利用海底地震检波器广角反射数据研究日本TOKAI离岸Nankai海槽气体水合物聚集

1996和1997年，在日本TOKAI离岸Nankai海槽采集了四分量的海底地震检波器（OBS）数据。我们将OBS数据与多道地震数据（MCS）联合分析，研究甲烷水合物在沉积中的分布和特征。地震数据揭示了一个非常复杂的动态沉积史，受控于下沉的浊流沉积、活动通道、褶皱以及陡倾角断层。不管这点，表明气体水合物存在的似海底反射（BSR），很容易识别为一个振幅横向变化的反射。 对于OBS反射数据，我们应用一种成像技术，获得的结果与多道地震剖面有很好的吻合。我们还应用模拟和反演程序揭示详尽的速度结构。东Nankai海槽水深在930至1160m之间的区域，OBS数据允许我们构建一个含9个地层的地球物理模型描述其最上部700m的沉积。旅行时反演给出了上升的P波速度，其值达到2100m／s。如此高的P波速度可以解释为部分的水合物饱和度达到孔隙空间部的20％。在海底以下320m处，BSR与P波速度的明显下降相对应，速度值大约降至1580至1750m／s之间。这一低速层厚约80m。S波速度通过广角数据的同相轴相关、时间拾取和正演模拟得到，在水合物稳定带其值达到700—750m。在BSR正下方，我们观测到s波的速度有小的下降。这可能暗示水合物对沉积基质的弱胶结作用。在更深的位置，高P波与S波速度表明沉积过固结，这归因于独特的压缩构造背景。

新Caledonia离岸Fairway盆地似海底反射高分辨率地震研究初步成果

1998年法国-澳大利亚实施一个航次的联合调查，随之第一次报告了在新Caledona离岸Fairway盆地存在气体水合物。此航次识别了一个似海底反射（BSR），位于LordHowe隆起东侧的新Caledona西部。在同一区域实施了ZoNeCo5（1999）航次后，提出BSR的范围超过7万km^2，有可能是已圈定面积最大的BSR。为了确定BSR的存在并评估其特征，在2004年ZoNeCo11航次调查了一个站点。同时采集了以3．3km长电缆记录和以紧密间隔的海底地震检波器记录的高分辨率地震数据。海面地震数据成像可得到沉积构造以及推测的BSR相关的沉积地层的细节。基于OBS数据的旅行时反演提供了海底下速度分布的信息。这一研究的初步结果表明，尽管在Fairway盆地出现至少二个异常反射体，但都不能描述为BSR。观察到的异常反射体的成因依然未知，但更可能是与流体循环有关，而不是与沉积中气体和气体水合物的存在有关。

Svalbard西部海洋气体水合物系统的地震各向异性研究

在Svalbard西部近大陆斜坡底部，具有明显似海底反射（BSR）的位置，水合物技术计划以海底地震检波器阵列开展高分辨率地震调查，采集的数据表现出明显方位角的地震各向异性特征。将水平地震检波器分量记录旋转到径向和横向方向，以共偏移距和方位面元叠加。将这些横向分量的振幅作为方位角和时间的函数成图，结果显示了四个强连续响应区，它们被无效区以90度的间隔分开，是水平的横向各向异性的指示。强响应带的XX显示出分解横波存在的椭圆偏振特征。在BSR处及其正下方的各向异性响应最强，但在层的上方也存在一些各向异性。通过合成波形模拟进一步研究各向异性构造的结构与成因。这些研究结果显示，在BSR之下的游离气带，最大的方位速度变化达到10％。较快横波的偏振方向（速射向）为显著的NW—SE向，在115～135°之间变化，是位置的函数，在有些地方是深度的函数，大致平行于大陆斜坡的局部走向及附近的Molloy变形断层系统。对这一各向异性的最可能解释是存在平行于偏振方向的近垂直的、成直线排列的微裂缝，BSR之下的裂缝含游离气，其上含水合物与孔隙水。这些裂缝可充当溶液中甲烷或游离气的运移通道，使游离气和水合物优先聚集其中。