南极布兰斯菲尔德海峡冰海沉积环境与沉积模式初探

南极布兰斯菲尔德海峡晚更新世以来沉积物具有明显的冰川－海洋环境标志，为典型的冰海沉积物。本文通过43个站位表层和柱状沉积物的粒度、成分、结构构造、微体古生物、石英颗粒表面结构等特征综合分析，对研究区的冰海沉积物类型及其分区和沉积环境进行初步研究，并讨论间冰期／高水位和冰期／低水位的沉积模式。冰海沉积物可分为残副冰碛物和混合副冰碛物两类；不同类型的冰海沉积物有着不同的介质条件和相应的生物组合，反映一定的沉积环境，研究区现代冰海沉积物类型可分为7个物征明显不同的区域；间冰期／高水位和冰期／低水位的沉积模式具有明显不同的特征，受控于全球气候演变和岩线轮廓、海底地形及水文条件等环境因素的制约。     

含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的AVA特征

研究含天然气水合物沉积物的岩石物性模型与似海底反射层的振幅随入射角变化(AVA)特征. 基于时间平均-Wood加权方程、三相介质波传播理论模型和弹性模量模型,计算并阐述含天然气水合物岩石弹性参数与水合物饱和度、含游离气岩石弹性参数与游离气饱和度的关系;给出不同模型AVA特征. 结果表明,不同天然气水合物饱和度、不同游离气饱和度的各种组合呈现形态相似但反射系数值不同的AVA特征.     

珠江口盆地Site4B柱状沉积物中长链烷基二醇和酮醇类化合物的检出及意义

珠江口盆地Site4B沉积物中（65~300 cm）检出了1,15-C30（ω16）和1,15-C32（ω18）烷基二醇和酮醇,总的长链烷基二醇和酮醇含量分别为0.026～4.373 μg/g干沉积物和0.005～1.549 μg/g干沉积物。沉积物剖面上检测到的1,15-C30烷基二醇（-26.6‰±0.9‰）相对于来自陆源高等植物的C30直链烷基醇（-32.8‰±1.5‰）较正的碳同位素特征反映了这类化合物可能不是来自陆源高等植物;同时沉积物中未检出在黄绿藻中相对长链烷基二醇和酮醇更丰富的甾醇,且沉积物浅表层中（0~65 cm）未检出长链烷基二醇和酮醇类化合物,表明现今沉积物中几乎没有黄绿藻的贡献,和沉积物所处的寡营养盐（不适宜藻类生长发育）的陆坡位置相吻合。沉积物中1,15-C30烷基二醇（-24.6‰～-28.4‰）和海洋细菌来源的短链脂肪酸 (-25.5‰～-28.6‰)具有相似的碳同位素组成,表明了海洋细菌是其可靠来源。Site4B沉积物中1,15-C30和1,15-C32烷基酮醇和二醇具有非常好的相关性,表明了它们可能来自相同的生物来源或者来自相关性较好的不同生源,而不是通过对应的二醇氧化生成,因为在65~95 cm的氧化环境中酮醇比例没有明显增高。Site4B沉积物中二醇参数和酮醇参数的变化非常相似,结合含量分布特征反映了古海水温度以及淡水入侵的双重影响,即较高的二醇参数及较高的二醇含量和较低的二醇参数及较低的二醇含量都可能反映了古海水温度是主要影响因素;而较低的二醇参数及较高的二醇含量则可能反映了淡水的侵入是主要影响因素。     

长链烷基二醇及其指标在南海北部粤东沿海上升流地区的环境指示

本文以南海北部粤东沿海夏季上升流三个短柱状岩心为研究对象,通过二醇化合物分布分析测试和二醇环境参数的定量化重建,初步探讨了过去80年来海水表层温度(SST)、上升流活动和沉积环境演变过程及其交互关系。二醇温度指标(LDI)在粤东沿海地区较好地指示了年均SST,在三个岩心中均显示了整体增加的分布特征和相似的多年尺度变化趋势。此外,LDI SST和二醇参数2具有非常好的线性关系(R2=0.85,n=49),其整体分布、多年尺度变化均和ENSO旋回一致,并且大部分高/低值和ENSO暖/冷年、南海夏季风强/弱年具有很好的对应关系,表明了二醇参数2可以作为粤东上升流强度变化(多年/单年尺度)的替代性指标。而1,14 二醇含量和ENSO指标在多年尺度上显示了相似的波动特征,但大部分高/低值和南海夏季风指数、ENSO指标呈反相分布,说明了仅用1,14 二醇含量不可反演粤东上升流。据此,利用二醇参数2初步重建了过去80年来粤东上升流演变信息：上升流强度整体上显示加强的分布趋势,大体上呈约2~5年周期变化。此外,三个岩心中1,15 C30(二醇/二醇+酮醇)比值和二醇参数2在整体上和多年尺度上均呈现相反的分布特征,可能与上升流活动导致的1,15 C30二醇母源再悬浮再氧化有关,而普遍较高的1,15 C30二醇比值(≥0.82)反映的强还原环境则和上升流地区水体中含氧量普遍偏低相关。     

南海北部神狐海域天然气水合物成藏演化分析研究

南海北部陆坡具备天然气水合物成藏的基本地质条件,神狐海域天然气水合物是当前我国海洋天然气水合物勘探开发研究的重点靶区.然而,神狐海域水合物集中分布在水合物稳定带的底部薄层中,饱和度高,其水合物特征与典型的低甲烷通量控制的水合物分布有很大差异,对其成藏机理和控制因素尚不明确.本文构建了针对神狐水合物成藏过程的一维动力学模型,模型包括沉积压实作用、甲烷溶解度、以及水合物生成和沉积体渗透率,模拟计算的主控参量为海底沉积速率和水流通量,在孔隙水中甲烷浓度一定的情况下,水流速率决定了溶解甲烷的迁移速率和稳定带中甲烷的供给速率,并以此模型计算了神狐海域水合物聚集成藏的动力学过程.模型讨论了特定沉积速率和水流通量条件下水合物成藏与分布特征,并与实际观测数据进行比较研究.研究发现,基于当前沉积速率和水流通量条件模拟的水合物形成演化过程,与神狐海域实际水合物分布特征存在很大差异,但在假定系统中水合物饱和度初值达16~20%时,模拟的水合物饱和度分布特征与观测数据吻合,并因此推测在早期地质历史上,神狐海域存在更加丰富的甲烷水合物,当前的水合物分布特征是在对早期水合物继承基础上发展而成的,而且神狐海域水合物含量正逐渐减少.     

耦合碳、硫同位素及其它地球化学指征研究海底甲烷渗漏

Methane seepage is the signal of the deep hydrocarbon reservoir. The determination of seepage is significant to the exploration of petroleum, gas and gas hydrate. The seepage habits microbial and macrofaunal life which is fueled by the hydrocarbons, the metabolic byproducts facilitate the precipitation of authigenic minerals. The study of methane seepage is also important to understand the oceanographic condition and local ecosystem. The seepage could be active or quiescent at different times. The geophysical surveys and the geochemical determinations reveal the existence of seepage. Among these methods, only geochemical determination could expose message of the dormant seepages. The active seepage demonstrates high porewater methane concentration with rapid SO_4~(2–) depleted, low H_2S and dissolved inorganic carbon(DIC), higher rates of sulfate reduction(SR) and anaerobic oxidation of methane(AOM). The quiescent seepage typically develops authigenic carbonates with specific biomarkers, with extremely depleted ~13C in gas, DIC and carbonates and with enriched ~34S sulfate and depleted ~34S pyrite. The origin of methane, minerals precipitation, the scenario of seepage and the possible method of immigration could be determined by the integration of solutes concentration, mineral composition and isotopic fractionation of carbon, sulfur. Numerical models with the integrated results provide useful insight into the nature and intensity of methane seepage occurring in the sediment and paleooceanographic conditions. Unfortunately, the intensive investigation of a specific area with dormant seep is still limit. Most seepage and modeling studies are site-specific and little attempt has been made to extrapolate the results to larger scales. Further research is thus needed to foster our understanding of the methane seepage.     

含气流体运移与天然气水合物成藏

含气流体运移是影响天然气水合物成藏的重要因素,包括流体运移方式、运移通道类型、运移效能等。基于全球典型海域天然气水合物勘探研究结果,围绕含气流体运移这一重要因素,系统回顾和总结了底辟构造、断层及裂隙和渗透层对天然气水合物形成与分布的影响。研究结果表明,以对流形式的运移是流体有效的运移方式,有利于烃类气体聚集及水合物成藏。已知水合物富集区内含气流体运移通道都不以单一形式存在,而是多种运移通道共同作用,呈复合型运移通道形式。在通道类型上,底辟构造、断层及裂隙、渗透层等都属于聚集型高通量流体运移通道类型,但这种通道类型与高饱和度、富集型天然气水合物藏并不存在一一对应的关系,其还与运移效能密切相关。因此有必要开展重点区域的流体运移的分析,揭示流体运移通道的展布以及运移规模,以达到更为准确预测和描述水合物藏的目的,并为水合物钻探站位部署提供有力依据。      

天然气水合物地震响应研究——中国南海HD152测线应用实例

目前识别水合物的主要依据是BSR和其上具有高速特征的空白带。当BSR不存在, 或由于水合物饱和度较高导致空白带特征不明显时, 水合物的识别是未解决的问题。针对这种情况, 提出了一种更实用的水合物识别模式: 低速背景中近似平行于海底的高速地质体是水合物带的特征, 水合物带泊松比降低, 利用纵横波速度信息易于识别水合物带下是否存在游离气。基于上述水合物的识别模式, 以中国南海HD152测线为实例进行了天然气水合物的识别研究。     

孔隙水中NH_4~+和HPO_4~(2-)浓度异常:一种潜在的天然气水合物地球化学勘查新指标

在海洋天然气水合物的勘查与研究中地球化学方法发挥了重大作用。利用海洋沉积物孔隙水中各种离子含量和同位素异常可以有效示踪天然气水合物的存在, 其中Cl-浓度异常、SO42-浓度梯度和氧同位素组成异常已成为指示天然气水合物存在的灵敏示踪剂。通过对比有和没有天然气水合物存在的海域浅表层沉积物中孔隙水的NH4+和HPO42-含量, 发现有天然气水合物区的孔隙水中NH4+和HPO42-浓度明显偏高, 且存在与SO42-类似的浓度梯度曲线, 认为孔隙水中NH4+和HPO42-浓度异常有可能成为一种新的地球化学示踪剂, 指示天然气水合物的存在; 探讨了引起孔隙水中NH +和HPO 2-浓度异常的可能机理及精确测定这些离子含量的方法。     

南海东沙海域天然气水合物地震数据多次压制及速度特征

多次波衰减是海洋地震数据处理中的一个关键问题.东沙海域多次波极其发育,由于地形的急剧变化和地质条件的影响,多次波变形严重(不符合双曲线规律).采用常规的处理方法效果并不明显,并可能造成成果剖面上出现明显的多次压制痕迹,很难达到保幅处理.针对此区多次波的特点,提出一种频率分离的方法将数据分离后再进行不同处理,可以很好地解决多次波的压制并突出有效波;在没有有效反射的位置,剖面的背景噪音也更符合视觉习惯;更重要的是,处理中没有频率损失,处理结果更和谐.另外,叠前偏移处理技术的运用可以使含水合物地层的接触关系、反射特征更清楚.叠前时间偏移所建立的速度模型也能够表现含水合物地层、BSR与含游离气层的相对速度关系.