东海陆架盆地新生界咸水层二氧化碳封存地质条件及封存前景

目前可用于封存二氧化碳的地质体包含深部咸水层、枯竭油气田、玄武岩等,其中,深部咸水层广泛分布于全球大多数沉积盆地,具有封存能力大、技术成熟、安全性高、成本低等优点,是一种重要的二氧化碳封存地质体。相较于陆域,海域碳封存具有封存潜力大、安全性高、环境影响小、封存周期长等优点,是实现“双碳”目标的重要途径。东海陆架盆地面积大,盆地构造稳定性较高,属于次冷-次热盆地,碳封存目标层厚度大、分布广,具有良好的咸水层二氧化碳封存地质条件,且盆地油气勘探开发程度较高,实施二氧化碳咸水层地质封存的工程条件成熟。在中国海域含油气盆地中,东海陆架盆地咸水层二氧化碳地质封存适宜性为高适宜。综合考虑勘探开发程度、区域构造稳定性、地热条件、二氧化碳咸水层地质封存物质条件和地质封存工程实施条件等可影响二氧化碳地质封存前景评价的参数,分别评价了各区带二氧化碳封存前景。其中,台北坳陷和浙东坳陷碳封存前景最好,适宜实施二氧化碳地质封存;长江坳陷和海礁隆起碳封存前景较好,可作为实施二氧化碳地质封存的备选区带。     

基于层次分析法和模糊评价法的中国近海盆地CO2封存适宜性评价

CO2排放造成全球气温多变,“多米诺骨牌被推翻”导致一系列环境问题接踵而至,因此,开展CO2海上封存研究对实现“碳达峰、碳中和”目标具有重要意义。以中国近海盆地为研究对象,运用层次分析法（AHP）和模糊综合评价相结合的方法,从封存安全性、封存规模、封存可行性3方面考虑,构建了由3个一级指标、8个二级指标组成的CO2封存适宜性评价指标体系,对中国近海十大盆地的CO2封存适宜性进行评价。评价结果显示,中国近海盆地CO2封存适宜性优劣顺序依次为：珠江口盆地、东海陆架盆地、渤海湾盆地、北部湾盆地、莺歌海盆地（莺歌海组）、南黄海盆地、北黄海盆地、琼东南盆地、台西盆地、台西南盆地,其中,珠江口盆地和东海陆架盆地可作为CO2近海封存的首选盆地。     

中国近海盆地油气地质特征及勘探开发进展

通过半个多世纪的海洋油气勘探实践与科技创新,中国近海盆地油气勘探开发取得了长足进展和里程碑式的突破。2010年,中国海洋油气年产量突破5 000×104 t油当量大关,实现了建成“海上大庆”的目标。2011年以来,中国近海油气勘探开发进入了高速发展阶段,海域油气产量增长迅猛,目前,渤海盆地原油年产量已超过3 000×104 t且油气产能还在递增。系统阐明了中国近海含油气盆地构造结构类型、沉积充填特征、油气成因类型及烃源供给关系、油气成藏组合类型及运聚成藏模式等基本油气地质特点,概括分析了中国近海主要盆地油气（水合物）勘探开发进展,以期为挖掘已获得重大发现的盆地的剩余资源以及有效指导新盆地油气的高效勘探开发提供借鉴。     

中国近海及邻近海域精密潮汐模型的构建

基于POM(princeton ocean model)模式与blending同化法,采用逐步同化卫星测高沿迹分析结果、中期验潮站成果与长期验潮站成果的方式,构建了中国近海及邻近海域1'×1'的13个主要分潮的精密潮汐模型。精度评估表明11个主要分潮(天文分潮与浅水分潮)的总体综合预报误差RSS优于9.7cm。分辨率及在中国沿海的精度都优于全球模型。     

CMIP5模式对中国近海海表温度的模拟及预估

基于观测和再分析资料;利用多种指标和方法评估了国际耦合模式比较计划（CMIP5）中21个模式对中国近海海温的月、季节和年际变化模拟能力。多模式集合能够再现气候平均意义下近海海温的空间分布特征;但量值上存在一定的低估。在渤海和黄海;集合平均与观测差别比较明显。在年际尺度上;与观测数据对比;模式模拟海温与Niño3指数相关性较小。中国近海海表面温度在1960-2002年有明显的升高趋势;从2003年开始增温趋缓。评估结果表明;ACCESS1.0、BCC-CSM1.1、HadGEM2-ES、IPSL-CM5A-MR、CMCC-CM、FGOALS-g2、CNRM-CM5-2、INMCM4八个模式对中国近海海温的变化有较好的模拟能力。利用ACCESS1.0、INMCM4、BCC-CSM1.1、IPSL-CM5A-MR、CMCC-CM这5个模式结果对中国近海海温未来的变化进行了预估。在RCP4.5、RCP8.5情景下;未来近100年中国近海海温有明显升高趋势;最优模式多模式集合平均增温分别可达到1.5℃、3.3℃;净热通量变化和平流变化共同促进了东海升温。     

海-气界面热通量算法的研究及在中国近海的应用

对计算海-气界面湍流热通量的Bulk算法的一些参数进行了改进。使用西沙实测资料、GSSTF2资料和NCEP/NCAR再分析资料以及改进后的算法,计算了中国近海地区的感热通量、潜热通量。计算结果与西沙实测资料、长年代的GSSTF2资料和NCEP/NCAR再分析资料进行比较验证,证明改进后的方法精度较高,基本可以保证湍流热通量的平均标准偏差在10W/m2左右,与多年的月平均做比较,相对偏差为25%左右;同时,不仅首次将计算热通量的空间尺度精确到0·1°×0·1°,而且基本模拟出了南海季风暴发期间热通量变化的主要特点以及中国近海热通量随季节、纬度和海岸地形的变化特征。     

多源卫星高度计海浪资料在中国近海的验证及应用

Studies of offshore wave climate based on satellite altimeter significant wave height(SWH) have widespread application value. This study used a calibrated multi-altimeter SWH dataset to investigate the wave climate characteristics in the offshore areas of China. First, the SWH measurements from 28 buoys located in China's coastal seas were compared with an Ifremer calibrated altimeter SWH dataset. Although the altimeter dataset tended to slightly overestimate SWH, it was in good agreement with the in situ data in general. The correlation coefficient was 0.97 and the root-mean-square(RMS) of differences was 0.30 m. The validation results showed a slight difference in different areas. The correlation coefficient was the maximum(0.97) and the RMS difference was the minimum(0.28 m) in the area from the East China Sea to the north of the South China Sea.The correlation coefficient of approximately 0.95 was relatively low in the seas off the Changjiang(Yangtze River) Estuary. The RMS difference was the maximum(0.32 m) in the seas off the Changjiang Estuary and was0.30 m in the Bohai Sea and the Yellow Sea. Based on the above evidence, it is confirmed that the multialtimeter wave data are reliable in China's offshore areas. Then, the characteristics of the wave field, including the frequency of huge waves and the multi-year return SWH in China's offshore seas were analyzed using the23-year altimeter wave dataset. The 23-year mean SWH generally ranged from 0.6–2.2 m. The greatest SWH appeared in the southeast of the China East Sea, the Taiwan Strait and the northeast of the South China Sea.Obvious seasonal variation of SWH was found in most areas; SWH was greater in winter and autumn than in summer and spring. Extreme waves greater than 4 m in height mainly occurred in the following areas: the southeast of the East China Sea, the south of the Ryukyu Islands, the east of Taiwan-Luzon Island, and the Dongsha Islands extending to the Zhongsha Islands, and the frequency of extreme waves was 3%–6%. Extreme waves occurred most frequently in autumn and rarely in spring. The 100-year return wave height was greatest from the northwest Pacific seas extending to southeast of the Ryukyu Islands(9–12 m), and the northeast of the South China Sea and the East China Sea had the second largest wave heights(7–11 m). For inshore areas, the100-year return wave height was the greatest in the waters off the east coast of Guangdong Province and the south coast of Zhejiang Province(7–8 m), whereas it was at a minimum in the area from the Changjiang Estuary to the Bohai Sea(4–6 m). An investigation of sampling effects indicates that when using the 1°×1°grid dataset, although the combination of nine altimeters obviously enhanced the time and space coverage of sampling, the accuracy of statistical results, particularly extreme values obtained from the dataset, still suffered from undersampling problems because the time sampling percent in each 1°×1°grid cell was always less than33%.     

中国近海碳循环研究的主要进展及关键影响因素分析

海洋是地球碳的最重要贮存库之一,是全球碳循环系统的一个至关重要的子系统和大气CO2的汇.海洋碳循环过程不仅涉及海洋生物生产过程、化学能流与物流过程,还与不同时空尺度的海洋环流、大气动力学过程密切相关.大洋碳循环是海洋碳循环的主体.边缘海是陆地与大洋的连接带,虽然面积远比大洋小,但由于人类活动的影响以及河流径流不断向其输入丰富的营养物质,致使其中发生的生物地球化学过程比大洋复杂,所以,探明近海碳循环过程是全世界海洋学家必须要面对而且是与大洋碳循环相比更为难解、更具挑战性的研究课题[1, 2].     

高CO_2浓度对石莼光合作用及营养盐吸收的影响

在室外自然条件下用高 CO2 浓度的空气 (5 0 0 0μL CO2 · L-1)通气培养石莼 (Ulvalactuca) 9～ 10 d,以探讨高 CO2 浓度对石莼生理特性的影响。结果表明 ,在高 CO2 浓度条件下 ,石莼的生长速率没有明显改变。而石莼的光合能力下降 ,光合参数如光合效率、羧化效率及光饱和点也都下降 ;但在高 CO2 浓度条件下 ,石莼培养液中营养盐浓度的下降速度增加 ,且 NO-3 浓度下降速度的相对促进量比 PO3 -4 浓度下降速度的相对促进量更大     

大风事件对长江口及邻近海域海-气CO2通量的影响

依托2017年8月23日至2017年9月6日在长江口及邻近海域连续走航测得的二氧化碳分压(pCO₂)值,结合温度、盐度、溶解氧等数据,阐述该海域pCO₂的分布特征,并利用一次大风事件前后一个断面的重复观测数据,讨论天气事件对长江口海-气CO₂通量的影响。夏季长江口及邻近海域表层海水pCO₂范围为145~929 μatm,总体呈近岸高远岸低的分布特征,在受长江冲淡水影响的区域,海表pCO₂较低,整体表现为大气CO₂的汇。大风事件(最大风速达9.7 m·s^-1)加强了水体的垂直混合,导致近岸区域从大气CO₂的弱源变为强源(CO₂通量从0.2±1.9上升到 55.0±12.4 mmol·m^-2·d^-1),而远岸区域的碳汇略有加强(CO₂通量从-12.7±2.3变为-16.8±2.5 mmol·m^-2·d^-1)。因此,在估算东海海-气CO₂通量时,台风、冷空气等短时间尺度天气事件的影响也不容忽视。     

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。     

珠江口盆地惠州21-1构造二氧化碳地质封存数值模拟

二氧化碳(CO2)地质封存是减少温室气体向大气排放的有效措施之一,而CO2海上地质封存是其中的一个重要领域。以距离广东沿海约179 km的珠江口盆地惠州凹陷惠州21-1构造为例,建立三维地质模型,利用TOUGH2程序模块开展了CO2注入咸水层地质封存模拟研究;分析了CO2注入咸水层后的运移分布和溶解扩散情况以及地层压力变化特征;并且通过设置8个对比方案,进行了渗透率纵横比、盐度、渗透率、孔隙度等4个参数的敏感性分析。结果表明,所建的惠州21-1构造三维地质模型能够较好地描述CO2在注入层中的运移过程和分布状况;珠江组下部的局部盖层由于泥岩厚度较小且渗透率相对较高,存在局部封盖效果不佳现象;渗透率纵横比、储层孔隙度、渗透率等取值变化对封存效果影响较大,而地层水盐度在33~39范围变化,对CO2注入运移分布与溶解没有明显影响。     

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。     

南海北部大陆坡-深海盆过渡区的地壳性质

地质、地球物理资料综合分析表明,南海北部大陆坡-深海盆过渡区(114°—118°E,17°—20°N)内的深海盆属洋壳,其前新生代基底由大洋玄武岩组成,地壳厚度有自东向西增厚的趋势;区内的大陆坡属拉张减薄的过渡壳,其前新生代基底由古生代和中生代变质岩、沉积岩和岩浆岩组成。大陆坡西部有较多中、基性岩浆活动,故局部高磁异常较东部发育。     

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。     

南海南部海区气候要素的变化和分布特征

南海南部海区属较典型的区域性热带和赤道带海洋性季风气候区。各气候要素的变化特征与冬、夏季风气流的转换关系密切。汇集沿岸各站和海岛站以及近15年来的考察资料，对气候要素的变化和分布特征作了初步的统计分析，为科研和海洋天气预报提供了许多实用的数据。     

1998年夏季南海和盂加拉湾地区的大尺度经向水汽输送诊断分析

本文诊断分析了1998年夏季长江流域洪涝的平均经向大尺度水汽输送的特征，结果表明，1998年夏季盂加拉湾地区和南海地区经向水汽输送大小是因月份、高度而异。进一步分析结果表明，在印度季风和南海季风不同的位相阶段，盂加拉湾地区和南海地区的经向水汽输送也是各不相同的，这也和各月经向水汽输送变化基本一致。     

南海西南部新生代盆地类型及演化历史

南海西南部地区发育了多种类型的新生代沉积盆地，各种类型的盆地具有各自的结构特征和演化历史，走滑－周缘前陆盆地－曾母盆地发育了渐新－中中新统层系，晚中新统层系和上新－第四系层系第三套地层，曾母盆地经历了三个发育阶段，拉张剪切盆地－万安盆地发育下第三系－下渐新统层系，上渐新统一中中新统层系和上中新统一第四系层系三套地层，万安盆地经历了四个发育阶段。     

东海南海交接带重磁场特征及新生代盆地成因

东海南海构造交接带及其邻近海区(简称交接带)位于中国东部大陆边缘,东邻俯冲板块边界。台湾以北是琉球海沟俯冲带,台湾以南为马尼拉海沟俯冲构造带。区域重磁资料分析结果表明,该东海陆架区存在3条重力高和2条重力低,重力高分别对应于闽浙隆起带、渔山低凸起和陆架外缘隆起,最大值高达50×10-5m·s-2;重力低对应于沉积盆地,最低值在台西南盆地,约为-20×10-5m·s-2。重磁特征表明东海盆地外缘台湾 钓鱼岛构造带具有明显的自由空间异常,磁场为平缓负异常,由古近系、白垩系或更老的变质岩及中新世的侵入岩组成,向南延伸至澎湖隆起。因为澎湖隆起具有高重力异常,放射性年龄表明这些碱性玄武岩形成于17 8～8MaBP,其特征同现在的琉球岛弧一样,可能是残留的古琉球岛弧。台西南盆地南侧(上陆坡)的凸起具有类似的幅度异常,呈ENE—WSW向,并消失在台西南盆地南段。新生代以来,盆地张裂活动具有不同时性,并向陆架边缘变得年轻。东海大陆边缘盆地属弧后残留盆地成因,多因岛弧的迁移而新生,但珠江口盆地则是被动大陆边缘裂陷作用所致。