荔湾3-1气田海底管道深水段地质灾害特征

基于船载多波束测深、浅地层剖面和深水浅层高分辨多道地震剖面等数据资料,以我国第一个深水气田—荔湾3-1气田海底管道路由区深水段(200m)为研究区,划分海底地形地貌分区,识别可能危害海底管道的地质灾害类型,分析其特征与分布规律。结果表明,研究区内主要地质灾害类型为海底峡谷、海底滑坡和滑塌、古珊瑚礁、海底沙波和大波痕、海底陡坎、断崖和陡坡、碎屑流沉积和浊流沉积等。其中,海底滑坡和滑塌在上陆坡和峡谷谷壁上十分发育,海底滑坡(滑塌)、古珊瑚礁和沙波(沙丘)等影响和威胁着海底管道的铺设与安全运行。     

珠江口盆地白云凹陷海底峡谷沉积模式

利用高分辨率三维地震资料,在珠江口白云凹陷三维工区中发现形态以及发育特征相似的7个海底峡谷.通过对其现今地貌特征研究,将其分为上、中、下段.综合地震反射振幅、连续性及外部结构形态等信息,识别出了峡谷侵蚀基底、谷底沉积、谷壁滑塌等峡谷地震相单元.结合峡谷不同位置处的各类地震相的发育情况,可知峡谷的这3个地貌单元具有不同的...     

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。     

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。     

南海北部陆坡神狐海域峡谷地貌形态特征与成因

利用多波束水深及高分辨率数字单道地震测量手段,对南海北部陆坡神狐海域进行了精细地形和浅部地层结构探测,认为研究区存在4条海底峡谷及3条槽谷。其外形呈喇叭型或直线型,规模不等,长度为8～25km,宽度为1.5～4km,下切深度最大可达175m。研究区浅地层自下而上可划分为U1和U2两套层序。地层总体上以高频、强振幅、中—高连续、平行—亚平行反射地震相为主,但在峡谷区层序U2则以杂乱或低连续反射为特征。在详细分析峡谷与槽谷地貌形态及浅地层地震反射特征的基础上,对其成因进行了初步分析,研究表明神狐海域浅地层发育与天然气水合物有关的BSR及滑塌体,水合物的分解导致地层滑塌并发生塌陷,在NW向构造以及底流冲刷共同作用下,最终形成本区形态各异的峡谷及槽谷地貌。其形成时间推测为第四纪,属幼年期阶段。     

南海西北部琼东南盆地陆架坡折带类型及沉积作用特征

陆架坡折带特殊的地形地貌反映了其独特的水动力和沉积特征。根据水深和高分辨率单道地震资料对琼东南盆地陆架坡折带特征进行分析,旨在探讨现代陆架坡折带的成因及其沉积作用。研究结果表明,琼东南现代陆架坡折带呈NE—SW向展布,水深变化大,形态复杂,自西向东陆架坡折差异较大。西部陆架坡折带水深范围为250~700m,宽约7km,高差450m,坡度平均为2°,地形平缓,槽谷不发育;中部陆架坡折带水深范围为250~750m,宽约10km,高差500m,地形平均坡度为7°,槽谷呈V型或U型,长约5~6km,宽约3~8km,下切深度100~300m;东部陆架坡折带水深范围为400~1 500m,宽约30km,高差达1 100m,平均坡度为10°,槽谷呈"V"型,长约13~28km,宽约为3~4km,下切深度最大达500m。结合琼东南盆地构造区划和物源特征,对琼东南陆架坡折带沉积作用进行分析,划分坡折带类型。西部陆架坡折带以大量的沉积物不断加积为主,地形平缓,槽谷不发育,属堆积型陆架坡折;中部属过渡型陆架坡折带,沉积物供应量小,侵蚀和堆积作用同时存在,相互制约,槽谷规模小,滑塌作用较弱;东部为侵蚀型陆架坡折,以底流冲刷侵蚀为主,槽谷及滑塌发育。总体反映了不同区段位置沉积物供给,沉积物堆积,底流侵蚀等作用的差异,是形成现今陆架坡折地貌格局的重要因素。     

东海陆架前缘斜坡北部的滑塌带

从1994年对东海陆架前缘斜坡北部实测的8条浅地层记录中,我们发现这些测线上都有滑塌构造,并形成了一条平行于陆架转折线的滑塌带,滑塌带呈NNE向展布,平均宽约7.5km,它们是沉积物流从陆坡上部向下移动的证据。     

冲绳海槽西部陆坡碎屑沉积物的搬运方式:滑塌和重力流

通过对冲绳海槽2000多公里的实测单道地震资料(95和99航次)和沉积物柱状样(92航次)分析,认为滑塌和重力流是冲绳海槽西部陆坡(东海陆坡)碎屑沉积物向海槽搬运的重要方式;分析结果表明,西部陆坡这两种作用是广泛存在的。陆坡沉积物堆积速率、地形坡度和构造活动、地震、海啸等因素造成了陆坡南、北和中段之间的滑塌和重力流发育程度存在差异。海底滑塌和重力流这两种作用可以同时发生,也可以单独发生,但柱状样揭示重力流发生得更频繁。从空间分布上看,海底滑塌主要分布于上陆坡的断裂带附近,平行海槽呈带状延伸;而重力流沉积主要分布于断裂带向下一直到槽底的部位。重力流沉积主要有4种表现形式：1)沉积物重力蠕动;2)浊积平原;3)透镜状浊积体;4)沿斜坡的碎屑流沉积。上述研究表明,滑塌和重力流不仅是陆架向海槽输送物质的重要方式,也对陆坡沉积结构的塑造起了重要的作用。     

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。     

公元前2．5万年西南亚得里亚海陆缘Gondola滑坡引发海啸的可能性

亚得里亚海西南陆缘，从陆架外缘到陆坡底部150km范围内，有多处边坡失稳的证据。上陆坡显示有多个陡峭的滑坡后壁，它们出现在向盆内缓倾的更新世海退序列的压实沉积单元中。在海底，Gondola滑坡是最明显的滑坡堆积，断块大，明显的滑痕（10km×2．5km）延伸到了陆架外缘（现今的深度约为180km，但滑塌时的古深度约为50m），约4．5km3的滑体移动的最大距离达到了50km。     

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。     

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。     

南海东北部深水区泥火山的分布与特征

前人在南海东北部发现许多与天然气渗漏相关的规模大小不一的泥火山。受数据类型和分辨率所限,这些泥火山规模大小存在数据断层。利用多波束地形数据,在研究区域新发现了27个直径在300～1 170m、高度在5～120m范围内的泥火山,并且这些泥火山大多发育在海底侵蚀作用强烈的峡谷中。南海东北部海底地层中泥质和烃类来源充足,较快的沉积速率构成的超压体系以及强烈的挤压构造应力作用,使得含气高压泥浆上涌,穿透峡谷较薄的沉积层,这些黏性泥质在海底表面堆积形成了泥火山。     

东沙群岛西南海区海底地震测线OBS2015-1揭示的深部地壳结构

为深入理解南海北部多道地震测线D80显示的深反射信息,沿此测线布置OBS(15台)地震测线(OBS2015-1),测线长300km,方向NNW—SSE,从水深800m陆坡延伸至3760m深海平原。文章利用Obstool软件进行预处理(位置校正和时间校正等)、震相识别,利用FAST tomography软件进行速度层析成像。速度结果表明,新生代沉积层速度1.6~3.5km·s-1,厚度约2km;中生界速度3.5~5.5km·s-1,平均厚度约3km。在洋陆过渡带处,沉积基底受新生代岩浆活动影响,有较大起伏。在上陆坡处,上地壳存在向上凸起约5km的高速异常,在多道地震剖面中表现为杂乱反射的背斜构造,上覆晚新生代地层也同步形变,推测可能是新生代晚期岩浆侵入造成。地壳厚度由陆坡的23~20km减薄至洋盆的8km。地壳下部存在7.0~7.6km·s-1的高速层,高速层由陆坡的5km左右逐渐递减至海盆的2km左右,因上陆坡和洋陆过渡带晚新生代岩浆活动活跃,作者认为地壳下部高速层是由海底扩张停止后岩浆侵入形成。     

美国加州蒙特利湾浊积扇和流道上的沉积物波

蒙特利峡谷穿过陆架和陆坡,于谷口外(水深约2 900m)发育了95 600km2的浊积扇。峡谷底滩地和扇面上均发育大面积的深水沉积物波底形。扇上沉积物波的特征有:波高为30~100m,波长1~2km;在笔直流道段,波峰垂直或斜交于流道延伸,而在弯曲流道段,波峰平行于流道延伸;波两侧不对称,迎流侧长而背流侧短,有向上游迁移的趋势;由夹细砂层的粉砂质黏土组成,顶部均为30~50cm的黏土薄层披覆。推断为晚更新世—早全新世的低海平面时期发育的残留沉积物波。峡谷底主流道两侧也发育沉积物波,其形态类似于扇面上的波,但尺度较小,波峰呈波状或新月形延伸,由夹粗砂、小砾石层的砂质粉砂层组成,推断为晚全新世海平面上升时期的沉积。现代高海平面时期,陆源物质较多沉积于近岸和陆架,浊流下泄时,大部分碎屑物质沉积于峡谷底滩地上,只有少部分极细粒物质沉积于浊积扇和扇上沉积物波之上。     

冲绳海槽西侧陆坡及其邻区天然气水合物成藏构造特征

为了解特殊地质体与天然气水合物成藏构造特征之间的关系,作者以冲绳海槽西侧陆坡和槽底为例,利用地震资料和地球化学方法对该地区上新世和第四纪沉积物厚度、有机碳含量和断裂系统进行了分析。研究表明,在冲绳海槽西侧及槽底都发育了较厚的上新统和第四系沉积层,上新统厚度约为1000—1500m,第四系厚约为1000—3500m,其中海槽南段存在巨厚的第四系,而且冲绳海槽西侧陆坡沉积物中有机质含量高达0.75%—1.25%,并且沉积速率高达10—40cm/ka,有利于有机质的保存和转化。陆坡发育有与海槽走向一致的NE-SW向断裂系统,以及横切海槽的一系列NW-SE向水平错动扭性断裂系统,其中NE-SW向断层在海槽南段方向变为NEE-SWW,这些断裂系统为烃类气(流)体的运移创造了有利条件。因此,在冲绳海槽西侧陆坡发育的海底峡谷、滑塌体、断块隆脊、泥底辟等特殊地质体与天然气水合物的形成密切相关。     

日照港西部海域海底地形与表层沉积特征

利用单波束测深仪和蚌式取样器进行了日照石臼港扩建码头西侧约50km~2海域1:2 000~1:10 000的水深地形测绘和底质分析工作。调查结果表明,日照港西部海域可分4个水深区,其地形和沉积特征如下:1)航道区,浅水航道区等深线平行于码头岸线,水深11m,经过疏浚已形成向南倾斜的四级阶梯地形,疏浚中心处水深24m。航道区底质以分选中等的砾砂为主;2)港池区,水深6 m,等深线与港池岸线平行,水深向南渐增,海底地形平坦,坡降比3‰。底质以分选较好的粉砂和砂质粉砂为主,近岸有少量分选较差的泥质砂质砾;3)涛雒-付疃河口区,水下三角洲地形明显,5m以浅等深线呈弧形向东南方向凸出,坡降比最大可达14.2‰,底质类型为分选极好的砂和粉砂质砂;4)浅海区,海底地形平坦,平均坡降比1.9‰,6~10m等深线呈NE-SW向平行向外海增大,近南扩码头端向东偏转,底质类型为分选好的砂质粉砂和粉砂,并呈平行于海岸线向深水区呈粗-细-粗的带状分布。底质类型分布与水深条件基本吻合,但深水区出现的底质粗化现象,分析认为可能与南扩码头的挑流作用有关,海底沉积物呈向南运移趋势。     

台湾岛以东海域海底地形特征及其构造控制

基于2000年5~6月在台湾岛以东海域调查获得的多波束全覆盖测深等地质和地球物理资料,对该海域海底地形特征进行了研究,探讨了构造对海底地形的控制作用及其构造地质意义.研究表明,琉球岛弧岛坡区和琉球海沟表现为典型的西太平洋沟-弧-盆体系控制下的构造地形;台湾岛东部岛坡等深线近南北向平行密集排列,地形坡度大,弧陆碰撞造就了该区独特的地形特征;花东盆地海底峡谷发育,其形成主要受基底起伏和走滑断裂的控制;加瓜海脊东西两侧水深和地形特征明显不同,但其基底可能属于花东盆地,加瓜海脊的东侧对应了两个不同性质板块的边界;西菲律宾海盆表现为北西向线状脊-槽相间排列,并遭受北东向转换断层的切割,根据海底地形、转换断层和磁异常条带的方向推测,研究区海底形成于距今60~45Ma的西菲律宾海盆北东-南西向扩张期.     

三维地震解释技术在南海北部陆缘深水水道体系中的应用

南海北部陆缘发育潜在油气储层,也是当前南海深水油气勘探的热点区域。然而深水区由于缺少钻井资料,地震资料就成为最主要的研究手段。基于大面积高分辨率三维地震数据,通过剖面地震相分析、三维地震数据体切片、层间属性计算分析、三维可视化等地震解释技术,在白云凹陷晚新生代地层中识别出两套深水水道沉积体系,分别为早中新世晚期发育早期水道体系和自中中新世发育至今的后期水道体系。早期水道体系为单条主干水道为主要沉积区域的沉积体系,识别出水道底部充填、堤岸以及侧壁滑塌等沉积微相;根据地震相变化,发现水道演化分为两个期次:第一期水道下切侵蚀较强,具有"V"形谷底,第二期下切相对较弱,具有"U"形谷底。后期水道体系为一系列彼此平行并置,并近于垂直横切陆坡的水道体系,演化至现今海底;可以识别出底部滞留、侧壁滑塌以及侧壁加积等沉积类型;后期水道体系共发育4个期次,发育时间分别为13.8~12.5、12.5~10.5、10.5~5.5和5.5~0Ma。白云凹陷晚新生代水道体系表现出对沉积物较好分异和筛选,具有重要的油气资源效应:早期水道体系与上覆正常半深水泥质沉积组成良好储盖组合;后期水道体系发育至今,对于形成高富集度的砂岩型水合物储层具有重要意义。