南黄海辐射沙脊群沉积特点及其演变

南黄海辐射沙脊群是浅海大陆架巨型的海底地貌组合体 ,由潮流沙脊、古河道沙体、后期侵蚀 堆积的沙体三部分组成 ,是低海平面古长江在苏北入海时的堆积体受辐合潮波改造而成 .沙脊与深槽主要形成于全新世高海面时 ,海平面持续上升使沙脊体向海侧受侵蚀 ,粗颗粒堆积在靠近陆地的沙脊上 ,使沙洲逐年扩大增高 ,细颗粒向岸使潮滩淤长 .     

南海北部陆坡水合物分解引起海底不稳定性的定量分析

分析了天然气水合物分解引起海底斜坡不稳定性的原因,探讨了水合物分解引起沉积物层孔隙压力变化规律.以南海北部神狐海域水合物样品钻获区为研究对象,应用极限平衡法探讨了海底无限斜坡的稳定性问题,计算了设定的不同滑动面的安全系数,建立了目标不稳定区相关参数条件下的水合物分解与海底斜坡不稳定的模式图,模拟计算了不同程度的水合物分解对海底斜坡失稳的影响作用.结果表明：在假设条件下,南海神狐海域当水深为1200 m,沉积物层厚度为200 m,对于20°的较大坡角,沉积物层中5%水合物分解将引起海底斜坡失稳;斜坡坡角为5°时,沉积物层中15%水合物分解后,将会引起海底斜坡失稳;当斜坡坡角为3°或更小时,沉积物层中25%水合物分解后,将会引起海底斜坡失稳.     

南海北部陆坡稳定性定量分析

随着海洋工程的发展,海底滑坡作为一种潜在的地质灾害逐渐成为人们关注的热点.本文采用二维极限平衡法计算并分析了海底斜坡稳定性问题.通过对斜坡模型在各种条件下安全系数的计算,定量分析了斜坡内在因素(如斜坡角度、主要土力学参数)和主要触发机制(地震、快速堆积等)对安全系数的影响.理论计算表明,静态条件下,均质斜坡角度小于20°时,均处于稳定状态;对于含软弱层的斜坡,快速堆积等引起的不排水状态下斜坡安全系数明显降低,斜坡角度大于14°时就会发生失稳.拟静态条件下,当地震动峰值加速度(PGA)小于0.15g时,对于角度小于20°的均质斜坡处于稳定状态,但PGA大于0.25g时,角度大于13°的斜坡即处于失稳状态;对于含软弱层斜坡,PGA为0.1g时,角度大于10°的斜坡即处于不稳定状态;当PGA大于0.3g时,3°以上的海底斜坡即处于失稳状态,发生海底滑坡.结合南海北部陆坡海底地形、地貌特征,在静态条件下,均处于稳定状态;但在地震加载的拟静态下,根据南海北部地震动峰值加速度分布,台湾浅滩段则处于不稳定状态.这解释了该区域大陆坡折带处海底滑坡广泛发育的原因,也表明了地震是引发南海北部滑坡最主要的触发机制之一.     

台湾峡谷的成因及其对沉积的控制

台湾浅滩陆坡处于被动大陆边缘环境,发育众多的海底峡谷,其中台湾峡谷的走向与沿陆坡向下的侵蚀沟壑明显不同,呈近45°相交;在峡谷的下部又出现一次明显的转向,随后平行于陆坡自西向东延伸,最终汇入马尼拉海沟.本次研究利用多波速水深数据、高分辨地震资料和沉积柱状样,描述了台湾峡谷的地形地貌特征,初步讨论了峡谷的成因及其对沉积的控制作用.台湾峡谷的地形、地貌和沉积特征具有分段性:上段以侵蚀作用为主,呈V形下切,广泛发育滑动、滑塌等重力流类型;中段以侵蚀-沉积过渡作用为主,呈U形,发育内堤岸;下段以沉积作用为主,发育沉积物波,底流对峡谷内部沉积物有明显的改造(reworked sand).台湾峡谷的形成演化与沉积物供给、重力滑动(滑塌)、断裂活动和海底刺穿密切相关:(1)由于陆源碎屑物质供应较充足,陆架边缘沉积物不断向海方向推进,在前缘形成滑动、滑塌,为峡谷的形成提供了动力;(2)断裂活动导致地层破碎,重力流优先侵蚀较脆弱的地层,使峡谷的延伸方向与周边侵蚀沟壑呈明显斜交;(3)海底刺穿形成海山,由于海山的阻挡作用,峡谷的下段转为近东西走向,同时大量沉积物在拐弯处溢流出来形成沉积物波.     

深海海底沉积物声学特性原位测量试验研究

由于实验室测试环境条件与深海海底的原位温压环境存在较大的差异,取样测量的沉积物声学参数通常偏离海底原位状态的真实值.该文利用深水型压载式沉积声学原位测量系统,在水深超过5000 m的西太平洋海域开展了沉积物声学原位测量试验,准确获取了深海底原位状态下沉积物的声速和声衰减系数,并同步采集了沉积物柱状样品.结果显示,实验室测量的沉积物声速、声衰减系数均高于原位测量结果.通过温压校正和数据—模型对比表明,实验室声速比与原位声速比存在较大的差异,难以通过温压校正模型和频散模型完全改正,这可能与深海沉积物的结构扰动有关.较之浅海沉积物,软弱的深海沉积物结构更易受到采样过程的扰动,因而深海沉积物的声学特性测量更为困难,这表明在深海海底声学研究采用原位测量技术具有必要性.该研究标志着我国海底声学研究由浅海走向深海,对推动海底声学的深入研究具有重要意义.     

深水崎岖海底对下伏地层地震成像的影响研究

深水陆坡区水深急剧变化,峡谷纵横,水道复杂,形成了崎岖的海底地形地貌,严重影响到其下伏地层的地震成像,并造成地震剖面上构造形态的畸变.本文利用复杂介质条件下共聚焦分析和CRP分析方法,讨论深水区崎岖海底条件对下伏目的层地震波成像质量的影响,通过对比分析水平海底条件与崎岖海底条件下成像的差别,为深水崎岖海底地区的地震采集设计提出建议.     

流花深水区块典型滑坡特征的研究与认识

近几年在南海东部500～1400m水深范围的126km2深水区块勘探开发项目中,利用深拖工程物探新技术进行了荔湾、流花等深水场址共1800km测线的调查研究.本文研究的流花深水区位于单斜型陆坡带向断阶型陆坡带转折区域,工区内海底陡坡、陡坎、滑塌体、海底峡谷等非常发育,是南海东部深水区具有代表性的典型滑坡区.通过运用深拖新技术的作业方法来解释分析和研究该区的滑坡特征,有效提升资料研究评价的准确性和可靠性,同时提高对该区不稳定性海底的认识,为以后在类似区域进行深水海底灾害地质研究提供参考和借鉴.     

冲绳海槽现代活动热水区CO_2-烃类流体:流体包裹体证据

冲绳海槽是正在发生着海底热水喷流 (黑烟囱式 )和现代成矿过程的弧后扩张盆地 .JADE热水区热液补给带水 岩反应产物中的流体包裹体研究表明 ,海底深部热流体系极度富气 ,并存在两类相对独立、密切共生的CO2 烃类流体和盐水流体 .CO2 烃类流体包裹体成分总体上与天然气田的流体包裹体成分相当 .盐水流体包裹体以H2 O为主 ,CO2 和CH4呈过饱和状态 .盐水流体在海底呈黑烟囱流体喷射 ,CO2 流体在海底呈CO2 气泡排泄 ,并形成CO2 水合物 ,烃类气体或流体可能被局部封存 .CO2 CH4 H2 S气体或流体的大量存储及其与盐水流体的反应效应导致金属硫化物工业堆积 .     

海洋地球物理研究与海底探测声学技术的发展

海洋地球物理以物理学的思维与方法研究占地球三分之二面积的海洋系统.20世纪地球科学迅猛发展，它的重大进展是海底扩张说与板块构造说的出现和海底大洋的发现，以及前者所引发的地球科学思想革命，从固定论向活动论的思维转变.海底研究对于20世纪地球科学发展的贡献极为巨大，而海洋地球物理是推动海底科学研究的重要原动力.海洋地球物理在20世纪地球科学的发展中有过辉煌的成就，占有十分重要的地位；在新的21世纪里，海洋地球物理研究仍然保持着前沿科学的地位，继续推动着地球科学的进展.目前的海底探测主要还是依赖于声学探测技术.水下声学定位技术是实现水下探测系统精确定位和海底高精度探测的基础.传统性的海洋地震探测技术是研究海底构造与海洋岩石圈深部结构和寻找海底矿产的主力技术，它近年来无论在海上采集技术还是数据处理技术方面都发展得很快.多波束测深、侧扫声呐测图和海底地层剖面测量等则是近数十年快速发展起来探测海底浅部结构信息的技术.这些技术已经在当代海底科学研究、海底资源勘查、海洋工程和海洋开发，以及海洋军事活动等方面发挥出极其重要的作用.     

海底电性源频率域CSEM勘探建模及水深影响分析

为了探索我国海域油气和水合物等高阻目标体CSEM勘探的可行性和方法技术,本文研究了在海水中水平电性源激励下有限水深海洋地电模型的频率域电磁响应,为进一步的1D和3D仿真计算奠定了理论基础.在推导电磁响应公式时,首先给出了各层介质的Lorentz势,然后根据Coulomb势与Lorentz势的关系,得到了各层介质的Coulomb势.各层介质中的电磁场均可以由Lorentz势或者Coulomb势计算得到,但在有限元计算时Coulomb势具有优势.长导线源的电磁场和势函数可以由电偶源的电磁场和势函数沿导线长度积分得到.文中具体给出了海水中水平电偶源和长导线源在海水层的电磁场公式,并根据该公式计算了不同水深环境下海底表面的电磁场分布,分析了海水深度对海底油气储层电磁异常的影响.结果表明,随着水深减小,异常幅度和形态特征发生明显变化.当水深很浅时(如50 m),只有同线方向的E_x和E_z两个电场分量存在明显异常.最后,以两个已知海底油田为例,计算了不同水深环境下可观测到的电场异常,展示了电性源频率域CSEM在海底勘探中(包括浅海环境)的良好应用前景.对于该方法实用化过程中还需进一步解决的问题,文中结尾部分也进行了初步探讨.     

南海北部东沙海底冲蚀河谷及其成因探讨

对覆盖南海北部东沙区的50多条多道地震剖面进行了解释.通过剖面解释,发现东沙隆起后,南海北部海底地形发生了较大变化.这其中包括东沙岛在陆架坡折处的隆起,以及沉积地层以较大的幅度向上翘起.向上翘起的地层在很大的范围内遭受海底剥蚀.在东沙隆起区的北侧,海底发育下切沟.本文解释为现代海底在更强烈的剥蚀条件下形成的海底冲蚀地形,称为海底冲蚀沟.海底冲蚀沟分布于东沙岛的北侧,大致与陆架坡折线,以及600m等深线相平行,其宽度一般在20km左右,NE-SW向长度可达200km,本文称为东沙海底冲蚀河谷.无论是冬季还是夏季,东沙岛以北的吕宋海峡都有黑潮分支从太平洋贯入南海.这一黑潮分支在冬季演化为太平洋-印度洋贯通流,在夏季演化为吕宋海峡次表层流.东沙海底冲蚀谷的分布与太平洋-印度洋贯通流,以及吕宋海峡次表层流的位置完全一致.本文认为,黑潮分支在遇到南海北部陆坡的阻挡后,黑潮水体由陆坡向陆架堆积,并因水深变浅,水体通过空间变小而使流速加大,从而有能力对海底产生剥蚀.东沙区海底地层的剥蚀,以及东沙海底冲蚀谷的发育都是黑潮分支在东沙陆架区形成的强底流和海底长期耦合作用的结果.     

基于能量上限法的海底缓边坡滑坡机理分析

海床中的天然气水合物分解后由固体变为气体,将直接提高孔隙水压力,减小边坡内有效应力,导致边坡稳定性下降。本文以能量上限定理为理论基础,采用二维极限分析方法分析海底缓倾角边坡的滑坡机理,研究由于水合物分解形成的软弱夹层对边坡稳定性的影响。分析表明,软弱夹层的埋深和海床土体内摩擦角会对边坡的稳定性产生直接影响。由于水合物分解而产生的膨胀压力也会降低海底缓倾角边坡的稳定性。     

频率-波数域递推计算海底多分量地震记录中的反射系数

在频率-波数域中采用解析法,解出多层条件下海底实测的多分量地震数据分解成上行和下行P波和S波的算法,导出海底各层地震反射系数随入射角变化(简称RVA)的递推计算公式,为海底多波多分量AVO弹性参数的反演及流体因子预测提供基础数据.合成数据的计算结果表明,本文给出的算法能较可靠地从海底多波多分量记录中提取RVA信息.     

海底地震监测网络发展现状

近年来随着地面与空间的遥测遥感通信技术,特别是随之衍生而来的海底光纤电缆技术的发展,海洋学者可以从海底回头向上观测整个海洋世界,对深入海底做近距离和全天候监测海洋信息变为可能。近年来许多国家正在逐步策划和建设以海啸减灾为目的,以海底电缆为主轴、海底地震监测为核心内容的海底观测网络。本文分别针对美国、加拿大、欧洲、日本以及中国多种典型海底观测网的主要观测技术进行分析,提出发展中国海底地震监测网络的建议。     

海洋半球台网计划(OHP)与海底地震观测系统的发展

简述了基于海洋半球台网计划(OHP),由日本建立的OHP地震台网、OHP数据中心,日本研制的海底地震观测系统,由ODP(大洋深钻计划)Leg191布设的海底钻孔宽频带地震观测站的总体进展.也阐述了近年来我国自行研发的海底地震观测系统的现状,并提出在我国沿海大陆架海域筹建海底钻孔式长期地震观测站的建议与设想.     

宽频带海底地震仪的研制

为填补我国海洋地震监测和海洋地震研究的空白,获得对海洋地震多发区域的监测能力,特此进行宽频带海底地震仪的研制.本文详细介绍了宽频带海底地震仪的设计目标、基本工作原理、组成结构及性能技术指标和研制过程.此外,还介绍了宽频带海底地震仪在中国南海东北部海域应用实例的实验结果,展示了宽频带海底地震仪在3000m海底所记录到的数据资料.     

国产海底地震仪研制现状及其在海底结构探测中的应用

海底地震仪(Ocean Bottom Seismographs,OBS)及由其组成的海底流动地震观测台阵是近年来发展起来的高新技术,在油气探测、科学研究、防灾减灾等方面有广泛的用途,是地球物理仪器与探测技术发展中的一个新增长点.本文介绍了由中国科学院地质与地球物理研究所研制成功的宽频带、7通道海底地震仪((I-7C) ...     

南海西北次海盆地壳结构：海底广角地震实验结果

利用完整穿越南海西北次海盆及其两侧大陆边缘的海底广角反射/折射地震测线,反演了该地区的地壳结构.该测线总长484km,共投放海底地震仪（OBS）14台,台站间距30km,组合枪阵激发总容量5160in3（1in3=16.3871cm3）.结合同测线多道地震资料,通过OBS数据的精细处理和初始建模,利用射线追踪正反演技术,获得了西北次海盆地壳速度结构模型.结果表明,地壳厚度从上陆坡的21km减薄至下陆坡的14km,在西北次海盆为7.7km;莫霍面埋深从上陆坡的21km上升到海盆中央的11km.西北次海盆和东部次海盆的地壳速度结构相似,都为大洋地壳,但不同的是层1（沉积层）增厚,层2减薄,该特点在东部次海盆尤其明显.西北次海盆及其两侧边缘构造形态和速度结构对称分布,存在共轭关系,其陆缘张裂机制属纯剪切模式.模型中的西北次海盆北侧陆缘下地壳没有发现高速层,这为南海北部陆缘西部非火山型地壳性质提供了新的证据.西北次海盆海底扩张规模小、时间短,且层2可能经历了玄武岩岩浆的不对称溢流,这可能导致西北次海盆磁条带异常的模糊化.     

海南地区东三段水下分流河道砂体的识别与预测

研究区构造高部位三角洲前缘储层发育程度较差,对储层成因及岩性油气藏分布规律研究有待深入.针对储层成因与分布等问题,本文运用层序地层对比与砂体成因分析等手段,发现研究区在北西低、南东高、沟谷相间的古地貌背景下,东三段发育了三角洲前缘水下分流河道砂体.以砂体的成因信息为线索,依据砂体的地球物理响应特征,运用种子点追踪与沿层属性提取等手段预测了三角洲前缘水下分流河道砂体的分布.预测结果表明,古地貌控制了水下分流河道砂体的展布,水下分流河道砂体的上倾尖灭部位是开展岩性油气藏勘探的有利目标.     

海底地震动估计的一个流体力学基础

本文给出了平板上方有限厚粘流层非定常层流问题的三个基本情形的精确解;接着用差分法计算了海水受海底地面运动激扰时的流场分布,也用分域迭代解法计算了海水-海床土耦联体系的地震反应;作为补充,最后还讨论了Stokes问题。研究结果表明,海水的粘性对海床土地震反应的影响可以略去不计,在估计海底地震动参数的工作中海水可以作为理想流体来处理。