中国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力

二氧化碳地质封存是二氧化碳捕集利用封存(CCUS)技术的关键环节,海域二氧化碳地质封存是将工业碳排放源或油气开发过程中捕集的二氧化碳,以超临界态注入到海底咸水层、废弃或开发中油气藏等地质体中,实现与大气长期隔离的过程。因远离人类居住地且有海水覆盖、具有“安全性高、环境风险小”特点,海域二氧化碳地质封存受到欧美等国家和地区的高度重视。本文在分析我国海域沉积盆地基本地质条件基础上,采用创新的模型体积法评价了我国海域沉积盆地咸水层二氧化碳地质封存潜力。研究表明,我国海域沉积盆地新生界厚度大,地壳稳定性较好,具有中低地温场特征,发育多套储碳-封盖组合,构造地层圈闭多,二氧化碳地质封存条件优越、咸水层封存潜力巨大。这将为我国海洋地质碳封存区带评价和目标区优选提供依据,对我国沿海省市碳达峰碳中和路径规划和离岸碳封存示范工程预研究具有重要意义。

地球系统科学时代的海洋地质-地球物理调查展望

本文基于研究文献搜集和资料统计,总结出海洋地质-地球物理调查具有平台多样化、装备高精化、技术方法系列化、目标综合化的现状特点,并通过分析海洋地质-地球物理调查研究与地球系统科学之间的密切关联性,指出地球系统科学理念对海洋地质-地球物理调查研究范式、方向和内容、技术架构具有宏观全面的指导意义。未来的海洋地质-地球物理调查研究将在调查理念、装备技术、方法手段、合作研究、数据融合交换与共享5个方面有显著的改变和新一轮的转型升级。

海洋地质信息化建设研究进展与展望

回顾了海洋地质信息化建设历程,介绍了海洋地质信息化的顶层设计框架,归纳总结了20年来海洋地质信息化建设在海洋地质信息技术标准、网络体系、数据资源建设、数据共享与信息服务、海洋地质调查全流程信息化等方面取得的成果,认为海洋地质信息化成果丰硕,为海洋地质工作的现代化打下了坚实基础,发挥了较好的支撑作用。分析了当前海洋地质信息化存在的人员融合力度不足、感知设备不足、对成果的快速产出支撑力度不足、大数据分析和人工智能技术应用不足等问题,提出了海洋地质信息化工作今后应加强观念转变、落实行动促进人员深度融合、加强感知-计算-分析能力、拓展全流程软件生态、推进大数据分析、进一步加强人工智能在海洋地质调查研究的应用等。

浅谈海洋调查中的水下机器人避障技术

水下机器人在海洋调查、能源开发中的作用十分重要。本文通过多传感器信息融合技术,利用视觉传感器、水声定位系统、声呐传感器、惯性测量单元和水温水压传感器采集水下机器人的数据,进行信息融合。基于卡尔曼滤波方法,判断水下机器人的周围环境,修改运动轨迹,躲避障碍物,使水下机器人在海洋中能够自动避障。

世界海洋地质调查发展历程与启示

综合考虑社会发展、文明演进、国家需求、科技进步、人才成长等因素,将世界海洋地质调查发展历史划分为"萌芽期""初创期""发展期""成熟期"和"升级期"5个阶段,探讨了不同阶段海洋地质调查的工作目标、主要特点和标志成果等,在此基础上总结凝练历史发展规律和启示,并结合我国实际提出海洋地质工作发展的相关建议。

“中国海域1∶100万区域地质调查集成及应用研究”取得重大进展

由中国地质调查局青岛海洋地质研究所、广州海洋地质调查局和航遥中心共同组队实施的“中国海域1∶100万区域地质调查集成及应用研究”项目取得重大进展。1.

海洋地质十号船钻探系统及其在海洋地质调查中的应用

能源需求持续增长及环境污染防治、应对气候变化要求加快能源结构调整,迫切需要海洋地质调查工作为油气勘探开发提供新的靶区,为天然气水合物商业化勘查开发提供基础支撑。我国自主设计、建造的海洋地质十号船填补了我国小吨位大钻深海洋地质钻探船的空白,提升了海洋地质调查能力,也标志着我国海洋地质综合调查能力跻身世界前列,并为未来的大洋钻探提供了宝贵的经验。海洋地质十号船钻探系统针对不同地层采用不同的取心工具,顺利完成了南海某海域的钻探取心任务(A、B两个钻孔)。针对海洋钻探作业风险,制定的应对措施,保证了海洋地质十号船钻探作业的正常施工。实践证明,海洋地质十号船钻探系统可圆满完成了海洋地质钻探取心任务。

琼东南盆地天然气水合物发育区地质灾害发育特征与成因探讨

地质调查与钻探结果证实南海北部琼东南盆地赋存丰富的天然气水合物资源,天然气水合物赋存区往往地质构造复杂且发育一系列潜在的地质灾害,可能对海洋工程以及环境气候等产生一系列的威胁和挑战。本文基于公开文献成果以及琼东南盆地高分辨率二维和三维地震等资料,对琼东南盆地天然气水合物发育区相关地质灾害开展研究,梳理了地质灾害的类型以及不同类型灾害的发育特征和识别标志,总结了天然气水合物发育区海底地质灾害发育模式,并结合区域构造沉积背景等地质因素,对各类型地质灾害的成因机制进行了综合分析。研究表明,琼东南盆地充足的物源供给、普遍发育的高温超压、复杂的构造沉积背景以及丰富的有机质是天然气水合物成藏及相关海底地质灾害普遍发育的主要成因。琼东南盆地天然气水合物赋存区发育多类型地质灾害,各地质灾害因素彼此之间往往共同作用、相互影响,且与天然气水合物的关系复杂,其中海底滑坡与天然气水合物的关系最为密切,天然气水合物的形成分解与海底滑坡处于一个动态的发展过程中。最后,针对目前国内海底地质灾害在研究、监测、预警等方面的发展现状,指出了未来海底地质灾害研究中需要解决的主要问题,为琼东南盆地天然气水合物未来的商业化开采与灾害风险评估提供一定的参考。

南海北部神狐峡谷区沉积相特征及BSR地质灾害指示

神狐海底峡谷群是我国南海北部天然气水合物勘探的主要目标区,本文根据多道地震资料结合勘查试采成果,精细刻画了神狐峡谷区沉积相特征,并将海底峡谷沉积体系分为峡谷充填和峡谷边缘两个亚相,前者包括浊积水道、滞留沉积、侧向倾斜沉积和块体流沉积4个微相,后者含天然堤、浊积扇和块体流沉积3个微相。通过对神狐峡谷群的沉积单元和BSR整体分布特征的系统分析,明确提出了上新世以来的峡谷沉积体系中,天然堤沉积微相和块体流沉积微相是水合物富集的有利沉积相带。同时,根据沉积相带中BSR发育位置及特征差异,将该区BSR划分为3种类型:A型为脊部穹隆型、B型为脊部边缘平直型、C型为峡谷边缘坡变型。在此基础上,结合天然气水合物分解可能引起海底滑塌的致灾机理,强调指出C型BSR具有视倾角变大、上覆地层薄的特点,是水合物极易分解而发生滑塌的高风险区。本研究成果可为神狐峡谷海域新一轮天然气水合物试采,尤其是环境稳定性评价预测等提供重要依据和技术支撑。

马尼拉海沟增生楔北部海域天然气水合物成藏机制及其潜在地质灾害风险

天然气水合物由于其巨大的资源潜力而受到广泛关注,但以往研究多集中在南海北部海域被动陆缘,对南海东部主动陆缘的天然气水合物关注相对较少。本文基于南海东北部马尼拉海沟主动陆缘区多道地震剖面分析,识别出似海底反射、振幅空白带、极性反转等典型天然气水合物识别标志以及逆断层、泥底辟等流体运移通道。台湾西南部造山带是马尼拉海沟增生楔的延伸,其泥火山伴生气以CH_(4)为主,少部分表现出高氮异常;其地球化学特征表明,该区天然气主要为热解成因的成熟烃类气,且主要是新近纪巨厚海相沉积烃源岩的贡献。分析认为,其成因是板块俯冲运动将深部烃类物质带入增生楔内,并形成高压环境,热成因烃类气体沿着泥底辟和逆断层等通道向上运移,在运移过程中部分天然气被微生物逐步改造,并混合原位生物气。热成因和生物成因甲烷最终在合适的稳定带内混合;形成以热成因为主,部分具有生物成因特征的逆冲推覆控藏混合气源天然气水合物藏。另外,随着外界环境的变化及俯冲运动的持续活动,天然气水合物的稳定条件遭到破坏而发生分解渗漏,可能引起滑坡,在对本区天然气水合物资源进一步的勘探开发过程中必须注意其潜在地质灾害风险。

地质工程一体化对我国海域天然气水合物效益勘探开发的启示

海域天然气水合物储层具有埋藏浅、弱胶结、未成岩等特点,降压开采过程可能会导致工程地质风险的加大,严重影响开采效率。因此,权衡产能需求与工程地质风险对于延长开采周期、保障开采安全尤为重要,有必要通过地质工程一体化技术探索出一条提高海域天然气水合物勘探开发效果、有效降低工程作业成本的新途径。文章介绍了地质工程一体化的发展历程,剖析国内外典型地质工程一体化应用实例,围绕海洋天然气水合物开发面临的挑战和科学问题,结合我国天然气水合物开发技术发展现状,对构建天然气水合物高效开采技术和经济技术评价体系(多井综合评价技术、产气潜力评价技术、靶点垂深预测技术)提出建议,基于“地质数据集成—研究平台—决策中心”架构,阐述海域天然气水合物地质工程一体化平台化建设思路,为未来我国海域天然气水合物效益勘探开发提供技术支撑。

水面无人艇侧扫声纳技术在人工鱼礁调查中的应用

人工鱼礁作为海洋牧场的重要组成部分,在增殖和优化渔业资源、改善海洋生态环境、调整海洋渔业产业结构方面发挥着重要作用。水面无人艇(USV,Unmanned SurfaceVehicle)具有吃水浅、灵活机动、安全高效的特点和优势,日益成为浅水地区调查的重要手段。水面无人艇搭载侧扫声纳设备,运用无人艇自动巡线、人工监控的作业模式开展人工鱼礁后期监测,近岸地区适用性强且经济高效。本文基于2023年运用无人艇在珠江口某海岛近岸海域获取的调查数据,处理和分析评估表明其采集数据可靠性高,能清晰识别人工鱼礁特征体,摸清工区内人工鱼礁的分布状况,以及对礁体后期监测,为海洋牧场建设提供可靠的技术支撑。

黑海天然气水合物地质调查现状分析

黑海天然气水合物资源丰富,是我国未来开展国际合作的重要区域。论文系统地总结、分析了黑海地区天然气水合物近50年的地质调查结果,包括天然气水合物的分布、资源潜力和地质调查特点等。分析归纳要点包括:黑海地区天然气水合物类型以Ⅰ型为主,主要赋存在细粒沉积储层中,甲烷资源量最高可达850万亿m^(3);除俄罗斯外,黑海周边其他各国的调查能力和装备实力相对较弱,各专属海域水合物调查程度较低,资源分布不明;土耳其积极参与国际合作项目,具备一定的调查能力和装备实力,是我国未来合作的重点。

地质调查支撑服务海南生态文明建设探索与实践

为探索地质调查工作支撑服务生态文明建设与自然资源管理的模式与路径,2019-2021年,中国地质调查局组织实施了“海南生态文明试验区综合地质调查工程”。通过采用自然资源综合地质调查、评价、监测以及专题研究和综合研究相结合等方法,取得了一批重要成果和认识(:1)初步形成了地质调查支撑服务海南生态文明建设工作模式和路径(;2)构建了服务典型城市国土空间开发利用与高质量发展的地质调查工作机制;(3)探索建立了不同层级双评价、自然资源空间区划和生态地质调查技术方法体系,创新海岸带“地层-气候-构造”三位一体活动断层探测和鉴定方法;(4)以服务区域国土空间规划、城市高质量规划建设和重大工程地质安全为切入点,支撑海南生态文明试验区国土空间优化开发与协调发展;(5)大力挖掘区域优质土地资源、地下水资源、地热水资源、地质遗迹和地质文化资源,助力脱贫攻坚与乡村振兴,探索出一条生态产品价值实现的地学路径;(6)助力红树林、珊瑚礁和沙滩退化等典型滨海生态资源保护修复,提出基于地质演化和地质过程的生态系统保护与修复科学方案;(7)编制了服务海岸带、重要城市和区域以及重大工程相关系列地质调查报告、图集和对策建议。成果提升了海南生态文明试验区地质调查工作水平,可为区域国土空间规划、新型城镇化建设、脱贫攻坚与乡村振兴、生态产品价值实现、生态保护修复等提供地质科技支撑,为未来地质调查工作向支撑生态文明建设和自然资源管理转型发展提供重要经验模式借鉴。

地质调查服务国家重大战略区规划建设探索与实践——以粤港澳大湾区为例

随着粤港澳一体化国家战略实施,在中央和地方公益性资金资助下,重点围绕大湾区规划发展对地质工作的重大需求,部署实施了自然资源、城市地质、海岸带地质、环境地质、活动断裂等多项地质调查工作,并取得系列调查成果。系统查明了自然资源本底条件,掌握了开发利用现状,评价了开发利用潜力;识别了重大地质安全问题,评估了地质安全风险,提出了防治对策建议;构建了地质信息服务和自然资源环境监测预警平台,掌握了资源环境变化动态,研判了发展趋势,提出了制约粤港澳大湾区发展的资源环境问题的地学解决方案。在智慧城市及韧性城市建设、特色农业发展、重大工程建设、水资源安全保障、绿色低碳发展及地质安全风险防控等6个方面得到较好应用,有效支撑服务粤港澳大湾区高质量发展和生态文明建设,为地质调查服务国家重大战略区规划建设提供典型案例。

奋斗五号船钻探系统及其在海上风电场地质调查中的应用

我国陆地资源有限,陆上风电受到很多限制,而海洋地域开阔,资源丰富,海洋风电建设已成为我国能源发展的重要手段之一。通过奋斗五号船的海上风电场工程勘察实践,在钻探工艺等关键技术问题上进行系列研究,形成了海上风电场钻探和取样技术。对奋斗五号船钻探系统及其在海上风电场地质调查中的应用进行系统介绍,以供类似工程借鉴。

珠江口水域地质调查作业水上风险管理

由于珠江口水域的特殊性和复杂性,在该水域开展地质调查作业使得水上交通风险增大,如何在特定的水域实施特定的作业工艺时采取相应的安全保障措施,具有较强的实践指导意义。笔者通过珠江口实际案例分析开展通航安全保障性探讨,针对珠江口水域通航环境进行水上交通风险分析。从涉及到的作业施工方、作业水域周围过往船舶以及海事管理等其他保障服务部门诸方面,在分析地质调查作业整体系统与外界环境进行相关风险耦合后存在的风险基础上,提出针对性的通航安全保障性措施建议,以此来降低发生水上交通事故的风险概率,并为类似的水上地质调查项目开展通航安全评估提供参考。

南海神狐海域天然气水合物及气源条件海洋可控源电磁成像

地震剖面的似海底反射(BSR)指示了天然气水合物的底边界,并已得到钻探的验证。南海神狐海域是天然气水合物(简称水合物)研究的热点区域。然而,由于地质构造的复杂性且钻井数量有限,仅仅依靠地震与钻探研究不能完全描述区内天然气水合物及气源通道的分布。含水合物地层比围岩具有更高的电阻率,海洋可控源电磁(MCSEM)数据获得的电阻率能为水合物和气源通道检测提供重要依据。本文在神狐海域开展MCSEM探测研究,沿一条测线采集了15个站位的海洋可控源电磁场数据,通过数据处理与二维反演,实现了研究区海底二维电阻率成像。然后,通过灵敏度分析,检验了MCSEM反演结果的可靠性。结合SH-W07-2016随钻测井(LWD)和地震数据,对二维电阻率剖面进行解释,推断了剖面上水合物和游离气分布,划分了两种形式的水合物储层结构,分析了其构造成因。

西太平洋中国富钴结壳勘探合同区矿床地质

利用我国富钴结壳勘探合同区多年航次调查资料和大量样品测试分析结果,对合同区结壳矿床地质进行了系统研究。结果表明:板状结壳是合同区主要结壳类型,主要连片发育在海山平顶边缘及海山斜坡基岩之上;砾状结壳和钴结核零星分布于海山山顶、斜坡平缓处、斜坡坡脚等平坦地形处。合同区结壳主要由水羟锰矿与铁相矿物(FeOOH)组成,还可见微量自然金、自然银、自然铜、自然锡等单质矿物及铜锡合金矿物;结壳中Co平均含量为0.40%,ΣREE平均含量为2158μg/g。成因类型属水成型大洋铁锰沉积矿床,主要生长期包括79~66 Ma、54 Ma、41 Ma、35~28 Ma、18~10 Ma和6~0 Ma,平均生长速率为3.69mm/Ma。结壳成矿经历了铁锰矿物相形成、微量元素富集和后期改造三个主要过程;结壳中有用元素的富集与铁锰矿物表面能有关,磷酸盐化事件促进了钇的富集。

深海甲烷电化学原位长期监测技术及其在海洋环境调查和天然气水合物勘探中的意义

深海溶解甲烷浓度数据连续获取的方法技术,对于海洋环境和天然气水合物开发过程中甲烷扩散作用及通量的动态监测,具有重要的科学意义和实际应用价值。本文较详细地介绍了依据"海水脱气、气体样品定量输入、电化学高精度检测"技术思路,采用"增压排液整机系统控制的海水循环、减压稳流、气液分离、烃类组分高精度检测技术改进"方法,研发"深海甲烷电化学原位长期监测技术"的关键环节和技术方法。结合原位传感器在胶州湾港口为期94天底水长期监测实验获取的数据成果,对原位传感器的技术性能、数据质量、地质效果进行了研究评价。结果表明:(1)原位传感器量程甲烷指标达到0.01～10 000 nmol/L,灵敏度达到0.01 nmol/L,对烃类组分检测具有较好的稳定性和选择性;(2)监测水域溶解甲烷数值范围19.01～106.87 nmol/L,正常甲烷背景32.41 nmol/L,局部异常甲烷背景80.60 nmol/L,资料显示异常与污水排放过程对海水环境污染有关;(3)实测甲烷数据成果地球化学特征与胶州湾海域海水环境以往调查研究成果符合,证明了实测数据的客观性和科学性;(4)海试监测试验成果证明,原位传感器测试性能可靠、结构设计合理、设计思路科学,基本具备了海洋科学调查中对海水甲烷浓度数据获取的能力,在未来海洋天然气水合物开发过程中对甲烷扩散作用的动态监测及深海甲烷浓度通量的长期监测中,具有实际应用价值和科学意义。