南沙群岛海底地貌制图研究——以1：100万郑和群礁幅为例

中国海域辽阔，但公开发表和出版的1：100万及更大比例尺的海底地貌图尚属空白。在综合研究已有的海底地貌分类系统的基础上，以南沙群岛郑和群礁幅为实验区，尝试建立了该海区1：100万海洋地貌分类系统，利用历年来南沙群岛海区等深线图（1：50万）、沉积图（1：200万）、地质地球物理图集（1：100万）及各种文献资料和在专家指导的基础上，绘制了该幅的海底地貌图并对该区域的地貌格局进行了分析。实验表明，通过对现有资料的综合进行1：100万海底地貌制图是可行的。实验发现：1）等深线数据如同陆地上的等高线数据，是进行海底地貌制图的基本和主要数据源；2）海底底质和沉积物数据是进行海底地貌成因类型判别的重要依据；3）海底构造格局对海底地貌格局起着根本的控制作用，因此海底地质地球物理数据也是进行海底地貌制图不可或缺的数据之一。     

南沙群岛永暑礁上部向海坡地貌特征研究

珊瑚礁向海坡是珊瑚礁地貌中很具特色的地貌单元之一,特别是上部向海坡发育的浅水平台、脊－槽沟系反映构造运动、海平面升降以及水动力作用的强弱。根据实测剖面资料,发现永暑礁上部向海坡地形呈台阶状,普遍发育－６￣－８ｍ,－３５￣３８ｍ两级浅水平台,它们具有古海平面的指向意义;东北和西南礁缘普遍发育了脊－槽沟地貌体系,反映了南沙群岛的季风气候特点和波浪作用的强弱。锚地大都发育在西南向海坡。本文对永署礁上部向     

海底地貌制图中拓扑关系的建立

为完成海洋项目总图编绘任务,在海底成图系统MBChart的基础上进行技术开发,提出面向海底地貌图编制的拓扑构建流程:通过曲线自相交、互相交来判断和删除悬挂弧段等操作,编辑不满足拓扑构建要求的弧段;以角度为序构建弧段的结点网络,建立弧段与结点间的双向联系;以结点为序跟踪相关弧段,构建封闭拓扑面;按照最小包围框初步建立各拓扑面间的嵌套关系,用射线法或转角法排除假嵌套关系,建立完整的拓扑树结构;在MBChart软件平台基础上,采用人机交互的方式编辑已构建的拓扑面,按照规范要求实现地貌图填色.已采用该技术方案完成海洋项目总图和《南海图集》中海底地貌图的编绘工作,同时该项技术还有望应用到地学研究的可视化展示和定量运算.     

地貌形态对海底管线稳定性影响的研究

以东方1-1平台海底管线路由区为例,多次对该路由区多波束测深、旁扫声纳、浅地层剖面、土质、海流及海底过程的原位监测调查数据和收集的波浪、海流等相关资料进行分析,得出,在水动力条件的作用下,海底会产生沉积物的侵蚀、搬运和沉积等过程,这些过程对海底地貌有重要的改造作用,会对管线稳定性具有重大影响。提出管线铺设需预先了解水下环境的动力条件的规律,识别沿拟定管线路由区可能存在的海床运动和波流冲刷的地质灾害,找到地貌形态对海底管线稳定性影响的原因。进而提出根据不同情况的解决对策,有效地减少地貌形态对海底管线稳定性影响。     

海底麻坑表征及成因研究——以尼日尔三角洲为例

基于西非几内亚湾尼日尔三角洲盆地研究区约1300 km2的高分辨率三维地震资料,研究麻坑的剖面特征、平面展布形态、麻坑与水道的关系、麻坑的成因。通过对目的层位的精细解释及多种地震属性提取的方法,在研究区西北部发现了75个麻坑,在海底水道上方发现了56个麻坑,以及在研究区其他区域分布的62个麻坑。研究区主要有条带状麻坑、复合麻坑和孤立麻坑三种麻坑样式。麻坑的成因和分布模式受埋藏水道段侵蚀和切割的影响,麻坑下方地层中相应的浊积水道产生流体,流体向上运移导致地层不连续,进而对麻坑的形成和分布产生影响。根据麻坑下方地层特征和充填模式,将麻坑的成因分为古水道成因和断裂成因。     

南沙群岛海域以钡为指标的古生产力研究

对南沙群岛海域3个站位沉积物柱样中的钡、钛元素进行了分析,以AMS-14C_orc(有机碳)方法进行沉积物年代测定.对钡、钛元素的平面和深度分布特征进行研究发现,其中2个站位生源钡变化趋势明显,在距2800a左右生源钡含量开始明显升高.另一个站位钡的变化趋势比较复杂,结合对稀土元素、钛和其他过渡金属元素的分析,认为主要是由于该站位沉积物中陆源组分含量较高、沉积环境复杂所致.根据钡的古生产力计算模型估算了2个站位的古生产力状况,同时探讨了2个站位的古生产力变化的影响因素,认为这2个站位古生产力变化可能与全新世晚期的气候变冷事件有关.     

基于高分辨率遥感的珊瑚礁地貌单元体系构建和分类方法—以8波段Worldview-2影像为例

珊瑚礁生态系统是全球初级生产力最高的生态系统之一, 在维持海洋生物多样性、防浪固滩、资源供给等方面发挥着巨大作用。珊瑚礁遥感地貌分类体系是珊瑚礁保护、管理及可持续发展的必要基础, 但目前还未有结合珊瑚覆盖度进行分类的体系。本文基于WorldView-2高分辨率遥感影像, 以中国南海西沙群岛七连屿北部赵述岛和西沙洲所在礁盘作为研究区, 结合珊瑚覆盖度、区域地貌成分和水动力条件等指标, 建立了既适用于遥感监测又与珊瑚生存状况相关联的珊瑚礁地貌单元分类体系。同时, 利用面向对象的支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和随机森林(Random Forest, RF)分类方法进行珊瑚礁地貌单元的信息提取, 并对分类结果进行精度评价。结果表明, SVM和RF两种分类方法均能较好地提取出珊瑚礁地貌单元, 分类精度分别为87.59%和79.81%。针对分类过程中出现的错分、漏分问题, 结合珊瑚礁成因和分布规律对分类结果进行修正, 修正后分类提取的精度达到91.3%, Kappa系数为0.9041, 表明本文构建的珊瑚礁地貌单元分类体系在一定程度上能满足当前珊瑚岛礁信息提取的需要。     

陆坡重力流沉积地貌单元三维地震表征及其成因-以琼东南盆地陵水凹陷为例

海底地貌一直是国内外学者关注的重点领域。基于琼东南盆地陵水凹陷1 000 km2高分辨率三维地震资料,利用GeoFrame综合解释平台、Surfer三维成图等技术,对琼东南盆地陵水凹陷现今海底地貌进行精细刻画。研究结果表明：(1)琼东南盆地下陆坡带主要发育水道（大型水道C1和冲沟-朵体复合体G1—G3）、周期阶坎以及滑坡体系3类典型地貌单元。(2)水道C1宽深比31.5～232,主要由陆坡水道运输的碎屑物质冲刷而成,冲沟-朵体复合体G1—G3末端可见明显朵体发育;同时,可在水道和滑坡体系内识别到周期阶坎;研究区处于陆坡滑塌的体部-趾部区域,广泛发育挤压脊、舌状体等沉积构造。(3)推测认为研究区海底地貌主要由上陆坡滑坡引起,在物源与海平面升降的加持下,形成如今的综合型地貌。     

海底电缆工程对中华白海豚的影响研究——以厦门英春—围里海底电缆工程为例

中华白海豚是国家一级重点保护水生哺乳动物,厦门湾是中华白海豚的重要栖息地之一。文章以厦门英春—围里海底电缆工程为例,评价工程建设对中华白海豚及其栖息地的影响,并提出中华白海豚的保护措施,以期为海洋工程建设对水生野生保护动物的保护管理提供借鉴。     

黄河三角洲海底滑坡诱发条件——以埕岛海区为例

2003年11月,黄河水下三角洲2条海底电缆断裂,推测与该区域冲蚀沟较为发育有关。通过多波束测深、浅地层剖面探测、侧扫声呐调查等物探调查方法对埕岛海区开展地质调查,以揭示黄河三角洲地区海底滑坡诱发条件。研究发现:埕岛海区海底存在多条冲蚀沟,软弱土层较为发育,冲蚀沟地层扰动较为明显;通过波浪海流对海底土体的影响分析,判断不同水深和不同土体在浪潮流作用下海底冲蚀沟的发育程度,得出海底滑坡的诱发条件,结合人类活动和海底自然坡度等因素的影响,分析研究区仍然具有发生海底滑坡的可能性。     

室内海底沉积物热导率测量的原理与方法——以TK04热导率测量系统为例

沉积物热导率是计算海底热流的一个重要参数。文中以TK04热导率测量系统为例,详细介绍了实验室内热导率测量原理、样品热导率测量的各个环节,包括样品准备、测量流程、测量数据质量评估与校正等,以及沉积物原位热导率的计算,以为油气资源评价、天然气水合物评价及地球动力学研究提供高精度的海底热流数据。     

云南保山西邑地区水系沉积物地球化学特征及成矿预测——以1∶5万西邑幅为例

应用传统的地质填图方法寻找隐伏、半隐伏矿产难度越来越大,实践证明,应用化探方法寻找隐伏、半隐伏矿产成效显著,本文通过云南保山西邑幅1:5万水系沉积物地球化学特征研究发现:Pb、Zn、Hg、Cd等元素强富集,可作为主攻矿种;通过元素异常特征研究,并结合成矿地质条件及已知矿点信息认为:该区发育多组近南北向断裂和北西-南东向断裂,为成矿提供有利的空间,卧年寺组玄武岩的喷出为成矿提供了有利的热源及流体,岩性为鲕状灰岩、燧石灰岩灰质泥岩和泥灰岩的铺门前组-香山组、大寨门组和何元寨组地层为赋矿层位,在此基础上,开展了成矿预测,划分出大坝口铅锌银找矿靶区和下庙铅锌银找矿靶区,为区域地质找矿和区域工作部署提供了依据。     

基于地形的海底热液区沉积物分布趋势预测方法研究以西南印度洋中脊龙角区为例

热液区沉积物接受了大量热液物质的输入,其矿物组成及地球化学空间分布特征是多金属硫化物勘探的有效指标。由于重力作用,洋中脊区域沉积物主要分布于低洼和平坦地形区。为了探索地形因素对热液区沉积物分布的影响规律,本文通过ArcGIS提出了一种基于地形数据的海底热液区沉积物分布趋势预测方法,并对西南印度洋中脊龙角区地形数据进行了分析,包括沉积物重力搬运方向提取、沉积物汇集量估算、海底沟谷提取和沉积物源区划分。通过与研究区底质解译结果进行对比验证发现,预测结果与研究区内沉积物的实际分布范围较为吻合,表明本方法在一定程度上可以有效地指示地形影响下海底热液区沉积物的分布情况。本方法对海底硫化物矿产勘探工作具有一定指导意义,可为海底沉积物取样站位设置与海底硫化物成矿远景区圈定提供参考依据。     

1:25万海洋区域地质调查地理底图编制方法——以锦西、营口幅为例

海洋区域地质调查需要信息准确、精度高的地理地图作为工作部署和成果图件编制的工作底图。海洋区域地质调查工作缺少可直接依据的地形图,需要综合编制涵盖陆地和海域的海陆一体化的地理底图,以更好地满足海洋区域地质调查的工作需要。以1∶25万锦西幅和营口幅海洋区域地质调查为例,探讨了海陆一体化地理底图的编制过程和技术要点,并应用MapGIS软件编制了相应地理底图。     

综合地球物理方法在海底管道检测中的应用——以舟山大陆引水工程为例

如何快速、高效、准确地获取海底管道的在位状态是海底管道检测的关键所在。本文采用单波束测深、多波束测深、侧扫声呐探测和浅地层剖面探测等多种海洋地球物理探测方法,对杭州湾南部舟山大陆引水工程所属的4条平行排列的海底供水管道进行了在位状态检测,获取了研究区的海底地形特征以及海底片状冲刷和管道沟等微地貌特征,探明了海底管道悬空、出露和浅埋等在位状态。结果表明,通过综合应用多种海洋地球物理方法对海底管通进行检测,可以使不同方法之间形成有效互补,从而高效、准确的检测海底管道的埋藏状态,为后续的管线治理和保护提供技术支持。     

国外对海底电缆管道违法行为处罚对我国的启示 ——以新西兰和澳大利亚为例

近年来,随着海洋油气资源的大规模开发以及跨海电力和通信需求的增加,我国海底电缆管道建设得到迅速发展,近海海底电缆管道分布愈来愈密集,同时与之相关的违法行为也日益增多。目前,我国尚未出台海底电缆管道保护法,现有的处罚规定较为分散、模糊,且处罚力度小,甚至处罚规定之间存在混乱和矛盾的问题,导致难以对海底电缆管道违法行为实施有效打击。澳大利亚和新西兰作为海洋管理经验相对成熟的国家,对海底电缆管道的法律保护较为成熟,其中对海底电缆管道违法行为的处罚分类和方式等,有诸多值得我国学习之处。基于此,文章从违法行为处罚角度深入分析我国海底电缆管道管理与保护的相关制度现状,介绍新西兰和澳大利亚海底电缆管道法律制度概况及处罚规定的特点并与我国进行比较,为完善我国海底电缆管道违法行为的处罚规定和今后的海底电缆管道立法提出了在《中华人民共和国刑法》中增设破坏海底电缆管道罪;制定《海底电缆管道法》等建议。     

湖相白云岩储层研究——以渤海油田为例

以渤海湾几个发现白云岩的油田为例,结合白云岩的几种主要成因理论,从岩性特征、测井曲线形态、薄片鉴定、岩石成因方面对渤海湖相白云岩进行分析研究,研究表明白云岩分布受气候和古地貌控制。根据湖平面变化和古地貌,结合沉积环境、地震,利用层拉平技术探讨了白云岩的分布特征。     

珊瑚礁环境质量变化的价值评估——以涠洲岛为例

以涠洲岛为例,使用非市场价值评估手段对涠洲岛珊瑚礁环境质量进行了非使用价值评估,分析了珊瑚礁环境质量变化所产生的价值损益。2012年在涠洲岛通过模拟3种珊瑚礁环境质量变化,对上岛游客进行调访,游客从影响珊瑚礁环境质量的珊瑚礁覆盖度、珊瑚礁种类以及海水能见度3方面进行考虑,选择最终旅游目的地,共调查300位游客,收集有效数据900份。应用随机效应理论和混合对数模型进行分析和评估,结果显示,当涠洲岛珊瑚礁环境质量提升时,将会人均获益399元/年;当涠洲岛珊瑚礁环境质量略有下降时,将会损失人均561元/年;而当珊瑚礁环境质量下降较大时,人均损失将达到918元/年。同时,本研究的成果可以推广到其它海岛以及陆地进行环境质量变化评估,并且可以评估未来气候变化条件下对珊瑚礁生态系统的价值损失。     

一种基于水深梯度原理的海底滑坡快速识别方法——以南海北部陆坡白云深水区为例

如何快速而准确的识别并提取海底滑坡的特征形态信息一直是海洋工程地质、特别是深水工程地质评价中所关注的问题之一。本文根据滑坡后形成的地形形态,基于水深梯度求值运算的原理,通过Matlab编程建立了一种快速识别海底滑坡的方法。以南海北部陆坡白云深水区为例进行海底滑坡的识别,并利用浅地层剖面做验证,结果显示这一方法是可行的,其最大的优点是滑坡识别速度快,对于规模小且数量多的滑坡识别效率较高。通过实测数据进一步的分析表明:（1）阈值的选取对识别结果有明显影响,阈值的选取需要结合其他物探资料（如浅地层剖面和声呐影像）综合判断来确定;（2）水深数据的空间分辨率会影响滑坡识别结果的准确度,合适的空间分辨率会提高识别结果的准确性。     

起伏地形条件下侧扫声呐探测存在的问题及改进方法——以海底管道检测为例

基于海底管道的检测数据,讨论了起伏地形对传统侧扫声呐探测结果的影响,为起伏地形条件下应用侧扫声呐探测海底管道的调查方案设计、探测精度优化提供参考。研究表明:海底管道周边存在的冲刷槽以及堆积体等复杂地形对侧扫声呐探测有遮挡效应,测量过程中需控制拖体与目标物的相对位置,保证有效覆盖,避免漏测;根据区域地形分布特征,海底跟踪时通过手动设置符合整体地形走势的水深值,忽略小规模起伏地形对拖体高度取值的影响,可有效降低斜距改正后平面位置偏离及目标物的形态畸变;分析了地形起伏的影响因素(k)对海底管道出露及悬空高度计算结果的影响,通过几何近似和简化,提出了海底管道出露及悬空高度计算结果改进方法,并应用该方法对已知管径的海底管道进行了验证,修正后管径反演值的绝均差和均方差都减小为原来的10%左右,可供侧扫声呐数据解释借鉴。