南海北部海底地质灾害因素

海底地质灾害对海洋工程造成的损失是巨大的,它制约着海洋资源的开发,根据大量的地球物理和工程地质调查资料,分析了南海北部海底地质灾害的类型,成因及其分布特征。     

南海北部海底沙波研究

南海北部水深100~250 m的陆架和陆坡斜坡海底分布着大片沙波地貌,本文采用底形相图参数近似计算和泥沙起动流速2种计算方法,结合海底微地貌的实际形态,研究了沙波的沉积特征及其成因机理。研究认为,区内的沙波为现代沉积地貌;控制沙波形成发育的主要水动力因素是潮流与风暴条件下风海流的叠加;区内泥沙颗粒粒径适宜,海底坡度平缓,有利于海底沙波的发育。     

南海北部海底沙波地貌

南海北部水深８０—２５０ｍ的外大陆架和上大陆坡海底，有大片沙波地貌分布，它们主要是晚更新世末次冰期低海面时遗留下来的滨海沙波、沿岸沙丘、沙堤和沙垄，属残留沙体地貌。它们明显沿着本次冰期时形成的最低海岸线两侧分布，但在现代海底底流作用下，其两翼及沙波谷部发育有次一级的小型沙波或沙纹，它们的形态细小、排列紧密，与残留沙体地貌组成复式海底沙波。这就是流动沙波，是不稳定的地质因素，对海底工程有一定危害，但根据外大陆架实测底流数据，运用计算机数学模型方法计算，表明在细沙和中细沙大面积覆盖区，海底沙波每年均以０．１６６—０．５３４ｍ的速度向深海方向迁移，移动速度相当缓慢，其对海底工程设施不会造成直接危害。     

南海北部海底沙波地貌动态研究

南海北部水深80～250m的外陆架和上陆坡海底,有大片沙波地貌分布,它们主要是晚更新世末次冰期低海面时遗留下来的滨海沙波、沿岸沙丘、沙堤和沙垄,属残留沙体地貌,它们的分布规律明显沿着末次冰期时形成的最低海岸线两侧分布,但在现代海底底流作用下,其两翼及沙波谷部发育有次一级的小型沙波或沙纹,它们的形态细小、排列紧密,与残留沙体地貌组成复式海底沙波。人们称这些沙体地貌为流动沙波,它们是不稳定的地质因素,对海底工程有一定危害。但根据外陆架实侧底流数据,运用计算机数学模型方法计算,表明在细砂和中细砂大面积覆盖区,其海底沙波每年均以0.168～0.534m的速度向深海方向迁移,其移动速度相当缓慢,对海底工程实施不会造成直接危害。     

南海北部油气盆地的地质特征

南海北部大陆架发育的珠江口盆地、莺歌海盆地、北部湾盆地属大陆边缘的被动盆地.盆地的演化经历了断陷、拗陷和整体沉降三个发育阶段,早第三纪为断陷充填的陆相沉积;晚第三纪为拗陷的封闭海至广海的海相沉积.主要生油层为下第三系陆相地层,储集层除下第三系地层外,上第三系海相碳酸盐岩、生物礁体和生物滩以及三角洲前缘砂体.     

南海北部白云大型海底滑坡的几何形态与变形特征

利用二维、三维地震资料,结合多波束水深测量,在南海北部白云凹陷发现大型海底滑坡。白云大型海底滑坡可分为滑坡根部、滑坡主体和滑坡前缘3个主要部分,广泛发育滑坡陡壁、滑塌沟谷、滑移面、滑坡台阶等典型滑坡地貌。地震相特征表现为楔状弱振幅杂乱地震相,块状平行或渡状弱振幅中连续地震相,席状亚平行/波状弱振幅连续地震相,谷状水平充填中振幅、中连续地震相和丘状/透镜体状前积地震相等5种典型地震相特征。初步估算白云海底滑坡范围约为13000km2,滑坡分布受地形和海底沉积物岩性控制,晚期活动在中更新世。白云大型海底滑坡位于深水油气和天然气水合物的富集区,对油气和天然气水合物成藏作用和勘探开发具有重要的影响。     

南海北部波浪特征分析

利用南海北部近海区域(20°36.298′N,110°45.433′E)于2012年至2013年的波浪实测资料,统计分析了其波浪特征,为海洋工程建设和波浪能利用提供基本波浪参数。统计结果表明,南海北部年平均有效波高为1.2m,周年平均十分之一部分大波波高为1.5m,年平均周期4.0s,周年最大平均有效波高为4.97m,周年最大平均十分之一部分大波波高为7.34m,常浪向为E向,次常浪向为ENE向。强浪向为E向,次强浪向为ESE向。     

南海北部深水区新生代岩浆岩分布规律及其与海底地质灾害的相关性

前人对南海北部新生代陆缘盆地结构、构造样式和期次等做了大量的研究工作,但对于具体体现内动力过程的岩浆活动关注较少,尤其是北部深水区的研究鲜有涉及。本文基于二维地震剖面的解译分析,将南海北部新生代岩浆岩划分为3个集中分布区:琼东南-西沙区、神狐区和东沙区。各区域岩浆岩的产出状态有所差异,其中琼东南-西沙区岩浆岩的平面展布规律性极强,主要受右行右阶的走滑断裂控制;神狐区岩浆岩位于NW向与NE向断裂的交汇处,侵位空间受先存断裂制约;东沙区岩浆岩的产生与东沙运动期间区域伸展过程有直接关系。作为内动力的表征,岩浆作用对于海底地形地貌具有重要的改造作用,与活动断裂、海底滑坡、浅层气等海底地质灾害也具有成因上的关联。     

南海北部大陆架海底沉积物物理性质研究

用物理(声学的、工程地质的、扫描电子显微镜)等技术方法,综合分析了沉积物结构特征和工程力学性质,研究了颗粒接触、堆垒、孔隙等现象与物理性质之间的关系,得出了沉积物声学物理参数和应力一应变性质之间的关系。结果表明,南海北部大陆架海底沉积物有6种结构类型,其中混合接触结构类型的沉积物具有较高的抗压强度和声速,浅层海底存在着高、低声速分层的中尺度结构。     

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。     

南海北部春季海流的垂向变化

对南海北部一连续观测站的春季海流资料进行功率谱分析、潮流调和分析及统计分析,得到南海北部春季海流垂向结构的基本特征为:(1)实测平均海流偏W向流动并随深度的增加稍作逆时针方向偏转,平均流速随深度的增加而减小;实测海流的日周期明显,在垂向上,近底层(300m)的功率谱峰值明显比其它水层的大,表明该层海流包含的日周期波动最强;(2)海区的日潮流相当强,其最大流速(WK1 WO1)在近底层最大;日潮流作顺时针方向旋转,其椭圆长轴基本上为偏NW—SE向;(3)海区的平均余流呈偏W向流动,在200m层相对较稳定,随深度的增加其方向略呈逆时针方向偏转,量值呈减弱趋势。     

南海北部印度无齿鲳的资源变动

根据1997—1999年南海北部底拖网调查的最新资料,结合1964—1965年和1978年历史调查资料,综合分析了南海北部印度无齿鲳的资源变动情况。结果表明,该资源已明显衰退,拖网出现率由36.6%减为22.8%,出现站次平均渔获率由2.38kg·h-1减为0.53kg·h-1,渔获百分组成由1.37%减为0.40%,渔获个体明显变小,平均体重只有33g·ind-1,渔获率无明显季节变化,捕捞汛期消失。该资源衰退的速度与南海区总资源量衰退的速度差不多,资源衰退的主要原因是过度捕捞。     

南海北部水体浮游植物比吸收系数的变化

在2004年9月南海北部开放航次中测定了51个站点的浮游植物比吸收系数aph^＊（A）。分析表明，aph^＊的数值和光谱分布都有较大的变化，且在沿岸和外海表现出不同的变化趋势。aph^＊的变化主要受色素打包效应和色素成分的影响。外海水体微微型藻类占绝对优势，而沿岸水体中微型藻类和大型藻类的比例相对增大，相应地色素打包效应增强，aph^＊减小。外海水体的aph^＊光谱分布随深度的增加呈现出一定的变化趋势，且在上层水体的蓝红比较高，反映出辅助色素含量的相对变化对比吸收系数的影响。aph^＊随叶绿素a浓度的增大而减小，两者之间呈现出较好的幂指数关系。     

南海北部陆缘地壳结构探测结果分析

深部地震和重力资料反演揭示了南海北部陆缘地壳结构在总体上由北部的华南沿海（厚约30km）向南部的洋盆（5──8km）逐渐减薄。南海的近SN向拉张不仅造成南北方向地壳结构的巨大变化，也造成东西向的明显变化。在南海北部陆缘的西部，局部拉张产生了一系列裂谷构造。西沙海槽作为一条狭窄的陆内裂谷向西延伸，海槽南北两侧地壳厚度超过25km，海槽中部地壳减薄至不足10km。西端的莺歌海盆地地壳厚仅5km，缺少明显的壳内反射－折射。在珠江口盆地中部，地壳厚度在下陆坡明显减薄，地壳下部存在较薄的（3──4km）高速层（地震波速7．2──7．5km·s－1）；在珠江口盆地东部，地壳底部存在约 10km厚、300km宽的高速层。在台湾地区，由于弧陆碰撞，曾经减薄的陆壳在碰撞带增厚，莫霍面深度超过30km。南海北部陆缘在裂谷拉张和海底扩张期间岩浆活动平静，表明南海北部陆缘为非火山型陆缘。     

南海西部海域新生代地质构造

南海西部海域地质构造复杂,以北东、北西和近南北向断裂构成区域性格架,重力异常和磁力异常具有明显方向性,地震剖面反映新生代地层可划分出上、中、下三套构造层,深部地壳结构变化较大,地壳强烈减薄,甚至出现了洋壳。此外,南海西部海域发育了一系列新生代沉积盆地,是南海地区一个重要的油气聚集带。本文通过收集多年来的地质一地球物理调查成果,从宏观上综合研究了这一地区的地球物理场和地质构造特征及地壳结构,为评价这一地区的油气资源潜力提供基础背景资料。     

南海北部及广东沿海新生代火山活动

调查区新生代火山活动十分活跃。岩性以基性为主,少数属超基性Sr~(87/86)初始值最高0.706189,最低0.703178,陆区和海盆新生代火山岩均来自地幔。 K-Ar年龄最老62.86百万年,最新0.43百万年。从老至新可划分为8个活动期,分别为古新世早期、始新世早期、渐新世末期、中新世中期、中新世晚期、早更新世早期、早更新世晚期和中更新世中期。 海盆与陆区火山活动在岩性、同位素特征、活动时期、喷发方式以及岩浆来源等方面都十分相似,二者属统一的新生代火山岩区。     

南海南部活动断裂与灾害性地质初步研究

根据浅层地震剖面资料，本文比较详细地论述了南海南部活动断裂的基本特征和分布规律，同时，还对该区的灾害性地质进行了初步的探讨。     

冬季和夏季南海北部浮游纤毛虫的分布特点

本文报道2009年冬季和夏季南海北部浮游纤毛虫丰度和生物量的水平分布和垂直分布特点。冬季和夏季纤毛虫的平均丰度分别为(486±484)ind/L和(809±1008)ind/L;平均生物量分别为(2.84±3.26)μg C/L和(1.96±3.80)μg C/L。冬季和夏季纤毛虫丰度和生物量的水平分布特点一致,呈现由近岸向远岸降低的趋势,珠江口外断面的水体平均纤毛虫丰度和生物量均明显高于海南岛东部断面,该趋势在夏季表现得更为突出。冬季和夏季纤毛虫丰度和生物量的垂直分布特点不同,冬季纤毛虫丰度和生物量在水体的次表层较高;夏季纤毛虫丰度和生物量总体上在表层或中层出现高值。夏季在珠江口外断面远岸150m水深处有一个纤毛虫丰度和生物量的高值区,这个现象在以往的研究中没有发现过。冬季砂壳纤毛虫很少检出,夏季共鉴定出砂壳纤毛虫14属22种,冬季和夏季砂壳纤毛虫丰度占纤毛虫丰度的比例分别为1.7%和22.6%。     

南海海底地形可视化分析及其地质意义

海底地形是海洋地质学、海洋地球物理学、物理海洋学和海洋生物学等研究的基础资料,是影响海洋要素分布的重要因素之一。可视化是地形数据解译的关键,它为揭示海底地形与其他海洋要素之间所蕴含的关系和规律提供了独到的方法。基于可视化工具Vertical Mapper,在MapInfo Professional中对南海海底地形信息进行了渲染图与三维可视化实现,并对地形进行了剖面分析,进而将可视化的南海海底地形信息与表层沉积物类型、流场等其他海洋要素信息进行叠加分析,由此探讨了表层沉积物类型的分布与地形、海洋动力条件等的空间相关性,说明海底地形的可视化对于海洋地质现象的解释具有重要的意义。     

南海北部内孤立波数学模型

在二层内潮数学模型的基础上,考虑非静力平衡扰动压力的影响,导出潮频内孤立波产生、传播的数学模型。该模型不受小地形假设的限制,并适用于南海。应用该模型能解释说明产生以下现象的物理机制：潮流流过巴坦-萨布坦海脊时,在一定海洋环境条件下,通过潮流与起伏的底地形相互作用可激发产生潮频内孤立波,并西传至东沙群岛附近的海域。