冲绳海槽弧后扩张证据及关键问题探讨

在冲绳海槽区采用国内最新勘测的多波束数据构建高分辨率的DTM(Digital Terrain Model),选择典型海区绘制了相应的三维海底形态图件,并在此图件基础上定量分析了冲绳海槽典型构造地貌形态：海底峡谷、海山、构造洼地和构造台地,统计分析表明冲绳海槽存在近似平行和近似垂直海槽轴向两种走向的构造地貌单元。对构造地貌的成因机制进行了推测,认为菲律宾板块和欧亚板块间的相互作用是产生与海槽走向垂直的构造形态和弧后扩张的动力源,而弧后扩张则产生了沿海槽走向分布的线性海山和雁行排列的构造洼地。在中部和南部海槽这两种作用力交织在一起,产生两类海底地貌形态共存的构造格局。对目前关于冲绳海槽构造研究的几个关键问题进行了探讨,阐述并支持了冲绳海槽弧后盆地扩张成因的观点;定量估算了冲绳海槽三幕构造运动的方向、扩张量和半速率;从动力学角度阐述了沟-弧-盆体系的形成演化过程;阐述了冲绳海槽三幕构造运动的演化过程和特征：中新世的拱顶、断陷,上新世—早更新世的被动拉张,晚更新世—全新世后的主动弧后扩张。三幕构造运动的方向、特征和动力机制明显不同,运动方向的多次改变导致海槽内多种走向构造地貌的存在。近代的海槽扩张有明显活跃和加速趋势。     

地貌形态对海底管线稳定性影响的研究

以东方1-1平台海底管线路由区为例,多次对该路由区多波束测深、旁扫声纳、浅地层剖面、土质、海流及海底过程的原位监测调查数据和收集的波浪、海流等相关资料进行分析,得出,在水动力条件的作用下,海底会产生沉积物的侵蚀、搬运和沉积等过程,这些过程对海底地貌有重要的改造作用,会对管线稳定性具有重大影响。提出管线铺设需预先了解水下环境的动力条件的规律,识别沿拟定管线路由区可能存在的海床运动和波流冲刷的地质灾害,找到地貌形态对海底管线稳定性影响的原因。进而提出根据不同情况的解决对策,有效地减少地貌形态对海底管线稳定性影响。     

南黄海中部海区海底地貌特征

利用南黄海中部海区重点区域进行的多波束全覆盖勘测数据,并结合周边最新的水深资料编制了南黄海中部海区1：50万的海底地形图(略)及海底地貌图。依据此地貌图,对该区域的地貌类型及区域地貌特征进行了分析研究,在此基础上对地貌进行综合分级分类。     

东海陆坡海底块体运动地形分析方法

随着油气资源开发向深水区发展,迫切需要采用一定的方法去了解块体运动的特征以及分析块体运动对深水油气资源开发的可能性.本文阐述了东海陆坡块体运动地形分析方法以及多种数据处理技术的使用.多波束测深系统为人们提供了直观的海底地貌形态特征,地层剖面仪系统能探测海底以下沉积物性质和结构的变化.GIS、Fledermaus、Delph等软件系统可以定量分析海底微地貌形态特征.     

广西沿海水下地貌及其沉积物特征

本文在广西海岸带调查资料的基础上进行综合分析,论述了广西沿岸浅海水下三角洲、水下岸坡、古滨海平原和海底平原等水下地貌的形态特征及其展布规模,通过对各种地貌类型中的沉积物组成进行研究,阐述了沉积物的粒度、碎屑重矿物、微体古生物在各种地貌部位上的分布特征。     

基于Kongsberg EM多波束的Snippet数据处理方法

多波束声呐记录的海底后向散射片段(Snippet)数据处理成角度响应曲线和地理编码(Mosaic)图像可以 帮助识别海底底质类型和反映地貌形态,这一过程包括辐射校正、角度响应改正(AVG)和几何地理编码,但不同的多波束系统硬件在辐射校正和角度响应改正方法上存在差异且传统处理方法忽略了声呐系统本身的指向性模型随时间变化的事实。以声呐方程为基础,针对Kongsberg EM 多波束系统提出了一套完整的Snippet数据处理流程,并分析了各步骤中存在的可变性,给出了每一步的处理建议,最后将此方法应用于EM2040浅水多波束实测数据,并验证了该方法的有效性和实用性。     

河北南堡-曹妃甸海域潜在的浅表灾害地质类型及特征

利用2~7kHz浅地层剖面探测、多波束、单波束水深数据以及侧扫声纳勘测影像等地质地球物理实测数据,分析研究了河北南堡-曹妃甸海域各种潜在的地质灾害类型,编制了该海域的灾害地质图与海底地貌图。并在前人对海岸带灾害地质类型分类的基础上,对该海域的潜在的灾害地质类型进行了分类。对海底浅层气、活动沙波、海底侵蚀、活动断裂、埋藏斜层、陡坡、陡坎以及沟槽等与近海海洋工程密切相关的灾害类型的空间分布特征深入研究。研究结果显示:调查区海域的潜在地质灾害因素分布较为集中,多发育在缓斜的水下侵蚀堆积岸坡与陡斜的水下侵蚀岸坡分界线附近,浅层气,陡坡陡坎以及沟槽都有发育;在陆架侵蚀洼地区,发育有较大规模的沟槽,海底侵蚀现象也是较为普遍;调查区其他海域,灾害类型较少,局部发育有活动沙波和埋藏斜层等。     

西沙群岛宣德环礁水下沙洲动力地貌特征及其成因机制

海底地形地貌研究可以揭示海底表面形态特征,探索海底物质结构及其形成、演化和分布规律。通过单波束测深、单道地震、海底表层沉积物取样和潮汐水文水动力实测等方法,开展了宣德环礁水文要素和水动力条件定量化研究,对宣德环礁水下沙洲动力地貌特征及动力作用下形成机制进行了探讨。研究结果表明：宣德环礁潟湖内水深50～55 m及60 m发育的礁滩体和埋藏珊瑚礁,与全新世50～60 m的低海平面时期发育的系列特征地貌应为同时期形成,水深50～55 m处的地貌边界很可能保留了早全新世时期古潟湖礁盘地貌轮廓形态;宣德环礁潟湖发育5类动力地貌特征形态的水下沙洲,环礁底层涨落潮流是塑造水下沙洲的主要现代动力因素。在常态天气下,涨落潮流输运的砂质沉积物足以在原有地形的基础上沉积和发育形成现今水下沙洲地貌形态。影响水下沙洲发育的主要因素由强至弱依次为气候变化引起的海平面升降,地形基础（珊瑚礁格架、礁盘岸线、口门）和涨落潮流。     

基于DEM数据的菲律宾海典型区地貌类型划分

深远海海底地质环境复杂,地貌形态多变,目前没有形成统一的地貌类型划分量化标准。本文主要针对这一问题,选择菲律宾海中南部典型区作为研究区,结合已有规范、标准和区域构造演化特征,提出了海山、海丘、海底裂谷、山间谷地、山间洼地、山间盆地6种四级地貌单元的量化划分标准。利用ArcGIS平台对DEM数据进行深度处理,提取高程、坡度、坡度变化率、地形起伏度等关键地貌因子,对研究区海山等地貌单元进行了定量化划分,明确了其分布特征。结果显示:受控于形成时期不同的构造背景,研究区西部与东部具有显著的构造走向差异,西部海岭呈近EW向雁式排列,东部海丘呈近NS向雁式排列,东部海丘相较于西部海岭更为狭长;海山、海丘和山间盆地等大规模地貌单元的形成往往受控于强烈的构造、岩浆活动。本次研究成果能够丰富深远海海底地貌类型划分和成因研究领域,为今后相关标准规范的制定奠定基础。     

SeaBeam 3030多波束系统在南海冷泉调查中的应用

在冷泉调查研究中,多波束系统因其快速高效、成本较低的特点被广泛应用.本文靶定南海北部陆坡琼东南盆地冷泉发育区,介绍了SeaBeam 3030多波束系统在冷泉发育区中的调查应用实例.通过分析多波束水深数据和水体数据,确定了调查区海底地形地貌以及水体羽状流特征,同时对该冷泉区开展综合调查的必要性进行了初步分析.研究表明,调...     

南海礼乐盆地海底麻坑地貌及成因分析

本文基于高分辨率多波束测深和浅地层剖面数据，首次对南海礼乐盆地南部坳陷海底麻坑进行了系统的识别研究。共识别出各类麻坑81个，其中麻坑直径最大约2.4 km，坑深最大约157 m。麻坑种类多样:按平面形态主要分为圆形、椭圆形、拉长形和新月形麻坑；按组合方式分为孤立麻坑、链状麻坑和复合麻坑；按直径分为正常麻坑和大型麻坑。区域内发育多条大型海底峡谷，峡谷侵蚀引起两侧地层稳定性降低，气体储层遭受破坏，泄露的气体沿断层或气烟囱等喷发出海底形成麻坑。而因麻坑生成时剥蚀的沉积物质与周围水体混合并逐渐发展成浊流，在一定程度上促进海底峡谷向下延伸。研究区内单个麻坑的平面形态最初为圆形或椭圆形，之后由于重力流和峡谷侵蚀的影响，逐渐发展成拉长形或新月形，麻坑之间也会发生组合形成复合麻坑。链状麻坑与冲沟的形成联系密切，沿垂直于等深线方向展布的链状麻坑在重力流的冲刷下，发育成底部平坦的麻坑冲沟。对比分析全球其他海域麻坑，发现海底麻坑尺寸与水深关系密切，在深水区域更容易发育大型麻坑。     

浅地层剖面系统在福建沿海海底沉船调查中的应用

海底沉船是水下文化遗产的一种重要类型和存在形式,利用综合地球物理手段对福建平潭、莆田及福州海域的海底沉船进行了探测研究,并重点探讨了不同浅地层剖面系统及不同探测频率在不同埋藏状态的水下文物调查中的应用。结果表明:浅地层剖面探测能够有效识别处于不同埋藏状态的沉船,尤其对探测埋藏海底面以下的沉船具有其他探测手段无法比拟的优势,但是探测频率的调节对目标物探测结果存在较大差异,对于埋藏式的海底沉船低频信号探测效果较理想。     

The morphologies and genesis of mega-pockmarks near the Xisha Uplift, South China Sea

Pockmarks are normally regarded to be manifestations of fluids escape through the seabed. Kilometer-wide depressions, here called mega-pockmarks occur as widespread features near the Xisha Uplift, northern South China Sea. Most of the pockmarks observed in this area are multi-kilometers and much larger than normal-pockmarks reported worldwide. The maximum diameter observed is 3210 m and the maximum depth observed is 165.2 m based on multibeam data and 2D seismic data. The pockmarks are circular, elliptical and crescentic in plan view. Seismic profiles show that the genesis of pockmarks is related to fluid (gas and/or pore water) escape. According to the fluids pathways, the pockmarks fall into four types: (1) gas chimney-related; (2) depositional boundary-related; (3) gas chimney and inclined structure (fault)-related; (4) inclined structure-related. Bottom currents are strong and complex in the study area. The multibeam data and seismic profiles indicate that they may play an important role on extension, maintenance and shaping of pockmarks. The research of the study area is in its initial stage, and the identification of these features as indicators of fluid flow is probably useful for hydrocarbon exploration.     

南海北部陆坡东沙海域海底丘状体气体与水合物分布

海底丘状体在天然气水合物发育区是一种常见的微地貌,对丘状体的研究有助于理解海底流体渗漏模式以及水合物的赋存规律。本文研究南海北部陆坡东沙海域天然气水合物发育区海底丘状体的特征及其与水合物的关系。研究所用的数据包括准三维多道地震数据、多波束数据以及浅地层剖面数据。在多波束海底地形图上,丘状体表现为局部的正地形,直径大约为300 m,高出周围海底约50 m。浅地层剖面上存在明显的声空白以及同相轴下拉现象,指示了海底丘状体气体的分布以及流体运移的路径。丘状体周围明显的BSR表明局部区域可能发育有水合物,水合物钻探结果也证实了这一推测。三维多道地震剖面上,丘状体正下方存在空白反射区域,这与泥火山的地震反射特征类似。但空白反射区域内存在强振幅能量,而且丘状体正下方存在连续的反射层,这表明该丘状体并非泥火山成因。综合钻探结果以及三维地震成像结果,认为水合物形成过程引起的沉积物膨胀以及海底碳酸盐岩的沉淀是形成该丘状体的主要原因。     

中建南盆地北部海底麻坑地貌特征及成因机制

海底麻坑是与流体逸散相关的一种海底凹陷地貌, 在全球海域的陆架、陆坡和深海平原等均有广泛发育。文章利用高分辨率的多波束测深数据和三维地震资料, 在中建南盆地北部识别出330个规模不等的海底麻坑, 按照麻坑形态可将其分为: 圆形、椭圆形、长条形及新月形麻坑。研究区内海底麻坑直径可达1500~7900m, 最大深度可达175m, 其中圆形麻坑规模(直径、深度)小于椭圆形、长条形和新月形麻坑, 表明圆形麻坑处于麻坑发育早期阶段。三维地震资料显示不同类型海底麻坑的下伏地层中均发育有断层、气烟囱、裂隙等流体逸散通道, 为该区域海底麻坑形成提供了有利条件。在海底麻坑演化过程中, 底流对海底麻坑的地貌形态具有改造作用。当圆形麻坑下伏地层流体活动强烈时, 流体可沿着运移通道直接向麻坑内壁渗漏, 使得其内壁塌陷, 逐渐演化成椭圆形麻坑。由于椭圆形麻坑处于底流活动影响的早期阶段, 其受底流改造作用较弱。在持续性底流活动的强烈改造作用下, 紧密排列的圆形或椭圆形麻坑逐渐拉伸演变成长条形麻坑。当底流作用于孤立的圆形麻坑时, 在底流的上游侧沉积速率增加, 麻坑在上游侧接受沉积被掩埋, 下游侧地层被侵蚀, 从而形成新月形麻坑。根据研究区海底麻坑成因机制分析, 文章首次提出了一种展示中建南盆地不同类型海底麻坑演化过程模型, 该模型有助于理解中建南盆地流体逸散过程和底流活动, 并且可为其他区域海底麻坑演化过程研究提供参考。     

An insight into shallow gas hydrates in the Dongsha area,South China Sea

Previous studies of gas hydrate in the Dongsha area mainly focused on the deep-seated gas hydrates that have a high energy potential, but cared little about the shallow gas hydrates occurrences. Shallow gas hydrates have been confirmed by drill cores at three sites(GMGS2 08, GMGS2 09 and GMGS2 16) during the GMGS2 cruise, which occur as veins, blocky nodules or massive layers, at 8–30 m below the seafloor. Gas chimneys and faults observed on the seismic sections are the two main fluid migration pathways. The deep-seated gas hydrate and the shallow hydrate-bearing sediments are two main seals for the migrating gas. The occurrences of shallow gas hydrates are mainly controlled by the migration of fluid along shallow faults and the presence of deep-seated gas hydrates.Active gas leakage is taking place at a relatively high-flux state through the vent structures identified on the geophysical data at the seafloor, although without resulting in gas plumes easily detectable by acoustic methods.The presence of strong reflections on the high-resolution seismic profiles and dim or chaotic layers in the subbottom profiles are most likely good indicators of shallow gas hydrates in the Dongsha area. Active cold seeps,indicated by either gas plume or seepage vent, can also be used as indicators for neighboring shallow gas hydrates and the gas hydrate system that is highly dynamic in the Dongsha area.     

基于水下自主航行器(AUV)的神狐峡谷谷底块体搬运沉积特征及其对深水峡谷物质输运过程的指示

海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道。对于远离陆地的海底峡谷,通常认为浊流是物质搬运的主要营力。受限于探测精度和复杂作业环境影响,使用常规地球物理资料对深水海底峡谷尤其是对谷底沉积体的形态和结构特征的刻画不够精细。基于水下自主航行器(AUV,Autonomous Underwater Vehicle)采集的高分辨率多波束、旁扫声呐和浅地层剖面资料,对神狐峡谷群中的一条峡谷的谷底表面及部分浅部地层的沉积特征进行了分析。结果表明,峡谷谷底浅部地层并不像它平滑的表面那么简单,而是由大量内部杂乱弱反射、厚度在8.4 m及以下的块体搬运沉积体组成。峡谷中下游块体搬运沉积体大都沿峡谷走向整体呈条带状展布,不是直接来源于相邻的峡谷脊部。研究认为在特定沉积环境下(例如高海平面时期),陆坡限定性峡谷谷底的块体搬运沉积过程的重复进行是峡谷谷底物质输运的重要途径,与浊流共同雕刻了峡谷的地形地貌。基于AUV的地球物理探测技术将是研究海底浅表层沉积过程和保障海底工程施工的重要手段。     

舟山群岛东部青浜岛海域海底麻坑地貌及其成因分析

海底麻坑是由地层中流体向海底快速喷发或缓慢渗漏所形成的一种凹陷地貌,对其形态及成因机理进行深入研究具有重要意义。本研究基于高分辨率多波束地形、侧扫声纳、浅地层剖面及多道地震探测数据,对舟山群岛东部青浜岛海域发育的麻坑及其微地貌进行研究,分析表明:研究区发育有3个大型麻坑,并受到NE—SW向底流的改造而出现不同程度沿此方向的拉长,呈新月形或拉长形。麻坑侧壁呈现西陡东缓、西高东低的特征。3个大型麻坑内部发育有小的次级单元麻坑,或形成复合麻坑和链状麻坑等。麻坑之下地层出现声学浑浊等浅层气特征反射。在麻坑内外分别钻孔取样进行烃类气体的同位素分析,结果表明形成麻坑的流体为生物成因的甲烷气。研究区3个大型麻坑是在台风活动诱发下,由第四系地层中的甲烷气猛烈喷溢形成,而麻坑微地貌则是在随后发生的海底浅层气小规模缓慢逃逸形成的。     

Pockforms: an evaluation of pockmark-like seabed features on the Landes Plateau, Bay of Biscay

Pockmark-like seabed features located on the Landes Plateau, Bay of Biscay, are depressions up to 1 km across and 50 m deep according to multibeam echo sounder data. Seismic (airgun and TOPAS) profiles show that each feature comprises a stack of identical features which extend down to 300 ms (twt). Three types of depressions, elongate, irregular and circular, appear as non-truncating V-shaped features in the Plio-Quaternary sediments. These features are located above the Parentis Basin where deep faults, basement ridges and diapiric bodies extend upwards across the sedimentary cover, providing ideal migration pathways for any buoyant fluids. Initial inspection suggests that these are classic pockmarks; however, the absence of reflection truncation and the absence of indications of shallow gas beneath the features indicate that they were not formed by the removal of sediment. These are “pockforms” but not “pockmarks”. This paper presents an explanation for the formation of these features, involving collapse and subsidence, sedimentary erosion, and only in some cases the erosion of seabed sediments by probable escaping fluids. These origins are mainly conducted through tectonic fluid dynamics which acted in the area up to the Late Miocene. It might be expected that these features would have been infilled by subsequent sedimentation, but their shape has been preserved because sedimentation in the area mainly comprised muds deposited from low-energy transportation (diluted gravity flows) and settling from hemipelagic suspension.     

Pockmarks in the floor of Penobscot Bay,Maine

Hundreds of depressions (pockmarks) were found within a 40 square kilometer area of the sea floor near the head of Penobscot Bay, Maine. These roughly circular depressions range in diameter from 10 to 300 meters and extend as much as 30 meters below the surrounding sea floor. The pockmarks have formed in marine mud of Holocene age, which unconformably overlies glaciomarine deposits.The presence of shallow interstitial gas in the mud suggests that the pockmarks are related to the excipe of gas from the sediments, although other factors must be involved.