海洋地球物理数据处理现状及展望

本文详细介绍了青岛海洋地质研究所地球物理数据处理技术的发展历程、技术现状和展望。介绍了目前主流的多波束高精度成像及声学信息提取技术、重磁数据处理及解释技术、浅水高分辨率浅地层剖面/单道地震数据处理技术、低信噪比小道距多道地震成像技术、长排列多道地震数据处理技术、水合物三维地震数据处理技术和地球物理反演与目标体识别技术等关键处理技术的现状,并对今后数据处理技术发展方向进行了展望。这些技术已成功运用于多项海洋基础地质调查、海岸带调查、深海地质调查、油气和水合物资源调查项目中,为海洋地质调查和研究提供了良好的支撑。

渤海海域中西部新构造运动特征

依据最新的高分辨率单道地震测网,结合前人研究成果,编制了渤海中西部海域中更新统、上更新统、全新统和中更新统以来的地层厚度图,揭示受到喜马拉雅造山运动的影响,区域应力场从岩石圈热沉降中的裂后弱伸展环境转变为北东东—东西向水平挤压应力场,第四纪以前以渤中凹陷和歧口凹陷中北部为沉降中心差异沉积,早更新世和中更新世,张家口-蓬莱断裂带与秦皇岛-旅顺断裂带沿NW向左旋走滑,发生显著差异沉降,沉降中心北移,并被秦皇岛-旅顺断裂所控制,等厚度线整体呈NW向。共轭NE向新生庙西北-黄河口断裂带发育活动并发生右旋剪切平移,郯庐断裂南段由于其北北东走向受到区域应力场的抑制至少在中更新世以前便失去整体活动性。晚更新世和全新世,区域受喜马拉雅造山运动影响显著减弱,以区域整体沉降和均衡沉降为主,断裂活动减弱,数量也大大减少。

基于DEM数据的菲律宾海典型区地貌类型划分

深远海海底地质环境复杂,地貌形态多变,目前没有形成统一的地貌类型划分量化标准。本文主要针对这一问题,选择菲律宾海中南部典型区作为研究区,结合已有规范、标准和区域构造演化特征,提出了海山、海丘、海底裂谷、山间谷地、山间洼地、山间盆地6种四级地貌单元的量化划分标准。利用ArcGIS平台对DEM数据进行深度处理,提取高程、坡度、坡度变化率、地形起伏度等关键地貌因子,对研究区海山等地貌单元进行了定量化划分,明确了其分布特征。结果显示:受控于形成时期不同的构造背景,研究区西部与东部具有显著的构造走向差异,西部海岭呈近EW向雁式排列,东部海丘呈近NS向雁式排列,东部海丘相较于西部海岭更为狭长;海山、海丘和山间盆地等大规模地貌单元的形成往往受控于强烈的构造、岩浆活动。本次研究成果能够丰富深远海海底地貌类型划分和成因研究领域,为今后相关标准规范的制定奠定基础。

南海东北部地震海洋学联合调查与反演

通过地震海洋学联合调查航次,获得了同时采集的高分辨率多道地震数据与水文数据(XBT)联合调查数据.通过针对性处理获得了清晰的海洋水体反射地震剖面,捕捉到南海东北部次表层涡旋,证明了该调查方法的有效性.利用背景场约束反演方法得到海水的波阻抗、声速、密度、温度和盐度剖面,揭示了涡旋具有相对低速、高密、低温与高盐特征.处理和反演结果表明,在浅部和部分噪声较强和无约束反演区域,结果误差较大,可靠性较低.调查结果说明,获得较高信噪比的原始高分辨率地震资料采集技术方法、联合约束数据的获取、针对性的特殊处理方法和有效的反演方法是地震海洋学资料有效分析利用的重要保证.

车排子地区车47井石炭系划分及对比

车排子地区车47井3370.0—3456.5 m井段为灰黑色含砾粗中粒岩屑砂岩、深灰—灰黑色含砾岩屑砂岩与砂岩互层,夹含碳粉砂岩,岩石组合与建组剖面及白板地等哈拉阿拉特组第六岩性段顶部可对比;在含碳粉砂岩中获得Protohaploxypinus clarus,P.verrucosus,P.junggarensis,P.jimsarensis,Noeggerathiopsidozonotriletes multirugulatus等晚石炭世孢粉化石,时代大致为Moscovian期。上部(井深2551.2—3370.0 m)为玄武质—安山质火山角砾岩、火山集块岩等,火山熔岩极少,岩石组合既不同于以火山熔岩为主的哈拉阿拉特组1—4段,又与阿腊德依克赛组下段显著有别,且位于第六岩性段顶部岩屑砂岩之上,可与建组剖面上获得锆石U-Pb年龄为306.9 Ma和304.5 Ma的哈拉阿拉特组第七岩性段对比,可确定其时代为晚石炭世Kasimovian期。

利用相干属性技术实现参量阵浅地层剖面上的水合物识别

由于水介质的特殊性以及海洋探测技术的特点,目前,对海底浅表沉积层的探测,最为有效的方法仍是基于水声学原理的浅地层剖面遥测技术。浅地层剖面探测(浅剖探测)主要应用于海洋科学考察、海底管缆路由探测、港池探测、海底地质结构探测、水下工程选址及日常维护等领域,在海洋科学研究、海洋工程以及海洋开发中发挥着重要的作用(李颂文,2011)。

特提斯构造域海底流体逃逸活动特征及其控制因素

海底流体逃逸活动会显著地改变海底地形地貌,产生麻坑、泥火山等地貌和冷泉羽状流现象。特提斯构造域是世界上油气最集中的构造域,流体逃逸活动广泛发育,形成的复杂流体逸出结构,对海洋油气勘探、全球气候变化研究等方面具有较好指示作用。本文选取特提斯构造域主要海域,系统总结其海底流体逃逸活动特征,发现特提斯构造域海底流体逃逸活动多分布在被动大陆边缘和弧后裂谷盆地等地质背景中,其中地中海、黑海和南海广泛发育海底冷泉、麻坑和泥火山等流体逃逸特征,而波斯湾和澳大利亚西北部近海大量发育碳酸盐岩。海底流体逃逸活动主要受控于活动断裂、沉积物超压、地震活动、海平面变化、潮汐活动和海底滑坡等海洋与地质因素。在不同海域,流体来源也不尽相同(热成因、生物成因以及天然气水合物分解),大多数通过断层、泥火山和气烟囱等通道运移。建议重视对特提斯构造域海底流体逃逸活动发育区的调查和探测,深入分析与之相关的海底流体逃逸地貌发育机制,以及其特殊海域背景下的海洋与地质因素控制作用,总结建立其海底流体逃逸活动模式及相关理论。

Estimation of seawater movement based on reflectors from a seismic profile

Seismic oceanography is a new cross-discipline of reflection seismology and physical oceanography. The biggest difference between seismic oceanography and traditional reflection seismology is its research object of time-varied seawater. How to estimate the temporal variations of reflectors in water structure and make some corrections in seismic data are basic problems in seismic oceanography research. Here a method of estimation for seawater movement is provided based on the reflectors. The application results of this method to the simulated and field seismic data turn out to be acceptable. As compared with the previous research, this method has the advantages of low-dependence on migration velocity and dip of reflectors, and it is very suitable for correction in a spectral analysis using seismic data, which is very useful in the research of ocean energy budget.

海底冷泉羽状流及其资源效应探讨

海底冷泉羽状流是海底冷泉活动最直接的表现形式,与天然气水合物动态成藏和动态油气系统密切相关.近年来,因其对全球气候变化的影响和潜在的资源前景,冷泉流体活动受到越来越多重视.本文对全球重要海域海底冷泉羽状流的分布和通量相关研究进行总结分析,发现冷泉羽状流广泛分布在主动和被动大陆边缘,而在弧后地质背景和走滑大陆边缘发现较少,研究不够深入.在构造活动活跃、沉积速率和运移通道渗透率高的地质背景下,冷泉羽状流一般呈区域性聚集发育,规模与通量较大.目前研究发现,通常单个羽状流渗漏孔的通量一般介于3.5 mL/min~13.9 L/min之间,但受制于观测技术和成本,羽状流的通量估算具有不确定性,且易受到不同地质和海洋控制因素的影响.另外,冷泉羽状流发育区往往对应或指示重要海洋油气富集区,通过与海域天然气水合物试采结果和天然气水合物工业生产指标进行对比分析,认为大型单体冷泉羽状流以及与水合物赋存或深部油气藏相关的区域性羽状流群具有重大资源效应,主要体现在羽状流本身的气体通量资源效应、与天然气水合物的密切联系以及对于海洋深部动态油气藏的指示三个方面.建议重视对海底冷泉羽状流发育区的调查与探测,尤其针对大型单体冷泉羽状流,加强对其活动特征的长期观测,从而明确其时序渗漏特性、活动机制以及海洋与地质因素的控制作用.通过研究有效的通量测量技术和方法,建立冷泉羽状流资源评价技术标准,从而推进其进一步开发与利用.

基于遥感的雄安新区地表水时序变化与区域规划研究

以1970年—2019年KH、Spot-1、Landsat-5/7、ALOS-1 PALSAR-1、Sentinel-1 A、GF-2共30期卫星遥感影像为数据源,使用基于平均强度图阈值分割、面向对象的多尺度分割算法、NDWI波段指数的遥感解译数据,结合区域地质地貌形态成因特征,开展了雄安新区长时间序列地表水及敏感地质地貌分析.结果表明:(1)卫星遥感影像数据能够有效圈画地表水空间分布,并通过近50年长时间序列地表水空间分析,划定5处白洋淀地区往年最大淹没区范围;(2)基于高分辨率遥感影像纹理信息和敏感地质地貌特征划定雄安新区2处河口三角洲和河漫滩范围;(3)建议上述7处划定区域谨慎开展大规模城镇化建设,推荐作为景观用地及生态涵养区等进行规划统筹.研究表明,卫星遥感技术及其发展能够发挥"天眼"优势,为白洋淀水域治理与保护、大规模城建物的选址、绿色生态涵养区的规划等雄安新区功能区规划与环境治理提供技术支撑,而且能够进一步支持雄安新区的动态地理空间规划与建设.