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南海北部海底滑坡体积的精确计算
来源:海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室    通讯员:孙启良    2018-05-09 19:11:03

近日,国际学术期刊Geophysical Research Letters发表了题为“True Volumes of Slope Failure Estimated From a Quaternary Mass-Transport Deposit in the Northern South China Sea”(南海北部第四纪海底滑坡体积的精确计算)的研究成果。此项成果由海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室科学家、中国地质大学(武汉)孙启良教授为第一作者兼通讯作者,英国加迪夫大学Tiago M. Alves博士、中国地质大学(武汉)鲁向阳和解习农教授以及中国科学院深海科学与工程研究所陈传绪博士等多位科学家为合著者共同合作完成。


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图1:海底滑坡体积组成概念图


海底滑坡是一种常见且能带来严重后果的海洋地质灾害,它几乎存在于所有大陆边缘盆地和海洋岛屿周缘。目前国内外对海底滑坡的研究多集中于海底滑坡外部形态和内部结构的描述以及可能的形成机制和控制因素的探讨,尚缺乏定量化的研究。对海底滑坡滑动体积的计算也仅仅依据2D/3D地震的刻画(误差很大),从而影响海底滑坡造成灾害(如海啸等)程度的评估。本论文提出了一套精确计算海底滑坡体积的全新方法,从而可以精确获取滑动剪切压实所造成的体积损失和滑动所触发浊流体积(图1)。

    南海北部的珠江口盆地的白云滑坡的陆坡部分几乎全部被掏空(Evacuated Zone),沉积物通过一狭窄沉积物运移通道被运移至洋盆部分沉积(Depositional Zone)而形成已扇状沉积体(Debris Fan)(图2)。目前白云滑坡可识别部分(可通过2D/3D地震手段刻画)的体积约1035±64 km3(陆坡部分约406±28 km3,洋盆部分约629±36 km3)。通过体积恢复的方法,可以获得陆坡区亏损的体积约715 km3。结合相同地质条件下的ODP/IODP信息,可知由滑坡所触发的浊流体积约86 km3(中值),而由滑动剪切压实所造成的体积损失约100 km3。所以,以珠江口盆地白云滑坡为例,尚有约186 km3(约占总体积的18.3%)是用传统手段无法进行识别和精确计算(图2)。该研究极大的推动了海底滑坡方面的研究,其研究成果和理论可以应用到其它的研究区域。


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图2:南海北部珠江口盆地白云滑坡残存体积(a)、陆坡区恢复体积(b和c)、

剪切所造成的孔隙损失(d)和剪切所造成的厚度损失图

 

孙启良教授近年来致力于海洋地质灾害领域的研究,取得了一系列创新研究成果,如:(1)揭示了南海北部超压流体渗漏系统的复杂性及其成因机制;(2)提出了进积式海底滑坡的形成机制和海底滑坡的流体封堵性(超压形成)原理;(3)查明了地质灾害的继承性发育特征以及指明南海北部地质灾害潜在发育区。此次在国际知名期刊GRL发表原创性论文,显示了孙启良教授在海底地质灾害领域的科研创新实力,进一步彰显了海洋国家实验室在该研究领域的国际前沿地位。

原文链接:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL076484


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