海洋天然气水合物的地球物理研究(Ⅱ):地震方法

从野外观测手段、数据处理分析、振幅随炮检距变化分析、波形反演4个方面综述海洋天然气水合物地震研究的最新进展。     

麻坑、泥火山在南海北部与西部陆缘的分布特征和地质意义

本文利用新的高分辨率海底多波束地形数据与以往研究资料对南海台西南盆地及以西和中建南盆地北部及以北陆缘区域内的麻坑与泥火山分布区进行了统计、分析与总结.本文提出根据麻坑的个体平面形态、规模量级和组合形式建立麻坑的三类分类体系并进行总结阐述.麻坑的直径与坑深总体具有线性变化关系但又有区域性分布特征,可能反映了不同海区底质性质、浅地层构造活动、海底倾斜程度和海底底流等因素的不同影响;同一区域泥火山的直径与高度具有线性关系而不同区域拟合斜率差异较大,可能说明同区域泥火山形态、流体成分和来源具有高度一致性,但其分布具有区域差异性特征.研究表明,麻坑、泥火山的产生与近5Ma新构造运动期内台湾南部和南海西缘区域性走滑断裂活动相一致,主要分布在构造活动较为活跃,沉积较为薄弱的近坡折带和大陆坡区域,在具有走滑性质的台西南、莺歌海和中建南盆地分布较广、规模较大,而在其他主要张裂性质盆地中分布较少,规模较小.其分布特征一方面能够说明某些区域流体的大量渗漏与逸散,另一方面也能够说明某些区域持续的构造活动有利于该区域深部流体的重新聚集与成藏,从而成为指导油气资源勘探的重要参考指标.     

南海北部陆坡神狐海域天然气水合物成藏的流体运移体系

通过新近纪断裂体系和底辟构造特征综合分析认为,底辟构造、高角度的断裂和垂向裂隙系统构成了南海北部神狐海域天然气水合物成藏的主要流体运移体系.神狐海域断层发育,可分为晚中新世活动的NW(NNW)向断层和上新世以来活动的NE(NNE)断层两组.NE向断层活动强度小,规模大,从下至上切穿上新世以来沉积层,组成高角度断裂和垂向裂隙系统.底辟构造在地震剖面上呈直立的、上小下大的烟囱状通道,局部横向扩张呈囊状、花状,形成大型的反射模糊带.底辟构造的发育在上覆沉积层产生了树枝状、似花状组合形态的高角度断裂和垂向裂隙系统,构成了良好的流体运移通道和疏导体系.当富含甲烷气体的流体通过底辟构造、断裂及裂隙系统垂向或侧向运移时,在合适的温压条件下形成天然气水合物.     

西太平洋海底多金属结核空间分布与多波束回波强度的关系

西太平洋高丰度高覆盖率多金属结核的发现受到各国学者的高度关注,如何高效探测不同覆盖率和丰度的多金属结核分布特征是目前研究的重点.利用EM122多波束回波强度资料对西太平洋海盆结核分布特征进行分析,结果表明,回波强度的高低变化与结核覆盖率关系密切,而当结核覆盖率相当时,回波强度的高低变化反映了结核的粒径大小,其中大型结核...     

利用多波束回波强度进行中太平洋潜鱼海山底质分类

中、西太平洋海山区是富钴结壳的重要富集区,钙质远洋沉积、碳酸盐岩沉积及重力作用引起的滑塌沉积是海山山顶和斜坡的主要沉积类型,它们的空间分布规律对于富钴结壳的分布至关重要.在国内首次利用EM122多波束回波强度资料对中太平洋潜鱼海山进行了底质类型研究,对回波强度资料进行处理和统计分类,并与浅地层剖面和地质取样结果对比,分析得出了4种底质类型,即富钴结壳、钙质远洋沉积、碳酸盐岩基底及碎屑流沉积.这几种底质类型具有不同的回波强度特征,其中富钴结壳区表现为均一的回波强度高值特征;钙质远洋沉积区表现为均一的回波强度低值特征,二者回波强度值相差约20 dB.结果显示潜鱼海山山顶仅局部发育钙质远洋沉积,大部分为碳酸盐岩基底出露区,山顶边缘及侧翼山脊处为主要的富钴结壳分布区.此外,该海山存在3处较大规模的重力滑塌沉积区,主要为碎屑流沉积.      

琼东南盆地天然气水合物成矿远景

琼东南盆地最新的水合物调查研究发现了大量疑似BSR（bottom simulating reflector）特征的地震反射界面,但BSR特征并不典型。为了解决在BSR特征不甚明显的地区进行天然气水合物识别和成矿远景研究的问题,本文首先通过对调查所取得的第一手资料的综合分析,指出了琼东南盆地海域天然气水合物地球物理标识——BSR识别的局限性;然后从天然气水合物成藏所必须具备的气源、运移通道、有利沉积条件等几个方面出发,探讨了琼东南盆地天然气水合物成藏必须具备的气源、气体运通道和储层等特征,对琼东南盆地天然气水合物地球物理识别标志——BSR判识提供了良好佐证。综合分析认为：琼东南盆地海域的中央坳陷带内发育了大量气烟囱的位置及其附近海底浅层应是天然气水合物发育的重点目标区。     

基于Micromine的海山富钴结壳矿床三维评价模型应用

富钴结壳是一种附着于海山表面生长的层状矿床。与二维空间展布的多金属结核矿床不同,富钴结壳的分布很大程度上依赖于海山平台边缘和斜坡的形态及微地貌特征,可将其视为一种特殊的三维表层矿床。传统的二维矿床评价模式不能真实直观地反映海山结壳资源的空间分布特征,利用Micromine成熟的数据库技术、矿床三维建模技术和GIS空间分析手段,全面立体地表达和展示海山结壳矿床的资源形态及其空间分布,采用距离反比加权法和封闭多面体法对资源量估算结果进行比较验证。该结壳矿床三维评价模型的应用符合当前三维数字矿床的成矿预测和储量评估的发展趋势,同时也为中国富钴结壳资源勘查与区域优选和放弃提供技术支撑。     

世界海洋地质调查发展历程与启示

综合考虑社会发展、文明演进、国家需求、科技进步、人才成长等因素,将世界海洋地质调查发展历史划分为“萌芽期”“初创期”“发展期”“成熟期”和“升级期”5个阶段,探讨了不同阶段海洋地质调查的工作目标、主要特点和标志成果等,在此基础上总结凝练历史发展规律和启示,并结合我国实际提出海洋地质工作发展的相关建议。     

南海西南海盆南缘中生代花岗闪长岩的发现及其构造意义

利用在南海西南海盆南缘首次发现的花岗闪长岩样品,通过等离子质谱仪、岩相显微镜和电子探针等设备对其地球化学组成进行了分析;并对其组分中黑云母矿物进行了40Ar/39Ar年代学研究。40Ar/39Ar等时线年龄显示岩石的结晶年龄为(109.5±1.5)Ma,是早白垩世岩浆入侵的产物。地球化学测试表明:样品以富SiO2、K2O,高Al2O3、贫TiO2为特征。地球化学-构造判别图解显示,样品属于火山弧花岗岩,为造山类花岗岩。样品可能是海盆早期张裂阶段裂谷系组成的重要岩石类型,而裂谷拉张的过程可能与现代红海的演化相似,经历了裂谷沉陷过程,当裂谷宽度、深度达到一定规模时,洋壳随之而产生。该样品的发现,揭示其产出位置可能是南海西南海盆的南部边界,而且是洋盆扩张初期断裂系统的组成部分,为探讨南海的张裂、形成与演化历史提供了新的线索。     

南中国海神狐海域天然气水合物 地震识别及分布特征

南中国海北部陆坡神狐海域是天然气水合物发育的有利地区,钻井取芯表明此区域的天然气水合物以细颗粒状分布于水合物稳定带内.以三维地震数据为基础,讨论海洋天然气水合物调查的高分辨率地震成像关键技术,综合利用不同的地球物理方法(阻抗反演、属性聚类分析及神经网络方法等),以钻井结果为约束分析不同方法对天然气水合物识别的适用性,确定利用属性聚类方法来获得神狐海域天然气水合物与游离气的三维空间展布特征.将钻井取芯结果与地质条件相结合,综合多方面地球物理信息,分析产生这一分布特征的地质原因,指出断层与裂缝是南海北部陆坡神狐海域水合物、游离气的分布模式及天然气水合物形成的主要地质控制因素.