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。     

东非鲁武马盆地陆坡深水沉积特征及主控因素

东非鲁武马盆地陆坡深水区发育了挤压冲断带和伸展断陷两种类型的构造,这种特殊构造背景下的深水沉积特征尚无研究报道。利用高分辨率三维地震资料,详细描述了鲁武马盆地陆坡第四系深水沉积特征,并探讨其主控因素。结果表明,鲁武马盆地陆坡深水区主要发育5种深水沉积类型:陆坡峡谷-水道充填沉积、正断层改造的朵体、沉积物波、海底滑坡和等深流沉积。深水沉积主要受构造活动和地形地貌控制,西部挤压剥蚀区主要发育带状的峡谷-水道体系、丘状的等深流漂积体以及波状的沉积物波,东部拉张沉积区主要发育海底滑坡沉积及深水朵体。     

白云凹陷深水油气开发区海底滑坡的特征、分布以及成因初探

白云凹陷深水区是深水油气勘探开发的热点区域,深水地质灾害严重威胁深水油气开发的施工安全,通过研究其主要深水地质灾害海底滑坡的形成、分布,可对深水油气开发过程中不必要的风险和损失进行预测和预防。通过分析中海油高精度三维地震资料,识别了白云凹陷深水油气开发区的海底滑坡以及与之相关的天然气水合物、气烟囱、泥底辟、浅层气和浅水流等深水地质灾害现象。这些深水地质灾害现象与海底滑坡的发育密不可分,是识别海底滑坡的重要因素。利用地球物理属性识别并发现了白云凹陷规模巨大和分布广泛的海底滑坡,并认为超压流体释放、水合物分解、高沉积速率等主导了白云凹陷海底滑坡的发育,这些主要控制因素都是南海北部新构造活动的产物,新构造活动才是海底滑坡的主要成因。     

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。     

琼东南盆地陵水研究区海底地质灾害类型、分布和成因机制

琼东南盆地陵水研究区位于西沙海槽北部的陆架边缘和陆坡区,地质灾害广泛分布。利用三维反射地震数据,在琼东南盆地陵水研究区识别了海底滑坡、麻坑、丘状体、流体管道、天然气水合物(BSRs)、活动断层等海底地质灾害体,并分析了各类地质灾害体的地震反射特征和分布规律。结合区域构造和沉积演化过程,分析了地质灾害体的成因机制。研究表明,灾害体的分布面积总计超过2000km~2,各类灾害体相互叠置。构造断层活动、充足物源供给和海平面变化是导致该地区海底地质灾害广泛分布的重要原因。第四纪晚期高沉积速率导致陆架边缘和陆坡区沉积了较厚地层,有机质丰富,为水合物成藏提供了潜在气源。陆坡区的滑坡主要分布在加积层序较发育的陡坡区。在陆架边缘和滑坡不太发育的陆坡缓坡区,超压流体释放形成流体管道、丘状体和麻坑。高沉积速率、埋藏的古滑坡和区域的构造不稳定性是诱发超压流体释放的重要因素。     

琼州海峡海底电缆路由工程地质特征

根据地球物理、声学探测、海底取样及实验室测试等实测资料详细分析,发现琼州海峡具有独特的自然条件以及复杂的工程地质特征。海底地形地貌非常复杂,存在沙波、沙堤沙丘、冲刷槽、冲刷脊和丘状突起、陡坡、滑坡、珊瑚礁、浅埋岩石、软弱地层等潜在的地质灾害因素,尤其在琼州海峡中央深槽区,坡度很大,分布着多种潜在的地质灾害,是海底光缆的危险区,应引起重视。     

莺歌海油气资源开发区工程地质和灾害地质特征

根据单道地震、浅地层剖面、旁扫声纳和海底取样等实测资料,分析和评价了莺歌海油气资源开发区的工程地质和灾害地质环境。研究结果表明,研究区海底地形地貌较为复杂,存在潮流沙脊、侵蚀冲沟、海底沙波、麻坑、埋藏古河道和古湖泊、浅层气、埋藏珊瑚礁和滑塌断层等潜在的灾害地质因素,对海上石油平台和输油管线等工程设施构成直接或潜在的危害。根据地形、地貌和沉积物物理力学特征,将研究区划分为内陆架堆积平原区、陆架潮流沙脊区、内陆架侵蚀平原区、外陆架平原区和大陆坡区5个工程地质区。其中研究区东部的潮流沙脊区和东南部的陆坡区,海底地形复杂,活动性的潮流沙脊和断层发育,是海底工程建设的危险区,应引起高度重视。     

胶州湾口海底沙波的类型、特征及发育影响因素

采用多波束资料对胶州湾口的海底沙波类型、特征进行了研究,发现研究区主要有线性沙波(二维)、沙丘(三维)2种沙波类型。结合水流流速、海底构造和表层沉积物综合分析发现:海底沙波缓坡朝向与优势流向不完全一致,为强流作用的产物,在涨、落潮作用下均可形成;沉积物的多寡是研究区海底沙波类型分布的决定因素,海底松散沉积物较为丰富的地区形成二维沙波。在水动力强大的胶州湾口,沉积物多分布在构造低洼地带,使二维线性沙波的分布与海底断裂延伸方向一致。     

中国近海海底潜在地质灾害类型及其特征

根据大量实测资料,分析研究了中国近海海底,尤其是珠江口外海底各种潜在的地质灾害,特别是海底滑坡、埋藏古河道、海底沙波、崩塌和塌陷、侵蚀沟槽、浅层气及活动断层等与海洋工程关系密切的地质灾害类型的形成机制及危害性,为海洋工程设计和施工提供科学依据。     

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。     

舟山群岛岱山后沙洋海底沙波微地貌

利用多波束测深系统和浅地层剖面系统,对舟山群岛岱山后沙洋进行高精度探测,结果表明:1区内微地貌形态具有明显的分带性,依次出现岸坡区、沙脊区、缓坡区、沟槽区和深水平坦区;2海底沙波主要集中在缓坡区、沙脊区南侧及东侧边缘、沟槽区北侧及沟槽内2个小沟槽交界处的迎水流斜坡上;3海底沙波多发育于水深10.0~21.1m之间,地形相对平缓,坡度0.09°~2.8°;4区内海底沙波可分为小型、中型和大型沙波;5区内海底沙波是潮流动力形成的现代强运动型沙波。     

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。     

南海北部陆架主要地貌特征及灾害地质因素

利用最新高精度多波束水深资料,对南海北部陆架地貌类型和特征进行了系统的识别和分析,发现研究区活动沙波、滑塌体、隆起脊、沟槽和麻坑等灾害地质因素发育。沙波多为直线型沙波,小、中、大型沙波均有发育,自北向南随着水深增大,沙波规模增大,沙波的活动性显著增强。底流内波特征变化与沙波规模和迁移情况具有一致性,沙波的形成和迁移与内波活动密切相关。根据滑塌特征地貌识别出7处滑塌,新老滑塌均有发育,新滑塌多呈线状延伸,梯状滑塌特征明显,分析认为新滑塌近期并无进一步滑动的趋势。受古岸线残留地貌控制,南部地形起伏较大,发育一系列隆起脊,K1—K4隆起脊近NE—SW走向平行排列,K5隆起脊为E—W走向与之相交。另外,研究区发育大量麻坑,直径30～100m,麻坑深度1.0～3.0m。     

南海北部水道活动引起的不同类型滑塌体对应的水合物赋存模式

2015~2016年在神狐新钻探区钻遇大量水合物岩心，证实南海北部神狐新钻探区具有较好的水合物成藏环境和勘探前景。结合2008~2009年该区采集的地震资料，我们对晚中新世以来细粒峡谷的沉积特征及其相应的水合物成藏模式进行了分析。通过对大量地震剖面进行解释，发现该区峡谷两侧的隆起上发育大量的滑塌体。本文通过岩心粒度分析，地震相识别分析和水合物测井响应分析等手段综合识别出对水合物成藏有控制作用的三种类型的滑塌体：原生滑塌体、峡谷切割滑塌体、和同生断裂滑塌体。结合沉积速率、流体流速分析和峡谷迁移等沉积学要素对滑塌体成因进行分析，认为峡谷切割滑塌体由于后期峡谷迁移对前期滑塌体切割形成的、同生断裂滑塌体是由于隆起区基底不平引起差异性沉降而形成的。不同类型的滑塌体发育位置不同：原生滑塌体常发育在隆起中坡度较缓的区域、峡谷切割成因滑塌体常发育在不定向迁移的峡谷两侧、同生断裂滑塌体常发育在隆起中坡度起伏较大的区域。三种类型滑塌及其相应的水合物成藏模式不同，其中原生滑塌体有利于水合物成藏，而另外两种类型的滑塌体由于其不能对自由气进行有效封堵而不利于水合物成藏。根据三种滑塌体对水合物成藏的响应指出在粗粒的含有孔虫粉砂岩储层上，覆盖细粒的泥岩对自由气进行封堵有利于水合物成藏，并且多层的泥岩覆盖是造成水合物稳定带中水合物多个分层成矿现象出现的原因。     

琼东南盆地深水区新近系海底扇沉积特征与资源潜力

综合利用钻井、岩心、薄片及分析化验资料研究了琼东南盆地深水区新近系海底扇沉积特征,并利用最新的三维地震资料,通过井震精细标定、多属性融合技术、方差体切片、三维地貌砂体镂空等综合技术手段,精细刻画了海底扇砂体的空间分布特征。研究结果表明,深水区新近系海底扇是由陆架区的砂体滑塌并二次搬运形成,形成过程具有多期次性。受不同物源的影响,海底扇岩性和物性存在较大的差异。海底扇岩性及沉积构造具有砂质滑塌、碎屑流、浊流和深水底流改造的特征。海底扇的沉积微相、厚度、砂泥比和砂泥岩空间配置关系直接控制了地震振幅反射强度和频率的变化。砂体纵向叠置,横向连片,并被后期泥质水道切割分块形成多个岩性圈闭。综合分析认为,深水区海底扇砂体发育区烃源条件优越,储盖配置关系和圈闭条件良好,具备形成大中型岩性油气藏的有利条件,具有较大的油气勘探潜力。     

南海西沙海域永乐海底峡谷形成演化过程分析*

远海孤立碳酸盐台地周缘发育了碳酸盐岩峡谷, 对其开展研究有助于深刻理解碳酸盐碎屑沉积物的“源-汇”体系及深水油气成藏等方面。文章利用多波束测深、高分辨率二维多道地震等数据, 精细刻画南海西沙海域永乐海底峡谷的地貌形态及内部充填特征, 揭示该峡谷沉积演化过程, 分析峡谷成因控制因素及稳定性。永乐海底峡谷形成演化可分为萌芽、汇聚和拓展3个阶段, 随着演化过程的发展, 峡谷规模及对沉积物输运作用增加。永乐海底峡谷形成及演化主要受古地貌隆起形成的负地形和沉积物重力流侵蚀作用影响。峡谷在第四纪以后仍有较明显的活动迹象。分析显示永乐海底峡谷是西北次海盆的重要物质输送通道, 其沉积演化过程及稳定性对研究碳酸盐台地沉积物输运等深水沉积过程及岛礁工程建设具有一定参考意义。     

北吕宋海槽深海滑坡沉积及其分布特征

通过浅地层剖面和多波束地形资料的精细解释,在北吕宋海槽中部发现了一个规模约500 km2,平均厚20多米的海底滑坡沉积。通过对该滑坡体的物源及其沉积环境分析,将整个滑坡体沉积分为末端区和前缘区两个部分。从滑坡体与周围地层的叠置关系及火山弧喷发的历史来看,初步认为该海底滑坡是地震造成的。该滑坡体的发现对深化深水滑坡体的认识具有重要作用。     

海南东方近岸海底活动沙波的地球物理特征及其迁移机制

海南东方近岸海底发育有大量沙波,利用多波束测深、侧扫声呐、浅地层剖面、单道地震资料综合分析了活动沙波的地球物理特征,探讨了沙波的分布特征、迁移机制、活动性及形态演变特征。结果表明,研究区海底沙波分布和规模具有显著空间差异性,大中型沙波主要发育于沙脊上,小型沙波主要发育于沙脊两侧,坑槽区发育近对称沙波,研究区西南部沙波不发育。受潮流和科氏力约束,在海底沙脊西侧沙波迁移方向主要为向北(略偏东),在沙脊东侧主要为向南(略偏西);受地形制约,坑槽区近对称沙波迁移可能停止或方向发生改变。沙波活动性强的标志主要包括:(1)形态呈不对称的"脊尖槽缓",(2)叠置小沙波与沙纹发育,(3)浅部有透明层,(4)陡坡面反射模糊,(5)内部斜交前积结构。分析认为,沙波活动性与其形态密切相关,包括弱运动、强运动、不运动3个演变阶段。     

南海北部中—深层环流格局下海山-阶地-峡谷沉积效应

作为研究水-岩界面物质能量交换的天然实验室,南海北缘陆坡区具有复杂的地形地貌（如凸起海山、平坦阶地、下凹峡谷等）,并发育不同类型的深水沉积体系（包括重力流滑移滑塌、浊流和底流沉积等）。基于高分辨率海底地形、地震反射资料,海水温盐深（CTD）观测资料,以及已发表的海洋沉积学及物理海洋数值模拟结果,本文针对南海北缘代表型陆坡区开展中—深层环流格局下海山-阶地-峡谷沉积效应分析。发现了尖峰陆坡区侵蚀型-海山型（环槽-丘状漂积体）和席状/无沉积型底流阶地的沉积组合,以及一统陆坡区海山相关底流沉积（环槽-丘状漂积体）-席状/无沉积型底流阶地-黏附型漂积体-陡坡滑塌/峡谷体系的沉积组合;揭示了这些典型深水沉积组合与南海中—深层环流动力格局的耦合关系。该成果对于深入了解深水沉积过程对中-深层动力格局的响应及其对于大陆边缘形态的塑造具有较好的启示意义。     

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。