南海西部灾害性地质研究

灾害地质学(hazard geology)是研究对海底工程,特别是海洋石油工程能够产生直接危害,或具有潜在性危害的地质因素的特征及分布规律的科学。在过去几十年的海上石油开发中,由于事先未能对灾害性地质进行详细调查而造成重大损失的事件不乏其例。1973年3月,墨西哥湾一钻井平台,因浅层天然气喷发引起火灾,数千万美元的仪器设备毁于一旦。1977年南海莺歌海盆地作业的一架自升式钻井平台,在水深75m处插桩时,由于埋藏古河道的影响,地层分布不连续，两只柱腿插在古河岸上,至海底以下3m即稳定,另一只桩腿落入古河床,插入21m尚不稳定,致使钻井平台倾斜,后被迫移位才免遭于害。灾害性地质问题的研究已成为海洋石油和天然气开发成败的关键问题之一,因而引起了国内外有关部门的极大重视。1985-1987年,中国科学院海洋研究所受南海西部石油公司的委托,对珠江口以西至北部湾东部的广大海域,进行了大规模的灾害性地质、工程地质的普查及井位调査。调查中先后使用了“科学一号”科学考察船和“南海502”、“南海503”等工程物探及工程地质调查船,在海上进行了七千余公里的综合性工程物探测量,为研究调查区灾害性地质问题积累了丰富的资料。     

渤海的地质演化与断裂活动

本文将渤海的地质演化分为:前中生代、中生代和新生代三大时期,并论述各个时期的构造特征和地层分布。渤海的断裂系统主要有北北东—北东、近东西和北西向三组,每组断裂既有其各自的发生、发展规率,同时彼此之间又有一定的关联。     

南海南部断裂的分形研究

分形几何作为定量描述自然界中复杂非线性现象的强有力工具被应用于南海南部断裂体系的研究中,通过数盒子法计算了断裂分布的分维值.研究结果表明这种方法是可行的,断裂分布的分维值能有效地描述断裂的空间分布特征.南海南部断裂体系在标度区间25~250km具有很好的统计自相似性,全部断裂的分维值为1.6601,北东向断裂的为1.3875,北西向断裂的为1.2693.根据断裂分维等值线,沿西南海盆扩张轴,两侧断裂呈对称展布;北东向的与北西向的在空间上有一定的互补性,这反映了两组断裂在发育过程中的相互制约性.结合南海的构造演化及南海南部油气盆地的分布,初步探讨了断裂分形特征与南海的构造演化及断裂分形特征与油气盆地分布之间的关系.     

南海南部断裂的分形研究

分形几何作为定量描述自然界中复杂非线性现象的强有力工具,将其应用于南海南部断裂体系的研究中,通过数盒子法计算了断裂分布的分维值。研究结果表明这种方法是可行的,断裂分布的分维值能有效地描述断裂的空间分布特征。南海南部断裂体系在标度区间25～250km内具有很好的统计自相似性,全部断裂的分维值为1．6601,北东向断裂的为1．3875,北西向断裂的为1．2693。根据断裂分维等值线,沿西南海盆扩张轴,两侧断裂呈对称展布;北东向的与北西向的在空间上有一定的互补性,这反映了两组断裂在发育过程中的相互制约性。结合南海的构造演化及南海南部油气盆地的分布,初步探讨了断裂分形特征与南海的构造演化及断裂分形特征与油气盆地分布之间的关系。     

南海西南部珊瑚礁区活动断裂分析

利用SEABAT8111多波束系统在南海西南部珊瑚礁区海域进行地形地貌探测,同时还进行了单道和多道地球物理调查。探测表明该区珊瑚礁礁体的活动断裂主要有NE、NW、SN向3组。NE向断裂主要分布在岛礁区内,是晚燕山期南海第一次海底扩张时形成的断裂系,强烈活动于晚白垩世—始新世,晚第三纪以来继承性活动,以张剪性断裂为主,现今活动性中等至弱。NW向断裂主要分布在曾母盆地,以张剪性断裂为主,切割至基底,强烈活动于渐新世至上新世,构成了曾母盆地的主要张裂期,第四纪仍有活动,均为弱活动断裂。SN向断裂主要有南海西部的滨海断裂带,它是南海SN向扩张时期的转换断层,具张剪性,为中活动断裂,是南海西南部珊瑚礁区活动性较强的断裂,该断裂带历史上曾有火山活动和地震活动的记录。     

断裂研究最新进展与南海断裂研究展望

追踪国内外断裂构造研究内容与方法上的最新进展,并针对这些进展在南海断裂研究中的应用现状,指出未来南海断裂研究中值得重视的地方,特别强调运用多学科方法建立南海层滑－倾滑－走滑断裂构造系统的重要性。     

南海南部油气地质特征

本文通过对万安、曾母等几个盆地有关油气地质特征的综合分析，认为南海南部新生代沉积盆地十分发育，具有较好的生烃条件、多层位、多类型的油气储岩，丰富多彩圈闭类型，短距离的油气运移和良好的盖层及保存条件，其中，曾母、沙巴一文莱和万安等盆地的均具有良好的油气地质条件，蕴藏着丰富的油气资源。     

南海灾害性波浪基本特征研究

本文基于1991-2016年全球卫星高度计融合数据对南海灾害性波浪基本特征进行了分析,根据灾害性波浪诱发天气类型不同,将其分为"台风浪"和"非台风浪"。依此主线,对两类波浪在南海不同海域的特征进行了研究,并提出了用于定量研究两类波浪强度关系的台风浪权重系数（W）,得到了两类波浪在南海相对强弱关系的分布规律,量化研究了南海灾害性波浪的特征。本文以卫星高度计波高数据为样本进行了极值分析,得到了南海重现期波浪要素整体分布规律,研究发现W值大小与广义极值曲线类型显著相关。     

南沙群岛海区珊瑚礁灾害性地质分析

珊瑚礁是一种特殊的岩土介质，有独特的灾害地质类型。珊瑚礁灾害地质研究是现代工程地质学的一个新课题。通过珊瑚礁的地质记录研究了内动力灾害地质类型（包括活动断裂、地震和火山活动等）、外动力灾害地质类型（包括海底槽谷与地形突变带、崩塌、滑坡、峰礁与埋藏礁、泥丘、埋藏负地貌等），同时还分析了人类活动对珊瑚礁发育的影响。     

南海南部海域构造地貌

构造地貌是指由新构造运动直接形成的一种动态的、积极活跃的地貌类型。南海南部海域新构造运动强烈,类型众多,它们是控制海底构造地貌形成和发育的主要内动力因素。根据地质地球物理资料,对该区区域构造沉降、海底扩张、断裂作用、褶皱作用和火山活动等新构造运动类型及其形成的构造地貌进行了分析。区域构造沉降形成规模较大的构造台地、深水阶地和陆坡盆地等;海底扩张形成西南海盆、中央海盆及其内部的众多构造地貌类型;断裂作用形成断层崖、断阶、海底谷、断块山、断陷盆地等;褶皱作用形成山地和挤压构造盆地;火山作用形成海山、海丘。     

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。     

南海北部湾海洋工程地质特征

根据地球物理、声学探测及海底取样等实测资料详细分析,发现北部湾油气勘探开发区具有近岸、水浅等优越自然条件以及复杂的海洋工程地质特征。海底地形地貌较为复杂,存在潮流沙脊与潮沟、海底沙坡、埋藏古河道、浅层气、埋藏古陡坡、滑塌断层及可能的砂土液化层等潜在灾害地质因素,对海上构筑物存在直接或潜在的危险性。尤其在东部,海底坎坷不平,活动性的潮流消脊、侵蚀沟槽、海底沙波及浅层气等很发育,是海底工程建设的危险区,应引起高度重视。     

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。     

南海转换断层成因机制及对南海扩张的启示

转换断层是揭示边缘海盆地演化的一把钥匙,但其成因机制一直都是地质科学研究的难点和热点。基于高分辨率海底构造地貌、盆地发育几何学结构、重磁异常、磁条带分布样式、莫霍面埋深、海底热流和南海北部地震剖面等资料对比,并结合区域地质背景、板块重建、动力学来源,重新厘定了南海海盆转换断层和邻区走滑断层的分布,尤其是其走向,统一归结为NNE向。另外,从转换断层走向的角度入手,提出了边缘海盆地扩张的新模式,并修正了前人对新生代南海的板块重建方案。南海海盆真正的转换断层方向应该是NNE向,并不是传统上认为的NW向。NNE向转换断层及南海的扩张,可能为继承邻区裂解陆缘走滑断层方位的模式。NNE向转换断层实际上就是在南海陆架中广泛分布的NNE向大型右行走滑断层,也是华南地块上一系列NNE向右行走滑断裂在海上的自然延伸,进而提出南海转换断层实际上是继承了邻区陆地上大型走滑断层的走向。这种模式并不是类似于正常洋中脊那样的正向扩张,而是一种斜向扩张,转换断层不垂直于扩张中心。     

南海南部海域新生代万安运动的构造意义及其油气资源效应

南海南部海域在中中新世末发生了一次区域构造运动,被命名为万安构造运动。这次构造运动在新生代沉积中的表现是断裂、块断、挤压背斜和向斜。部分地区发育逆冲构造等。根据南海区域构造分析产生这次构造运动的起因可能与菲律宾海板块和欧亚板块于13MaBP在民都洛岛处发生碰撞．以及澳大利亚板块和欧亚板块在苏拉威西岛处发生碰撞(10MaBP)有关。这两次碰撞事件均对南海南部海域产生挤压,尤其是第一次碰撞挤压(向西方向)很强烈,是这次构造事件的主导因素。万安构造运动在南海南部海域沉积盆地中产生了许多挤压构造;而该海域沉积盆地中生烃的关键时刻是6MaBP,构造形成时间在生烃关键时间之前。因此,该海域形成了极其丰富的油气资源。     

南海,南黄海,渤海^210Pb垂直分布模式

利用~(210)Pb同位素地质学技术测定了我国南海,南黄海和渤海26个岩心现代沉积速率和沉积通量。发现采样点岩心中~(210)Pb的放射性强度随深度衰减呈现出五种垂直分布模式,利用其分布模式,分析研究了采样点海区沉积作用强度、物质来源和沉积环境。~(210)Pb资料表明我国陆架浅海采样点、尤其象黄河三角洲高速沉积区近百年来的沉积速率和沉积格局有显著的差异和独特的沉积特征。     

南海北缘新生代盆地沉积与构造演化及地球动力学背景

南海北缘新生代沉积盆地是全面揭示南海北缘形成演化及与邻区大地构造单元相互作用的重要窗口。通过对盆地沉积-构造特征分析,南海北缘新生代裂陷过程显示出明显的多幕性和旋转性的特点。在从北向南逐渐迁移的趋势下,东、西段裂陷过程也具有一定的差异,西部裂陷活动及海侵时间明显早于东部,裂陷中心由西向东呈雁列式扩展。晚白垩世-早始新世裂陷活动应是东亚陆缘中生代构造-岩浆演化的延续,始新世中、晚期太平洋板块俯冲方向改变导致裂陷中心南移,印度欧亚板块碰撞效应是南海中央海盆扩张方向顺时针旋转的主要原因。     

天然气水合物的聚集和形成及南海地质条件分析

天然气水合物目前已经成为世界范围的一个研究热点，而我国的天然气水合物研究起步则相对较晚，通过阅读国内外有关文献，总结了天然气水合物在海底的分布特征，聚集和形成机制，产状及其形成机理，甲烷羽的形成过程，天然气水合物在沉积物中的聚集位置通常有两种情况：一是较浅的沉积物（海底以下几米）中，受控于泥底辟，泥火山，断层等；二是较深的沉积物（海底以下几十米，甚至更深）中，受控于流体，当断层延伸至海底时，通常在水合物聚集处的上部发现甲烷羽，天然气以溶解气，游离气或分子扩散的形式运移，在温，压适宜的沉积物中，即水合物稳定带内聚集并形成水合物，水合物的形成过程是：最初形成晶体，呈分散状分布于沉积物中，之后逐渐聚集，生长成结核状，层状，最后形成块状，在细粒的浅层沉积物中，通常以较慢的速度生长，形成分散状的水合物；而在粗粒沉积物中，水合物通常呈填隙状，并且这种产状可能位于较深层位中，我国南海在温度，压力，构造条件，天然气来源等方面都能满足天然气水合物的形成条件，并且在南海也发现了一些水合物存在的标志，如似海底反射层（BSR）以及孔隙水中氯离子浓度的降低。因此，天然气水合物在我国南海海域可能有很好的前景。     

南海北部海区水团的判别分析

将判别分析应用于南海北部海区的水团分析。划分为八个水团:沿岸冲淡水团(F),近岸混合水团(M),暖表层水团(WS),表层水团(S),表—次层混合水团(SU),次层水团(U),次—中层混合水团(UI)和中层水团(I)。给出了各水团在四季代表月的Bayes多组判别的系数和参数。用资料检验判别的成效.冬季和春季可达95.90％以上,夏季为94.80％,秋季是全年最低值,为92.72％。讨论了造成错判的原因,并与Fisher判别作了比较。当测值维数较低时,建议选用Bayes判别。对八个水团以及各水团两两之间差异的显著性进行了检验,证实在每个季节中各水团之间的差异,都在高度置信水平(α=0.01)上具有显著性。因而,划分为八个水团是有实际意义的,其判别式的系数和参数,可用于实际的判别和预报。