神狐海域海底峡谷群脊部细粒浊积体分布范围及意义

利用广州海洋地质调查局在南海北部神狐钻探区采集的高分辨率地震数据,结合2007年第一次水合物钻探航次(GMGS01)获取的岩心资料,从宏观地震反射结构、微观岩心粒度特征两个方面对GMGS01区块内残留在峡谷群脊部的细粒浊积体进行特征识别和刻画。研究结果显示,似海底反射(bottom simulating reflectors,BSR)之上存在着2套特征不同的沉积单元,位于下部的沉积单元1表现为薄层杂乱透镜状的地震反射特征,对应于粒度C-M图版中与C=M基线近似平行的含水合物层段的样品,被解释为峡谷群脊部的细粒浊积体。选取穿过神狐海域峡谷群中第16条海底峡谷的8条测线为研究对象,能够揭示沉积单元1(细粒浊积体)自北向南的空间变化特征,从而进行分布范围的确定。神狐海域沉积过程分析表明,峡谷群脊部的细粒浊积体是北部小型水道侵蚀下伏沉积物并发生再搬运和再沉积的结果。利用区域性覆盖的二维地震资料,本次研究确定了小型水道的北部侵蚀边界。综合GMGS01区块细粒浊积体的地震反射特征、穿过神狐海域东部第16号海底峡谷自北向南的地震反射差异、研究区北部小型水道的侵蚀边界,本次研究利用两点确定一线和相似平行的方法,在整个神狐海域初步确定了峡谷群脊部细粒浊积体的分布范围。细粒浊积体沉积边界的识别,将为从深水沉积的角度探讨神狐海域水合物不均匀性分布提供依据,同时也能进一步揭示该区域峡谷群脊部水合物的成藏机制和富集规律。     

南海北部陆坡神狐海域GMGS01区块细粒浊积体的识别特征及意义

利用广州海洋地质调查局在神狐海域采集的高分辨率地震数据,结合2007年第一次水合物钻探航次(GMGS01)获取的岩心资料,从地震反射结构和岩心粒度特征两个方面对GMGS01区块内残留在峡谷群脊部的细粒浊积体进行了识别和特征刻画。过水合物钻探站位的准3D地震剖面显示,GMGS01区块似海底反射(bottom simulating reflectors,BSR)之上的沉积体表现为2套特征迥异的反射单元:位于下部的薄层透镜状的杂乱反射单元,位于上部的厚层波状起伏形态的连续性中—强振幅反射单元。实际钻获岩心的粒度分析结果表明,沉积物的粒度为4~63μm,为细粒的粉砂或粉砂质泥。自下而上,沉积物的岩性和粒度特征没有发生大的变化,较为相似。但通过粒度CM图,可以发现,含水合物层段与不含水合物层段的沉积物表现为不同的特征,含水合物层段沉积物的结果近似与C=M基线平行,暗示了细粒浊积体的存在。结合神狐海域区域性覆盖的2D地震资料,研究认为发育在神狐海域北部的一系列小型水道,将会侵蚀下部地层的沉积物,使其沿着陆坡坡降的方向发生自北向南的再次搬运,在中—下陆坡的位置以细粒浊积体的形式再次沉积下来。神狐海域细粒浊积体的识别,将为从深水沉积的角度探讨GMGS01区块内水合物的不均匀性分布提供依据,从而有助于进一步揭示该区域水合物的成藏机制和富集规律。     

南海北部陆坡海底峡谷形成机制探讨

通过对南海北部地震剖面的解释,并结合地貌以及区域地质特征等,对发育于南海北部陆坡区的珠江口外、台湾浅滩南以及澎湖海底峡谷的地貌和构造特征进行分析和对比,并对其形成机制进行探讨。研究结果显示,各海底峡谷具有相似的走向,并均具有转向的特征,但是其形成机制却各不相同,由此形成的地貌特征也各不同:珠江口外海底峡谷的形成与珠江带来的大量陆上沉积物的搬运相关,形成了喇叭型的水道;台湾浅滩南海底峡谷的形成受到NW向断裂构造的控制,这些断裂构造形成了薄弱带,经过沉积流的侵蚀而形成狭长的水道,当进入下陆坡后由于海山的阻隔作用而转为近EW向;澎湖海底峡谷带的上段主要是由陆坡沉积流的下向侵蚀、崩塌和滑移形成的,而其下段则主要具有沿马尼拉海沟北向延伸段发育的特征。     

南海北部陆坡神狐海域SH-CL38站位的粒度特征及沉积记录

南海北部陆坡神狐海域发育众多海底峡谷,其物质来源、地貌形态、水动力条件、沉积过程复杂,海底滑坡和浊流频发。虽然通过地球物理(多波束和反射地震等)能够识别出数米至百米的滑坡体,但对于浅层海底重力流、浊流和异重流等沉积体系的高分辨率识别还受到很多限制。本研究以南海北部陆坡海底峡谷群12号峡谷脊部下游的SH-CL38站位岩芯沉积物为研究对象,通过粒度测试和浮游有孔虫氧同位素组成分析,将该站位岩芯划分为3个层段:第Ⅰ层段(0～285 cm)、第Ⅱ层段(285～615 cm)以及第Ⅲ层段(615～800 cm)。其中第Ⅱ层段的粒度参数、有孔虫的氧同位素组成明显不同于其他层段,这表明该层段形成时的水动力条件、沉积环境发生了突变。而且第Ⅱ层段的285～505 cm和505～615 cm具有明显不同的概率累积曲线特征,粒度数据也分布在C-M图上不同的区域。基于此,我们认为该站位的异常沉积层是受深水沉积作用和末次冰期海平面变化的影响,285～505 cm层段发育浊流沉积,而505～615 cm层段可能是浊流或重力流引发的沉积物失稳。     

花东盆地晚中新世以来沉积演化特征

利用近年来在台湾东部海域采集的多道地震和多波速测深资料,对该海域花东海盆区晚中新世以来的沉积充填演化特征进行描述和分析。通过对花东海盆区域地形特征描述、层序地层格架的建立和地震剖面的解译,在本区晚中新世以来的沉积充填中刻画出6种典型地震相类型,并分析其对应的沉积相类型,包括浊积扇、浊积水道充填、块体流、沉积物波、海底峡谷－伴生沉积物滑塌变形－充填、深水扇沉积。结合地震相平面分布及垂向沉积相叠置关系,将晚中新世－第四纪沉积充填演化划分为3个阶段:晚中新世晚期开始受到块体流冲蚀阶段,到海底峡谷冲刷－沉积物失稳－峡谷充填－再侵蚀阶段,到峡谷输送的大量沉积物在上新世以来主要堆积发育了沉积物波、浊积扇、深水扇等沉积体系阶段。     

全球主动和被动大陆边缘大型海底峡谷的特征及分布

1 引言 海底峡谷纵切入陆架与陆坡,是沉积物由陆地向深海传输的通道.头部止于陆坡的峡谷称为盲谷或无头谷,而大型的海底峡谷通常能切入陆架,甚或如陆架下切谷那样与现代河流直接衔接.海底峡谷有多种成因,一些峡谷的发育受构造作用的控制,在基岩发生断裂和破碎的区域侵蚀作用发育;构造作用也可影响峡谷的路径选择,一些峡谷的中泓水道偏向于沿断层和构造要素发育;但总体上,在海底峡谷的形成中最重要的是块体搬运体系(滑动与海底滑坡)和浊流对陆坡的侵蚀作用.     

白云凹陷陆坡峡谷沉积与迁移特征及其对天然气水合物成藏的影响

利用高分辨率地震资料,研究了南海北部白云凹陷中新世以来的陆坡峡谷沉积和迁移特征及其对动态似海底反射(BSR)的影响。白云凹陷陆坡区浊流和底流共同作用形成了大型单向迁移峡谷沉积体系。峡谷的沉积过程包括侵蚀为主阶段、侵蚀-沉积共同作用阶段及沉积为主阶段。峡谷沉积相主要包括峡谷侵蚀基底、谷底沉积、谷内滑塌块体搬运沉积及侧向倾斜沉积层等4个单元。峡谷的迁移造成含天然气水合物脊部两侧不同的侵蚀-沉积环境,因此,脊部两侧BSR反射特征也不同。随着峡谷迁移的进行,在峡谷侵蚀侧翼处,沉积物被侵蚀,天然气水合物稳定带底界将发生下移,BSR反射特征为多轴较连续反射;而峡谷沉积侧翼处,沉积物增厚,天然气水合物稳定带将发生上移,BSR反射特征为单轴连续反射。     

南海北部陆坡一统峡谷群地貌特征及控制因素分析

基于最新的高分辨率多波束全覆盖测深数据、单道地震和多道地震剖面数据,对南海北部陆坡一统峡谷群9条峡谷的地形地貌及沉积特征进行了分析:峡谷群自陆坡向深海盆方向呈聚敛型,横断面主要呈"V"型,谷壁对称发育,坡度较陡;研究区海底地层受多条断裂控制,呈典型阶梯状发育,海底断陷、重力滑塌面和小型滑坡体等海底不稳定地质灾害高度发育,说明峡谷群海底环境处于极不稳定状态。在研究区海底峡谷群地貌演化过程中,西沙海槽区域沉降等新生代构造运动控制着峡谷群地貌格局的形成;来自北部陆架的充足沉积碎屑物质的输入往往伴随着高密度浊流、海底滑坡、坍塌等海底灾害的发生,控制着峡谷群的进一步发育;相对海平面变化直接改变了研究区的沉积环境,为陆源碎屑物质的搬运提供了更加直接的通道,这也是诱发陆坡海底失稳、塑造峡谷群地貌特征的重要因素之一。     

东海陆坡不同类型海底峡谷的分布构造响应

利用1997-2001年在东海海域获得的多波束全覆盖测深数据和收集的部分高分辨率单道地震剖面,对东海陆坡海底峡谷的地形要素,如长度、弯曲度、平均坡度、剖面特征、头部和末端的水深等进行了详细的分析和统计.根据平面形态将海底峡谷划分为3种类型:直线型、蛇曲型和树枝型.海底峡谷主要分布于中段和南段的东海陆坡之上,平面形态特征总体上自北向南趋于复杂(直线型→蛇曲型→树枝型),规模逐渐增大,不同平面类型代表了峡谷不同的演化阶段.峡谷的分布格局和变化趋势主要受控于冲绳海槽扩张背景下的构造活动.     

琼东南盆地海底地形地貌特征及其对深水沉积的控制

琼东南盆地位于南海北部大陆边缘西部,其深水区是重要的油气勘探新领域。利用琼东南盆地高密度的多道地震资料,阐明了琼东南盆地海底地形地貌特征,分析了盆地内深水沉积体的类型、特征、形成机制和空间展布,探讨了地形地貌对深水沉积的控制作用,对深入理解深水沉积过程,尤其是该区深水油气储层的预测具有重要意义。研究结果表明,琼东南盆地海底地形总体可以划分为陆架、陆坡和深海平原。在该地形地貌控制下,研究区内主要发育6种深水沉积体:浊流沉积、陆坡峡谷充填、滑塌沉积、滑移沉积、沉积物波和碎屑流沉积。进一步的研究表明,这些沉积体的空间发育部位和规模与陆坡的坡度有关。地形坡度通过控制重力流流体的流态产生各类型重力流沉积,进而控制了陆坡体系的调整过程。研究结果还表明,由于地形坡度的变化,重力流流态会发生相应变化,并进而导致各种类型重力流沉积在其形成过程中发生相互转化,其一般转化顺序通常为滑塌-碎屑流-浊流。     

辽东湾觉华岛附近海域海底地形地貌及沉积物分布特征分析

为对辽东湾觉华岛附近海域海底工程地质环境进行系统评估,利用高分辨海底声学探测设备获取调查海区的精密水深地形数据,利用筛析法、激光粒度仪实验法确定沉积物类型及粒度参数特征,最终综合分析得到研究区海底地形地貌及沉积物分布特征。研究发现,目标海域测量水深介于4~22m之间,平均水深15m左右,海底地形平坦,整体表现为平缓的近岸缓坡,地貌以近岸粉砂淤泥质浅滩地貌为主,局部发育微型海底沙波;海底浅地层第一声学反射界面清楚连续,可全区追踪,穿透深度0.5~5m不等,沉积物厚度相对稳定;表层沉积物中值粒径普遍较小,沉积物类型东区以粉砂和砂质粉砂为主,西区以砂质粉砂为主;表层沉积物组分和粒度参数的空间变化规律较为复杂,分析认为其主要受到沉积物物源以及辽东湾内往复流、沿岸流的影响。。     

基于水文分析法的海底峡谷特征要素自动提取方法研究及应用

海底峡谷是陆源沉积物向深海运移的主要通道,也是陆架/陆坡区重要的地貌单元。随着多波束测深技术的发展,如何快速而准确地从海量数据中识别并提取海底峡谷的特征要素,是一个亟待解决的重要热点问题。文中根据海底峡谷谷底下切、谷壁高而陡等地形特征,基于水文分析法和坡度分析等原理,通过ArcGIS中的数据建模工具建立了一种从数字高程模型(DEM)数据快速识别和提取海底峡谷特征要素的方法。以南海北部陆坡神狐峡谷区为例进行算例分析,结果表明,该方法在快速了解海底峡谷的发育位置和特征要素等方面是可行的,并可以获得峡谷头尾部水深、轴线长度、峡谷范围等特征信息。为获得该方法适用于研究区的最优参数组,文中讨论分析了峡谷形态、重分类阈值及数据分辨率等影响峡谷识别的因素。结果分析表明,峡谷形态会在一定程度上影响识别结果的准确性,但不影响对峡谷的总体了解;零值汇流累积量重分类阈值和DEM数据的空间分辨率是影响峡谷识别结果准确度的两个重要因素,在神狐峡谷群区,空间分辨率200 m且重分类阈值0.4时,海底峡谷识别和特征要素提取效果最佳。     

青岛海岸带及邻近海域地形和沉积物类型研究

研究了青岛海岸带及邻近海域的地形特征、沉积物类型及分布特征。总体看来,沿海岸粒度较粗,为砂、粉砂质砂等,向海深处粒度有逐渐变细的趋势,海深处的沉积物主要为砂—粉砂—黏土,局部为粉砂质黏土、黏土质粉砂和黏土质砂。灵山岛周围,沉积物粒度较粗。胶州湾口内外为一海底深槽,水深流急,冲刷强烈,沉积物粒度非常粗,主要为粗砂、中砂,局部有基岩出露。深槽南北两侧各有一条突出海底的砂脊,平行于深槽延伸方向砂脊由中砂组成,混有少量黏土,北侧砂脊表面呈不规则起伏,南侧砂脊表面则较为平整。胶州湾内沉积物粒度总体较细,主要为粉砂质黏土、黏土质粉砂及砂—粉砂—黏土等。根据沉积物类型及分布特征,可把青岛海岸带及邻近海域的沉积划分为4个沉积区:胶州湾口及滨岸现代沉积区、北部浅海沉积区、南部浅海沉积区和残留—残余沉积区。     

南日岛东部海底地形地貌及沉积特征

利用测得的高精度多波束数据,绘制海底三维地形图及海底深度等值线图,对海底地形地貌特征进行了分析。A区海底地形总体上呈NW—SE向延伸的沟—脊相间的条带状分布;B区南部海底地势较平坦,中北部海域地形主要受到岛屿和礁石影响。对研究区海域沉积物进行采集,采用筛析法和激光粒度仪相结合的方法对样品进行分析,并用谢帕德分类图解法将沉积物分为10种类型,绘制研究区表层沉积物类型分布图。根据实测的表层沉积物粒度资料,对沉积物平均粒径、分选系数、偏度及峰态等4种粒度参数进行计算,并绘制粒度参数的等值线图,对各参数的平面分布特征进行分析。测区范围内没有发现严重影响风力发电设施建设的灾害性地质因素存在。     

南海东部海域柱样沉积物浊流沉积探讨

利用1998年南海东部陆坡69号柱样、深海盆149号柱样、南部岛礁323号柱样沉积物的粒度、化学、古生物、矿物等鉴定分析测试资料,分析了南海东部海域发生浊流沉积的地质背景、产生浊流沉积的条件和诱发因素,进而发现南海东部浊流沉积发育,在南北陆坡及中部深海盆地均有浊流沉积层。从其出现层位看,为氧同位素2—4期,即晚更新世中晚期。从浊流沉积出现层数分析,具有自北向南浊流发生频次减弱的趋势。从浊流沉积物成分看,南海东部浊流沉积物具有多样性,北部陆坡以陆源为主,中部深海盆以陆源及火山源为主,南部岛礁以生物源为主。     

中国-东盟海区及邻域表层沉积物类型研究现状与展望

表层沉积物类型图是海洋地质系列图的主要图件之一,可直观反映出海底沉积物的分布特征和变化规律。中国-东盟海区及邻域海底沉积物类型调查和研究程度差异明显,中国海域调查程度较高,底质数据详细可靠,马六甲海峡和印度尼西亚西部海区相对较好,而西太平洋和印度洋北部大部分地区资料较为缺乏。该海域表层沉积物主要是陆源碎屑沉积物、生物源-陆源碎屑沉积物、深海沉积物、生物源沉积物和火山源沉积物,综合已有资料划分为三个沉积区。东亚大陆边缘海沉积区以陆源碎屑沉积物为主,西太平洋大陆坡沉积区以陆源碎屑沉积物和生物源-陆源碎屑沉积物为主,西太平洋和印度洋北部远洋沉积区以内源成因沉积为主。影响该区海底沉积物分布的主要因素是沉积物物源、地形、水动力环境以及构造活动等。中国-东盟海区及邻域表层沉积物类型图的编制可为深入理解不同地质和气候背景下太平洋和印度洋的沉积物分布及规律提供依据。     

南海东北部澎湖峡谷群沉积特征

海底峡谷是海底长条形且窄而深的负地形,在主动和被动大陆边缘以及岛弧附近都有出现。澎湖海底峡谷群具有坡度大、地貌复杂的特点。运用高分辨二维单道地震资料,解释了峡谷的下切侵蚀面。分析表明,澎湖海底峡谷在剖面上表现为"V"型、"U"型或者底部宽缓的"U"型下凹状地震反射。峡谷上游受到的侵蚀作用较强,谷底次级沟槽发育,坡面冲沟发育,峡谷内部未见现代沉积物充填。澎湖海底峡谷群的形成与第四纪晚期海平面的变化有关,低水位时期,陆架大片出露,大量碎屑物质可以直达陆架边缘甚至上陆坡,此时重力流活跃,不断切割地层,逐步形成了澎湖海底峡谷群。     

陆坡沉积物孔隙水的地球化学特征：尼斯机场1979年的滑坡及海啸

1979年10月,一场大雨导致了法国尼斯国际机场附近的利古里亚陆坡的崩塌。一堆陆坡沉积物出现移动,向下滑行数百公里至Var海底峡谷,最终进入了深水的利古里亚盆地。直接后果是建筑物被摧毁、海底电缆被扯断,滑坡还引发了一场小型海啸袭击了安提比斯湾。本文提出了如下几种解释滑坡触发的假设诱因：i）机场南部建造的堤坝加重了陆坡沉积物的负荷;ii）陆坡层序内的一套敏感粘土层失稳;iii）地下饱和含水层的超孔隙流体压力。     

构造活动对海底峡谷地貌形态的影响

海底峡谷是大陆边缘最重要的地貌形态之一,是沉积物和陆源有机质向深海搬运的主要通道,在深海重力流沉积、全球碳循环、生物多样性、油气-水合物资源勘探及海底工程设施安全运营等方面的研究中具有重要意义。大量研究发现,海底峡谷常发育于构造活动较强烈的地区,其形成和演化与构造变形之间存在密切的关联。在文献调研基础上,着重就构造活动对海底峡谷地貌的控制作用进行综述。总结了5种与构造变形有关的海底峡谷平面分布端元模式,分别为限制型、转向型、偏转型、阻挡型及横向切穿型海底峡谷。分析了局部坡度变化对峡谷内部地貌特征的影响:构造变形引起的局部地形坡度增大会导致海底峡谷内部侵蚀作用的加剧与裂点的形成;局部地形坡度减小容易引起天然堤和决口扇的形成;坡度的变化还会引起峡谷弯曲度的动态响应。     

南海东北部峡谷体系的地貌特征与发育控制因素

海底峡谷在全球陆缘广泛分布,是浅海沉积物向深海运移的主要通道,对于理解深海浊流触发机制、深海沉积物的搬运模式、深海扇的发育历史和深海油气资源勘探等均具有重要意义。本文基于高分辨率高精度的多波束测深数据,首次对南海东北部海底峡谷体系进行了研究,精细刻画了高屏海底峡谷、澎湖海底峡谷、台湾浅滩南海底峡谷和东沙海底峡谷等4条大型海底峡谷的地貌特征并分析其发育控制因素。海底坡度、构造运动、海山与海丘是影响南海东北部峡谷群走向与特征的重要因素,其中,海底坡度对于峡谷上游多分支与“V”字特征有显著的控制作用;构造运动是控制高屏海底峡谷走向的因素,澎湖海底峡谷的走向则与菲律宾海板块与欧亚板块碰撞有关,东沙海底峡谷的走向则与东沙运动相关,台湾浅滩南海底峡谷上段受NW向断裂构造的控制;海山的阻挡作用造成峡谷局部走向和特征改变。海底峡谷群输送大量陆源沉积物到深海盆并形成大面积的沉积物波,海山和沉积物波的发育导致东沙海底峡谷下段“回春”和转向。