海底浅层气——灾害还是资源？

浅层气遍及世界大陆架的广大海区，是一种非常规的气体，也是一种长期被人们忽视的海洋资源，根据有机地球化学、实验地球化学分析结果，海底浅层气有2种类型，即生物甲烷和热成甲烷。浅层气具有火力强、热值高的特点（热值一般高达47500k/kg），比普通液化气高30％左右，是一种无烟、无毒、无三废的优质燃料，具有广阔的开发前景，本文对海底浅层气的性质、成因、分布特征、识别标志与开发应用作了讨论，同时也论述了浅层气可能引起的地质灾害以及对其加以防治的措施。     

渤海海域浅层气分布及地震特征分析

海底浅层气严重影响海底地层的结构稳定性,因此成为近海海洋工程的重要安全因素。近年来,通过地震手段在渤海海域发现了多处疑似浅层气区域。该区域中的浅层气蕴藏在海底以下地层或通过断层从地层溢出到海水中。本文在渤海海域高分辨率地震勘探等物探调查资料基础上,分析了渤海海域浅层气地震反射特征。通过查阅相关资料,总结渤海海域浅层气的一般成因。在将已发现的渤海海域浅层气分布区域进行总结并绘制分布图的同时,结合了渤海地质演化以及沉积历史,推测了渤海浅层气集中分布区域的成因。最后讨论了浅层气对近海海洋工程的严重危害。本文所研究的渤海海域海底浅层气分布情况可以为渤海海域海洋工程建设提供重要参考。     

海洋沉积物中浅层气的证据

浅层气的直接证据可以通过地球物理调查、钻井泥浆、海底沉积物和底水样品的地球化学分析获得。间接证据可以通过海底沉积特征、气体渗漏、与甲烷有关的碳酸岩结壳、异常生物群落获得。浅层气存在的各种证据表明,沉积物中的天然气是活动的。1直接证据在地震剖面中,浅层气存在的     

长江口外海域浅层气地震反射形态特征及分布

通过对长江口外海域浅层气地震反射特征的研究,发现该地区浅层气地震反射形态特征丰富,按不同形态特征分类如下:(1)按整体形态特征分为:幕状反射、柱状反射、气烟囱状反射;(2)按顶界面形态特征分为:不规则顶界面、较规则顶界面;(3)按侧面形态特征分为:侧面竖直、侧向突出;(4)按组合形态特征分为:垂向多层强反射、横向间断的浅层气反射、竖向变化的浅层气反射。总结了调查区内浅层气反射形态特征的分布规律,编制了长江口外海域浅层气分布图。讨论了浅层气反射区内部的强反射分布形态与浅层气空间运移路径的对应关系。     

天津近海海底地质灾害类型及声学特征

作者利用浅地层剖面资料研究了天津近海海域存在的主要海底地质灾害.研究发现:浅层气、埋藏三角洲前缘、水下潮流沙脊、陡坎、沙波等地质灾害发育.浅层气主要分布在研究区北部海域的近岸附近,南部海域远离海岸浅层气逐渐增多;埋藏三角洲前缘分布区北至涧河口,南至南港工业区东部海域;水下沙脊分布于北部海域5 m～7 m水深的近岸带,地...     

浅层气逸出到海水中的气泡声学探测方法

针对南黄海西部等地区在海洋调查仪器上发现的海水中浅层气逸出气泡产生的声学羽流等气泡记录,首先根据水体中气泡共振发生非线性振动形成的强烈散射现象,计算了我国浅层气分布海区的常见浅层气逸出气泡共振频率范围、不同调查仪器在水深变化时的探测气泡大小,据此分析了不同调查仪器探测浅层气逸出气泡的范围。其次,根据气泡在水中的变化、运动规律,提出了浅层气逸出气泡应当具备的声学特点,排除了南黄海西部地区形成水体中特征反射的其他可能因素,并探讨了云状扰动的可能形成原因。     

海底浅层气的成因、赋存特征及其对工程的危害

利用1986～1992年珠江口盆地灾害地质与工程地质调查、2000～2001年亚太光缆网络系统路由调查等获得的资料,对海底浅层气的分布与赋存特征作了分析研究,认为海底浅层气主要分布于河口与陆架地区,以层状、团(块)状、高压气囊及气底辟等4种形态赋存于海底,在侧扫声纳、浅地层剖面等图像中有4种主要识别标志。海底浅层气常常会给基础工程施工带来严重影响,因此,对其给工程带来的影响及危害应予以足够的重视。     

氯甲烷的海洋生物地球化学研究

对氯甲烷的海洋生物地球化学循环的研究进展进行述评。介绍了氯甲烷在海洋环境中的来源、分布、去除、海-气通量、大气氯甲烷的源、汇估算及海水中氯甲烷的分析方法等方面,并提出在国内海域进行氯甲烷研究的几点设想。     

琼东南盆地深水区BSR带裂隙系统空间分布特征

为解决甲烷渗漏系统末端裂隙系统空间分布规律问题,基于南海北部深水区高分辨率三维地震数据,采用可视化与相干体技术描述似海底反射层分布区裂隙空间结构与分布特征,阐述了裂隙产生的地质成因类型,讨论了裂隙与其他类型输导体系对甲烷气成藏的关系。似海底反射层界面上部空间裂隙远少于下部空间的地质结构体,使水合物成藏过程中甲烷气供大于散,对研究水合物成藏和检测甲烷气的渗漏有普遍指示作用。根据裂隙的发育规模,研究区大致可以识别出短裂隙、长裂隙、裂隙束、裂隙群(组) 4种类型,它们对流体的渗漏能力依次增强,这些裂隙在地层中往往以多类型共存的方式,或与其他地质构造共同构成渗漏系统。这些结果和认识对完善深水盆地甲烷气渗漏系统水合物成藏模式及成藏机理有广泛意义。     

杭州湾沉积物中甲烷的垂向分布及控制因素

近海特别是河口三角洲地区的沉积物中蕴藏着大量的甲烷。作为一种温室气体和海洋地质灾害因素，研究近岸海底沉积层中甲烷气体的赋存特征，可为海底浅层气的灾害防控、生态环境效应研究等提供理论支撑。通过对杭州湾YS3、YS4、YS6和YS7四个沉积物钻孔（长约60 m）的地质与地球化学参数的分析，探讨了研究区沉积层中CH4气体的垂向分布特征及影响因素。结果表明：YS3和YS6孔均存在一个含甲烷气层，分别位于海底1.5～22.5和8～42 mbsf，而YS4和YS7孔均存在两个含甲烷气层，分别位于约5～11和23～47 mbsf。四个钻孔中甲烷主体埋藏于粉砂和黏土为主的沉积层中，CH4最高含量分别为5.66、1.73、1.96和2.12 mM，均为CO2/H2还原途径生成，生成后在海底原位沉积层中甲烷的扩散迁移和厌氧氧化作用达到了动态平衡。沉积物孔隙度、黏土含量、有机碳含量、沉积速率等是海底甲烷的含量、分布层数、分布深度和赋存厚度的重要影响因素。     

辽东湾北部浅海区海洋工程地质特征

通过对浅地层剖面仪、侧扫声纳和海底取样等实测资料的详细分析,揭示了辽东湾北部浅海区的自然地质状况和复杂的海洋工程地质特征。该海区海底地形地貌较为复杂,存在海底冲刷深槽、埋藏古河道、浅层气、潮流沙脊与潮沟、埋藏古陡坡、软弱土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,应引起高度重视。     

珠江口海域灾害地质因素及其与环境变化的关系

珠江口海域地质环境比较复杂, 孕育着多种灾害地质因素。通过收集的浅地层剖面、卫星遥感、钻孔资料及系统的野外调查, 研究了珠江口海域灾害地质类型及其分布, 编制了珠江口灾害地质示意图。珠江口海域灾害地质类型很多, 可划分为新构造灾害地质、侵蚀堆积灾害地质、承压流体塑性体灾害地质、结构不均匀性灾害地质4个类型, 包括活动断层、地震、浅层气、沙波、潮流沙脊、冲蚀槽沟、海岸侵蚀与淤积、陡坎、埋藏古河道、浅埋基岩面等。它们的分布范围很广且密集。新构造运动及晚更新世以来海平面变化, 决定了珠江口海域复杂的海洋灾害地质类型及分布。珠江口众多的灾害地质问题将会对经济发展和海底工程建设安全构成潜在威胁, 应该引起高度重视。     

莺歌海油气资源开发区工程地质和灾害地质特征

根据单道地震、浅地层剖面、旁扫声纳和海底取样等实测资料,分析和评价了莺歌海油气资源开发区的工程地质和灾害地质环境。研究结果表明,研究区海底地形地貌较为复杂,存在潮流沙脊、侵蚀冲沟、海底沙波、麻坑、埋藏古河道和古湖泊、浅层气、埋藏珊瑚礁和滑塌断层等潜在的灾害地质因素,对海上石油平台和输油管线等工程设施构成直接或潜在的危害。根据地形、地貌和沉积物物理力学特征,将研究区划分为内陆架堆积平原区、陆架潮流沙脊区、内陆架侵蚀平原区、外陆架平原区和大陆坡区5个工程地质区。其中研究区东部的潮流沙脊区和东南部的陆坡区,海底地形复杂,活动性的潮流沙脊和断层发育,是海底工程建设的危险区,应引起高度重视。     

山东半岛南部滨浅海区的海洋灾害地质

随着人类开发利用海洋的深入发展,世界各海洋国家都在实施新的海洋战略。作为自然灾害之一的海洋地质灾害,越来越受到人们的重视。根据2009年在山东半岛南部滨浅海区实测的3 000km的高分辨率浅地层剖面资料,识别出研究区主要潜在的海洋地质灾害因素,着重探讨了浅埋不规则基岩面、埋藏古河道、浅层气、浅层断层等灾害地质的埋藏特征和分布范围,编制了研究区灾害地质分布图,并分析了这些灾害地质的形成机制及危害性,该研究可为海洋资源开发及海洋工程建设提供科学依据。     

埕岛海区浅地层地质灾害因素分析

埕岛海区处于特殊的地理位置,是海底地质灾害频发地带,因而直接威胁到海上工程设施的安全。过去多限于对某些重点区域有针对性的声学探测和实测资料的解释,通过收集20多份井场调查资料,对埕岛海区浅地层地质灾害按水深进行分类,并对成因进行分析。结果表明,5 m等深线以浅多冲蚀沟槽;8~12 m地质灾害体类型较多;12~16 m多为充填相地层。     

Influence of shallow gas on the geotechnical properties of pockmark soil: A case study in the East China Sea

Several incidents involving damage to submarine pipelines indicate that there will be potential hazards for many submarine structures if the geotechnical properties of the soil in pockmarks remain unclear. Based on a geophysical survey, geological drilling, in-situ measurement, and shallow gas eruption experiment, two large pockmarks near the Zhongjieshan Archipelago in the East China Sea were analyzed comprehensively. The geophysical and in-situ data indicated that the soil below the two pockmarks contains free or dissolved shallow gas, which continues to migrate upward from the deep zones, but there is no high-pressure gas reservoir in the pockmark soil. In-situ piezocone data, geotechnical results, and shallow gas eruption experiments have demonstrated that the pockmark soil has strengthened mechanical properties and zoning characteristics. After analyzing the pockmark soil in the area where the study was conducted, it was concluded that the pockmark soil in this area is not suitable for the accumulation of high-pressure, shallow gas. It also was concluded that the pockmark soil had stronger mechanical properties than virgin sediment due to the compaction of the soil caused by the eruption of the shallow gas. The zoning characteristics of pockmark soil are due to the regional differences in the ability of shallow gas to carry soil particles, which is a new finding that is worthy of attention in off-shore engineering.     

亚欧海底光缆香港东段路由环境特征及其评价

根据勘察路由区旁侧声纳、浅地层剖面仪和多波束测深等物理探测手段所获取的资料 ,结合其它自然环境资料 ,对路由区海底工程地质条件进行了详尽的分析 ,通过对地质灾害、海洋开发活动等影响的分析 ,对该段路由区环境进行了综合评价。研究结果表明 ,该段路由工程环境适合于光缆的铺设     

Distribution of free gas in marine sediments: a global overview

To quantify the global distribution of free gas in shallow marine sediments, we have identified and indexed over 100 documented cases in the scientific and engineering literature. Our survey confirms previous assumptions, primarily that gas bubbles are ubiquitous in the organic-rich muds of coastal waters and shallow adjacent seas. Acoustic turbidity, as recorded during seismo-acoustic surveys, is the most frequently cited evidence used to infer the presence of seafloor gas. Biogenic methane predominates within these shallow subbottom deposits. Because of their global prevalence, growing interest in gassy marine sediments is understandable, as their presence can have profound scientific, engineering and environmental significance.     

东海油气资源区海底沉积物的工程地质特征

根据2001年6月的航次调查及随后的沉积物样品的试验室分析资料,从物理性质和力学特征各方面对东海油气资源区海底沉积物进行了综合工程地质特征研完。发现本区沉积物结构、剪切特征、含水量和液塑限随深度的变化而变化;本区海底沉积物类型既分布有中砂、细砂和粉砂3种砂性土,也分布有扮质粘土、淤泥质粘土和粘质扮土3种粘性土,沉积物的物理力学性质与相立的土类性质相一致。     

黄河水下三角洲浅表局部扰动地层工程特性与成因

通过浅地层剖面声学探测资料,发现黄河水下三角洲浅表存在局部扰动地层,扰动地层多与负地形相伴生,地层扰动最大深度可达5m。通过对黄河水下三角洲浅表局部扰动地层和其周围正常地层的工程地质调查,对比得出扰动地层的工程地质特性好于周围正常地层。结合已有的水槽试验研究,认为海底浅表局部扰动地层的形成及其工程地质特性的变化是由波浪导致局部土体的振荡滑动造成。