东沙群岛西南海区泥火山的地球物理特征

多道反射地震和CHIRP浅地层剖面显示在南海东沙群岛西南陆坡和白云凹陷东部陆坡之间的深水(600~1 000m)陆坡上矗立着一系列高出周围海底50~100m的丘形地质体,其内部地层发生褶皱,反射波呈现杂乱和空白,海底声波屏蔽严重。浅地层剖面还显示丘状构造带有气体羽状构造,从海底进入水体高达50m。海底沉积取样分析表明,这些海丘区的表层分布着生物成因的致密碳酸盐结核。可以推断东沙西南的丘形地质体就是泥火山带,并且可能是一个重要的水合物潜在区。东沙西南海区泥火山表现出构造挤压和带状分布的特点,不同于南海北部神狐和九龙甲烷礁已发现水合物区的非泥火山,也不同于全球其他典型被动大陆边缘的泥火山特征,其构造成因和水合物潜力有待进一步研究。     

地中海的泥火山

最近在地中海东部海底发现了大量的泥火山。地质学家将顶部带有漏斗状火山口的并具有通向深部的管孔 ,并且可涌出混有泥质粘土质沉积物的水、气的大型圆锥形山丘称之为泥火山 ,有时伴有类同于一般火山的强烈的喷发。泥火山的产生是由于细粒岩石 (通常是富含死火山角砾岩和水的粘土 )受到强烈的挤压 ,粘土中还混有气态的硫化氢。这样的混合物形成半液态粥状物 ,以冒气泡的流质形态向上被压出。在多次重复的喷发过程中 ,海底形成了大量布满污泥、经常浸透了石油产物的地下圆丘和“烤饼”。我们发现 ,这种形成物经常可以在由俯冲作用产生的增生…     

南海北部陆坡区海底峡谷地貌、沉积特征及控制因素

南海北部陆坡发育众多海底峡谷,其形成、发育、演化过程都存在较大差异。本文选取南海北部陆坡典型的珠江口外海底峡谷群、东沙海底峡谷、台湾浅滩南海底峡谷和澎湖海底峡谷进行研究,通过高分辨率多道地震数据和多波束测深数据,结合前人研究成果,对4条典型海底峡谷的形态特征、沉积充填特征及结构、形成发育过程及控制因素进行研究。结果表明,南海北部陆缘各个海底峡谷的形成受多个控制因素的影响,其影响程度及方式都有差别。构造活动、海平面变化及沉积物重力流与海底峡谷的演化密切相关,而陆地河流和局部构造因素也以不同方式影响着海底峡谷的发育。对于发育在主动大陆边缘的台湾岛东南侧的澎湖海底峡谷,其板块运动和岩浆活动活跃,其上发育的海底峡谷的控制因素以内营力地质作用为主。而具有被动大陆边缘属性的其他3条峡谷,由于构造运动较少或停止,其上发育的海底峡谷的控制因素以外营力地质作用为主。     

晚第四纪-全新世期间库拉泥火山的时空演化

泥质角砾相／流是识别泥火山的一个主要特征：角砾沉积的时间意味着泥火山的喷发历史，而角砾出现的规模表示了泥火山的强度。库拉泥火山位于地中海东部阿那克西曼德海山北缘水深1750m处，圆丘状。多波束及深拖旁侧声纳系统调查显示，库拉泥火山北向及峰顶具有比周围区域高的背向散射强度。     

南海北部陆架陆坡沙波底形

南海北部珠江口—台湾岛南端一线以南、东沙岛以东海区的水深变化较大,地形起伏亦较大,海底水流动力较强,沙源丰富,发育大片海底沙波底形。按成因可分成A、B、C 3个海底沙波区:A区在珠江口外的内陆架上,水深80和200~250m,在陆架底流(潮、浪、洋流)作用下,海底沙波波高数十厘米至2~3m,属于两坡强烈不对称、现代仍然运动的正常沙波;B区在陆坡上部,水深200~600m,在斜坡间局部平台上发育大片波高数米至数十米、波长相应较短的特大型砂质沙波,一些专家认为是不同密度水层间的偶发性内波能通量强烈集中并突然释放而塑造的底形;C区在陆坡下部水深3 200~3 400m的数条海底峡谷交汇处,峡谷西和南侧有粉砂泥质沉积物波,波高数十米,波长数十千米,是深水细粒浊流形成的非正常沙波。陆架底流变化、沙波迁移、陆坡上部偶发性内波塑造的巨型沙波和陆坡下部的细粒浊流沉积物波均对油气勘探海底管线和平台的稳定性构成威胁。     

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。     

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。     

东沙西南海区泥火山的分布及其物质来源层位

早期的多道地震和浅剖测线数据表明东沙西南海域可能存在一些泥火山。2014年在该海域加密了多道地震测线和浅剖测线。通过对新采数据的处理,在多道地震剖面中发现了大量反映泥火山存在的丘形隆起、喷发凹槽及反射空白带等特征;在浅剖剖面上发现了指示泥火山存在的丘状构造、局部海底反射加强以及气体羽等现象。对比分析相邻的多道和浅剖剖面,发现该区存在大量泥火山,沿NWW—SEE方向呈带状分布。其中最大泥火山长度大于15km,宽约8km,高约285m。泥火山坡度较大,两翼倾角在5.5?~15.9?之间。剖面上显示有些泥火山对应的构造形变及反射空白带至少延伸到海底以下5.5km深度,经过与附近海区地震剖面解释成果的对比,推断泥火山物质来源层位为中生界。     

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。     

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。     

贝加尔湖KUKUY地区两种结构气体水合物的形成过程

贝尔加湖首次发现气体水合物是1997年贝加尔钻探计划（BDP）在盆地南部海底深度121m和161m处，气体成分主要是甲烷，8δC值范围为-68．2‰～-57．6‰，表明这些气体水合物是微生物成因的。最近，在盆地南部的Malenky泥火山和盆地中部的Kukuy K-2地区海底发现气体水合物，这些站点位于抬升地形带上，并且具有流体溢出口特征。     

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。     

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.     

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。     

南海东沙群岛以北海底沙波稳定性分析

利用在南海东沙群岛北部至西北海域为工程目的所采集的海底地形测量、底质取样、海底底流测量资料,以及以往的区域地质、地球物理资料,采用沉积学、构造学和海洋水动力学综合研究方法,对该区海底沙波形成及稳定性进行了综合分析。认为该区海底沙波是在目前水动力环境下所形成,为今生,海底表层沉积物为晚更新世地层受到冲刷改造的再沉积。沙波形成主要受潮流底流的水动力作用控制,并与构造抬升有关。沙波具有一定的活动性,主要由SE向NW方向移动,且活动性逐渐减弱。北区段海底沙波稳定,中区段海底沙波较稳定,它们对海底工程建设不会造成影响;而南区段海底沙波较为活动,当沙波发生较大规模移动时,对海底工程建设会造成一定影响。     

OBS记录的时间和定位误差校正

根据地震波传播的时距关系,利用海底地震仪子母钟对时记录、测深数据和近炮点数据,使用数据处理软件OBSTOOL,对南海北部采集的海底地震记录进行高精度时钟校正处理。通过反演确定放炮延迟和海底地震仪的漂移参数,为准确反演速度奠定了基础。分析结果显示,南海北部OBS数据放炮延迟为1.278s,最大时钟校正量为2.394 s,OBS偏离测线最大距离为652m,这些将会导致浅层正、反演结果不准确,影响BSR的正确识别。     

我国海底峡谷研究进展

海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道和深海油气资源储集的重要场所,海底峡谷在我国近海也广泛发育。通过对国外海底峡谷研究成果和方法的介绍和学习,我国海洋学家开始对冲绳海槽西坡、台湾周边海域、南海北部海域及世界上其它海域的海底峡谷进行深入的调查和研究,并取得了丰硕的成果。但与国际相比,我国海底峡谷研究还处在发现和描述的阶段,还需要进行系统的观测和深入的研究,来探讨海底峡谷的形成发育机制和控制因子,及其与我国近海演化和油气成藏的关系。     

南海北部天然气渗漏系统地球物理初探

本文主要针对南海北部大陆边缘发育的5个沉积盆地——台西南盆地、珠江口盆地、琼东南盆地、莺歌海盆地和中建南盆地,分析了近年来利用地球物理方法研究南海北部天然气渗漏系统的成果,重点包括3个方面:天然气水合物的储藏、流体运移通道以及海底表面渗漏特征。其中表征天然气水合物存在的似海底反射BSR在台西南和珠江口盆地发育明显,莺歌海盆地发现有大型气田;5个盆地流体运移活跃,其内发现了多样的运移通道:断层、底辟、气烟囱、多边形断层及水道(峡谷)等破裂结构;海底表面渗漏特征也在台西南、珠江口、莺歌海和中建南盆地均有发现。南海北部大陆边缘天然气渗漏系统广泛发育,值得进一步深入研究。     

琼东南盆地新近系莺二段物源体系及其控制下的深水重力流沉积

近年来在琼东南盆地超深水区莺歌海组发现了多个深水气藏,展现了广阔的勘探前景。但随着油气勘探进一步推进,关于莺二段的储层物性问题日益凸显,严重制约了下一步的勘探进程。本文研究基于前人总结的区域地质资料,结合岩芯、测井和三维地震等资料,建立了莺二段三级层序格架,综合分析了层序格架内物源体系及其控制下的重力流沉积特征。研究表明,重力流沉积体系主要发育在莺二段下、中层序,具有南、北、轴向三大物源体系。不同物源体系控制了重力流储集体的空间展布和沉积特征:(1)南物源控制的海底峡谷充填深海泥岩,而北物源控制的海底峡谷充填的厚层浊积水道砂岩,孔渗物性好,是良好的储集层;(2)轴向物源影响的溢岸漫滩沉积,由于物性条件好,可以作为良好的油气储层;(3)南物源控制海底扇砂岩的厚度薄、粒度细、泥质含量较高,而北物源和轴向物源供应的海底峡谷和海底扇朵体的砂体面积广、厚度大、粒度粗、物性好,是深水区莺二段最重要的优质产气储层。     

全球海底峡谷成因及演化研究

海底峡谷广泛发育于全球大陆边缘,在地形上表现为深切于大陆边缘的凹槽,是海陆边界处最为显著的地貌之一。海底峡谷是陆缘碎屑物质由陆至深海运移的重要通道,是研究区域源-汇体系、海平面升降、构造演化的重要场所,也是海底油气资源形成与储集的重要区域,是国内外在海洋领域研究的热点之一。针对海底峡谷的成因及演化过程,进行了系统性的研究与划分,首先介绍了国内外海底峡谷研究的关键成果,其次概述了两大世界典型峡谷区南海北部海底峡谷区和蒙特利海底峡谷区的区域构造及成因,最后依据海底峡谷形成演化的主控因素,将其成因分为3种类型:强侵蚀性、河流侵蚀型、构造作用及溯源侵蚀型。通过对峡谷成因演化的研究,有助于为海底峡谷的分类提供新的思路,为海底峡谷区域的资源勘探、古气候与构造演化模式方面提供新的突破点。