苏拉威西俯冲带结构与俯冲起始机制的三维地震观测

苏拉威西海具有独特的演化过程—位于北婆罗洲及苏禄岛弧下的苏拉威西海板块停止俯冲后,其俯冲板块的另一侧开始向苏拉威西岛俯冲,形成了诸如俯冲转换边缘、对向俯冲系统等独特的地质现象。针对这种同一板块一侧俯冲停止后在板块另一侧发育新俯冲的过程,科学界提出了众多的板块初始俯冲机制模式,如前陆盆地碰撞后发育新俯冲、大陆/岛弧边缘重力失稳后解耦后俯冲、岩石圈浅部小范围的地幔对流活动导致俯冲等14种初始模式。由于难以获得处于俯冲初始阶段俯冲带的深部岩石圈的地震观测资料,造成这些板块活动模式仍止步于推测。苏拉威西海区的天然地震观测资料不仅是研究苏拉威西海俯冲系统岩石圈深部构造及演化的基础,而且也是认识俯冲过程初始机制的关键一环。本文重点介绍了国家自然科学基金委员会重大研究计划"西太平洋地球系统多圈层相互作用"所属重点项目"苏拉威西海与古南海对向俯冲系统的三维地震观测与板块活动机制"在苏拉威西海区针对北苏拉威西海俯冲板片结构所开展的三维地震观测研究。该项研究实验以揭示俯冲系统深部结构与板块活动机制为目标,通过多边国际合作,于2019年8月15—25日在苏拉威西海区成功投放了27台国产宽频带海底地震仪(BBOBS),拟采集10个月的天然地震数据。同时计划利用印尼合作方的陆区地震台站数据,与OBS数据一同开展研究区岩石圈三维结构的地震学研究与数值模拟,认识俯冲下插板片的变形形态与特征、上覆地壳增厚程度及与俯冲系统持续作用过程之间的关系,讨论该地区独特俯冲系统的初始机制。     

耦合碳、硫同位素及其它地球化学指征研究海底甲烷渗漏

Methane seepage is the signal of the deep hydrocarbon reservoir. The determination of seepage is significant to the exploration of petroleum, gas and gas hydrate. The seepage habits microbial and macrofaunal life which is fueled by the hydrocarbons, the metabolic byproducts facilitate the precipitation of authigenic minerals. The study of methane seepage is also important to understand the oceanographic condition and local ecosystem. The seepage could be active or quiescent at different times. The geophysical surveys and the geochemical determinations reveal the existence of seepage. Among these methods, only geochemical determination could expose message of the dormant seepages. The active seepage demonstrates high porewater methane concentration with rapid SO_4~(2–) depleted, low H_2S and dissolved inorganic carbon(DIC), higher rates of sulfate reduction(SR) and anaerobic oxidation of methane(AOM). The quiescent seepage typically develops authigenic carbonates with specific biomarkers, with extremely depleted ~13C in gas, DIC and carbonates and with enriched ~34S sulfate and depleted ~34S pyrite. The origin of methane, minerals precipitation, the scenario of seepage and the possible method of immigration could be determined by the integration of solutes concentration, mineral composition and isotopic fractionation of carbon, sulfur. Numerical models with the integrated results provide useful insight into the nature and intensity of methane seepage occurring in the sediment and paleooceanographic conditions. Unfortunately, the intensive investigation of a specific area with dormant seep is still limit. Most seepage and modeling studies are site-specific and little attempt has been made to extrapolate the results to larger scales. Further research is thus needed to foster our understanding of the methane seepage.     

城市基础地理信息发布系统建设研究

城市基础地理信息发布系统的建设是"数字城市"建设的基础,它为规划、市政等决策提供数据支持。研究了系统建设的目标和组成,提出了基于WebADF的系统开发构架思路。     

天然气水合物油气系统模拟新技术方法与应用

为弄清天然气水合物油气系统模拟的原理和实现过程及应用,系统分析了水合物油气系统发展历程和技术特色,总结了该技术在墨西哥湾、水合物脊、阿拉斯加北坡及中国天然气水合物研究中的应用。研究认为:天然气水合物油气系统模拟是在研究类似含油气系统中的生烃、排烃、运移、聚集和逸散模拟基础上,对地质模型网格和地质时代进行细化设置,达到对不同地质时期水合物的分布、热成因/生物成因甲烷气的运移、稳定带内水合物形成时期和资源量进行模拟的目的。系统的模拟可以证实含气流体的运移是天然气水合物聚集成藏的重要控制因素,可以预测天然气水合物稳定带的空间分布、地质演化,热成因气和生物成因气生成、运移、聚集并形成天然气水合物的过程,还可以定量计算水合物资源量。目前,中国对于该技术的应用还处于起步阶段,应该深入学习国外成功经验,大力推广,以提高中国天然气水合物理论研究及勘探开发水平。     

南海北部琼东南盆地浅表层沉积物的地球化学特征及对沉积环境的指示*

南海北部琼东南盆地海底存在着巨型麻坑, 现有研究多认为其形成主要与海底流体渗漏有关。目前对琼东南盆地深海沉积物地球化学特征及麻坑区的生物地球化学过程等尚不清楚。文章选取南海北部琼东南盆地C14、C19两个站位岩心样品, 进行了总硫(TS)、总碳(TC)、总有机碳(TOC)、铬还原性硫化物(CRS)及其δ³⁴S_CRS值测试, 并结合总氮/总碳(TN/TOC)比值和已发表的孔隙水中SO₄^2-浓度等进行了地球化学特征分析。研究表明: C14站位以3.91m bsf (below seafloor)为界, 上下分别存在有机质参与的硫酸盐还原反应(OSR)和甲烷厌氧氧化作用(AOM)驱动的硫酸盐还原反应(SR); 3.91m bsf以上的部位沉积物的TS、TC含量均低于3.91m bsf以下部位, 且沉积物孔隙水中SO₄^2-浓度由3.91m bsf以上的缓慢凹型减少变成3.91m bsf以下的线性减少, 说明该处成为沉积物中地球化学特征分界的明显标志; 在3.91m bsf以下, 受到甲烷渗漏的影响。C19站位沉积物中TS与TC含量由浅到深逐渐增加, 但与TN/TOC比值变化呈现几乎相反趋势, 即整个岩心以OSR为主, 并呈现出有机质早期成岩阶段的沉积现象。C14和C19两个站位柱状沉积物的δ³⁴S_CRS值变化范围分别为-50.2‰~-46.9‰和-50.1‰~-42.0‰ (V-CDT标准), 均显示出了较为偏负的硫同位素值, 表明研究区主要的生物化学过程是在相对开放体系下硫酸盐还原作用的结果, 综合说明该研究区麻坑的甲烷流体已经喷发, 目前可能处于衰退期, 甚至已经不活跃, 该结果与前人的认识基本一致。     

大庆采油-厂GIS数据查询与维护模块的设计与实现

利用VB在GeoStar地理信息系统开发平台上进行二次开发,实现大庆油田采油一厂水泡子地理信息系统的3维数据查询与维护.介绍了系统的模块组成和功能,以及实现各项功能的关键技术.该系统灵活实用、功能较全,通过实际生产应用,反映出在地面水域地理信息数据计算与管理、直观显示等方面具有很好的实用价值.     

厦门近岸海域营养盐时空变化特征分析及其富营养化评价

本研究根据2016—2020年厦门近岸海域15个航次的监测数据,对该区域营养盐的时空分布特征、影响因素及营养盐限制状况进行综合分析,并评估各海区的富营养化状态。结果表明,空间上,营养盐的分布特征表现为从近岸向远岸逐渐下降的趋势,溶解无机氮(Dissolved Inorganic Nitrogen, DIN)平均浓度排序为：九龙江口>西海域>同安湾>南部海域>东部海域>大嶝海域,溶解无机磷(Dissolved Inorganic Phosphorus, DIP)平均浓度排序为：同安湾>西海域>九龙江口>东部海域>南部海域>大嶝海域;时间上,营养盐浓度总体呈逐年下降趋势;枯水期最高,平水期次之,丰水期最低。研究海域平均DIN/DIP摩尔比值为40,总体表现为磷限制。2016—2020年厦门近岸海域富营养化指数(E)基本呈逐年下降的趋势;从空间分布上看,九龙江口和西海域富营养化较为严重。富营养化指数与盐度呈显著负相关关系,说明陆源输入对研究海域富营养化存在重要影响。     

海底地震仪的信号传递效果和噪声水平

单球式海底地震仪（以下简称OBS）由于其成本低、操作简便的优点在天然地震研究、人工地震探测中获得了广泛应用.本文首先分析多型进口和国产OBS在台湾海峡西部采集的地震数据,发现同一台OBS上的垂直向速度检波器（Z分量）的信噪比常显著低于压力检波器（H分量）,由于这两种检波器记录的都是海底的垂向振动信号,推测速度检波器的低信噪比更多的与仪器特性有关.然后从信号传递和噪声水平两方面分析影响速度检波器信噪比的因素：为检测速度检波器与OBS壳体的耦合效果,对某型宽频带OBS和陆上地震仪进行了同址同步观测试验,发现OBS的整机灵敏度有较大的差异;为分析速度检波器的水底噪声特征,以H分量记录作为基准,对比分析了同一台仪器不同站位的Z分量噪声水平,发现速度检波器在浅海区受到较大的次生干扰.本文指出OBS的内部耦合和水流次生干扰是至今尚未引起大家重视而又严重影响资料品质和多波探测成效的两个关键问题,这一研究结果对于改进OBS结构设计和制造工艺,以及OBS数据多分量处理方法研究有重要的参考意义.     

南海北部琼东南盆地冷泉区表层沉积物微量元素的分析及其对甲烷渗漏的指示

Recent studies have shown that specific geochemical characteristics of sediments can be used to reconstruct past methane seepage events. In this work, the correlation between the Sr/Ca and Mg/Ca ratios of sediment samples is analyzed and the sulfate concentration profile in Site C14 from cold-seep sediments in the Qiongdongnan Basin in northern South China Sea is obtained. The results confirmed that, sulfate at 0–247 cm below sea floor(Unit I) is mainly consumed by organic matter sulfate reduction(OSR), while sulfate at 247–655 cm(Unit II) is consumed by both the OSR and the anaerobic oxidation of methane(AOM). In addition, the bottom sediment layer is affected by weak methane seepage. The Mo and U enrichment factors also exhibit similar trends in their respective depth profiles. The responses of trace elements, including Co/Al, Ni/Al, Cr/Al and Zn/Al ratios to methane seepage allowed the study of depositional conditions and methane seepage events. Based on the results, it is speculated that the depositional conditions of Unit II changed with depth from moderate conditions of sulfidic and oxic conditions to locally anoxic conditions, and finally to suboxic conditions due to methane fluid leakage. The stable isotope values of chromium-reducible sulfide produced by AOM and those of sulfide formed by OSR in the early diagenetic environment suffered serious depletion of 34 S. This was probably due to weak methane leakage, which caused the slower upward diffusion and the effect of early diagenesis on the samples. It is necessary to consider the effects of depositional environments and diagenesis on these geochemical parameters.     

细砂质含水合物沉积介质的非线性弹性力学模型

描述含水合物沉积介质的应力-应变关系,建立含水合物沉积介质的力学模型,预测水合物储层的变形规律,是有效开发水合物资源的基本前提。以经典邓肯-张模型为基础,结合细砂质含水合物沉积介质力学三轴试验数据,提出了适合细砂质含水合物沉积介质的非线性弹性力学模型及其参数,并验证了模型的准确性。结果表明,该模型及其参数可以很好地描述细砂质含水合物沉积介质的应力-应变的非线性弹性关系。