南海北部神狐海域天然气水合物差异性分布的控制因素

南海北部陆坡区具备天然气水合物形成聚集的地质条件,神狐海域的海底沉积层温度和压力条件符合水合物成藏的要求;源岩生烃潜力巨大且烃类运移条件良好,可以为水合物成藏提供充足的气源和通畅的运移通道。然而,钻探结果揭示了神狐海域天然气水合物在相似地质背景地区聚集分布的差异性,其机理及控制因素并不清楚。基于研究区8口钻探井的成藏地质条件,综合对比分析了成功获取及未获取水合物站位处的地震、测井、钻井、地球化学等数据,并以此探究南海北部神狐地区天然气水合物分布不均匀性的控制和影响因素。     

南海北部陆坡一统峡谷群地貌特征及控制因素分析

基于最新的高分辨率多波束全覆盖测深数据、单道地震和多道地震剖面数据,对南海北部陆坡一统峡谷群9条峡谷的地形地貌及沉积特征进行了分析：峡谷群自陆坡向深海盆方向呈聚敛型,横断面主要呈“V”型,谷壁对称发育,坡度较陡; 研究区海底地层受多条断裂控制,呈典型阶梯状发育,海底断陷、重力滑塌面和小型滑坡体等海底不稳定地质灾害高度发育,说明峡谷群海底环境处于极不稳定状态。在研究区海底峡谷群地貌演化过程中,西沙海槽区域沉降等新生代构造运动控制着峡谷群地貌格局的形成; 来自北部陆架的充足沉积碎屑物质的输入往往伴随着高密度浊流、海底滑坡、坍塌等海底灾害的发生,控制着峡谷群的进一步发育; 相对海平面变化直接改变了研究区的沉积环境,为陆源碎屑物质的搬运提供了更加直接的通道,这也是诱发陆坡海底失稳、塑造峡谷群地貌特征的重要因素之一。     

南海深水海盆沉积物压实作用及影响因素

深水盆地沉积物的压实作用直接关系到沉积物本身的稳定性,沉积物压实不均衡可能引发严重的深水地质灾害,如海底滑坡、浅层气、浅水流等,同时对钻井工程也会造成严重影响,如出现井漏、井喷,甚至引发平台不稳定至坍塌。选取了南海深水盆地ODP184航次1144、1146、1148站位与IODP349航次U1431、U1432、U1433、U1435站位的测井数据进行分析,获得了南海深水盆地沉积物正常压实系数与沉积物组分、沉积速率、沉积物埋深等多个影响因素的关系,初步建立起南海深水盆地不同深度沉积物正常压实系数与初始孔隙度的变化规律。为今后研究南海深水盆地地质灾害,特别是超压地质灾害提供参考。     

南海北部珠江口盆地油气运聚成藏机制与特征

以油气藏形成的源储控制因素为核心和切入点,总结出珠江口盆地3种主要的油气运聚成藏机制,即古近系半地堑洼陷自源型油气成藏机制、三角洲砂岩—生物礁外源型油气成藏机制、深水扇系统外源型油气成藏机制。古近系半地堑洼陷自源型油气运聚成藏机制,其烃源供给系统与油气运聚系统均位于半地堑体系内部,具有自源型近距离原地运聚成藏的特点;三角洲砂岩—生物礁外源型油气成藏机制,其烃源供给主要来自三角洲—生物礁运聚成藏体系之外下伏的古近系半地堑烃源供给系统,因此,其纵向烃源断裂体系及构造脊砂体和不整合面构成的油气运聚系统为主要控制因素;处于盆地南部陆坡深水区的深水扇系统外源型油气运聚成藏机制,其烃源供给亦主要来自下伏的古近系地堑型烃源供给系统,且上渐新统海相烃源岩亦有贡献,而纵向烃源断裂体系与深水扇体系中良好储层共同构成的深水油气运聚系统,则是形成这种油气藏之关键所在。     

南黄海北部海底沉积物饱和烃地球化学特征及物源判识

对南黄海北部48个海底表层沉积物样品进行了常规的有机地球化学分析测试,对沉积有机质中的饱和烃组分进行了色谱定量、色谱—质谱分析。测试结果显示沉积有机质受微生物的降解作用在饱和烃色谱图中出现不同程度的UCM鼓包,峰型为双峰型,奇偶碳优势明显,且长链烃奇数碳优势更加显著;石油烃参数Pr/nC17和Ph/nC18比值较高;甾、萜烷成熟度生物标志物参数均显示了有机质进入生烃的热成熟阶段。综合分析认为,南黄海北部海底沉积物受双源控制,以陆源输入为主,有机质保存条件好,成熟度较高,推测可能有外源烃的污染。     

南海北部陆坡神狐海域沉积物失稳类型探讨

利用广州海洋地质调查局采集的2D和准3D地震资料,从整体形态、期次性和内部结构等方面对南海北部陆坡神狐海域内广泛发育的沉积物失稳进行了类型划分和特征描述,并将沉积物失稳的分布特征和陆坡限制型海底峡谷群的分段性进行耦合关联,进而分析沉积物失稳的空间变化规律。研究结果显示,沉积物失稳可以划分为两种类型：第一种类型位于峡谷群的下游段,几乎不受峡谷群地貌的影响,表现为多期次、内部连续和自北向南的块体运动方式,主要以“残留”的形式位于峡谷群脊部;另一种类型主要表现为沿峡谷群脊部向谷底的块体运动方式,受到峡谷群地形起伏的影响,在峡谷群头部,主要为多期次滑移体,中游段变形强度最大,滑塌体是主要的类型,而在下游段-嘴部,表现为滑移块体。第四纪以来,源自北部珠江水系充足的沉积物供给和自北向南较陡的海底地形,是沉积物失稳发育的关键控制因素;陆坡限制型海底峡谷群可能造成了沉积物的再次变形作用,使得沉积物失稳的空间变化规律与峡谷群分段性具有对应关系。此外,神狐海域含气流体的垂向运移以及水合物矿体的存在,也是研究区内沉积物失稳的重要控制因素。     

南海北部陆缘东部陆坡的蒸发盐沉积

在南海北部陆缘东部、台湾浅滩以南的陆坡上,海底水深1 000 ～3 000 m,海底坡度较小,平均8.6×10-3.从穿过这里的地震剖面上看,新生代早期( 晚渐新世)有一套沉积(T7-T8)发生过强烈变形,其内部无反射,只有杂乱的噪声.从地震声纳浮标探测的结果看,这套沉积的层速度为4.98 km/s.由于这套沉积的变形,使上覆沉积也发生了变形.将这套沉积和大西洋边缘的蒸发盐沉积对比,发现其反射特征和层速度极为相似. 因此,推测它为发生在海底扩张初期的蒸发盐沉积.     

南海北部陆架主要地貌特征及灾害地质因素

利用最新高精度多波束水深资料,对南海北部陆架地貌类型和特征进行了系统的识别和分析,发现研究区活动沙波、滑塌体、隆起脊、沟槽和麻坑等灾害地质因素发育。沙波多为直线型沙波,小、中、大型沙波均有发育,自北向南随着水深增大,沙波规模增大,沙波的活动性显著增强。底流内波特征变化与沙波规模和迁移情况具有一致性,沙波的形成和迁移与内波活动密切相关。根据滑塌特征地貌识别出7处滑塌,新老滑塌均有发育,新滑塌多呈线状延伸,梯状滑塌特征明显,分析认为新滑塌近期并无进一步滑动的趋势。受古岸线残留地貌控制,南部地形起伏较大,发育一系列隆起脊,K1—K4隆起脊近NE—SW走向平行排列,K5隆起脊为E—W走向与之相交。另外,研究区发育大量麻坑,直径30~100 m,麻坑深度1.0~3.0 m。     

南海北部陆坡深水区天然气水合物成藏系统及其控制因素

天然气水合物成藏系统目前已越来越受到油气地质专家们的重视与关注。天然气水合物运聚成藏亦遵循从烃源供给到圈闭(高压低温稳定带)中运聚成藏的含油气系统理论。天然气水合物成藏系统的构成及形成,主要取决于充足的气源供给、较好的运聚输导系统和高压低温稳定带三大要素的时空耦合配置。为了深入剖析我国南海北部深水区天然气水合物成藏系统基本特征,在近年来所获南海北部天然气水合物勘探成果的基础上,根据天然气水合物成藏系统理论,重点从天然气水合物的烃源供给、流体输导系统和高压低温稳定带及其储集系统3方面,系统分析总结了我国南海北部陆坡神狐海域、东沙海域和西沙海槽天然气水合物成藏的基本地质条件与控制因素,建立了各区域不同类型天然气水合物成藏分布模式,尤其是提出了生物成因的“渗漏型”水合物成矿类型,以期能够为加快和促进南海天然气水合物勘查提供指导和参考借鉴。     

南海北部白垩系发育特征及构造意义

通过综合分析研究发现,晚中生代时期南海北部构造隆升带存在随时间由北向南逐步迁移:中晚侏罗世广东沿岸开始逐步隆升,大部分地区遭受剥蚀,火山碎屑岩发育,而南海北部则接受了滨浅海相到深海相沉积;早白垩世隆升带向海迁移,广东沿岸发育山间盆地,接受河湖相沉积,在南海北部深海相沉积消失,仅存在海陆过渡相沉积;进入晚白垩世,南海海域整体发生抬升,广东沿岸地区山间盆地范围扩大,陆相地层发育,以陆相洪积扇及河湖相沉积为特征,南海海域大部分地区缺失上白垩统,但在潮汕坳陷发育了一套杂色砂泥岩夹砾岩沉积,含蒸发岩,砂岩中的锆石FT年龄均在75 Ma左右,故地层形成时间应在75 Ma之后,由于上覆新生代地层的约束,该套地层应属晚白垩世,此时潮汕坳陷属前陆盆地,礼乐盆地、巴拉望及民都洛均位于潮汕坳陷南侧或西南侧,属于隆升山脉的一部分。     

南海北部神狐海域天然气水合物分布的主控因素

针对天然气水合物沉积成矿因素不明确等问题,通过利用南海北部神狐海域的高分辨率三维地震、测井和岩心等资料,对晚中新世以来的地层进行了高分辨率层序划分和精细的沉积解释。从温压、沉积、构造等方面探讨了神狐海域天然气水合物分布的主控因素,认为:BSR上部附近处于水合物稳定温压范围内;粗粒沉积物有利于天然气水合物的富集;在含水合物层段内,孔隙度与天然气水合物饱合度成正比关系;滑塌体是天然气水合物赋存的有利相带;气烟囱形成过程中产生的断裂系统可为富含甲烷流体向上运移提供通道,并在其上部滑塌体富集成矿。因此,神狐海域具备天然气水合物成藏的优越条件,是天然气水合物勘探开发的有利区块。     

南海中南部表层沉积物黏土矿物分布及控制因素

利用南海中南部表层沉积物151个样品中黏土矿物的测试数据,计算了主要黏土矿物含量的平均值并编制分布图,据此分析黏土矿物的分布特征及其控制因素。南海中南部表层沉积物中的黏土矿物组合类型为伊利石-蒙脱石-高岭石-绿泥石,含量平均值依次为47%、19%、17%和16%。高岭石含量分布具有北部低、南部高的特点,与之对应的是蒙脱石矿物含量呈现北部高、南部低的趋势。伊利石和绿泥石含量分布规律不甚明显。前者呈现北部略高、南部稍低的分布趋势,含量变化起伏较大;后者的含量变化呈西北陆坡区稍偏低,其他部位含量分布均匀的趋势。伊利石/高岭石含量的比值变化与高岭石含量变化呈明显的负相关关系。从黏土矿物含量的分布规律来看,控制本区黏土矿物分布的主要因素有物源的搬运和输送、水动力条件变化、海底火山活动、地球化学环境影响等。     

南海北部的等辐骨虫

对南海北部的等辐骨虫以往没有进行过研究。1959年和1962年我们乘全国海洋综合调查的机会，先后对广东沿海和海南岛以南海域进行了调查，本文系该调查研究的结果。广东沿海位处亚热带，是南海边缘海域，受南海暖流影响，等辐骨虫的种类和数量都很丰富，仅初步调查所获已超过东海西部和西沙群岛所发现的种数。文中描述了中国沿海首次记录的等辐骨虫共8种，对各个种的分布及其与环境因子的关系等作了初步探讨。     

南海北部低浓度磷酸盐的测定与分布

应用改进的镁共沉淀法,首次在国内较为系统的测定了南海北部冬、夏两季表层海水中的磷酸盐,冬季其浓度在6.6-95.0 nmol/L范围内.平均值为34.5 nmol/L,由于受珠江径流影响,表层磷酸盐的水平分布呈现随离岸距离的增加而逐渐减小的趋势:夏季其浓度在6.3-66.6 nmol/L范围内,平均值为17.4 nmol/L,整体分布较均匀.冬季远岸表层磷酸盐浓度高于夏季,这与南海北部生产力水平的季节变化相一致.南海北部上层磷酸盐存在明显的跃层,冬季跃层的浓度梯度比夏季小跃层深度与常规方法检测的结果有所不同.     

南海北部陆坡海洋沉积物稀土元素及物源和成岩环境

通过对0DP184航次1146站位海底岩心沉积物中稀土元素含量及其配分模式的研究,确立了其分配规律,即相对富集轻稀土,Eu亏损等,并且与东海大陆架及中国黄土的稀土分布模式相似,表明本区沉积物物源主要来自陆源,是大陆岩石分化过程的产物。对富集因子的研究也证明了沉积物主要来自陆源。δCe的弱负异常值与∑REE和δEu值一样,主要受陆源源区气候环境变化控制,而与海水关系不大。稀土元素与生物作用基本无关,可能主要是赋存于陆源碎屑矿物的晶格中。通过对岩心沉积物间隙水成分的研究,表明成岩环境主要为还原环境。68m(mcd)以上主要为硫酸盐的还原作用,68m以下主要为甲烷的生物生成作用。     

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。     

颗粒物质和微量金属在东海北部的沉积通量

于1990年运用沉积物捕捉器采样,实测了东海北部(32.00°N,126.00°E)海域颗粒物质和微量金属(Cu,Pb,Zn,Cr,Fe,Mn和Al)的海洋垂直通量。结果表明,颗粒物质的沉积通量随深度和季节而变化,明显地受上升流的影响。沉积的颗粒物质以0.45—63μm的小颗粒为主;Cu和Zn主要以有机物形式作垂直转移,Pb,Cr,Fe和Mn主要以弱键结合形式作垂直转移,Al则以硅酸盐的形式作垂直转移。沉积物中,颗粒Cu,Fe,Mn和Al以0.45—63μm的颗粒为主;颗粒Pb和Cr以大于63μm的颗粒为主;0.45—63μm和大于63μm的颗粒Zn在沉积物中占相近的比例。     

南海北部海区无柄蔓足类的分布

于1986－1991年在南海北部对16个海洋结构物上的无柄蔓足类水平分布、垂直分布和个体大小进行调查。研究表明，所采集到的标本隶属于无柄蔓足类的3科7属19种，其中藤壶科5属16种，笠藤壶科1属2种和小藤壶科1属1种。共有17种无柄蔓足类分布在珠江口东南海区；而琼东海区仅发现2种；琼东南海区有8种；莺歌海海区11种和北部湾海区10种。纵肋巨藤壶、美丽藤壶和珠江藤壶为珠江口东南海区特有种。研究无柄蔓足类在南海北部近海海区的分布及其与海流的关系，不仅有助于深入了解该类生物的生活习性和生态特点，也为海洋石油平台的设计及污损生物的防除提供参数。     

黄、东海夏季浮游植物群落特征及其影响因素分析

黄海和东海是西北太平洋重要的边缘海,复杂的海洋环流和丰富的陆源物质输入共同影响着海域环境和生态系统。为了解黄、东海浮游植物群落组成、分布状况及其影响因素,本研究于2015年8—9月期间,通过流式细胞仪和形态学观察等方法,调查了该海域微型真核藻类、微微型真核藻类、聚球藻（Synechococcus）、原绿球藻（Prochlorococcus）以及浮游植物优势种的组成、丰度与分布情况,并基于浮游植物种类和丰度状况进行了聚类分析。结果表明,黄、东海浮游植物群落组成存在明显差别,黄海海域微型浮游植物丰度高于东海,而微微型浮游植物丰度低于东海,原绿球藻主要分布在东海海域。黄、东海海域浮游植物群落组成及分布状况与海域环境特征密切相关。夏季黄海海域相对封闭,受黄海冷水团控制,表层海水中高丰度的微型真核藻类主要出现在冷水团西侧边缘锋面区。东海海域受到长江冲淡水和黑潮水向岸入侵的强烈影响,在长江口邻近海域出现硅藻赤潮,而原绿球藻呈现出自外海向近岸输送的分布态势。相关结果可望为进一步探讨陆源物质输入和邻近大洋对我国近海生态系统的影响及机理提供依据。     

珠江口及其邻近海域沉积物甲烷-硫酸根界面分布深度及影响因素

利用化学和稳定同位素化学等方法分析研究区沉积物间隙水甲烷和硫酸根、pH和∑CO2以及δ^13C—CH4和δ^13C—ECO2的垂直剖面分布。结果显示,间隙水硫酸根浓度呈线性梯度减小,至沉积物甲烷-硫酸盐界面（sulfate-methane interface,SMI）附近,硫酸盐几乎全部消耗而甲烷浓度急剧增大;与此同时,间隙水pH和∑CO2在该深度位置明显升高。间隙水地球化学特征揭示了沉积物发生了AOM作用。在AOM过程中,由于^12CH4氧化速率较^13CH4快,故引起沉积物间隙水剩余甲烷的碳同位素偏重,而δ^13C—ZCO2值变为极负,珠江口QA11—2、QA12-9、QA12—14和GS-1四个站位SMI对应深度分别为12cm、38cm、50cm和204cm,而南海BD-7站位由间隙水硫酸根剖面变化推算约为600cm。从珠江河口到南海沉积物,由于受陆源输入的减少,表层沉积物有机质含量呈降低趋势。有机质输入量及其活性的高低是制约了沉积物SMI分布深浅的关键因素,这是由于高含量的活性有机质一方面可加速间隙水硫酸根通过有机质再矿化分解作用途径消耗;另一方面可引起向上扩散进入AOM反应带的甲烷通量增大,使得通过AOM作用的硫酸根消耗通量相应增大,其结果造成沉积物SMI的上移。根据沉积物C／N比值以及^13C剖面变化,推断AOM作用的可能发生机制是由于在沉积物表层再矿化作用过程中,因一部分活性有机质被大量消耗,导致进入沉积物硫酸根还原带底部的活性有机质数量相应减少,从而引起部分硫酸根转为与甲烷发生反应,并在微生物的作用下完成AOM过程。