海洋磁力梯度测量技术在水合物勘探中的应用

在天然气水合物勘探中,海底的泥底辟和泥火山构造是重要的研究对象。在高分辨率地震剖面解释中,直接识别泥底辟构造存在一定困难,主要因为泥底辟构造和火成岩侵入体在形态上十分相似,容易造成解释的多解性。本文就目前天然气水合物调查中存在的这些特殊技术问题。通过对海上高精度磁力测量技术方法研究、广州海洋地质调查局“海洋四号”船在南海北部东沙海域的海上试验、对试验结果的系统研究分析以及磁测和地震剖面两种手段的综合解释,成功地尝试了用高精度海洋磁测成果中的磁力总场和梯度变化特征来识别水合物勘探中高分辨率地震剖面上的泥底辟构造真伪的技术方法。     

一种多源DEM数据无缝拼接融合方法

针对两个存在重叠区域的多源DEM(digital elevation model)数据,经过坐标转换、高程统一、加密抽稀等初步处理后,在重叠区域内绘制一条多段重叠线并进行等间距节点插值,插值间距与DEM的网格间距一致。然后利用这些节点分别从两个DEM曲面上提取高程值,通过分析同一节点上两个DEM的高程偏差,最后分别对两个DEM重叠线缓冲区内的网格节点进行高程值调整,距离重叠线越近的网格节点,调整幅值越大,反之越小。利用本技术可实现两个DEM在重叠线处实现无缝拼接融合。     

南海东北部地震海洋学联合调查与反演

通过地震海洋学联合调查航次,获得了同时采集的高分辨率多道地震数据与水文数据（XBT）联合调查数据.通过针对性处理获得了清晰的海洋水体反射地震剖面,捕捉到南海东北部次表层涡旋,证明了该调查方法的有效性.利用背景场约束反演方法得到海水的波阻抗、声速、密度、温度和盐度剖面,揭示了涡旋具有相对低速、高密、低温与高盐特征.处理和反演结果表明,在浅部和部分噪声较强和无约束反演区域,结果误差较大,可靠性较低.调查结果说明,获得较高信噪比的原始高分辨率地震资料采集技术方法、联合约束数据的获取、针对性的特殊处理方法和有效的反演方法是地震海洋学资料有效分析利用的重要保证.     

南海东沙海域网状沙丘的发现及其成因探讨

基于多波束测深和高分辨率多道反射地震数据,以及遥感资料研究南海北部东沙海域深水沙丘,总结底形形态分布特征,分析其水动力成因.按照空间分布形态将沙丘分为平行沙丘、波状沙丘和网状沙丘,本文首次发现水下网状沙丘,重点讨论网状沙丘的特征分布和形成机制.网状沙丘发育在东沙环礁东北部水深约352~420 m之间,研究发现其延伸方向共有三个走向：NS、NE-SW和EW,前两个方向为西向传播的内波所致,而最后一个则很有可能是由洋盆西向传播的内波遇到东沙环礁后形成衍射,向北传播的内波引起了向南的近海底底流,冲刷海底底层,剥蚀出足够的沉积物颗粒,从而形成EW走向的水下沙丘.值得一提的是,在多边形网状沙丘的上方,反射地震剖面揭示水层中发育与下方沙丘相当波长的高频震荡内波,并且在遥感资料上也发现相关的衍射和内波干涉区域,而内波干涉很有可能导致高频震荡,从而形成网状沙丘.本研究丰富了水下沙丘形态类型,探讨了新型水下沙丘的形成机制,在陆坡底沙运动及工程应用中具有重要的价值.     

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。     

南海东北部内孤立波包的地震海洋学和遥感研究

在南海东北部东沙环礁附近,内孤立波被大量地观测报道.在该地区内孤立波的传播和演化过程仍然存在许多待解决的问题.利用改进的地震海洋学处理方法对2009年夏的一段海洋勘探地震测线进行了重新处理,获得了50 m水深之下的水层反射图像,发现了包含8个内孤立波的下沉型内孤立波包.遥感仪器中分辨率成像光谱仪(MODIS)图像在该段地震测量的3 h内,捕捉到同一个内孤立波包,经处理分析,获得前5个内孤立波的清晰图像.本文采用了两种方法计算内孤立波相速度,方法一是利用不同的叠前共偏移距道集剖面估算内孤立波的视相速度,并根据MODIS图像上内孤立波的传播方向对其进行校正;方法二是利用地震与MODIS图像联测直接获得传播相速度.将这两种方法得到的相速度分别进行对比,发现它们在数值大体一致.地震海洋学剖面可直接获得内孤立波包中8个内孤立波的特征参数,包括振幅、视半高宽和视波间距.该内孤立波包的最大振幅为117 m,最大视半高宽为1020 m,最大视波间距为4100 m.由于地震采集船和内孤立波之间存在类多普勒效应,且二者前进方向存在夹角,所以利用地震与MODIS图像联测得到的传播相速度,结合MODIS图像所推断的内孤立波传播方向对视半高宽和视波间距进行校正.首波的半高宽与遥感估算的特征半波宽的比值是1.75,接近理论比值的1.763;校正后的真波间距和遥感量测波间距数值基本一致.最后,结合地震观测前后的遥感图像和潮流数据推断这一内孤立波包为Type-b型.结果表明,将地震海洋学和遥感方法结合,可以更好地研究内孤立波的特征.     

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。     

南海西南部深水水道的多波束地形与多道反射地震研究

基于高分辨率多波束地形与多道地震资料精细解释,发现了南海西南部陆坡区5条大型深水水道.这5条水道可分成两类:1、5号水道延伸短,横剖面呈V形,弯曲度低,属顺直水道,侵蚀作用主导;2—4号水道延伸长,横剖面呈U形,弯曲度高,属弯曲水道,侵蚀-沉积作用主导.水道走向NEE-NE,长度大于350km的有2条,宽度最大达2km,切割深度最大达150m.推测这些水道是陆源物质重力流作用形成的,是该区陆源物质通过陆架输送到南海西南次海盆的重要通道.陆坡区这些水道基本发育天然堤.在下游区域第二长的2号水道谷底明显高于周缘海底,水道-天然堤沉积已逐渐演变为朵叶沉积.这些水道的深部对应基底隆起区,说明深部构造的晚期活动控制了水道的平面位置,重力流与深部构造晚期活动共同控制了水道的形成演化.     

海底冷泉的地震海洋学初探

海底冷泉活动在全球大陆边缘海域广泛分布.与传统利用高频声学方法探测海底冷泉羽状流不同,本文利用常规多道反射地震(地震海洋学)方法对海底边界附近水体进行成像,结合盆地流体逸散结构特征,圈定活动冷泉流体活动发育位置,分析其地震反射特征和流体活动特征.研究表明,活动冷泉流体渗漏、逸散活动在多道反射地震剖面上一般呈羽状、扫帚状和不规则状几何形态,内部反射杂乱,反射振幅偏弱,但也有振幅增强的情况出现,这可能是由于含有较多泥质和细粒颗粒物悬浮.所造成的.冷泉活动一般与盆地内部泥底辟、流体管道、断层和裂隙、气烟囱、海底麻坑和泥火山等流体逸散结构相关,反映了地层内部流体自深部向浅部运移,在海底渗漏、逸散形成了活动冷泉.但分析结果仍需要进一步实地观测和理论模拟等相关研究确认.     

东沙海域内孤立波浅化过程及含圈闭涡核内孤立波的反射地震初探

基于地震海洋学数据,通过叠合波形结构与混合参数空间分布,可以较好地分析内孤立波浅化过程与能量耗散、混合增强的关系.在东沙海域的一条地震剖面上,我们观测到了上陆坡深水区(500～1000 m)、浅水区(300～400 m)两个内孤立波波包,有着明显不同的波形特征.浅水区的内孤立波包的3个内孤立波波形复杂,在波核内部呈现杂乱反射特征,可能是含圈闭涡核的内孤立波,估算的耗散率、扩散率分别达O(10^-5)W·kg^-1、O(10^-2.5)m²·s^-1.该内孤立波包前方,则存在一个第二模态内孤立波.深水区内孤立波包虽然波形相对简单,但诱导的湍流混合强度也较强,形成了内孤立波发育区、陆坡上方厚度达200 m的高耗散率、扩散率区带.在东沙海域上陆坡的深水区、浅水区,内孤立波持续耗散能量,增强了湍流混合.