南海北部陆坡区典型峡谷陡坡群地震稳定性

南海北部陆坡是一个呈条带状分布的大规模海底斜坡,西起海南岛东南部海域,向东延伸至中国台湾岛西南部海域。该区域分布了多个峡谷陡坡群,地质构造复杂、地震易发多发,滑坡地质灾害活跃。特别是该区域地形起伏较大,地震灾害可能诱发区域大面积的海底滑坡,科学评估其地震稳定性显得十分重要。本文以南海北部陆坡区神狐海域典型峡谷陡坡群为例,基于Scoops3D和GIS技术建立了三维计算模型,开展了海底陡坡群的地震稳定性研究,获得了峡谷区不同陡坡的地震稳定性安全系数及其分布特征。结果表明:峡谷剖面大多呈“U”字形,推断研究区峡谷为Ⅱ型海底峡谷系统;强震作用可以大幅削弱海底斜坡稳定性,其中对于C1峡谷区陡坡群,随着水平拟静力地震系数增大至0.40,区域最小安全系数则陡降至0.50;地震作用下西部峡谷陡坡群的失稳范围明显高于东部区域,大部分滑坡发生在两侧谷壁靠近峰顶的位置,另有相当一部分滑坡位于C1和C2峡谷区南段的东侧谷壁,整体呈带状分布。

南海北部陆坡神狐海域沉积物失稳类型探讨

利用广州海洋地质调查局采集的2D和准3D地震资料,从整体形态、期次性和内部结构等方面对南海北部陆坡神狐海域内广泛发育的沉积物失稳进行了类型划分和特征描述,并将沉积物失稳的分布特征和陆坡限制型海底峡谷群的分段性进行耦合关联,进而分析沉积物失稳的空间变化规律。研究结果显示,沉积物失稳可以划分为两种类型:第一种类型位于峡谷群的下游段,几乎不受峡谷群地貌的影响,表现为多期次、内部连续和自北向南的块体运动方式,主要以"残留"的形式位于峡谷群脊部;另一种类型主要表现为沿峡谷群脊部向谷底的块体运动方式,受到峡谷群地形起伏的影响,在峡谷群头部,主要为多期次滑移体,中游段变形强度最大,滑塌体是主要的类型,而在下游段-嘴部,表现为滑移块体。第四纪以来,源自北部珠江水系充足的沉积物供给和自北向南较陡的海底地形,是沉积物失稳发育的关键控制因素;陆坡限制型海底峡谷群可能造成了沉积物的再次变形作用,使得沉积物失稳的空间变化规律与峡谷群分段性具有对应关系。此外,神狐海域含气流体的垂向运移以及水合物矿体的存在,也是研究区内沉积物失稳的重要控制因素。

基于水下自主航行器(AUV)的神狐峡谷谷底块体搬运沉积特征及其对深水峡谷物质输运过程的指示

海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道。对于远离陆地的海底峡谷,通常认为浊流是物质搬运的主要营力。受限于探测精度和复杂作业环境影响,使用常规地球物理资料对深水海底峡谷尤其是对谷底沉积体的形态和结构特征的刻画不够精细。基于水下自主航行器(AUV,Autonomous Underwater Vehicle)采集的高分辨率多波束、旁扫声呐和浅地层剖面资料,对神狐峡谷群中的一条峡谷的谷底表面及部分浅部地层的沉积特征进行了分析。结果表明,峡谷谷底浅部地层并不像它平滑的表面那么简单,而是由大量内部杂乱弱反射、厚度在8.4 m及以下的块体搬运沉积体组成。峡谷中下游块体搬运沉积体大都沿峡谷走向整体呈条带状展布,不是直接来源于相邻的峡谷脊部。研究认为在特定沉积环境下(例如高海平面时期),陆坡限定性峡谷谷底的块体搬运沉积过程的重复进行是峡谷谷底物质输运的重要途径,与浊流共同雕刻了峡谷的地形地貌。基于AUV的地球物理探测技术将是研究海底浅表层沉积过程和保障海底工程施工的重要手段。