A New Discovery of Deep-Water Benthic Organisms from the Southwestern Dongsha Area,South China Sea

Dongsha waters are poorly studied for gas hydrates. Previous multi-channel seismic reflection and Chirp sub- bottom profiles show that numerous submarine mounds stand up to 100 m high above the seafloor over the continental slope of the SW Dongsha Island in northern margin of the South China Sea （SCS）. These mounds are characterized by hardened seabed, seafloor gas venting and folded structures, which implies the existence of active mud volcanoes. This work aims to confirm this speculation by seafloor sample dredging and to explore the potential of gas hydrates.

东沙海域上坡波导声传播实验及其特性分析

针对上坡波导环境对水声传播的影响,在东沙海域开展海上声传播实验,观测到了斜坡顶端声能量急剧下降的现象。通过建立实际波导环境模型,利用抛物方程理论计算声传播损失,验证了斜坡环境对声传播的影响,并利用射线方法对声能量急剧下降机理进行了讨论和分析。结果表明:声波在声速负梯度环境上坡传播过程中,受声源深度、斜坡坡度、斜坡水平距离和海底声速的综合影响,有效传播至斜坡顶端的声能存在显著差异。声源深度越浅、斜坡坡度越大、海底纵波声速越低,传播至斜坡顶端的声能量越弱;此外,与水平波导相比,斜坡波导的水平距离增加同样会加剧声能的衰减。

蔡康海疆开发思想探析——以东沙岛开发思想为例

清朝末年,在海洋主权意识受到刺激和社会经济环境的孕育之下,蔡康形成了较为全面系统的海疆开发思想。蔡康提出了3种开发模式,而尤其重视招商承办,认为其最具可行性。在招商问题上,他主张宽商惠商,坚持民族资本主导开发,这对后来海疆治理极具指导意义。探讨蔡康的思想,既是总结历史,也可以为我国当今的海疆开发建设提供借鉴。

8000a BP以来东沙西南海域深水珊瑚的发育演化特征及其控制因素

深水珊瑚骨骼记录了珊瑚生长环境的精细变化,但目前对南海深水珊瑚生长的影响因素、演化阶段及其对海洋环境变化的响应仍缺乏了解。本文通过对东沙西南海域深水珊瑚骨骼的化学元素、U-Th年龄进行测定和研究,揭示8000a BP以来东沙西南海域深水珊瑚的发育演化特征及其控制因素。深水珊瑚常微量元素组合及因子分析表明,底流活动、初级生产力、陆源物质影响了东沙西南海域深水珊瑚的生长和演化。根据U-Th年龄将深水珊瑚演化划分为4个阶段,分别为Ⅰ(8000~4500a BP)、Ⅱ(4500~2500a BP)、Ⅲ(2500~1200a BP)、Ⅳ(1200a BP至今)。海底流速、有机颗粒物、海水温度与热含量、生源元素供给的剧烈动荡变化导致了4500~2500a BP珊瑚发育间断,较强底流活动、较强冬季风和有机颗粒物供给的消长变化影响了东沙西南海域深水珊瑚的演化阶段及其特征。本文研究为深入探究大洋边缘深水珊瑚影响因素、发育演化特征及其对海洋过程的响应提供了新视角。

东沙海域天然气水合物特征分析及饱和度估算

构造控制天然气水合物的赋存,在底辟构造、海底滑坡、活动断层和挤压脊等特殊地质体发育区是天然气水合物成藏的有利区域。不同地质体附近含水合物地层反射振幅强度和连续性各不相同,仅从地震剖面上难以进行准确识别。声波阻抗可以提供丰富的岩性信息。在东沙海域,以大洋钻探1148井的测井资料和叠加速度作为约束条件,采用约束稀疏脉冲反演方法,基于地震资料进行了波阻抗反演,获得了声波阻抗剖面,在声波阻抗剖面上水合物层表现为高声波阻抗异常,水合物层之下出现低声波阻抗异常。通过最小二乘法建立了1148井的声波阻抗与饱和水孔隙度之间的拟合关系式,计算出饱和水地层的孔隙度为40%～50%。基于阿尔奇方程,通过反演的声波阻抗计算了0101地震测线水域的水合物饱和度,其占孔隙空间的比例为10%～20%,含水合物地层呈横向部分连续分布特征。

东沙海域沉积物有机碳、氮含量及其同位素分布特征对富甲烷环境指示意义

我国东沙海域是天然气水合物的潜在区,是目前世界上有机碳、氮同位素的环境效应研究的热点区域.通过对ODP184航次3个站位101件沉积物样品中的有机碳、氮含量,碳、氮同位素组成及碳/氮质量比分析测定,并结合沉积物中的顶空甲烷气体浓度和间隙水的盐度、SO42-、NH4+浓度分析,结果显示:1146站位430 m以下沉积层为富甲烷环境,该层段有机质1δ3C和1δ5N值变重,同时碳/氮质量比变小,表明沉积物母质主要来源于陆源高等植物,而1144和1148站位沉积物母质主要来源于海洋浮游动植物;沉积物中氮含量的增加和1δ5N值的亏损,推断可能与富甲烷环境中古细菌硝化作用和固氮作用有关;沉积物中碳、氮同位素的分布与有机碳、氮含量的规律相一致,也反映沉积物间隙水中相关离子的变化趋势.

微生物勘探技术在潮汕坳陷油气勘探中的应用初探

东沙海域潮汕坳陷中生界研究程度相对较低,油气分布规律不明,为了加强对该区油气分布和富集规律的研究,针对潮汕坳陷西部地质目标首次应用微生物地球化学勘探技术(MGCE),探讨其含油气性。MGCE技术以轻烃微渗漏理论为基础,采用地质微生物学方法和地球化学方法检测研究区海底表层的微生物异常和吸附烃异常,预测研究区下伏地层中油气的富集区及其油气性质。检测结果显示研究区西部凹陷的斜坡区微生物异常呈块状发育,轻烃微渗漏强度变化大,可能为潜在油气富集区,酸解吸附烃成果显示可能的油气性质为干气和凝析油气。

南海东沙海域天然气水合物地震数据多次压制及速度特征

多次波衰减是海洋地震数据处理中的一个关键问题。东沙海域多次波极其发育,由于地形的急剧变化和地质条件的影响,多次波变形严重(不符合双曲线规律)。采用常规的处理方法效果并不明显,并可能造成成果剖面上出现明显的多次压制痕迹,很难达到保幅处理。针对此区多次波的特点,提出一种频率分离的方法将数据分离后再进行不同处理,可以很好地解决多次波的压制并突出有效波;在没有有效反射的位置,剖面的背景噪音也更符合视觉习惯;更重要的是,处理中没有频率损失,处理结果更和谐。另外,叠前偏移处理技术的运用可以使含水合物地层的接触关系、反射特征更清楚。叠前时间偏移所建立的速度模型也能够表现含水合物地层、BSR与含游离气层的相对速度关系。

南海东沙海域深水区末次冰期以来天然气水合物稳定带演化

利用基于热力学理论的CSMHYD程序,模拟预测了末次冰期以来南海东沙海域深水区天然气水合物稳定带(GHSZ)的演化特征,同时讨论了海平面、底水温度对该区天然气水合物稳定带变化的影响,以及水合物分解对环境的影响。结果表明:①水深超过595 m的海域具备形成天然气水合物的环境条件;GHSZ平均厚度可达245 m,其中最厚区位于研究区东部,超过380 m,其次为东沙陆坡段与台湾浅滩陆坡段的结合部。②末次冰期(LGM)以来东沙海域GHSZ厚度呈现不对称旋回变化,按照时间由老到新可以分为TC1、TC2、TC3、TC4和TC5共5个完整的旋回。稳定带变化的减薄半旋回持续时间要长于增厚半旋回。TC1—TC4旋回内GHSZ厚度变化受海平面升降的控制,TC5旋回内稳定带厚度变化受到海底温度的控制。③在由陆缘向中央海盆方向逐渐增大的高地温梯度背景下,LGM以来海底温度和海平面变化对GHSZ的影响在中层水范围内大于深层水;同时水柱引起的压力效应在中层水深度范围内相对较大,深层水范围内海平面变化对GHSZ的影响十分有限。东沙海域CaCO3含量异常降低可能受水合物分解释放的甲烷气进入水体后引起海水酸化的影响。

东沙海域浅层沉积物硫化物分布特征及其与天然气水合物的关系

对南海东沙海域浅层沉积物中硫化物的含量进行了分析,结果表明,沉积物中硫化物的含量与沉积物顶空气甲烷含量有密切的关系,在存在顶空气甲烷高异常的沉积物岩心中,沉积物中硫化物含量明显高于无甲烷异常的沉积物岩心,且随层位深度的增加,其含量明显增大,存在显著的变化梯度带。碎屑矿物鉴定结果表明,沉积物中硫化物主要以黄铁矿的形式存在。浅层沉积物中高含量的硫化物与天然气水合物分解形成的甲烷流有直接的关系,反映了下部沉积物中可能存在天然气水合物。

南海东沙海域末次冰期最盛期以来的沉积特征

对采自南海东北部东沙海域不同海区的14个大型重力活塞样进行肉眼观察描述、沉积物涂片分析和粒度分析，并利用浮游有孔虫氧碳同位素、AMS^14C测年和碳酸盐地层学等方法对上述柱状样进行地层年代划分。有关沉积特征结果表明，末次冰期最盛期以来其沉积物组分、沉积特征、沉积速率存在较明显的时空差异，从区域上可划分成3个沉积区：Ⅰ区沉积物类型较单一，沉积连续，未见底栖生物扰动和非正常搬运沉积，钙质组分相对贫乏，CaCO3含量偏低，一般不超过10％，自生黄铁矿特别丰富。沉积速率偏离，全新世沉积速率最高达41．7cm／ka；Ⅱ区水深最大，超过3000m，位于深海盆区。该区以沉积搬运作用明显，岩性复杂多变、浊流沉积较发育为特征。沉积物粒度明显变粗，砂含量在3个海区中最高，陆源物质石英、长石和钙质生物群（主要是有孔虫）明显增加，其中石英、长石含量最高达83％，CaCO3含量最高达57％。全新世沉积速率最高达31.6cm／ka；Ⅲ区以正常深海沉积为主，为青灰色含硅质钙质生物黏土质粉砂，富含生物化石，CaCO3含量一般介于10％～30％之间，石英、长石含量偏低，全新世沉积速率最高达20cm／ka。造成上述差异的主要因素有水深、地理位置、陆源物质的稀释作用、沉积搬运和碳酸盐溶解作用等。

南海北部东沙陆坡主要灾害地质因素特征

我国深水区海洋灾害地质研究成果较少,而南海北部东沙陆坡深水区天然气水合物资源的进一步勘探急需弄清海底地质环境。研究区缺乏浅地层剖面资料,因此,本文基于高分辨率2D地震资料等实测资料,率先在东沙陆坡深水区开展灾害地质研究。文中识别出地震、活动断层、海底滑坡、浅层气、泥火山、陡坎及侵蚀沟(谷)共7种具有活动能力的破坏性灾害地质因素,还识别出浅埋基岩面、海底火山、岩浆底辟共3种不具有活动能力的限制性灾害地质因素,同时总结了各灾害地质因素的平面展布特征并研究了其地震反射特征及灾害性。基于以上研究,本文认为陆坡深水区应重点避让海底滑坡、活动断裂、浅层气、侵蚀沟等与海洋工程关系密切的灾害地质类型,研究成果虽然精度有限,但可初步为该区天然气水合物的进一步勘探及防灾减灾提供参考。

南中国海东沙海域水合物成藏动力学模拟

基于南中国海东沙海域某地震剖面资料,利用Basin2二维模拟软件,结合研究区有关地温场、热流探测资料和ODP184航次调查的岩心数据,重塑了研究区沉降史、有机质生烃史、古地温场与热史变迁。进而利用＂生物成因天然气水合物成藏动力学模拟系统＂（Hydrate Dynamics）软件,模拟了水合物聚集的过程与分布范围。模拟结果表明,研究区水合物稳定域较厚（200~250 m）,有机质含量适中,生物成因甲烷主要在海底1 km以浅范围内形成。稳定域之下早先埋藏的沉积物中有机质形成的生物成因甲烷在压实流的作用下能够向浅部层位中运移聚集,从而对现在的矿层有所贡献。水合物主要赋存于稳定域底部以上50 m的层位内,富集带中水合物的平均含量约为5%。

海峡两岸合作勘探开发东沙海域油气资源探析

在海洋油气勘探与开发方面,海峡两岸的合作前景十分广阔。东沙海域作为潜在的油气资源富集区,区位优势明显。两岸可在东沙海域全面推进油气资源的合作勘探与开发,为今后在其他海域合作积累经验,共同维护南海油气资源开发权利和南海主权。

海洋乱流对地震数据采集和处理的影响

在南海北部陆坡东沙海域采集地震数据时,经常遇到海洋乱流。海洋乱流会对地震数据的野外采集工作造成较大的影响,不仅影响施工的安全,还影响地震数据的品质。为分析海洋乱流对地震采集和处理的影响,对南海北部采集的实际数据进行分析。以2018年采集的数据为例,分析了海洋乱流在地震数据上的波形和频谱特征,并对乱流噪音的衰减进行了试验。分析结果表明,在实际数据上,乱流噪音振幅较强,频带较宽,空间分布范围大;在共偏移距剖面上,乱流噪音表现为局部的异常振幅。处理结果表明,通过在共偏移距剖面上使用中值滤波可以有效地衰减乱流噪音。本次研究的结果对于乱流发育区地震数据采集施工以及后续处理有一定的指导意义。

南海北部中生界地震勘探技术新进展

南海北部中生界具有地震反射频率低、反射能量弱的特点,其主要频率在8～35 Hz.目前常规地震采集方法较难获得高信噪比地震资料.重新设计了6 400 in^3新型低频震源,以提高震源低频端能量,同时将电缆沉放深度加大到18m,以降低接收电缆的环境噪声.采用新型低频震源与大深度电缆的采集方法获得的中生界反射具有更高的信噪比.介绍了试验的各种主要参数,并从最终偏移剖面、速度谱和振幅谱等方面展示了这一技术的优越性.

τ-ν变换在声呐浮标折射资料速度分析中的应用

在海洋声呐浮标折射波资料的速度分析处理中，采用计算机τ－ν变换，获得相似系数速度谱，以计算机直接识别折射波的速度和截距时间，并进行折射波的时-深转换，获得一维地质模型。此外，文章对东沙群岛海区声呐浮标记录的资料处理，揭示了折射波在沉积基底的传播速度、沉积基底的埋深以及该区的拉张构造特性。

南海东沙群岛南侧海域的潮余流特征

为分析南海东沙群岛南侧海域次表层潮余流特征,基于布放在该海区的锚碇潜标海流资料,利用T-TIDE调和函数和低通滤波等方法,实现潮流调和常数的提取和余流的分离。该海区次表层潮流分潮K1,Msm,O1,M2和Ssa为主要分潮,各分潮东分量振幅大于北分量振幅。研究表明:潮流东西向运动强于南北向;各分潮振幅随深度变化不一致,造成潮流类型在不同深度上有所变化;二月平均余流出现相对异常现象,流速相对较大,可达83.65cm/s。次表层月平均余流变化与南海季风的盛衰有较好的对应关系,季风对该海区影响可达次表层深度。结合相应的温盐数据和高度计资料发现,余流异常与经过该海区的反气旋涡有关,涡旋改变了该海区原有的水体结构。

南黄海辐射沙脊群大北槽东沙沉积物地球化学特征及沉积模式研究

根据南黄海辐射沙脊群大北槽东沙07SR03钻孔的沉积相及沉积物中的δ13 C和C/N特征,来研究晚更新世以来大北槽东沙地区海平面波动和沉积模式.07SR03孔AMS14 C测年得到钻孔年龄自深到浅处于(41420±615)^(5630±50)14C yrB.P..沉积相中主要以砂,粉砂和黏土为主,以粉砂居多.沉积物的δ13 C处于-26.504‰^-21.812‰之间,C/N为0.045~64.156,表现出大北槽东沙地区的晚更新世以来陆海交互作用显著,在07SR03孔的18~20m和55.6~70m均出现了δ13 C高值区,认为是陆地C4植物的有机质沉积影响,与冰期海退情况相符.研究南黄海大北槽区域晚更新世以来的海平面波动变化,40kaB.P.以来海侵海退交替,20kaB.P.左右迎来末次盛冰期,海平面降至-100m左右,之后气候回暖,海平面逐渐升高,12kaB.P.新仙女木期间小幅度海退,随后进入全新世海侵时期,经过海平面迅速升高后,海平面缓慢下降并趋于稳定.综合07SR03钻孔沉积相信息和有机质地球化学指标δ13 C和C/N,将大北槽东沙晚更新世以来自下而上的沉积分为河流相→潮滩相→陆地硬粘土相→潮滩相→滨岸相→近代潮流沙脊相的沉积模式.

南海北部东沙海域天然气水合物分解事件及其与海底滑塌的关系

东沙海域是南海北部一个重要的天然气水合物成藏区,其陆坡广泛发育滑塌构造。文章对采自东沙陆坡中部973-4柱样和下部平坦区973-5柱样开展了沉积学粒度、底栖有孔虫种属特征和稳定同位素等的综合分析。研究结果表明:两个柱样中底栖有孔虫的δ^(13)C在末次冰期均出现明显负偏现象,同时δ^(18)O增高,指示该时期东沙海域存在持续的天然气水合物分解事件;末次冰消期以来,δ^(13)C负偏现象逐渐消失,δ^(18)O值降低,可能是由于海平面上升阻止了天然气水合物分解。973-4柱样仅在末次盛冰期对应层位440~600cm段存在明显的滑塌沉积,且该层段对应的特征底栖有孔虫Uvigerina spp.和Bulimina spp.的数量突增,推测该区的海底滑塌可能是由于末次盛冰期海平面大幅度下降引起天然气水合物大量分解诱发所致;973-5柱样同样记录到了海底滑塌现象,但其滑塌沉积晚于973-4柱样的滑塌时间,且其规模较小。