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沉积与环境
海底泥火山的甲烷迁移与转化及其对海洋碳输入的影响
海底通过泥火山释放的富甲烷流体是海洋甚至大气重要的碳源之一,对该系统内甲烷迁移与转化过程开展研究,有助于精确估算其碳排放总量。系统调研了国内外文献,认识到泥火山的碳排放具有强烈的时、空变化特征。在时间上,甲烷的排放主要发生在泥火山的喷发期和平静期,而在其消亡之后只出现微量的渗漏;在空间上,一个单独的泥火山中心、翼部和外缘分别发育强甲烷气泡泄漏、中等强度富甲烷和溶解无机碳(DIC)的流体泄漏以及大面积的DIC微渗漏;甲烷厌氧氧化和碳酸盐岩沉淀作用在翼部最强,对碳排放的拦截最有效,而在中心和外缘均较慢。全球陆坡和深水盆地沉积物通过泥火山向上释放的深部来源的甲烷通量为0.02 Pg C·a−1,这些碳可能引发海水缺氧、酸化和影响海-气交换通量,从而在千年尺度甚至更短时间内影响海洋吸收大气二氧化碳的能力。将来需要进一步对海底泥火山的发育数目和喷发周期进行统计,对不同类型的泥火山开展精细调查,以准确评估沉积物中自下而上的碳排放对海洋碳循环的影响,完善全球碳循环模式。
徐翠玲, 孙治雷, 吴能友, 赵广涛, 耿威, 曹红, 张现荣, 张喜林, 翟滨, 李鑫
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020050801
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 1-13
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南海北部陆坡30 ka以来的沉积环境演变
南海是西太地区最大的边缘海,汇集了周边陆地大量碎屑物质。这些陆源碎屑通过复杂的洋流系统经陆坡大量的输送到南海深海海盆中,使陆坡成为研究深海沉积物源汇体系不可缺少的重要环节。但陆坡区域水深变化大,洋流体系复杂,加之冰期间冰期海平面升降和季风的变化,使陆坡沉积环境一直成为研究的难点。为了研究陆坡沉积环境的演变过程,本文选用了南海北部陆坡中部和底部的两个重力柱开展元素地球化学方面的研究,探讨陆坡区域近三万年以来的沉积环境特征。研究发现海平面和季风是影响区域沉积环境的两个重要因素:(1)海平面变化是控制陆坡陆源物质/深海钙质碎屑变化的主要因素;(2)研究区域地层发育有“碳酸盐稀释事件”与东亚夏季风在全新世初期(11.5~8.5 kaBP)增强有关。
李平原, 路剑飞, 夏真, 甘华阳, 倪玉根, 王俊珠, 常晓红
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020052501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 14-21
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长江口外扬子浅滩YZ05孔沉积序列及晚更新世以来的环境演化
2014年在东海陆架扬子浅滩水深41.5 m处钻获进尺80 m的YZ05孔,该孔沉积相方面的研究成果虽然已经发表过,但略显简单,结合新获得的有孔虫鉴定结果和指示海陆环境变化的Sr/Ba比值,仍有必要对沉积相进行更为精细的研究。根据沉积物颜色、粒度、沉积结构和构造、接触关系和所含化石,共识别出河道-边滩相(F1)、河漫滩相(F2)、泥质潮滩相(F3)、河口湾前缘相(F4)、潮流沙脊相(F5)、脊间潮道相(F6)、分流河道沙坝相(F7)、分流河道相(F8)、远端三角洲前缘相(F9)以及前三角洲相(F10)十种类型。通过相组合与相序列分析,并辅以选择性提取方法获得的可交换态Sr/Ba比值,识别出退积型的河口湾序列和进积型的三角洲序列,它们与冰后期长江三角洲具有相似的沉积层序。AMS14C测年和光释光测年数据指示YZ05孔属于晚更新世以来的沉积。扬子浅滩的物质基础是晚更新世的三角洲堆积体,在全新世早期海面快速上升背景下,堆积成潮流沙脊,改造后形成潮流沙席。
徐岱璐, 殷勇, 时连强, 林文荣, 王爱华, 郑禹君
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019050501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 22-38
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舟山海域悬浮体的特征及输运机制
为了明确舟山群岛海域悬浮体的特征和输运机制,本研究于2018年夏季大潮期间进行了现场观测,包括温盐深、水动力和悬浮体的剖面观测,以及海水和海底表层沉积物的采集等。结果发现,悬浮体在垂向上可分为3种类型:跃层以上有效密度较高的颗粒絮凝程度低;跃层以下的颗粒絮凝程度较高;跃层附近的悬浮体主要为生物颗粒,有效密度最低。一个全日潮周期内,超过3 000 kg·m−1的悬浮体向南输运,受控于夏季陆架环流和潮汐捕捉以及垂向净环流输运的共同作用。因此,浙闽沿岸流和潮汐的不对称性导致的南向悬浮体输运对浙闽泥质区的演化起积极作用;而流速和悬浮体的垂向分布不均导致的北向输运,在一定程度上抑制了这一作用。
胡吉连, 杜晓琴
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019111304
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 39-48
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夏季南黄海悬浮体粒度分布及其影响因素
南黄海是东亚海区陆源物质向西太平洋扩散的重要通道,阐明该海区悬浮体粒度特征及其分布规律对于深入揭示中国东部陆架海区源汇沉积体系形成机制具有重要意义。利用2012年夏季在南黄海调查获取的水文环境资料和悬浮体现场粒度(LISST)观测数据,分析悬浮体粒度分布特征及其影响因素,探讨其在南黄海中部泥质区成因机制中的作用。结果表明:夏季,南黄海悬浮颗粒中≤128 μm的细颗粒主要是由无机矿物颗粒组成,而>128 μm的粗颗粒则由有机颗粒主导。无机颗粒主要分布在混合作用较强的近岸浅水区以及远岸的近底水层,有机颗粒在水体层化较强海域的密度跃层处占据主导地位。再悬浮的海底表层沉积物是海水中无机颗粒的主要来源,潮混合过程是引起再悬浮作用的主要动力因素。潮混合锋阻挡了近岸高浓度无机悬浮颗粒物沿近底层向远岸扩散,但跨锋面的表层离岸流可以将近岸区的部分无机细颗粒物输运至南黄海中部。密度跃层阻碍了冷水团内营养盐进一步向海表扩散,导致浮游植物在密度跃层处富集;大量浮游生物及其分泌物与细小的无机颗粒相结合形成絮集体是海水中>128 μm粗颗粒的主要来源。絮集体的形成促进了表层无机细颗粒向海底沉降,促进了泥质区的形成。
李文建, 王珍岩, 黄海军
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020011002
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 49-60
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海底麻坑表征及成因研究——以尼日尔三角洲为例
基于西非几内亚湾尼日尔三角洲盆地研究区约1300 km2的高分辨率三维地震资料,研究麻坑的剖面特征、平面展布形态、麻坑与水道的关系、麻坑的成因。通过对目的层位的精细解释及多种地震属性提取的方法,在研究区西北部发现了75个麻坑,在海底水道上方发现了56个麻坑,以及在研究区其他区域分布的62个麻坑。研究区主要有条带状麻坑、复合麻坑和孤立麻坑三种麻坑样式。麻坑的成因和分布模式受埋藏水道段侵蚀和切割的影响,麻坑下方地层中相应的浊积水道产生流体,流体向上运移导致地层不连续,进而对麻坑的形成和分布产生影响。根据麻坑下方地层特征和充填模式,将麻坑的成因分为古水道成因和断裂成因。
杨志鹏, 李磊, 张威, 龚广传, 党星宇, 程琳燕, 高毅凡
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019111902
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 61-70
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地球化学与地球物理
台湾新养女湖泥火山流体地球化学特征与流体来源
陆地泥火山流体来源及其演化过程的研究,对于理解板块俯冲边界增生楔中流体特性及迁移途径有重要作用,对于油气等资源勘探具有指示意义。通过分析台湾西南部新养女湖(SYNH)泥火山喷出流体的离子组分、氢氧同位素组分以及泥质沉积物的矿物组分,探索泥火山喷出流体源区的化学特征、流体的来源及源区温度和深度条件;搭建组分运移、演化的概念模型。调查发现SYNH泥火山喷出泥质沉积物的矿物以石英、长石、伊利石、绿泥石为主,含少量方解石和白云石。流体中Na+、Cl占主导,且Na+和Cl呈显著正相关,表明泥火山流体起源于海洋沉积孔隙水。泥浆池中流体的Cl浓度约为海水的1/5;氧同位素δ18O为6.24‰~6.59‰,明显富集18O;氢同位素δD的范围为−23.72‰~−12.9‰,显示贫化的特征。Cl浓度和氢氧同位素特征指示蒙脱石脱水稀释流体组分、改变流体的化学特征。此外,氢氧同位素分布偏移大气降水线,表明大气降水对泥火山流体的影响较小。流体中富集Na+,严重贫化K+,可能与蒙脱石的伊利石化作用有关。根据Na/K、K/Na地温计和氢氧同位素数据推算深部流体的温度范围为79~181 ℃。结合地温梯度,推测SYNH泥火山喷出流体起源的深度为2.6~6.0 km,对应中新世长石坑组及乌山组的页岩-砂岩和上新世的开竹寮页岩。基于研究区构造背景、矿物组成及流体地球化学特征搭建SYNH泥火山深部流体喷出过程的简化模型,即原始海水组分被保留在孔隙中,塑性页岩的圈闭作用使得孔隙流体排出不均衡,随着上覆岩层的压实作用及横向构造挤压,孔隙内部流体压力急剧升高,当压力大于上覆岩层压力或存在高渗通道时,流体携带沉积物喷出地表。
马晓理, 刘丽华, 魏雪芹, 翟梦月, 余娟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020061501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 71-81
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南海西南次海盆两侧陆缘新生代构造沉降特征及演化过程
构造沉降史分析有助于认识盆地的形成演化过程,是盆地分析的重要基础。为对比分析南海西南次海盆两侧陆缘新生代构造演化特征,本文选取了横穿南海西南次海盆两侧陆缘的多道地震剖面测线,其中NH973-3测线横跨西南次海盆北侧陆缘中-西沙地块,NH973-1+SO27-04联合剖面跨越西南次海盆南侧陆缘南沙地块,在地震地层解释的基础上,采用回剥法和平衡剖面技术分析了西南次海盆两侧陆缘构造沉降特征及伸展过程。分析结果表明:(1)西南次海盆两侧陆缘的构造沉降曲线特征表现为裂陷初始期曲线斜率平缓,裂陷强烈期和末期曲线斜率较陡,断-拗转换期和拗陷期曲线斜率又回归相对平缓的反“S”形多段式特征;(2)两侧陆缘的构造沉降具有一定的延迟滞后性,造成此现象的原因可能与西南次海盆两侧陆缘岩石圈的分层差异伸展及南海西缘断裂的右旋走滑活动有关,且南海西缘断裂的右旋走滑活动造成两侧陆缘的构造沉降中心向南迁移;(3)两侧陆缘盆地主要形成于晚渐新世,北侧陆缘因受晚渐新世南海西缘断裂右旋走滑活动的改造影响而形成伸展-走滑相关的沉积盆地,南侧陆缘在早中新世因受到挤压碰撞的改造影响而形成伸展-挠曲复合型沉积盆地。这些研究成果可为南海西南次海盆两侧陆缘沉积盆地的油气和天然气水合物的勘探开发提供重要的科学背景支持。
朱荣伟, 刘海龄, 姚永坚, 聂鑫, 徐子英
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020052002
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 82-92
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西湖凹陷天台斜坡带北部构造变换带特征及油气地质意义
天台斜坡带北部紧邻平湖斜坡带平湖油气田,是西湖凹陷重要的油气勘探接替区。通过西湖凹陷天台斜坡带北部构造特征梳理,解析构造变换带样式、演变,并探讨其油气地质意义。研究结果表明,在结构特征上,天台斜坡带北部构造变换带整体处于NWW向基底舟山-国头断裂带上,是凹陷“南北分块”的重要体现,发育有独特的反向断阶;在构造样式上,天台斜坡带北部扭动变换断裂组合可分为北段缓冲式和南段传递式两个次级变换区,顺NWW向基底断裂的扭动变换作用南强北弱,在断裂组合上分别表现为“网格式”和“马尾式”;在成因演化上,天台斜坡带北部构造变换在早期伸展断陷及后期挤压反转中均有发育,自下而上具有持续递进的演变特征,调节南北两侧NE-NNE向断裂系伸展和挤压强度的差异,并使部分断裂改变原有的延伸方向。天台斜坡带北部与构造变换作用相关的断裂组合不仅利于控制各类扭动圈闭的发育,也利于油气顺扭动相关断裂垂向运移充注,此外,在构造变换带控制背景下该区亦是有利的前平湖组优质砂体富集区带。
王超, 唐贤君, 蒋一鸣, 何新建, 谭思哲
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020030201
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 93-105
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南海神狐海域非均质性天然气水合物储层的分频反演
南海北部陆坡神狐海域天然气水合物钻探结果显示,这一区域水合物储层具有纵横向分布不均质性、规模小且变化快的特点,使得精确评价水合物资源量面临诸多困难。根据井震数据分析了水合物分布特点,利用分频反演方法对该区水合物的空间分布进行预测。分频反演是利用测井和地震资料,采用支持向量机(SVM)的方法研究不同探测频率下的振幅响应(AVF),将AVF作为独立信息引入反演,建立起测井和地震波形间的非线性关系,充分利用地震中全频带信息,实现高分辨率的反演结果。采用该方法进行预测的结果与实际钻井情况非常吻合,验证这一技术适用于预测非均质性天然气水合物空间分布。基于预测结果并结合区域地质特征综合分析表明:水合物分布不均匀的主控因素除温压条件外,晚中新世之后的频繁构造运动使较深部的热解气沿着断层、气烟囱向上运移,形成厚块状“流体运移通道型”天然气水合物藏,而浅部沉积物中以扩散方式在渗透性良好的储层形成薄层状天然气水合物藏。
吴淑玉, 徐华宁, 刘俊, 杨睿, 宁伏龙
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020031901
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 106-120
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中国近海新构造活动断裂调查与地震勘探方法
中国近海处于大洋板块与大陆板块作用的关键区域,新构造运动频繁,活动断裂是其主要的表现形式之一。浅地层剖面仪测量、单道地震、多道地震和海底地震仪探测(OBS)等海洋地震勘探方法是调查研究海域活动断裂的主要地球物理手段,各自具有不同技术优势和探测功能,在海域活动断裂调查研究中发挥了重要作用。通过OBS广角反射/折射深地震探测和长排列多道地震勘探,获得了中国近海的区域深大断裂展布特征,深化了深大断裂形成与演化的深部动力学机理的认识,进而分析了其对活动断裂控制与约束关系。根据活动断裂时代新、埋藏浅的特点,综合利用浅地层剖面仪测量、单道地震和高分辨率多道地震方法,获得了中国近海海域活动断裂的分布、走向和差异升降等特征,分析了新构造运动的演化规律。本文综述了海洋地震勘探技术方法的主要特点和功能,及其在海域活动断裂调查中的功能和作用,总结了利用地震勘探技术方法在中国近海新构造活动断裂调查研究中取得的主要成果,提出了在未来的海域新构造运动地震调查研究中,应采用多技术方法组合系统调查与研究的思路,着力提高地震勘探的精度,探索应用横波地震勘探和海底可控震源等新技术的建议。
吴德城, 侯方辉, 祁江豪, 朱晓青
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020091101
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 121-132
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油气与矿产
苏北盆地阜宁组源储特征及页岩油勘探方向探讨
对苏北盆地重点凹陷的70口钻井采集395件样品进行实验分析,并结合前人资料详细研究了苏北盆地古近系古新统阜宁组阜二段、阜四段两套烃源岩地化特征、岩矿特征、储集空间类型及储集性能,在重点油井解剖的基础上,探讨了页岩油的富集机理。苏北盆地阜宁组有机碳普遍大于 1.0%,有机质类型较好,整体处于低熟-成熟阶段,具备良好的生油基础;微裂缝、孔隙较发育,具有一定的储集条件,阜二段泥页岩整体黏土矿物含量低于35%,脆性矿物含量大于50%,有利于页岩油的开采。通过对重点凹陷典型页岩油藏的两口井的数据解剖,认为页岩油藏受高有机质丰度的成熟泥页岩、脆性矿物含量、裂缝发育程度、异常高压等因素控制。苏北盆地的金湖凹陷、高邮凹陷、海安凹陷和盐城凹陷的深凹带是泥页岩油气勘探和开发的有利区带。
芮晓庆, 周圆圆, 李志明, 张庆珍
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020010301
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 133-145
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北极波弗特—马更些三角洲盆地天然气水合物成藏模式
北极波弗特—马更些三角洲盆地常规油气和水合物资源十分丰富,是全球开展天然气水合物调查研究最早的地区之一。对该盆地水合物和常规油气的共生共藏关系的研究,不但对能源资源的勘探具有直接价值,而且对海域工程施工中海底稳定性评价以及全球气候变化和碳循环研究具有重要的理论和实际意义。在大量文献资料综合分析的基础上,系统总结了影响水合物成藏的地质和稳定条件,结合极地冰川演化特征,提出水合物与下伏油气藏渗漏共生并受冻土调节的成藏模式。认为波弗特—马更些三角洲盆地天然气水合物气源主要为下伏含油气系统中的热成因烃气;构造要素(断裂、背斜)密度与水合物富集丰度呈正相关,水合物赋存主要与Iperk、Kugmallit和Richards组的三角洲平原相砂体有关;水合物稳定带之上的冻土带对天然气水合物的成藏起着关键性调节作用。
杨楚鹏, 刘杰, 杨睿, 姚永坚, 李学杰, 苏明
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020052602
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 146-158
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新西兰Hikurangi边缘Tuaheni滑坡复合体黏土质粉砂储层天然气水合物饱和度估算
准确评估新西兰Hikurangi边缘Tuaheni滑坡复合体(TLC)区域的天然气水合物含量与储层分布对TLC慢滑移现象与产生机制的解释有重要作用。本文分析了IODP372航次U1517站位测井和取心数据,发现在局部地层纵波速度增加(>1.7 km/s)和电阻率升高(>1.5 Ω·m)的104~160 mbsf层段存在天然气水合物,其中112~114、130~145和150~160 mbsf层段饱和度相对较高。根据岩性划分了不同井段对应的矿物成分含量,用于纵波速度模型计算,并利用简化三相介质(STPE)和改进的Biot-Gassmann模型(BGTL)分别估算了104~160 mbsf层段的天然气水合物饱和度,平均饱和度分别为5.2%和6.0%,最高饱和度分别为22.7%和21.6%。同时,与阿尔奇公式估算的水合物饱和度比较,在104~160 mbsf层段3种方法估算的饱和度值随深度变化相似,天然气水合物平均饱和度相近(约6.0%),在130~145 mbsf层段的水合物平均饱和度最高(约8.5%)。本研究使用两种声速模型和更为精细的参数估算饱和度,其估算结果更为可靠,可为Tuaheni滑坡复合体慢滑移现象研究提供良好的基础数据支撑。
陈杰, 胡高伟, 卜庆涛, 王秀娟, 景鹏飞, 刘昌岭, 郭洋, 王自豪
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019111302
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 159-168
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海底沉积物生物气演化特征及气源影响因素分析
为研究海洋天然气水合物生物气源的影响因素及演化模式,选择了某海域3个海底沉积物样品进行微生物演化模拟实验。通过改变生气条件,分析不同温度、pH、碳源、碳源浓度、氮源和地层盐度对海底沉积物产甲烷菌生物气生成的影响。实验结果表明:某海域产甲烷菌在55 ℃时CH4产气量最高;pH为6~8时CH4产气量较高,且pH为10时仍有CH4产出;加入氮源、碳源都有一定程度的促进作用,但过高的碳源浓度会抑制CH4产气量;地层盐度的变化对CH4产气量影响不明显。根据不同温度微生物演化及产气率可将生物气演化分早期、高峰期和晚期3个阶段;pH为6~8、碳源选取乳糖(双糖)且浓度2.0 mL/L以及蛋白质为主要氮源时明显促进产甲烷菌产气率;按照采样点海域地温梯度及环境条件,认为采样点所在海域海底生物气源岩埋藏深度大约为200~500 m,具有弱碱性、弱径流水动力条件的地区可以作为重点勘查地区。
刘煜, 李清, 林小云, 孔赟, 肖七林
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020081303
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 169-177
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第四纪地质
黄河流域全新世古洪水研究进展及展望
全新世古洪水研究能够弥补近现代洪水监测记录在时间和空间上的局限性,更加科学地查明洪灾规律及机制,已逐步成为当今全球变化研究的热点之一。黄河流域由于独特的地质地貌条件,历史时期以来洪灾频发、影响巨大,而且现今洪水风险依然很大,是我国古洪水研究的重点区域。本文围绕近十年来黄河流域全新世古洪水研究在沉积特征、古水文重建、年代框架及其与文明兴衰关系等方面的研究成果,综述了当前研究中面临的主要问题和发展趋势,认为应加强流域内不同地貌位置的古洪水研究,综合分析、交互验证,完善黄河流域全新世古洪水序列及年代框架,深入挖掘“区域气候背景-异常洪水事件-人类活动”之间的相互关系,为全球变化背景下黄河流域洪水预测、防治及风险评估等提供科学依据。
张鹏, 杨劲松, 赵华, 刘哲, 宋磊, 张润, 曹文庚
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020042601
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 178-188
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山东仙境源黄土常量元素特征及其古气候环境意义
通过对南长山岛仙境源黄土的常量元素组成特征进行分析,结合风化判别指标和元素综合参数探讨了该黄土堆积过程中经历的化学风化强度与气候变化特征,并将其与砣矶岛黄土、平阴黄土以及洛川黄土-古土壤进行对比,结果表明:(1)仙境源黄土的主要化学成分为SiO2、Al2O3和CaO,常量元素含量呈SiO2>Al2O3>CaO>Fe2O3>K2O>Na2O>MgO>TiO2>P2O5>MnO的组合特征;(2)仙境源黄土整体处于初等化学风化阶段,并在堆积过程中先后经历了5次暖湿与冷干的气候变化,该区气候环境与全球气候环境的变化之间存在较好的响应关系;(3)山东的粉尘物源和古气候环境总体上存在较高相似性,但因海陆位置与地形的影响使气候环境存在区域性的差异,而仙境源黄土与平阴黄土之间明显的差异表明二者粉尘物源存在差别;(4)对于仙境源黄土与洛川黄土-古土壤在元素组成与风化强度上存在的明显差异,我们认为主要是因粉尘的物源不同导致。
陈海涛, 孔凡彪, 徐树建, 娄兆军, 张军强
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020060803
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 189-197
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技术方法
天然气水合物降压开采分解前缘移动数值研究
在水合物分解过程中,已经分解的区域与未分解的区域之间存在一个过渡带,即分解前缘,研究分解前缘移动规律有助于认识水合物分解特征和进一步预测分解气量,对实际开采以及开采潜力评价提供大方向的科学参考。本文依据Stefan边界理论建立水合物分解前缘一维三相数学模型,通过参数量级分析,将水合物分解渗流场作为拟定常场,解析计算得到分解前缘随时间移动函数,同时将温度场方程无维化转换后,得到计算温度变化的超越方程。据分解前缘移动函数进一步计算总产气量以及井口产气速率。结合模型算例,认为水合物分解前缘移动与时间的平方根呈线性关系,移动速率随时间推移而减小,产气速率在开采前期达到峰值后快速下降达到稳定值。另外,以南海神狐海域第一次试采结果为依据,对比发现模型计算总气量高于实际试采值,两者相对误差在可接受范围内。因此,本文对水合物开采特征评价提供了一种新的简单计算方法,并对开采潜力给出了乐观的预测。最后,通过对地层初始温度、绝对渗透率以及孔隙度敏感性分析发现,地层初始温度和渗透率增大,水合物分解前缘移动距离随之增大,初始地层温度对水合物分解影响显著。而地层孔隙度越大,分解前缘移动速率反而降低,移动距离减小,井口与分解前缘压差减小,此时分解前缘移动由储层热物理参数决定。
彭盈钰, 苏正, 刘丽华, 金光荣, 魏雪芹
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020072701
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 198-207
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基于岩石物理模拟与声学实验识别孔隙—裂隙充填型水合物
孔隙充填和裂隙充填是自然界中水合物赋存的两种基本形态,其类型判别对储量评价、钻井安全以及环境评估均具有重要影响。本文模拟南海孔隙充填和裂隙充填两种类型水合物储层,利用岩石物理模型和声学模拟实验获取声波速度和密度,对两种类型的识别方法进行了探索。结果显示,孔隙充填和裂隙充填型水合物沉积体系的纵波速度都随水合物体积分数的增大而增大,密度都随水合物体积分数增大而减小。将速度与密度参数结合计算两种类型水合物阻抗和\begin{document}$\rho {\sqrt V _{\rm{p}}}$\end{document}属性表明:对于含孔隙充填型水合物沉积体系的\begin{document}$\rho {\sqrt V _{\rm{p}}}$\end{document}属性,岩石物理模拟的计算结果与实验结果斜率均为正;而对于含裂隙充填型水合物沉积物的\begin{document}$\rho {\sqrt V _{\rm{p}}}$\end{document}属性,其斜率均为负。但当水合物体积分数小于40%时,含裂隙充填型水合物沉积物的理论计算结果与实验值存在偏差,因此,在计算低体积分数水合物的\begin{document}$\rho {\sqrt V _{\rm{p}}}$\end{document}属性时,需要对模型进行适当修正。本文利用\begin{document}$\rho {\sqrt V _{\rm{p}}}$\end{document}属性对GMGS2航次16井赋存的孔隙充填和裂隙充填型水合物进行了验证,结果表明井中上部分赋存的水合物以裂隙充填型为主,底部以孔隙充填型为主,验证结果与实际钻探结果一致,表明该方法用于识别水合物类型是可行的。
景鹏飞, 胡高伟, 卜庆涛, 陈杰, 万义钊, 毛佩筱
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2019122501
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 208-218
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声学水面无人艇在浅水海底地貌调查中的应用
水面无人艇(USV,Unmanned Surface Vehicle)具有吃水浅、灵活机动、安全高效的特点和优势,日益成为浅水调查的重要手段。对于常规船只和考察人员不能到达的浅水环境的调查,无人艇具有填补甚至替代的价值和意义。C-Worker 4水面无人艇平台搭载了多波束测深、侧扫声呐、浅层剖面声学系统,运用脉冲同步控制和发射频率差异化配置的方法实现数据同步采集,旨在提高调查效率、优化调查方法和节约成本。基于2019年在海南岛澄迈湾1.2~22 m浅水环境的调查数据,处理和分析评估表明其采集数据可靠性高,能清晰识别海底沙波、波纹、礁石、埋藏河道、港池、航道、拖痕等微地貌单元。研究证实水面无人艇搭载多源声学系统同步测量可提供精细、立体、可靠的海底地貌基础资料,服务于海岸带地质调查、资源开发、工程建设、水运交通和国防安全等。
李勇航, 单晨晨, 苏明, 刘文涛, 雷亚平, 温明明, 蔡鹏捷
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2020052601
海洋地质与第四纪地质. 2020, 40(6): 219-226
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