①课题来源与背景； 本课题来源于广东省自然科学基金项目， 项目名称：南沙海域珊瑚礁沉积物声学特性研究； 项目类别：广东省自然科学基金-自由申请； 项目经费：10万元； 项目起止时间：2017-05-01至2020-05-01。 本研究以南沙海域采集的珊瑚礁岩芯为研究对象，对珊瑚礁岩芯进行了声学测量分析实验，同时利用计算机断层扫描（CT）成像方法分析了珊瑚礁岩芯的三维结构特征，对比分析了硅质碎屑沉积物和珊瑚礁钙质沉积物的声学特性，具体的：1）探明了珊瑚礁岩芯的纵横波声学特性；2）分析了珊瑚礁岩芯的声波频散特性，建立了珊瑚礁的声速频散经验方程；3）分析了珊瑚礁岩芯声学特性与埋藏深度、结构特征、孔隙类型等因素的关系；4）初步判定珊瑚礁岩芯属于高声速地声模型，声速随着埋藏深度逐渐增加。

    ②研究目的与意义； 珊瑚礁作为一种特殊的海底沉积物，是热带海洋中极其宝贵的陆地资源，它对中国南海诸岛海洋国土资源的形成和资源环境的维护有特殊的重要意义，是海洋资源开发和国家安全的重要基地和保障。目前，在南海海底沉积物声学特性研究中，我国学者的工作主要集中在南海南部和南海北部等海域，在研究内容（声传播理论，预测方程，地声模型等研究）以及应用基础（天然气水合物勘探，沉积物分类，声学建模等）上已取得一定进展，对深海底沉积物声学研究也已取得一定成果。以上研究的对象主要是硅质碎屑沉积物，对碳酸盐岩海底沉积物，特别是珊瑚礁及其灰沙岛周围沉积物的声学性质知之甚少。因此开展珊瑚礁沉积物的声学特性试验具有重要的研究意义。 珊瑚礁是一种特殊的碳酸盐岩海底沉积物，它是造礁石珊瑚群体死亡后其残骸经过漫长的地质作用而沉积下来的沉积物，无论是物质组成还是沉积结构都具有独特性。珊瑚礁沉积物经常由脆弱的、形状不规则的、多孔或者空心的颗粒组成，因此硅质碎屑沉积物（由Sio2组成）和碳酸盐岩沉积物的物理性质差异非常大，另外珊瑚礁沉积物颗粒接触的胶结作用会增加沉积物的刚度，从而导致高的剪切波和压缩波速度。现有的沉积物声波传播理论，如Biot理论等均假设沉积物颗粒间不存在相互作用力，但是这种假设是否适用于具有胶结作用的珊瑚礁沉积物有待验证。珊瑚礁的地声属性与珊瑚礁的沉积环境特征、珊瑚礁沉积物结构特征、珊瑚礁的物理力学性质等密切联系，明显受生物组分、非均匀性、孔隙类型及溶洞、裂隙发育的影响和控制。珊瑚礁灰沙填岛强化了我国的南海核心利益，改变和形成了灰沙填岛区沉积物特殊地声属性。目前对珊瑚礁及其灰沙岛区沉积物地声属性的影响和控制机理尚为空白。因此，研究珊瑚礁沉积物声学各种参数、地声属性是海底沉积声学服务国家需求的重要科研支撑，探明南沙海域珊瑚礁沉积物的声学响应机制，对于海洋信息安全、南海海底观测网的建设以及海洋资源勘探等具有重要的应用价值。

    ③主要论点与论据；主要论点项目对所论述的问题提出的见解、主张和表示的态度。论据是用来证实论点的依据、证据 对南沙主要的造礁石珊瑚-滨珊瑚的声学特性进行了分析测量，获取了不同频率下的滨珊瑚纵横波声学特性，分研究了滨珊瑚的频散特性，并建立了滨珊瑚的频散经验方程。在此基础上，利用CT扫描珊瑚礁岩芯的结构，发现埋藏后的压实作用和重结晶作用，对珊瑚礁孔隙度和密度产生影响。珊瑚礁弹性波速主要受孔隙度和孔隙结构类型的影响，珊瑚礁横、纵波速比值能有效地确定岩体结构和稳定性。另外在本项目的研究过程中，还对比研究了硅质碎屑沉积物的声学特性，分析了珊瑚礁钙质沉积物的声学特性与硅质碎屑沉积物的差异性。主要取得了以下成果： （1）探明了珊瑚礁岩芯的声学特性，其中，滨珊瑚岩芯的纵波声速在2500~3800 m/s，滨珊瑚岩芯的横波声速在400~1500 m/s之间。 （2）分析了珊瑚礁岩芯的频散特性，纵波声速变化较慢，其频散度在1.07%-7.44%之间，而横波声速在0.5-2 kHz之间时变化较大，其频散度在6.49%-10.26%之间。 （3）建立了滨珊瑚岩芯横波频散经验方程，为珊瑚礁岩芯的声传播和声学特性反演提供了技术手段和基础资料。 （4）揭示珊瑚礁岩芯的声学响应机制，建立了简单概念化的地声模型，为岛礁工程建设，声场分析提供了技术支持。

    ④创见与创新； 本项目基于国内关注的珊瑚礁及其灰沙岛的研究领域，聚焦礁区沉积物声学性质及其影响因素和控制机理，测定沉积物的声学特性和物理性质，开展南沙海域珊瑚礁沉积物声学响应机制研究，其特色与创新之处体现在： 1）系统测定不同频率下珊瑚礁及其灰沙岛沉积物的声传播特性参数，研究和建立精准和适用的南沙海域珊瑚礁沉积物经验方程及地声模型，填补或完善该类研究，具有研究特色和重要意义。 2) 开展珊瑚礁沉积物微观孔隙结构分析，将沉积物结构研究与沉积声学的地声属性研究相结合，探索和揭示珊瑚礁沉积物结构对声学响应机制的影响，具有明显创新性。

     ⑤社会经济效益，存在的问题； 珊瑚礁的声学特性可为岛礁稳态提供基础参数，珊瑚礁横、纵波速比值能有效地确定岩体结构和稳定性。珊瑚礁的声学特性可为珊瑚岛礁工程建设的稳定性提供安全可靠的关键技术支撑。

     ⑥历年获奖情况； 无。