 2100;
El rango de profundidad es de 10 ~ 11.000 metros.
Frecuencia 2 ~ 7 kHz
El nivel de la fuente de sonido es 233 dB/(micropa·m)
Potencia de transmisión 30 kW (pico lineal)
< El rango dinámico p>TX es de 70 dB.Ventana de pulso TX rectangular, coseno
3.2.2 Métodos de exploración geológica y su equipo de investigación
En todas las etapas de la investigación de nódulos polimetálicos, las estaciones deben ser La sistemática recolección de muestras geológicas para observación directa, descripción y prueba. Utilice diferentes propósitos de investigación, diferentes requisitos de encuesta y diferentes equipos de muestreo. A continuación se enumeran varios dispositivos de recolección de muestras y sus usos.
1. Muestreador geológico por cable
Los proyectos de muestreo geológico por cable incluyen cucharas, muestreadores de caja, redes de arrastre, muestreadores de gravedad y muestreadores de pistón de gravedad.
Grab (1) Grab es el equipo más utilizado para recoger muestras de nódulos polimetálicos o sedimentos superficiales.
El dispositivo de soporte del sujetacables es un cabrestante de aguas profundas con un cable metálico y un colgador en forma de L invertida o marco en A para el lanzamiento y recuperación del muestreador. Se instala un generador de impulsos acústicos en el cable de acero a 50 ~ 100 m de distancia del muestreador. La señal de impulsos generada por el generador de impulsos acústicos y la señal de reflexión del fondo marino son recibidas por la sonda, de modo que el operador pueda captar la situación del mismo. agárralo hasta llegar al fondo del mar y localízalo a tiempo. El área de apertura de una cuchara de uso común es de 0,25 m2 (50 cm × 50 cm). Actualmente, la mayoría de las cucharas utilizadas en la investigación de nódulos polimetálicos oceánicos en mi país son Dayang 50 fabricados por el Instituto de Oceanografía de la Academia China de Ciencias (Qingdao).
(2) Muestreador de caja El muestreador de caja (Lámina ⅰ-1) se utiliza para recolectar muestras de sedimentos del fondo marino no perturbados, con un área de muestreo de 0,25 m2 (50 cm × 50 cm). La caja de muestreo está conectada mediante un cable de acero y liberada y recuperada mediante un cabrestante de 10.000 metros. Al dejar caer muestras recogidas del fondo marino, la señal del generador de impulsos acústicos se utiliza para confirmar si el muestreador ha llegado al fondo marino.
(3) La red de arrastre (Lámina ⅰ-2) se utiliza para remolcar y recolectar nódulos polimetálicos y muestras de rocas en el fondo marino. La abertura de la malla es de 1,2 mx 0,6 my está hecha de acero. La red está tejida con cuerda de nailon. La malla mide generalmente 1,5 cm x 1,5 cm y aproximadamente 2 m de largo. Se fija un peso al final de la red para mantener el estado estirado de la red. Las operaciones de retracción, liberación y remolque se realizan con cables de acero y tornos de 10.000 metros. Cuando es necesario, el barco navega a baja velocidad.
(4) Muestreador de gravedad El muestreador de gravedad se utiliza para recolectar muestras de sedimentos en forma de columna. El diámetro del núcleo es de 7,3 cm y la longitud es de 3,2 m. Está conectado mediante un cable de acero y controlado por un 10.000-. Cabrestante de un metro para soltar y recuperar. Los muestreadores por gravedad, al igual que otros muestreadores cableados, necesitan instalar un generador de impulsos acústicos en el cable de acero como medio de respuesta cuando el muestreador llega al fondo marino, lo que permite al operador controlar la liberación y la recuperación. En la actualidad, el muestreador de gravedad comúnmente utilizado en el estudio de los recursos minerales de nódulos polimetálicos oceánicos en mi país es el muestreador de gravedad 2175 producido por la American Bentham Company.
(5) Cuando se recolectan núcleos de sedimentos de columnas largas, a menudo se requiere un muestreador de pistón de gravedad grande (Tabla ⅰ-3). La ventaja de este tipo de muestreador es que las muestras de sedimento recolectadas no se alteran y se pueden obtener núcleos de sedimento de longitud suficiente. El sacatestigos de pistón por gravedad 2450 producido por Benthos puede obtener núcleos con una longitud de 15,2 m. Después de ciertas modificaciones, se pueden obtener núcleos aún más largos. La longitud del núcleo depende de las necesidades del trabajo de investigación y del tamaño de la superficie de trabajo del barco de reconocimiento. Cuando el muestreador de pistón de gravedad con un generador de impulsos acústicos llega al fondo marino, el sedimento columnar es empujado hacia el tubo de muestra por la diferencia de presión causada por el enorme peso propio del muestreador y el vacío local en el fondo del pistón, y esto Se puede obtener una muestra de sedimento columnar larga. La respuesta del generador de impulsos acústicos y la ecosonda garantizará que el operador tenga el conocimiento correcto de cuándo el tubo de extracción de muestras del pistón de gravedad llega al fondo marino para poder controlar su recuperación.
Este dispositivo de extracción de muestras se utiliza sistemáticamente sólo en estudios detallados en unos pocos sitios. Puede recolectar muestras no solo de la superficie del sedimento sino también de capas más profundas. Estas muestras pueden utilizarse no sólo para estudiar las propiedades del suelo, sino también para realizar investigaciones científicas (como sedimentología, geoquímica, biología, datación, etc.) sobre la historia geológica de estas zonas productoras de nódulos. ).
2. Muestreo geológico sin cables
El muestreo geológico sin cables incluye una variedad de métodos de muestreo, como el agarre con retorno automático y la extracción de muestras por gravedad con retorno automático. Los detalles son los siguientes:
(1) Pinza de retorno automático La pinza de retorno automático es el método más importante para eliminar nódulos polimetálicos. Nuestro país utiliza la cuchara de retorno automático estadounidense 4201 (Lámina ⅰ-4) con un área de muestreo de 0,2 m2. El principio de funcionamiento de la cuchara de retorno automático es que después de que la cuchara cargada con lastre (arena de hierro) se hunde hasta el fondo. En el fondo del mar, el dispositivo de activación automática cierra el dispositivo de sedimentación. Toma la red de muestreo para muestras de material y libera lastre al mismo tiempo. Debido a la presencia del flotador, la muestra en la red sale del agua. Confíe en la navegación y el posicionamiento, banderas de señales, linternas, balizas inalámbricas y otros dispositivos para recuperar el agarre de regreso. Cuando la cuchara opera en áreas marinas con una profundidad de agua de aproximadamente 5000 mm, el tiempo de operación por estación es de aproximadamente 3 a 4 horas. La mayor ventaja de la operación de cuchara de retorno automático es que el barco de investigación puede recolectar muestras durante la navegación continua. Por tanto, este es el principal equipo para la obtención de nódulos polimetálicos.
La cámara está instalada en el muestreador. El área del fondo marino cubierta por cada fotografía es de aproximadamente 1 m2 y la dirección de disparo se desvía ligeramente de la línea vertical.
El tiempo de muestreo es aproximadamente el mismo que el tiempo de disparo y el área de muestreo teórica es de 0,18 m2.
El rendimiento del sistema de muestreo varía según el tamaño del nódulo, por lo que el peso de los nódulos recolectados no se puede convertir directamente en abundancia (kg/m2). Los datos necesarios se obtienen mediante análisis rigurosos y comparación de muestras y fotografías del fondo marino.
Este dispositivo de muestreo se utiliza ampliamente en las primeras etapas de la exploración de depósitos minerales. La práctica ha demostrado que su tasa de pérdida es de aproximadamente 1, lo cual es bastante eficaz. Cada punto de muestreo se cuenta como una estación. Un grupo de estaciones de trabajo (normalmente 5-7) constituye una estación de trabajo.
(2) Dispositivo de extracción de núcleos por gravedad de retorno automático
El extractor de muestras de gravedad de retorno automático se utiliza para recolectar muestras de sedimentos columnares del fondo marino. El diámetro del núcleo es de 7,3 cm, la longitud máxima del núcleo es de 1,22 m y el principio de funcionamiento es el mismo que el de la cuchara de retorno automático. La ventaja de la extracción de muestras por gravedad con retorno automático es obtener muestras de sedimentos columnares intactos, estudiando así diversa información geológica, como las características de depósito de los sedimentos a esa profundidad. La recuperación de muestras de sedimentos recolectadas depende de la navegación y el posicionamiento, así como de la ayuda de una linterna en la unidad de extracción de muestras, por lo que funciona bien durante la noche.
Aunque el sacatestigos de retorno automático es fácil de operar, el efecto es inestable, la confiabilidad de la operación (no se puede utilizar para consolidar sedimentos) y la validez de la medición también son inestables.
Figura 3-2 Sistema de medición de temperatura y profundidad de salinidad (CTD)
3. Medición de temperatura-salinidad-profundidad
Actualmente en nódulos polimetálicos oceánicos Durante la exploración. , la medición integral de la temperatura del agua de mar, la salinidad y la profundidad del agua (en lo sucesivo denominada profundidad termohalina) en las estaciones de prospección a menudo se lleva a cabo utilizando el sistema de medición de profundidad termohalina Mark-III producido por la American EGG Company (Figura 3-2). Sus funciones principales no solo satisfacen los requisitos de algunos proyectos de estudios geológicos, sino que también satisfacen las necesidades de los estudios hidrológicos. Los elementos de medición incluyen valores de distribución longitudinal de la temperatura del agua de mar, salinidad, profundidad, conductividad, valor de pH, oxígeno disuelto, velocidad y densidad del sonido, y pueden recolectar muestras de agua de 12 capas de agua a diferentes profundidades. El volumen de cada muestra de agua es de 500 ml y se utiliza para diferentes fines de investigación.
Observación hidrometeorológica
Aunque la investigación hidrometeorológica es un trabajo auxiliar, sus resultados de investigación son importantes para explorar el origen geológico y la distribución de los nódulos polimetálicos, y para formular e implementar planes de investigación de importancia. El contenido de las observaciones hidrometeorológicas debe incluir mediciones de la temperatura y la profundidad de la sal, mediciones de las corrientes oceánicas y observaciones meteorológicas. En diferentes etapas, el contenido y los requisitos de la investigación también son diferentes.
1. Estudio hidrogeológico
El estudio hidrogeológico incluye la investigación de la temperatura, la salinidad, la transparencia del color del agua, las corrientes oceánicas y las olas. Los estudios hidrogeológicos generalmente adoptan estudios de punto fijo, que se dividen en observaciones transversales, observaciones a gran escala y observaciones continuas.
Los estudios hidrogeológicos son a menudo observaciones de punto fijo. El uso de un sistema de sondeo termohalino (CTD) para medir la profundidad del agua en el punto de observación también puede cumplir con los requisitos de medición termohalina. Por lo tanto, el equipo seleccionado debe cumplir con el rango de profundidad de agua aplicable del área de trabajo y los requisitos de medición de los elementos hidrológicos medidos.
La observación de las corrientes oceánicas mide principalmente la velocidad y dirección de las corrientes oceánicas y ayuda a medir la velocidad y dirección del viento. Durante el proceso de medición, la precisión de la velocidad de la corriente oceánica no supera los 3 cm/segundo; la precisión de la dirección del flujo no supera los 10. Las corrientes oceánicas se observan principalmente mediante perfiladores Doppler acústicos o correntímetros autónomos, con la ayuda de sistemas de boyas de medición de corrientes de aguas profundas. En los últimos años, con la configuración de sistemas informáticos, los datos de observación de las corrientes oceánicas se pueden procesar en tiempo real y los datos procesados se pueden registrar en discos o cintas.
La observación de las olas requiere la medición de la altura, el período, la dirección, la forma de la ola y el estado del mar. Las olas se pueden observar mediante observación visual y medición instrumental. Las mediciones por instrumentos generalmente utilizan acelerómetros de tipo boya. Un medidor de olas equipado con un sistema de procesamiento de datos puede procesar los datos de observación en tiempo real con la ayuda de la microcomputadora del sistema para obtener la altura de las olas, el período efectivo de las olas, la altura máxima de las olas y el período máximo de las olas; los datos procesados se pueden mostrar en el fluorescente; pantalla en tiempo real, también puede grabarse en discos y cintas e imprimirse directamente mediante reproductores e impresoras.
2. Estudio meteorológico
El estudio marino en cada viaje requiere un estudio meteorológico de la superficie del mar porque sirve para el pronóstico del tiempo y el estudio hidrogeológico. Los datos de los estudios meteorológicos acumulados durante la exploración oceánica también proporcionarán una base meteorológica para el futuro desarrollo y evaluación de zonas de extracción de nódulos polimetálicos en esta zona marina.
El contenido de los estudios meteorológicos marinos incluye el hielo marino, la temperatura de la superficie, los fenómenos meteorológicos, la visibilidad, las nubes, el viento, la temperatura y humedad del aire, la presión del aire y otros elementos meteorológicos. Estos proyectos son trabajos de inspección de rutina y pueden completarse con equipos convencionales. Actualmente, en la exploración de nódulos polimetálicos marinos, los datos publicados por los satélites meteorológicos a menudo pueden utilizarse para guiar la ejecución de estudios marinos. Sin embargo, insistir en esos estudios meteorológicos durante la exploración de nódulos polimetálicos oceánicos ayudará a determinar la exactitud de los datos publicados por los satélites meteorológicos. Los datos meteorológicos acumulados ayudarán a realizar una evaluación meteorológica correcta del área de desarrollo prevista.