南海北部陆坡沉积物“Ba峰”及其天然气水合物分解指示意义

深海,特别是天然气水合物区的沉积物-孔隙水体系中,Ba循环受到孔隙水中的硫酸盐(SO24-)和甲烷(CH4)之间的氧化还原反应的强烈制约。沉积物中"Ba峰"的存在体现了SO2-4亏损的长时间累积效应,并与海平面变化制约下的天然气水合物分解有关。南海北部陆坡ODP1146站钻孔上部深度185m沉积物中发育了4个"Ba峰",其中发育于深度约58m的"Ba峰"(F3)与当前SO2-4-CH4反应界面(SMI)深度一致,推断其他3个"Ba峰"(F1、F2和F4)对应的SMI深度分别约为24m、46m和84m。"Ba峰"最大峰值与沉积物Cl通量减小和冰期-间冰期转换带的对应性表明:在冰期,海平面大幅度降低诱发的浅水区(如东沙群岛附近)天然气水合物的分解持续释放了低盐度、高浓度CH4流体,其中部分流体迁移至ODP1146站所在的陆坡区沉积物中,导致了间隙水中SO2-4的持续亏损和自生Ba的长时间累积,结果在冰期-间冰期转换阶段形成显著的"Ba峰";同时,部分逸散于大气中的CH4加快了冰期的结束。在距今约50万年的冰期-间冰期旋回制约下的海平面周期性变化过程中,南海北部浅水区天然气水合物分解释放的低盐度和高浓度CH4流体也间歇地迁移至深水陆坡沉积区,导致了多个"Ba峰"的形成和沉积埋藏。"Ba峰"可以用于评价历史时期南海北部陆坡天然气水合物分解释放甲烷通量的变化。     

南海北部陆坡深水区沉积物细菌多样性调查

采用分子生物学手段,调查南海北部陆坡深水区沉积物细菌多样性.分析表明其细菌分成5个类群,变形细菌门(Proteotmcteria),厚壁菌门(Firmicutes),浮霉菌门(Planctomycetes),拟杆菌门(Cytophaga/Flexi-bacteria/Bacteroides,简称CFB)及脱铁杆菌门(Deferribacteres).分别占总体的34%,38%,18%,4%,6%.其中60%以上的克隆子与硫代谢相关,20%克隆子最相近序列来自于油污染环境,说明硫代谢是该区域物质代谢的重要组成,同时该区域有油气渗透的烃类物质存在并影响着该区域的微生物群落结构.     

南海北部陆坡深水区沉积物输送模式探讨

南海北部陆坡深水区沉积物输送模式复杂多样,研究发现主要有碎屑流、浊流、砂质碎屑流、碳酸盐岩重力流、块体搬运、河流搬运、深水水道搬运7种类型,它们共同影响着南海北部陆坡沉积物类型和储层分布。其中(砂质)碎屑流沉积、块体搬运沉积、河流供给、深水水道砂是南海北部深水储层的主要成因,而纯粹的浊积岩在该地区发育不广泛。珠江口盆地的深水储层受到河流的供给和后期流体改造的影响,并且存在碳酸盐岩重力流沉积物薄层,证明该地区水动力条件较强;琼东南盆地深水储层分布受到了碎屑流控制和深水水道的影响,相对浅水区来看可能存在分选较好、干净的砂体储层,具有良好的勘探潜力。     

南海北部陆坡海洋沉积物稀土元素及物源和成岩环境

通过对0DP184航次1146站位海底岩心沉积物中稀土元素含量及其配分模式的研究,确立了其分配规律,即相对富集轻稀土,Eu亏损等,并且与东海大陆架及中国黄土的稀土分布模式相似,表明本区沉积物物源主要来自陆源,是大陆岩石分化过程的产物。对富集因子的研究也证明了沉积物主要来自陆源。δCe的弱负异常值与∑REE和δEu值一样,主要受陆源源区气候环境变化控制,而与海水关系不大。稀土元素与生物作用基本无关,可能主要是赋存于陆源碎屑矿物的晶格中。通过对岩心沉积物间隙水成分的研究,表明成岩环境主要为还原环境。68m(mcd)以上主要为硫酸盐的还原作用,68m以下主要为甲烷的生物生成作用。     

南海北部陆坡天然气水合物的沉积物孔隙水地球化学研究进展

孔隙水地球化学异常是天然气水合物勘探的重要工具之一,南海北部陆坡地区拥有良好的天然气水合物成藏潜力,孔隙水地球化学异常在南海的天然气水合物勘探中发挥了重要作用。其中与水合物直接相关的氯离子含量异常被用于识别神狐及东沙海域钻探区的水合物层和计算水合物饱和度。除直接指标外,浅表层沉积物中的硫酸盐含量及其他与早期成岩作用有关的地球化学异常作为间接指标可用于水合物的找矿预测,研究者们通过对硫酸盐还原过程的判别、硫酸盐甲烷接触界面的计算等方面对南海北部陆坡不同海域的沉积物甲烷通量进行了评估,预测出水合物可能的成藏区域。其他如碘含量、氧化还原敏感元素、氯同位素、地球化学模型等新的地球化学指标和计算机手段也被应用于南海北部陆坡区水合物成藏研究并取得了不错的成效。     

南海北部陆坡海域内波谱特征

本文对1998年南海季风实验中定点观测的声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler,ADCP）海流数据进行频谱分析,结果表明南海北部地区内波之间的非线性作用的强弱影响着该海域的内波谱特征。在季节性温跃层（水深22m和58m）中,由于存在着强的非线性作用,内波带的谱斜率趋于σ^-1和σ^-2之间,而且较高能量的潮谐波频率的峰值随着频率呈现少见的一。递减。在季节性温跃层（水深130m）以下,内波非线性相互作用较弱,观测的内波带谱特征与标准Garrett-Munk内波谱相似,均显示了σ^-2的谱斜率。     

基于Chirp数据和Biot-Stoll模型反演南海北部陆坡海底表层沉积物物理性质

浅地层剖面是基于声学信号(频率在几百至几千赫兹)在沉积物中的传播得到可反映沉积地层结构的数据,海底反射系数与沉积物物理性质密切相关。Biot-Stoll声波传播理论模型可以预测海底沉积物的物理性质,构建反射系数等声学参数与物理参数之间的关系,但在不同的海域采用不同的参数所获得的效果不同。为此,本文基于南海北部陆坡海底表层沉积物的实测物理参数,利用BiotStoll模型建立研究区海底反射系数和沉积物物理性质之间的关系,结果表明模型计算值与样品实测值吻合度总体较好,偏差在0.1%～4.9%之间,并建立了频率3.5 kHz时海底反射系数与沉积物孔隙度、密度、平均粒径之间的关系方程,且方程拟合度较高,可决系数R2均大于0.99。在对典型Chirp剖面数据计算其海底反射系数的基础上,反演了海底表层沉积物的孔隙度、密度、颗粒平均粒径等物理性质,其中反演孔隙度、密度、平均粒径与实测孔隙度、密度、平均粒径相对误差均小于5%,结果与实测值基本相符,表明该反演方法在南海北部陆坡区的应用是可行的。     

深海沉积物早期成岩过程中的Ba循环及其古海洋环境意义

深海沉积物蕴藏了丰富的古海洋环境变化信息.利用沉积物中的某种替代指标,有效地恢复古海洋环境变化历史是海洋地球化学家和古海洋学家致力研究的课题.海洋系统中Ba元素的地球化学行为及其与古海洋环境的关系研究表明,深海沉积物中Ba元素的丰度和变化特征能够很好地揭示古海洋环境变化信息.根据海洋系统中Ba元素地球化学研究的最新进展,系统归纳了深海沉积物中Ba的来源、富集相态及其在早期成岩过程中的行为,并在此基础上,探讨了沉积物中Ba元素丰度变化特征与古生产力和沉积物中甲烷释放通量的关系.     

南海北部陆坡峡谷区海底沉积物工程地质特征及区域稳定性评价

The upper part of the continental slope in the northern South China Sea is prone to submarine landslide disasters,especially in submarine canyons. This work studies borehole sediments, discusses geotechnical properties of sediments, and evaluates sediment stability in the study area. The results show that sediment shear strength increases with increasing depth, with good linear correlation. Variations in shear strength of sediments with burial depth have a significantly greater rate of change in the canyon head and middle part than those in the canyon bottom. For sediments at the same burial depth, shear strength gradually increased and then decreased from the head to the bottom of the canyon, and has no obvious correlation with the slope angle of the sampling site. Under static conditions, the critical equilibrium slope angle of the sediments in the middle part of the canyon is 10° to 12°, and the critical slope angle in the head and the bottom of the canyon is 7°. The results indicate that potential landslide hazard areas are mainly distributed in distinct spots or narrow strips on the canyon walls where there are high slope angles.     

重力模型探寻南海北部陆坡特提斯痕迹

The South China Sea is the largest marginal sea of west Paicfic Ocean.Its valuable to the continental margin.The evolution of Tethyan structure is a very important part of the evolution of the South China Sea.Its formation is due to a sequence opening and closing of Tethys Ocean loke a horn,and made violent influence to the evolution history of the global geologic strcture.When Gondwana continent separated from Euro-Asian continent in the norh,there produced a series of small oceanic basins. The fromation of new oceanic basin was in company with the extinction of the older ones. This recyeling of new oceanic basin was in company with the extinction of the older ones. This reaycling function made the formation of a huge strucfor successive continental margin and oil-gas exploring. Furthermore, it is impirtant for discovering the relationship brtween Tethyan realm and Pacfic realm. In this paper,the authors have done 3 gravtational models basing on deep crustal research,and they want to discuss the reace of Tethyan structure in the northern slope of the South China Sea.     

南海北部陆坡区DLW3101孔沉积物特征及古环境意义

利用氧同位素地层学方法确定DLW3101孔底部年龄约为306 ka BP,对沉积物进行粒度和地球化学元素分析,结果显示:22.1~63 μm粗粒级组分的高值可用来指示海平面下降和东亚冬季风的强盛,0.35~1.16 μm和2.32~13.14 μm细粒级组分的高值可用来指示海平面上升和东亚夏季风的增强;Al/Ti和K/Ti比值反映的沉积物源区化学风化强度变化可用来指示东亚夏季风的强弱。     

南海北部陆坡海底峡谷形成机制探讨

通过对南海北部地震剖面的解释,并结合地貌以及区域地质特征等,对发育于南海北部陆坡区的珠江口外、台湾浅滩南以及澎湖海底峡谷的地貌和构造特征进行分析和对比,并对其形成机制进行探讨。研究结果显示,各海底峡谷具有相似的走向,并均具有转向的特征,但是其形成机制却各不相同,由此形成的地貌特征也各不同:珠江口外海底峡谷的形成与珠江带来的大量陆上沉积物的搬运相关,形成了喇叭型的水道;台湾浅滩南海底峡谷的形成受到NW向断裂构造的控制,这些断裂构造形成了薄弱带,经过沉积流的侵蚀而形成狭长的水道,当进入下陆坡后由于海山的阻隔作用而转为近EW向;澎湖海底峡谷带的上段主要是由陆坡沉积流的下向侵蚀、崩塌和滑移形成的,而其下段则主要具有沿马尼拉海沟北向延伸段发育的特征。     

南海北部陆坡流花碳酸盐台地地球物理响应

碳酸盐岩储层发育和成岩作用复杂性导致了储层物性非均质特征.对东沙海区流花油田碳酸盐岩测井曲线进行交汇分析,得出速度、密度和中子孔隙度与波阻抗有良好的线性对应关系.通过对流花地区的三维地震和测井资料分析运算,总结碳酸盐台地非均质地震反射特征,利用地震属性和反演技术描述了该区生物礁碳酸盐岩储层的物性特征.结果表明,地震反射...     

晚第四纪南海北部陆坡沉积物常量元素比值对气候变冷事件的指示意义

南海北部陆坡柱状沉积物的常量元素统计分析表明, 沉积物中的Ti、Al、Fe、K、Mn、Mg代表了陆源元素组合;而消除粒度效应的陆源元素比值Al/Ti、Fe/Ti和K/Ti等的变化曲线与浮游有孔虫氧同位素曲线对比表明, 在气候变冷事件(Heinrich事件、Younger Dryas事件、PME斜室普林虫低值等事件)期间, 陆源常量元素比值明显降低。这一对应特征, 一方面体现了气候变冷事件的发生对陆源区化学风化强度的制约, 另一方面也说明与指示长时间尺度气候相似, 陆源元素比值对短时间尺度的气候变化也具有明显的指示作用。     

南海北部外陆架和上陆坡海底滑坡稳定性研究

海洋工程地质调查发现，在南海北部外陆架和上陆坡海底，有大片滑坡，其水深范围约在１８０－６５０ｍ之间，它们沿着陆架外缘坡折处呈北东－南西方向分布，其具体位置往往与古三角洲前缘的海底陡坎及古海岸线位置密切相关，大量浅层地震，旁侧声纳，底质取样分析和土体力学理论计算表明，本区滑坡主要是由于地形坡度，沉积物特性，土体自身重力，它们是区内海底很不稳定的地带，是一种重要的地灾害因素，在海洋工程地质设计和实施时     

南海北部陆坡深水区浅层天然气藏特征

南海北部陆坡深水区的浅层天然气藏是一种伴随天然气水合物的新型油气藏, 具有埋藏浅、规模大的特点, 其埋藏深度一般小于300m。浅层天然气藏由深部裂解气沿断裂上升被天然气水合物封盖而形成, 识别似海底反射(BSR)是寻找浅层天然气藏有效方法。浅层天然气藏的气源主要有热解气、生物气和混合气, 陆坡张性断裂是气体运移的主要通道, 水合物下部的砂层是浅层天然气藏的主要储集层, 水合物层则是封盖层。从南海发现的天然气水合物分布特征看, 浅层天然气藏在陆坡深水区广泛分布且气藏厚度大, 潜在资源量非常可观, 是一种新型的开采成本相对低廉的油气藏。     

南海北部陆缘盆地与坎坡斯盆地

我国南海是西太平洋最大的边缘海,其北部陆缘盆地深水区位于琼东南与珠江口盆地南侧.通过对该地区烃源条件、储层条件、圈闭条件及成藏模式等的初步研究,认为其具有良好的石油地质条件,有效勘探面积和勘探潜力巨大,具有良好的勘探前景.坎坡斯盆地位于巴西大西洋大陆边缘,是一个中生代到古新近纪含油气盆地,其内部的Garoupa, Carapeba, Namorado, Roncador, Marlim等深水油田的地质储量十分丰富,随着各个油田开发的深入,对该地区的深水含油气系统有了更加清晰的了解.本文通过两个地区在构造演化,烃源条件,储层条件,圈闭条件以及成藏模式的对比研究,对南海北部陆缘盆地深水区有了进一步的认识.     

内孤立波作用下南海北部陆坡沙波形成过程实验模拟

为探究内孤立波作用下陆坡坡面沙波形成机制,在室验水槽内模拟恒定振幅下凹型内孤立波对砂质粉砂、黏土质粉砂、细砂三种沉积物坡面连续作用过程,利用超声地形自动测量分析系统(TTMS)、电阻率探针、温盐深仪(RBR·CTD)分别监测内孤立波作用前后土坡高程变化,作用过程水土界面实时变化及悬浮物浓度时空变化,基于测试结果分析沉积物悬浮、运移及沉积过程特征。研究表明,沙波形成过程中不同类型沉积物悬浮-运移方式不一致,在恒定振幅内孤立波作用下,砂质粉砂发生悬浮向坡顶运移,其中较大的颗粒在坡顶发生沉积,较小颗粒沿坡面运移到坡底;黏土质粉砂发生悬浮后同时向坡顶和坡中运移,在坡顶和坡中位置形成雾状层沿等密度层水平扩散;砂质粉砂运移方式主要为推移质运动,黏土质粉砂主要为悬移质运动。内孤立波形成的沙波体坡顶无尖刃,较为圆滑,两坡不对称,迎流面薄,背流面厚。     

南海北部陵水陆坡重力流沉积调查与分析

深水沉积环境复杂、浅层沉积物土质差异明显、重力流沉积多样,对深水海洋工程水下设施的设计、施工和运营安全提出了新的挑战。通过二维/三维数字地震等方式能够识别出数百米的滑坡体,但是对于海洋工程上所关注的浅层海底的重力流沉积体系,其分析能力有限。以南海北部陵水区块为例,通过船载多波束的后向散射成果、自主水下航行器（AUV）搭载的浅地层剖面资料,结合重力活塞取样器（JPC）取样和碳14测年（AMS14C）等资料综合分析,对深水海底浅层重力流沉积的形成和分布模式进行探讨。研究表明,船载多波束后向散射图能够较为准确地识别区域性重力流沉积区域,以及表层沉积物的变化,AUV搭载的浅地层剖面能够精确地识别地层的纵向差异,JPC取样能够获取重力流沉积样品及其物理力学参数,以上资料的综合分析,是准确识别、研究和认识现代重力流沉积体系的重要方法。研究区内最近的2期重力流沉积分别发生于5.5 kaBP左右和45 kaBP前,重力流的发生一般都是由上陆坡区海底峡谷的活动引起的。最近的一期重力流事件中,先后发生了浊流沉积和块状搬运体（MTDs）沉积,MTDs沉积过程中会对下伏地层产生明显的冲蚀现象。在重力流沉积区进行水下结构物设计和施工时,应特别关注重力流沉积引起的地形坡度变化,以及地层中土质成分的差异,可能对水下结构物的安装和维护产生的影响。