天津近海海底地质灾害类型及声学特征

作者利用浅地层剖面资料研究了天津近海海域存在的主要海底地质灾害。研究发现:浅层气、埋藏三角洲前缘、水下潮流沙脊、陡坎、沙波等地质灾害发育。浅层气主要分布在研究区北部海域的近岸附近,南部海域远离海岸浅层气逐渐增多;埋藏三角洲前缘分布区北至涧河口,南至南港工业区东部海域;水下沙脊分布于北部海域5 m~7 m水深的近岸带,地层内部前积斜层理发育;沙波区延伸长度约3 km,整体上在天津海域分布较少;海底表层陡坎出现在天津港及以南海域,其成因主要是航道两侧边缘陡坎或因吹填而抽走的泥沙造成的,近岸及远海地区均有分布。     

东海西部海域工程地质条件评价

根据东海西部海域浅部地层的成因、地质年代及沉积层序,将晚更新世末以来的地层自上而下划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ工程地质层。又根据所遇地层的岩性、厚度,埋藏条件及物理——力学性质的不同分若干亚层。东海西部海底不稳定因素有:地震、浅层气、滑坡、崩塌、侵蚀与沉积作用、海底地貌形态。综上因素将东海西部海域划分为:长江水下三角洲工程地质区、浙东海域工程地质区和陆架平原工程地质区。     

渤海海峡老铁山水道基底埋深特征

浅地层结构通常是跨海通道工程建设需要重点考虑的因素之一。在渤海海峡地区,查明蓬莱至旅顺一线海域海底浅地层结构是开展该区域海底隧道施工的先决条件。以往的海底浅地层结构调查多关注南段蓬莱角至砣矶岛,少有涉及到北段老铁山水道。本文以老铁山水道海底地层为重点研究对象,开展单道地震及钻探工作,获取了目标海域海底浅地层结构,对该海域海底基岩面埋深特征开展了初步探索。结果表明:老铁山水道南部以浅埋基岩为主,埋深多在30 m以浅;中部发育巨厚的粉砂黏土层,第四纪沉积层最厚186.30 m以上;北部大范围区域发育坚硬的厚砾土或铁板砂。本文的调查研究工作为渤海海峡海底隧道工程建设提供了科学支撑。     

粤东汕头近岸海域灾害地质风险综合评价

基于粤东汕头近岸海域地质和地球物理资料,通过对物探数据进行解译,查明了该区域内主要有活动断层、埋藏古河道、浅层气、不规则浅埋基岩等灾害地质类型,并结合层次分析法和模糊数学法建立了以断层、埋藏古河道、浅层气、浅埋基岩为评价指标的风险评价体系,得出海域内的不同区块的风险性等级,共分低、较低、中、较高、高5个等级。研究区超过70%的区域灾害风险不高,高风险区分布在榕江外河口、海门湾南部,主要受埋藏古河道和断层影响。较高—高风险区工程地质条件较差,存在的不良地质条件可能会给海上工程建设带来风险,选址时应尽量避开此类区域。评价结果与已查明的灾害分布特点吻合,对以后海上工程项目施工有一定的参考价值。     

南黄海西部某风电场区浅层气特征与分析

通过对南黄海西部某风电场区调查资料的分析,发现大量浅层气,主要表现为连续地层反射波发生间断,反射杂乱,部分地层反射波被屏蔽且延伸到深部地层中,局部地层反射波因声速异常导致下拉,反射高频衰减迅速,分辨率降低等。该区域内未发现断层,浅层气封存较好,推测为生物成因沼气,弥散浅层气埋深最浅约5m,高压气囊顶部埋深最浅约272m,地质浅孔钻遇高压气风险小。根据浅层气的特征,对其成因、压力和灾害进行了分析和探讨。     

渤海海域浅层气分布及地震特征分析

海底浅层气严重影响海底地层的结构稳定性,因此成为近海海洋工程的重要安全因素。近年来,通过地震手段在渤海海域发现了多处疑似浅层气区域。该区域中的浅层气蕴藏在海底以下地层或通过断层从地层溢出到海水中。本文在渤海海域高分辨率地震勘探等物探调查资料基础上,分析了渤海海域浅层气地震反射特征。通过查阅相关资料,总结渤海海域浅层气的一般成因。在将已发现的渤海海域浅层气分布区域进行总结并绘制分布图的同时,结合了渤海地质演化以及沉积历史,推测了渤海浅层气集中分布区域的成因。最后讨论了浅层气对近海海洋工程的严重危害。本文所研究的渤海海域海底浅层气分布情况可以为渤海海域海洋工程建设提供重要参考。     

渤海海峡海域灾害地质研究

渤海海峡是黄渤海物质交换的通道,地质环境复杂,存在多种灾害地质因素。通过高分辨率浅地层剖面资料精细解译,结合前人研究成果,系统研究了渤海海峡海域的主要灾害地质的分布规律及其与环境演变的关系。研究表明,渤海海峡海域灾害地质类型复杂多样,包括潮流沙脊、潮流冲刷槽、浅层气、埋藏古河道、活动断层、不规则基岩等,它们在分布和成因上既有区别又有联系。晚更新世以来的渤海海峡海域的构造运动与"海侵-海退-海侵-海退-高水位"的沉积环境演变,共同决定了该区域海洋灾害地质的发生与发展。研究圈定了海底灾害地质类型及浅埋藏灾害地质类型的分布规律,对渤海海峡海域未来的工程建设和防灾减灾提供了理论基础。     

珠江口海域灾害地质因素及其与环境变化的关系

珠江口海域地质环境比较复杂, 孕育着多种灾害地质因素。通过收集的浅地层剖面、卫星遥感、钻孔资料及系统的野外调查, 研究了珠江口海域灾害地质类型及其分布, 编制了珠江口灾害地质示意图。珠江口海域灾害地质类型很多, 可划分为新构造灾害地质、侵蚀堆积灾害地质、承压流体塑性体灾害地质、结构不均匀性灾害地质4个类型, 包括活动断层、地震、浅层气、沙波、潮流沙脊、冲蚀槽沟、海岸侵蚀与淤积、陡坎、埋藏古河道、浅埋基岩面等。它们的分布范围很广且密集。新构造运动及晚更新世以来海平面变化, 决定了珠江口海域复杂的海洋灾害地质类型及分布。珠江口众多的灾害地质问题将会对经济发展和海底工程建设安全构成潜在威胁, 应该引起高度重视。     

胶州湾基岩类型与分布特征研究

基于钻孔岩心、浅层地震剖面和海洋磁力等资料,研究了胶州湾内海底基岩的类型、分布、埋深和工程力学性质等特征.结果表明,胶州湾基岩类型与相邻陆域基本一致,主要包括中生界莱阳群粗粒碎屑岩、青山群火山岩、王氏群细粒碎屑岩以及燕山晚期花岗岩类.各种类型基岩的分布大致是周边陆域基岩向海域的延伸,其中莱阳群分布在湾中西部;青山群分布较为分散,包括红岛以南、大沽河口外以及团岛和薛家岛之间的湾口地区;王氏群主要分布在湾北部和西部;花岗岩类分布在青岛-黄岛渡口一带和黄岛前湾.大部分区域基岩埋深在30 m以上,总体呈现东深西浅、南深北浅的格局.湾内基岩埋深变化特征表现出与陆地基岩的延续性,是构造和岩性等因素共同作用的结果,并影响了现今的湾底地貌形态.基岩的岩性和风化程度是决定其物理力学性质的主要因素.     

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。     

北黄海长山群岛外海底环状微洼地地貌特征

得益于多波束测深系统对海底精细地形特征的展现能力,2011年在长山群岛南侧进行的多波束水深调查中一种特殊的环状微洼地地貌引起了调查人员的注意,该地貌形态与以往报道的海底侵蚀坑槽和洼地有很大的不同,且成群密集分布。本文依据多波束调查数据对环状微洼地的具体形态和地貌特征进行了详细描述,将环状微洼地分为3种不同的类型,并利用地形地貌分析手段,结合收集的地质环境资料对该地貌的成因进行探讨,认为该地貌形态应与海底浅层气体或油气泄漏有关,且后期受到水动力的改造。     

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。。     

南黄海西部地区浅层气地震特征

通过近年来南黄海西部地区的浅层地震调查,发现该地区浅层气地震特征丰富而多变,特别是多处海底面、海水层中的浅层气地震记录,揭示本区存在较多浅层气,且部分浅层气由海底逸出,释放到海水层中。该区的浅层气地震特征按空间位置分为3大类:(1)地层中的特征:声学空白、声学幕、声学扰动、不规则强反射顶界面、两侧相位下拉;(2)海底面的特征:海底麻坑、大型塌陷坑;(3)海水层中的特征:声学羽流、云状扰动、点划线反射。选择相应特征的典型浅层气地震记录,进行了声学成因解释,讨论了大型塌陷坑的浅层气成因、海水层中声学反射与浅层气体的成因关系以及浅层气地震特征的气体浓度指示作用。根据南黄海西部地区浅层气地震特征,绘制了该区的浅层气分布图。     

福建漳浦前湖湾有孔虫群落及其沉积环境

对福建漳浦前湖湾潮间带两个钻孔岩心和表层沉积物中的有孔虫进行分析研究,有孔虫出现在钻孔最上部厚约2.46-2.96m的砂层中.根据群落优势种生态和非种特征判断,该段各样品有孔虫沉积环境均为近岸浅水环境,尽管其间海面有过3次上下波动变化.根据地层关系判断,其当为现代的产物.     

山东半岛以东的近岸潮流沙脊

根据浅地层地震剖面和海底表层沉积物的分析,对山东半岛东部近岸潮流沙脊的形态、形成条件、物质来源及沙脊的形成时代进行了初步研究,认为潮流沙脊形成于全新世中期(约6.3～4.0kaBP)海平面相对稳定时期,沙脊的物质主要来源于强潮流对近岸基岩的侵蚀、搬运和再沉积。     

Fluid distributions inferred from P-wave velocity and reflection seismic amplitude anomalies beneath the Nyegga pockmark field of the mid-Norwegian margin

Travel-time inversion of wide-angle ocean-bottom seismic (OBS) data results in detailed P-wave velocity models of the shallow sub-seabed beneath the Nyegga pockmark field. The area lies on the northern flank of the Storegga Slide on the mid-Norwegian margin. Velocity anomalies indicate two low P-wave velocity zones (LVZs) providing evidence for the presence of gas-rich fluids in the subsurface at Nyegga. Integrating the velocity results with 2D and 3D reflection seismic data demonstrates that LVZs coincide with zones of high-amplitude reflections that allow mapping the extent of the fluids in the subsurface. The upper fluid accumulation zone corresponds to a velocity inversion of ∼250 m/s and occurs at a depth of about 250 mbsf. The lateral extent is documented in two distinct areas. The westward area is up to 40 m thick where gas-rich fluids beneath a bottom-simulating reflection indicate that fluids may be trapped by gas hydrates. The eastward zone is up to 60 m thick and comprises a contourite deposit infilling a paleo-slide scar. On top, glacigenic debris flow deposits provide a locally effective seal for fluids. The second velocity inversion of ∼260 m/s extends laterally at about 450 mbsf with decreasing thickness in westward direction. Based on effective-medium theory the gas saturation of pore space in both layers is estimated to be between 0.5 and <1% assuming a homogeneous distribution of gas. Fluids probably originate from deeper strata approximately at the location of the top of the Helland-Hansen Arch. Fluids migrate into the second LVZ and are distributed laterally. Fluids migrate into shallower strata or are expelled at the seabed through the formation of vertical fluid migration features (VFMFs), so-called chimneys. The distribution of the chimneys is clearly linked to the two fluid accumulation zones in the subsurface. A conceptual model draws on the major controlling factors for fluid migrations at specific locations within Nyegga. Fluid migrations vary according to their actual position with respect to the prograding Plio–Pleistocene sedimentary wedge.     

Shallow gas depth-contour map of the Skagerrak-western Baltic Sea region

A shallow gas depth-contour map covering the Skagerrak-western Baltic Sea region has been constructed using a relatively dense grid of existing shallow seismic lines. The digital map is stored as an ESRI® shape file in order to facilitate comparison with other data from the region. Free gas usually occurs in mud and sandy mud but is observed only when sediment thickness exceeds a certain threshold value, depending on the water depth of the area in question. Gassy sediments exist at all water depths from approx. 20 m in the coastal waters of the Kattegat to 360 m in the Skagerrak. In spite of the large difference in water depths, the depth of free gas below seabed varies only little within the region, indicating a relatively fast movement of methane in the gas phase towards the seabed compared to the rate of diffusion of dissolved methane. Seeps of old microbial methane occur in the northern Kattegat where a relatively thin cover of sandy sediments exists over shallow, glacially deformed Pleistocene marine sediments. Previous estimates of total methane escape from the area may be correct but the extrapolation of local methane seepage rate data to much larger areas on the continental shelf is probably not justified. Preliminary data on porewater chemistry were compared with the free gas depth contours in the Aarhus Bay area, which occasionally suffers from oxygen deficiency, in order to examine if acoustic gas mapping may be used for monitoring the condition of the bay.     

东海中陆架晚第四纪底栖有孔虫定量分析

利用东海中陆架EY02-1孔的柱状样品对底栖有孔虫动物群进行了定量分析研究,结合Q型因子分析及AMS“C测年数据,对东海中陆架古水团演化进行了初步探讨。Q型因子分析得到5个主因子．方差累积贡献为84．9％,这5个有孔虫组合在钻孔相关层位上反映特定的古水团特征。主因子1为Elphidium magellanicum组合,代表低温低盐沿岸水团(5～10m);主因子2为Bolivina robusta组合,代表中陆架水团(50～100m);主因子3为Protelphidium tuberculatum组合,代表外延的古黄海冷水团;主因子4为Florilus decorus组合,代表内陆架水团(0～50m);主因子5为Epistominella naraensis组合,代表水体较凉的水深大于30m的内陆架水团。结果表明,冰后期以古长江冲淡水为主体的低温低盐沿岸水团、中陆架水团及内陆架水团交替影响EY02-1孔附近中陆架。在氧同位素3期以古长江冲淡水为主体的东海沿岸流与外延的古黄海冷水团控制着有孔虫组合。在氧同位素5a-5c期间,EY02-1孔附近中陆架可能已受到古黄海冷水团的影响。该孔顶部11．4m含大量贝壳的细砂沉积可能对应氧同位素1期U2层潮流沙脊脊部沉积,细砂平均沉积速率高达0.877mm／a。     

南海北部陆坡深水区浅层天然气藏特征

南海北部陆坡深水区的浅层天然气藏是一种伴随天然气水合物的新型油气藏, 具有埋藏浅、规模大的特点, 其埋藏深度一般小于300m。浅层天然气藏由深部裂解气沿断裂上升被天然气水合物封盖而形成, 识别似海底反射(BSR)是寻找浅层天然气藏有效方法。浅层天然气藏的气源主要有热解气、生物气和混合气, 陆坡张性断裂是气体运移的主要通道, 水合物下部的砂层是浅层天然气藏的主要储集层, 水合物层则是封盖层。从南海发现的天然气水合物分布特征看, 浅层天然气藏在陆坡深水区广泛分布且气藏厚度大, 潜在资源量非常可观, 是一种新型的开采成本相对低廉的油气藏。     

日照近岸海域晚更新世以来地层结构及沉积环境演化

根据在日照近岸海域施工的地质钻孔和浅地层剖面测量资料,对比南黄海已有钻孔成果,系统地开展日照近岸海域晚更新世以来地层结构特征识别和沉积环境演化重建。结果表明:日照近岸海域沉积地层中见含有有孔虫化石的第二海相层,形成年代介于34.3~41.4 cal.ka B.P.,对应MIS3的暖湿阶段,该层位可能与古三角洲有关。沉积层从上往下分别为:滨海相细砂混杂泥质沉积层(命名为DU1沉积单元);河流-河口相粉砂质黏土夹粗砂、粉砂层(DU2沉积单元);浅海相粉砂质黏土夹粗砂层(DU3沉积单元);河流-湖泊相粗砂夹黏土层(DU4沉积单元)。晚更新世以来日照东部南黄海海域主要经历了2~3次显著的海侵和海退,各区域因条件不同表现有所差异:日照近岸浅水区主要表现为两次海侵和海退,东部深水区主要表现为三次海侵和海退,由于地势高低和侵蚀破坏等原因,总体表现为从离岸深水区域向近岸浅水区域海相地层厚度逐渐减少的趋势,部分地层出现尖灭消失。