中国海域盆地CO_(2)地质封存选址方案与构造力学分析

本文围绕“碳达峰、碳中和”国家战略目标,从断裂活动、盆地压力、构造沉降特征、地震活动性和地温梯度等角度综合分析中国海域盆地适宜大规模CO_(2)地质封存的条件与目标,在宏观上认为东海陆架盆地、珠江口盆地、琼东南盆地东部以及南海中央海盆是最佳CO_(2)地质封存区域,但这并不排除其他盆地内部存在适宜的CO_(2)地质封存点,因为具体某个地质封存工程目标的范围相对较小.东海陆架盆地、珠江口盆地和琼东南盆地内适用于CO_(2)地质封存的地层包括盆地晚期快速沉降期沉积层的底部咸水层和热沉降沉积层内的含油气单元,在适宜的海底之下800~4000 m深度范围内,孔隙度大于10%,静水压力约在8~40 MPa之间、静岩压力约在13~83 MPa之间变化.在此压力范围和合适的地温梯度范围内,CO_(2)以超临界状态存在,其密度随温压变化相对稳定,有利于CO_(2)的流动和渗透.另外,盆地内的基性岩浆岩建造的规模和数量也为CO_(2)地质封存和永久矿化提供了很好的条件.虽然工程难度大和代价高,但南海中央海盆是非常安全的适宜封存CO_(2)的区域,注入到海底大洋玄武岩的CO_(2)因为玄武岩矿化需要较长时间,可能存在CO_(2)泄露,但是除了玄武岩矿化以外,可能泄露的CO_(2)在后面的逃逸中还可以被多次封存,包括:火山碎屑岩矿化、海底沉积物封存、海底沉积物CO_(2)水合物封存、碳酸钙中和反应、海底碳湖和海洋溶解CO_(2)等.南海中央海盆目前6个钻遇基底大洋玄武岩的国际大洋发现计划(IODP)钻孔可以为先导性南海海盆CO_(2)封存实验提供很好的科学与工程基础.

渤海中部现代黄河沉积物影响范围的稀土元素证据

黄河每年输入大量的沉积物进入渤海,入海沉积物的扩散和影响范围对该区的现代沉积作用、海洋生态环境、海洋工程环境都有着重要的影响。为此本研究使用ICP-MS分析方法对渤海中部典型断面的40个表层沉积物样品进行了稀土元素的测试,阐明渤海中部表层沉积物稀土元素发育特征,结合渤海周边主要河流的稀土元素地球化学特征,探讨了黄河现代沉积物扩散和影响范围。结果表明:渤海湾北部沿岸地区沉积物与滦河沉积物稀土元素特征相似,主要受到滦河物质输入影响;研究区南部稀土元素含量特征与黄河相近,主要接收黄河沉积物沉积;中间部分沉积物应为黄河、海河与滦河沉积物混合,使其稀土元素显示出与各河流不同的特征。现代黄河沉积物影响范围主要局限于渤海南部海域。

1855年黄河改道事件在渤海的沉积记录

通过对渤海柱状沉积物中粒度特征及常、微量元素含量变化的系统分析,揭示了1855年黄河改道事件在渤海中部的沉积记录,探讨了改道前后渤海沉积环境的变化。研究表明,2个沉积物柱样上部的粒度、元素含量特征均明显异于下部,可把两柱样分别划分为Ⅰ类、Ⅱ类两种类型,分别代表了黄河改道后和之前的物质类型。Ⅰ类沉积物平均粒径更细、分选更好,物质组成更接近于黄河沉积物;Ⅱ类沉积物平均粒径更粗、分选较差,物质组成更接近于渤海周边陆域物质;Ⅰ、Ⅱ类沉积物中Ni、Zn、Sr、Ba、Zr等5种元素含量差异明显,可作为区别黄河物质和渤海周边陆源物质的指标。黄河改道后研究区水动力环境趋弱,同时还使初级生产力下降,并且研究区的沉积环境由滨-浅海的氧化环境,转变为前三角洲、三角洲前缘的弱氧化-还原环境。

渤海中部油气开采区沉积物中石油烃环境质量

对渤海中部油气开采区表层和柱状沉积物中的石油烃含量进行了分析和环境质量评价,结果表明该区表层沉积物中石油烃的含量介于（10.15~151.72）×10^-6之间,平均值为55.99×10^-6;研究区多数站位为中等污染,部分站位出现较高污染和重度污染,高值区分布在渤海湾沿岸、研究区东部和研究区中南部,表明石油烃污染受到沿岸人类排污和油气开采的显著影响。研究区沉积物中的石油烃在二十世纪三十年代之前处于低背景值阶段,之后受到人类活动的影响含量有所增加,其含量的变化与渤海石油开发勘探的历程基本相似。2011年6月发生的蓬莱19-3石油泄漏事件在附近的海底沉积物中有明显的显示,经过1 a后,石油泄漏事件的影响水平已显著降低。