西沙群岛宣德环礁的精细水下地貌组合特征及其成因机制

海底地形地貌及类型分布特征对指示区域地质构造影响、海平面升降、海洋水动力等有重要意义。本文通过侧扫声呐、单波束测深、表层沉积物取样等方法,分析了西沙群岛宣德环礁精细水下地貌组合特征,并探讨了其成因机制。结果表明:（1）宣德环礁为残缺型环礁类型,中部为潟湖沉积,礁盘之间形成西沙洲口门、“红草门”、环礁西缺口和环礁南缺口等4处水深超过60 m的深水口门,并首次识别了西沙洲口门;（2）宣德环礁水下地貌类型可划分为3级11类地貌类型。研究区的沙波及槽沟等动力地貌单元显示,宣德环礁浅水区海底特征地貌由盛行季风和波浪场所控制,深水口门形成的潮汐通道水体为塑造宣德环礁潟湖区动力地貌的主要因素。研究区东南部向海坡存在6级水下阶地,通过对比南海珊瑚礁阶地特征,宣德环礁向海坡阶地成因很可能是全球海平面变化和地壳沉降的共同作用。     

西沙群岛宣德环礁水下沙洲动力地貌特征及其成因机制

海底地形地貌研究可以揭示海底表面形态特征,探索海底物质结构及其形成、演化和分布规律。通过单波束测深、单道地震、海底表层沉积物取样和潮汐水文水动力实测等方法,开展了宣德环礁水文要素和水动力条件定量化研究,对宣德环礁水下沙洲动力地貌特征及动力作用下形成机制进行了探讨。研究结果表明：宣德环礁潟湖内水深50～55 m及60 m发育的礁滩体和埋藏珊瑚礁,与全新世50～60 m的低海平面时期发育的系列特征地貌应为同时期形成,水深50～55 m处的地貌边界很可能保留了早全新世时期古潟湖礁盘地貌轮廓形态;宣德环礁潟湖发育5类动力地貌特征形态的水下沙洲,环礁底层涨落潮流是塑造水下沙洲的主要现代动力因素。在常态天气下,涨落潮流输运的砂质沉积物足以在原有地形的基础上沉积和发育形成现今水下沙洲地貌形态。影响水下沙洲发育的主要因素由强至弱依次为气候变化引起的海平面升降,地形基础（珊瑚礁格架、礁盘岸线、口门）和涨落潮流。     

南海宣德海域表层沉积物粒度特征及其输运趋势

对宣德海域151个表层沉积物样品进行了粒度组分、粒径参数分析,结果表明岛礁区分布有8种沉积物类型,粒度组成以砂和砾为主,粉砂和黏土相对较少。通过因子分析和聚类分析,研究区可分为4类沉积区,Ⅰ区位于研究区中心地带,Ⅱ区位于岛礁附近海域,Ⅲ区主要位于环礁中心海域,Ⅳ区主要位于宣德环礁的礁盘外沿海域。粒径趋势分析显示,沉积物输运格局与研究区水动力条件吻合,并在七连屿海域形成汇聚区。     

西沙群岛宣德环礁的地震层序发育特征

宣德环礁是一个新生代的碳酸盐台地,也是永兴岛所在地。为了更好地了解台地的结构演化,我们在宣德环礁首次开展了高分辨率地震试验,试验得到了高分辨率的过现代岛礁区域的地震剖面,利用这些地震剖面将岛礁地层划分为5个地震层序,分别是SQ1(下中新统)、SQ2(中中新统)、SQ3(上中新统)、SQ4(上新统)、SQ5(第四系)。在层序格架的约束下,探讨了不同时期台地发育特征和演化规律,希望能为西沙海域关于岛礁地层地震层序的研究提供一定的素材。     

西沙群岛海域海洋地质灾害现状与对策

海洋地质灾害对海岛开发的影响显著,西沙群岛以13 km~2的海岛陆地面积管辖着约260万km~2的海洋国土。随着我国海南省三沙市的成立,西沙群岛地区相关基础设施和海洋工程设施建设的步伐将会进一步加快。文章从海岛海洋地质灾害的特殊性与重要性入手,选取西沙海域典型地区的海岸侵蚀和海底滑坡地质灾害进行了灾害特征识别及灾害机理分析,并提出了防护对策与建议,以期为西沙岛礁开发中的防灾减灾、环境保护及经济发展提供决策支持。     

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。     

南海琼东南深水海区地质灾害类型与特征

南海琼东南深水海区是南中国海石油天然气资源潜在储量较为丰富的地区,油气勘探开发的力度正日益加大。但是,该海区处于南海大陆坡与西沙海槽区域,海底水深大,地形变化剧烈,水体动力环境和海底地质条件复杂,引发地质灾害的触发机制丰富,稍有疏忽,将给石油钻井平台带来巨大损失。在收集有关资料的基础上,对海底的地质环境务件作了研究,发现了一些有可能发生或潜在的地质灾害类型,并对其特征作了描述,以引起有关方面在石油钻井钻前井场工程地质调查和评价时予以重视。     

琼东南盆地陵水研究区海底地质灾害类型、分布和成因机制

琼东南盆地陵水研究区位于西沙海槽北部的陆架边缘和陆坡区,地质灾害广泛分布。利用三维反射地震数据,在琼东南盆地陵水研究区识别了海底滑坡、麻坑、丘状体、流体管道、天然气水合物(BSRs)、活动断层等海底地质灾害体,并分析了各类地质灾害体的地震反射特征和分布规律。结合区域构造和沉积演化过程,分析了地质灾害体的成因机制。研究表明,灾害体的分布面积总计超过2000km~2,各类灾害体相互叠置。构造断层活动、充足物源供给和海平面变化是导致该地区海底地质灾害广泛分布的重要原因。第四纪晚期高沉积速率导致陆架边缘和陆坡区沉积了较厚地层,有机质丰富,为水合物成藏提供了潜在气源。陆坡区的滑坡主要分布在加积层序较发育的陡坡区。在陆架边缘和滑坡不太发育的陆坡缓坡区,超压流体释放形成流体管道、丘状体和麻坑。高沉积速率、埋藏的古滑坡和区域的构造不稳定性是诱发超压流体释放的重要因素。     

广东大亚湾海域潜在的地质灾害类型及其分布规律

根据大量地质一地球物理实测资料,分析了大亚湾海底潜在地质灾害因素,特别是基底断层、沙波、浅埋基岩、陡坎、异常堆积区等与海洋工程关系密切的地质灾害的类型、分布特征、形成机制及危害性,为海洋开发与海底工程设计提供科学依据。     

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...     

南海北部西沙海槽北侧陆坡块体搬运沉积体系的发育特征及演化

Triple mass-transport deposits(MTDs) with areas of 625, 494 and 902 km2, respectively, have been identified on the north slope of the Xisha Trough, northern South China Sea margin. Based on high-resolution seismic reflection data and multi-beam bathymetric data, the Quaternary MTDs are characterized by typical geometric shapes and internal structures. Results of slope analysis showed that they are developed in a steep slope ranging from 5° to 35°. The head wall scarps of the MTDs arrived to 50 km in length(from headwall to termination). Their inner structures include well developed basal shear surface, growth faults, stepping lateral scarps, erosion grooves, and frontal thrust deformation. From seismic images, the central deepwater channel system of the Xisha Trough has been filled by interbedded channel-levee deposits and thick MTDs. Therefore, we inferred that the MTDs in the deepwater channel system could be dominated by far-travelled slope failure deposits even though there are local collapses of the trough walls. And then, we drew the two-dimensional process model and threedimensional structure model diagram of the MTDs. Combined with the regional geological setting and previous studies, we discussed the trigger mechanisms of the triple MTDs.     

中国黄海、东海和南海北部海底浅层沉积物声学物理性质之比较

黄海、东海和南海北部海底沉积物声学物理性质存在着差异,这与海区海底地质和沉积环境有关。取样所及的海底沉积物样品分析表明:黄海实验海区海底有6种沉积类型,东海实验海区海底有3种沉积类型,南海北部大陆架海区海底有6种沉积类型。三个海区的沉积物密度为1.48～2.03g·cm-3;沉积物含水量为10%～90%;沉积物孔隙度为65%～80%;沉积物纵波声速为1460～1916m·s-1;沉积物横波声速为115～611m·s-1。     

基于观测的南海西沙海域深层近惯性振荡特征分析

近惯性内波运动普遍存在于全球大洋中,影响大洋中的质量、动量和能量输送,是大气强迫与海洋混合之间的重要纽带。由于目前海洋深层观测资料的缺乏,对于深层近惯性内波生消演变特征研究甚少。利用2009-2012年的潜标观测资料,采用带通滤波和谱分析方法研究了南海西沙海域深层近惯性内波生成、传播和消亡等演变特征。通过研究发现,南海西沙海域深层存在较强的近惯性振荡,其生成源为台风过境能量输入,绝大部分时段内,近惯性振荡能量在海洋浅层耗散,不向海洋深层传播;仅在少部分时段内,近惯性振荡能量的80%～85%耗散在500 m以浅区域,有大概15%～20%继续向海洋深层传播。     

西沙海域碳酸盐台地周缘水道沉积体系

高分辨率地震资料显示,南海北部西沙海域碳酸盐台地周缘广泛发育水道沉积体系。礁缘水道底界面表现出强反射特征,内部充填弱-强、连续性好的地震相,可见底部杂乱反射特征;斜坡水道在地震剖面上表现为横向上连续发育的"V"型特征,且下切深度较浅。西沙隆起与广乐隆起之间的南北向低洼地带发育大型深水水道,并且受古地貌高点影响,水道分为南北两个分支。北分支水道可分为5期,且水道迁移现象明显;南分支水道可分为4期,水道以充填强振幅、连续性好的浊流沉积体和弱振幅、杂乱的块体搬运体系(Mass Transport Deposits,MTDs)为特征,每期水道均表现出侵蚀-充填-废弃的旋回性。分析认为西沙碳酸盐台地周缘水道沉积物源来自西沙隆起和广乐隆起的碳酸盐台地和生物礁碎屑及由火成作用产生的火成岩碎屑。西沙-广乐碳酸盐台地水道相互贯通,构成台地-斜坡-深水的水道沉积体系,为碳酸盐岩、生物礁及火山碎屑向台地周缘输送提供了良好的通道。     

南海东北部峡谷体系的地貌特征与发育控制因素

海底峡谷在全球陆缘广泛分布,是浅海沉积物向深海运移的主要通道,对于理解深海浊流触发机制、深海沉积物的搬运模式、深海扇的发育历史和深海油气资源勘探等均具有重要意义。本文基于高分辨率高精度的多波束测深数据,首次对南海东北部海底峡谷体系进行了研究,精细刻画了高屏海底峡谷、澎湖海底峡谷、台湾浅滩南海底峡谷和东沙海底峡谷等4条大型海底峡谷的地貌特征并分析其发育控制因素。海底坡度、构造运动、海山与海丘是影响南海东北部峡谷群走向与特征的重要因素,其中,海底坡度对于峡谷上游多分支与“V”字特征有显著的控制作用;构造运动是控制高屏海底峡谷走向的因素,澎湖海底峡谷的走向则与菲律宾海板块与欧亚板块碰撞有关,东沙海底峡谷的走向则与东沙运动相关,台湾浅滩南海底峡谷上段受NW向断裂构造的控制;海山的阻挡作用造成峡谷局部走向和特征改变。海底峡谷群输送大量陆源沉积物到深海盆并形成大面积的沉积物波,海山和沉积物波的发育导致东沙海底峡谷下段“回春”和转向。     

中建南盆地北部海底麻坑地貌特征及成因机制

海底麻坑是与流体逸散相关的一种海底凹陷地貌, 在全球海域的陆架、陆坡和深海平原等均有广泛发育。文章利用高分辨率的多波束测深数据和三维地震资料, 在中建南盆地北部识别出330个规模不等的海底麻坑, 按照麻坑形态可将其分为: 圆形、椭圆形、长条形及新月形麻坑。研究区内海底麻坑直径可达1500~7900m, 最大深度可达175m, 其中圆形麻坑规模(直径、深度)小于椭圆形、长条形和新月形麻坑, 表明圆形麻坑处于麻坑发育早期阶段。三维地震资料显示不同类型海底麻坑的下伏地层中均发育有断层、气烟囱、裂隙等流体逸散通道, 为该区域海底麻坑形成提供了有利条件。在海底麻坑演化过程中, 底流对海底麻坑的地貌形态具有改造作用。当圆形麻坑下伏地层流体活动强烈时, 流体可沿着运移通道直接向麻坑内壁渗漏, 使得其内壁塌陷, 逐渐演化成椭圆形麻坑。由于椭圆形麻坑处于底流活动影响的早期阶段, 其受底流改造作用较弱。在持续性底流活动的强烈改造作用下, 紧密排列的圆形或椭圆形麻坑逐渐拉伸演变成长条形麻坑。当底流作用于孤立的圆形麻坑时, 在底流的上游侧沉积速率增加, 麻坑在上游侧接受沉积被掩埋, 下游侧地层被侵蚀, 从而形成新月形麻坑。根据研究区海底麻坑成因机制分析, 文章首次提出了一种展示中建南盆地不同类型海底麻坑演化过程模型, 该模型有助于理解中建南盆地流体逸散过程和底流活动, 并且可为其他区域海底麻坑演化过程研究提供参考。     

南海西沙海域永乐海底峡谷形成演化过程分析

远海孤立碳酸盐台地周缘发育了碳酸盐岩峡谷,对其开展研究有助于深刻理解碳酸盐碎屑沉积物的“源-汇”体系及深水油气成藏等方面。文章利用多波束测深、高分辨率二维多道地震等数据,精细刻画南海西沙海域永乐海底峡谷的地貌形态及内部充填特征,揭示该峡谷沉积演化过程,分析峡谷成因控制因素及稳定性。永乐海底峡谷形成演化可分为萌芽、汇聚和拓展3个阶段,随着演化过程的发展,峡谷规模及对沉积物输运作用增加。永乐海底峡谷形成及演化主要受古地貌隆起形成的负地形和沉积物重力流侵蚀作用影响。峡谷在第四纪以后仍有较明显的活动迹象。分析显示永乐海底峡谷是西北次海盆的重要物质输送通道,其沉积演化过程及稳定性对研究碳酸盐台地沉积物输运等深水沉积过程及岛礁工程建设具有一定参考意义。     

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。