1. 海洋學的主要研究方法
海洋學的主要研究方法:
化學海洋學方法:根據化學基本原缺褲理和技術方法通過海上調查測試、實驗室分析、模擬實驗等研究海洋中物質組成、含量分布、輸送通量、化學形態和各種化學蘆碧過程(絡合、表面吸附、離子對締合及電化學等過程),根據化學物質分布變化和遷移規律深入研究海洋中的化學問題。
2. 地質調查的手段
地質調查一般以不同比例尺的填圖為主要手段腔游。國家對不同比例尺的填圖精度有明確的要求,因此不同比例尺的填圖精度代表了該項地質調查的詳細程度。其基本任務是採用各種現代化手伍指銷段和綜合性方法查明陸地和海域各種重要的區域逗型地質現象,研究這些現象的發生、發展及其規律,並在此基礎上編制一系列基礎地質圖件、資料,為國民經濟建設和社會發展提供服務。地質調查工作成果,是制定國家和地區地質工作計劃,滿足如礦產預測、礦產普查、水文地質、工程地質、環境地質、地質勘查等社會需求,以及為國土開發、整治、規劃和綜合開發利用海洋資源等提供重要依據。
3. 海底底質樣品可通過什麼採集
海底表層樣品採集一般採用蚌式、箱式、多管式、自返式或拖網等采樣方法。
底質為基岩或粗碎屑沉積物,不宜採用柱狀采樣。深潛器可對海底進行觀察取樣。我國目前尚不具備進行深海鑽探的技術,用於海洋區域地質調查的鑽探設備只有淺鑽,淺層沉積物海底鑽探取樣也只能採用淺鑽。
4. 地質調查的步驟與方法
最基本的工作方法是野外實地勘查和觀測研究,將所獲得的地質信息填繪在地理底圖上按一定格式記錄下來(見地質編錄)。此外,還常採用以下方法:①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、電法勘探、地震勘探、核法勘探 、地溫法勘探以及鑽孔地球物理勘探。②地球化學勘查。③在基岩出露好、地質標志較清楚的地區,還可採用遙感圖象解釋的方法(見遙感地質)。④重砂測量(重砂指由比重較大、物理和化 學性質比較 穩定的礦 物的顆粒所組成的 鬆散集合體),通過重砂分析和綜合整理,發現並圈出礦產機械分散暈,即與礦產密切相關的指示礦物的重砂異常,據此進一步追索原生礦床和砂礦床,是區域地質調查中廣泛使用的一種找礦方法,尤適用於水系發育的地區。
5. 海洋物理探勘有哪些方法和目的
海洋地球物理勘探簡稱「海洋物探」,是通過地球物理勘探方法研究海洋和海洋地質的新方法之一。目前,用此旁蠢茄種方法主要勘探石油和天然氣構造及一些海底沉積礦床。海洋物探包括海洋重力、海洋磁測和海洋地震等方法。海洋物探的工作原理和地面物探方法相同,但因工作場地是在海上,故對於儀器裝備和工檔銀作方法都有特殊運察地要求,需使用裝有特製的船弦重力儀、海洋核子旋進磁力儀、海洋地震檢波器等儀器的勘探船進行工作,海洋勘探船還裝有各種無線電導航、衛星導航定位等裝備。
6. 地球物理方法對海洋平台場址調查的應用與探討
馬勝中
(廣州海洋地質調查局 廣州 510760)
作者簡介:馬勝中,男,1968生,1990年畢業於中國地質大學(武漢),工程碩士,高級工程師,從事海洋環境地質、災害地質和綜合地質地球物理研究工作。E-mail:sz-m@163.com。
摘要 海洋石油鑽井平台的安全就位和穩定施工,與井場區海底的工程地質條件密切相關。地球物理探測技術作為一門綜合性較強的科學技術,在海洋工程地質和海洋災害地質調查中有著不可替代的作用。實踐證明,採用測深、側掃聲吶掃描、淺地層剖面、單道地震、高解析度2D地震和海洋磁力測量等地球物理探測手段進行綜合調查,對鑽井平台場址周圍海域的地形變化和潛在地質災害因素,具有很好的揭示作用。
關鍵詞 平台場址調查 海洋地球物理探測 海洋地質災害
1 前言
隨著我國經濟的發展和戰略儲備的需要,我國原油勘探開發的重點由陸地逐漸轉向海域。我國近海海底蘊藏著豐富的礦產資源,現已探明石油資源量達246×108 t,天然氣15.79×1012m3,佔全國油氣總資源量的23%。然而在油氣開發中,屢屢遭到海洋地質災害的破壞,不均一的持力層多次造成渤海、珠江口盆地鑽井平台的傾斜和位移,使國家蒙受重大經濟損失。
鑽井平台場址災害調查在石油鑽井之前進行,既要探測諸如斷層、淺層氣地層情況以應對鑽井或採油時發生的井架倒塌、井噴、著火和溢油等災害,又要調查與鑽井平台基礎有關的土工問題,以避免事故和災害發生。據資料,1955~1980年間,美國每年發生鑽井船基礎嚴重破壞的事故3~4起,經濟損失和人員傷亡巨大。海洋結構物場地調查是確定影響固定式平台和海底管線等工程結構物的設計、布局、施工及安全操作的工程地質條件。1969年,卡米爾颶風襲擊密西西比河三角洲,引起海底大面積土體滑移,造成3個平台破壞,損失1億多美元[1]。可見,海洋石油鑽井平台場址調查研究在油井鑽探開發中有著重要的作用。我國海洋石油開發工作起步較晚,直到20世紀80年代初,我國才真正開始海洋工程地質勘察工作,近十年來,我們對石油鑽井平台場址調查研究做了許多實驗工作,隨著調查技術的不斷進步,研究正向深海挺進。
海洋平台的設計和建造需對平台場地進行包括海底地形地貌、海底表層、淺地層結構等內容的海洋工程地質勘察,從地貌、沉積物特徵和地質測年等方面,利用實測的和平台設計用的海洋水文資料以及場地內土的物理力學參數,對海底穩定性進行分析計算,並在分析研究的基礎上,進行場地的海底穩定性評價。
2 海洋常見災害地質類型
海洋常見的災害地質類型[2-5]如下:
活動斷層、地震和火山等。它們不僅可能對海底構築物造成直接破壞,而且地震可能誘發滑坡、濁流、沙土液化等其他災害。
滑坡、崩塌、濁流和泥流等,它們的活動可能對鑽井平台、海底管線構成直接破壞。
海底沙丘、海底沙波、潮流沙脊、沖刷槽、凹凸地和淺谷等,屬於地貌類型的災害,其分布和氣象水文條件有關。
淺層氣、泥底辟、軟弱夾層、可液化砂層等。它們呈承壓流體、塑性體狀態存在於第四紀淺地層中。當海底構築物基礎觸及這些地質體時,都有可能發生災害。
埋藏古河道、埋藏古湖沼、埋藏起伏基岩面、埋藏珊瑚礁等。它們一般是淺地層中的透鏡體,當鑽井平台樁腳插入不同地質體時,由於持力不均會導致平台歪斜,甚至傾覆。
3 地球物理方法對平台場址調查的應用和研究
3.1 海底地形地貌探測
海底地形地貌探測包括單波束測深、多波束測深和旁側聲吶等,是通過探測聲波在水下或岩土介質內的傳播特徵來研究岩土性質和完整性的一種物探方法,只是它們使用的聲波頻率和強度有差異,高頻能提高解析度,而低頻則能提高聲波的作用距離和穿透深度[6~9],目前很多探測系統都採用雙頻或多頻探頭結構,提高儀器的探測能力。
3.1.1 單波束測深和多波束測深
單波束測深系統是利用其換能器從水面向海底發射一束聲脈沖,聲波傳到水底界面被反射,再回到換能器被接收,通過時間函數的轉換,形成一組時間離散的數字量系列,進行實時處理,而在記錄紙上直接顯示測線上連續起伏變化的海底剖面。反映了海底表面形態的凸凹性質、高差大小和延伸范圍(發育規模)。
多波束測深系統是一種由多個感測器組成的復雜系統,在測量斷面內可形成十幾個至上百個測點點條幅式測深數據,幾百個甚至上千個反向散射數據,能獲得較寬的海底掃幅和較高的測點密度,它具有全覆蓋、高精度、高密度和高效率的特點。測深資料反映了海底表面起伏變化、高差大小和延伸范圍,利用計算機處理和繪圖技術,可製成所測海區海底地形圖。
3.1.2 側掃聲吶掃描
側掃聲吶技術運用海底地物對入射聲波反向散射的原理來探測海底形態,能直觀地提供活動形態的聲成像。旁側聲吶是一種高解析度、多用途的水聲設備,在海洋測繪、海底目標探測(如探測沉入水底的船、飛機、導彈、魚雷及水雷等)、大陸架和海洋專屬經濟區劃界、海洋地質、海洋工程、港口建設及航道疏浚等方面有廣泛的應用。
側掃聲吶採用深拖型側掃聲吶系統,使用雙頻頻率100/500 kHz,量程100/200 m,拖體距離海底10~30 m,可以獲取海底表面的各種目標探測物,獲取的聲吶圖像質量較高,可以分辨出海底表面的管道和電纜,海底物體的高度可以根據物體的陰影來確定。幾種地球物理方法同步作業可以相互印證(圖1)。
圖1 側掃聲吶和單道地震剖面顯示的災害地質類型
3.2 中、淺地層探測
3.2.1 淺地層剖面測量
淺地層剖面測量系統是探測海底以下30 m內的淺層結構、海底沉積特徵和海底表層礦產分布的重要方法之一。淺地層剖面系統的發射頻率較低,一般在2.5~23 kHz之間,產生聲波的電脈沖能量較大,發射聲波具有較強的穿透力,能夠有效穿透海底數十米的地層[10~11],地層解析度在8 cm以上。它可以提供調查船正下方地層的垂直剖面信息,它可以准確地反映出地層界面及可能存在的淺層氣、淺斷層和古河道等海底地質災害因素或其他物體(如管線)。淺地層剖面儀的穿透深度則因工作頻率和海底沉積物類型的不同而異。
淺地層剖面測量系統採用德國INNOMAR公司SES-96參量淺層剖面系統,外接涌浪補償系統,可輸出水深數據。採用發射功率18 kw,主頻100 kHz,差頻4~12 kHz,在平台場址調查中一般使用差頻8 kHz,探測到的地層解析度較高,淺海可以探測管道,可以與磁力探測相互驗證。
3.2.2 單道地震剖面測量
單道地震記錄系統由單道數據採集處理系統、震源系統、信號接收電纜、EPC記錄儀組成。主要用於了解海底以下200 m范圍內的中、淺地層結構、沉積特徵。
單道地震與油氣地震勘探技術具有相同的工作原理。單道地震探測採用的震源能量小、頻帶寬(幾十赫茲到幾千赫茲)、主頻高(幾百赫茲到上千赫茲),一般選用電火花和氣槍作為震源,能量從幾十焦耳到幾千焦耳,地層的穿透深度從幾十米到數百米。
海上最常用的震源有空氣槍和電火花二種,在平台場址調查中一般使用電火花震源,震源系統由震源控制箱、聲源裝置(電極、聲脈沖發生器)組成。
如英國的CSP1500震源系統,主要包括CSP1500震源控制箱、SQUID500型電極、SQUID2000型電極或AA200型BOOMER組成電火花震源,該震源的激發能量級別為100~1500J,而且重復激發所需的時間較短。法國的SIG800J震源系統,採用120或200極魚骨型電火花電極,能量輸出270J、540 J和800J。在平台調查中一般選擇250~800J的激發能量,激發間隔0.5 s(圖2)。荷蘭的GEO-SPARK 10kJ震源系統,GEO-SPARK2×800型電極能量輸出在100~10000 J之間,最大工作水深為4500 m,最大穿透深度為750 ms,可以滿足深水井場調查的需要。
我們選用法國的SIG16 4.8.12型和SIG16 12.12.34型水聽器,英國的AAE20單道信號接收電纜,荷蘭的GEO-Sense信號接收電纜,檢波器按0.15~1 m的間隔並聯組成,該接收電纜具有較高的靈敏度和較寬的頻率響應,適用於高頻反射信號的數據採集。
記錄儀器與以上震源和水聽器配套使用的是DELPHSEISMIC數據採集系統。該系統不僅可以主動控制震源每秒的激發次數,而且通過連接GPS導航系統,能夠時時記錄每一炮道的經緯度坐標,便於精確定位。該儀器的動態范圍90db,16位模數轉換,而且具有極高的采樣頻率,在與BOOMER震源配合使用時,其采樣率高達6000~10000 Hz,極高的采樣頻率更有利於高頻有效信號的接收。在海上單道地震數據採集過程中,可以通過控制測量船的速度來調整記錄道間的距離,船速越慢,道間距越小,地震波組的連續性越好。在震源每秒激發二次的情況下,測量船體以3.5節的速度航行,地震記錄道間的距離小於1 m,可見,該方法更適用於高精度的淺層地震勘探。
在資料處理流程中,採用有效的方法技術對數據進行信噪分離,削弱多次及繞射等干擾波的影響,可進一步提高單道地震記錄的信噪比和解析度,圖3(左)清楚顯示了淺層氣及其沿著斷層上升,紅色橢圓圈著的反射波為強振幅,反射同相軸反轉,具明顯的反相特徵;圖3(右)顯示了各種形態的埋藏古河道。
圖2 單道地震剖面
圖3 單道地震剖面顯示的淺層氣和埋藏古河道
3.3 高解析度2D多道地震剖面測量
高解析度2D地震資料的採集一般使用48道或96道多道地震電纜,為了避免虛反射對高頻成分的壓製作用,震源和檢波器電纜的沉放深度比較淺,一般震源的沉放深度3m,一般電纜的沉放深度4 m,地震震源一般是小容量GI氣槍震源或套筒槍組合震源,以保證產生高頻率的地震子波。這種方法採集到的地震資料頻帶可達20~350 Hz,比常規的地震採集資料的頻帶(20~50 Hz)要高得多,完全可以滿足識別薄層及地層結構的需要,提高了精度。
3.4 海洋磁力測量
磁法是利用地下岩礦石或者岩土介質之間的磁性差異所引起的磁場變化(磁異常)來尋找有用礦產,查明地下構造和解決其他地質問題的一種探測方法。磁力是解決工程地質調查中探測含磁性物體的有效手段。在各種調查中,我們使用GS880銫光泵磁力儀和SeaSPY海洋磁力儀,針對不同的研究目的分別採用不同的調查方法,均能獲得滿意的效果。它的優勢在於不僅能夠探測暴露於海底的磁性異常體,同時對於覆蓋於海底以下的磁性異常體也有效。
在調查中的應用,由於海底光纜路由海域存在著已經敷設過的海纜(包括海底通訊電纜、電力電纜和光纜等),經過歲月的變遷,這些海纜在海域中的坐標有了變化,有的是否還存在也不明確;另外,過去敷設海纜時的定位儀存在較大的誤差,為了探明光纜路由線交匯的海底電纜的精確位置,必須對光纜路由進行探測。在平台場址調查中,使用加拿大MarineMagnetics公司生產的SeaSPY海洋磁力儀進行勘察,結合旁側聲吶和淺地層剖面共同進行探測。圖4是淺地層剖面探測到的管道,當磁力儀探頭穿過電纜時測得的磁異常曲線,旁側聲吶掃描到的電纜和平台,磁異常的幅值一般可達幾十到上百nT。
圖4 淺層剖面、磁力和側掃聲吶探測到的管道、電纜和採油平台
4 結論與討論
平台場址地質調查的方法主要有兩種:一種為地球物理方法,另一種為地質取樣方法。目前地球物理方法應用得比較廣泛的是單波束測深或多波束測深、側掃聲吶、淺層剖面探測、單道地震、高解析度2D地震和磁力測量等,以上六種水下探測系統在高精度的定位系統的支持下配合使用,可使我們獲得平台場址內三維的工程地質條件,特別是危害工程建設的各種災害地質現象的形態、規模、位置及其發展趨勢等性質。其優點是比較經濟、快速,對各種地球物理勘探方法都有各自解決某一方面地質問題的能力,各有優勢和局限性。因此,在調查時要視調查的目的與要求,採用多種方法進行綜合調查,使各種方法優勢互補,以便取得最佳的成果。根據20多年來的實踐經驗,採用以高解析度地震為主的綜合淺層物探技術,同時在井位和預計拋錨位置進行2~3 m長的地質重力取樣和地質淺鑽,物探和地質取樣相互結合,是了解海洋地質災害因素、災害的類型以及海洋工程地質有關問題的行之有效的調查方法,它能夠既經濟又快捷地為業主提供資料。
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Marine Geophysical Survey Techniques and Their Applications to Well Site Survey
Ma Shengzhong
(Guangzhou Marine geological Survey,Guangzhou,510760)
Abstract:The safety of marine oil drilling platform is closely related to the submarine engineeringgeological conditions of the well site.Geophysical technique has an irreplaceable role in marineengineering and hazard geological survey.Practice proves that,using geophysical instruments in-cluding echo sounder,sidescan sonar,sub-bottom profiler,single-channel seismic,high resolu-tion 2D seismic and marine magnetometer etc.to carry out a comprehensive survey can efficientlyreveal the topography and potential geo-hazards of the well site area.
Key words:Well site survey Marine geophysical survey Submarine geo-hazards
7. 加強海洋地質勘查 保護海洋生態環境
韓傑王永生
(中國國土資源經濟研究院,北京,101149)
海洋資源是人類賴以生存和發展的重要空間和戰略性資源。海洋佔地球面積的2/3以上,蘊藏著豐富的空間資源、生物資源、礦產資源和水動力資源,是人類社會可持續發展的寶貴財富,也是廣大地質工作者勘查、研究、開發的重要對象之一。海洋地質工作採用地質和地球的物理綜合手段,採集包括海底地形地貌、海底底層的地質構造等地質信息,為海洋地質研究、海底礦產資源調查、海洋環境災害研究、近海工程建設等方面提供可靠的參考資料。加強海洋地質勘查,保護海洋生態環境,是一項重要而迫切的任務。
一、加強海洋地質工作的形勢背景分析
20世紀後期,工業國家的海洋地質工作由「資源消耗型」向「生態保護型」轉變,各個國家更加重視社會的持續、均衡發展。隨著經濟全球化形勢的不斷發展,我國海洋地質工作正處於重大轉折時期,肩負著開發與保護海洋資源的雙重任務。必須高度審視我國新階段地質工作面臨的國際和國內形勢,切實貫徹由中央制定的「資源與環境並重」的國策。
我國大陸架寬廣,海域遼闊,海域面積約300萬平方公里,分布有50多個中、新生代沉積盆地,總面積約165萬平方公里;中國大陸架面積約135.7萬平方公里,陸架海域含油氣盆地面積近70萬平方公里,已圈定的大中型新生代沉積盆地16個;我國海岸線長度1.8萬公里,居世界第4位,200米等深的大陸架40多萬平方公里,居世界第5位,200海里專屬經濟區面積居世界第10位,是具有戰略意義的資源。據估計,我國海洋石油資源量約240億噸,天然氣資源量14萬億立方米,濱海砂礦資源儲量31億噸。此外,游禪如海水中含量豐富的各種化學元素和大洋礦產資源也可加以利用。在未開發的海洋礦產資源中,以深海海底的多金屬結核、富鈷結殼和海底硫化物礦床最引人注目,可望在本世紀20年代後進入商業性開采,以替代日益枯竭的陸地資源。多金屬結核廣泛分布於水深4000~6000米海底,我國已於1999年在太平洋圈定7.5萬平神啟方公里的海底專屬采礦區,初步估算有4.2億噸多金屬結核,其中含錳11175萬噸、銅406萬噸、鎳514萬噸、鈷98萬噸。海底熱液礦床是近年來頗為引人注目的深海襲棗資源,在世界大洋水深數百米至3500米處均有分布,主要出現在2000米水深處的大洋中脊和地層斷裂活動帶,是一種具有遠景意義的海底多金屬礦產資源,主要元素為銅、鋅、鐵、錳等,銀、金、鈷、鎳、鉑等也在一些地區達到工業品位。另外,我國沿海蘊藏有豐富的海洋可再生清潔型能源,資源量巨大,總儲量達6.3億千瓦,其中僅潮汐能就達1.1億千瓦。
我國海洋環境不容樂觀,海洋災害已成為我國最嚴重的自然災害之一。檢測結果表明,2004年我國全海域未達到清潔海域水質標准面積比2003年增加2.7萬平方公里,較清潔面積比上年減少約1.4萬平方公里,輕度污染海洋面積增加約1.8萬平方公里,中度污染面積增加約1.6萬平方公里,嚴重污染面積增加約0.7萬平方公里。就海岸帶而言,因受多種因素的制約而顯得格外脆弱,其中人類活動及其引起的連鎖反應正在嚴重地影響海岸環境的質量,並引起一系列地質災害。海岸帶是海洋災害肆虐的地方,海平面稍有上升,海岸侵蝕、風暴潮、海水入侵和地面沉降等地質災害就會大幅度增加。海陸任何一方的重大改變都會引起一系列的連鎖反應,並最終導致物質平衡的破壞,其表現形式就是海岸的異常進積和腐蝕退化。因此,海洋在解決人類生存和社會發展所需的包括生物、礦產等資源方面都具有不可替代的作用。必須加強海洋環境保護才能面對未來海平面上升所提出的挑戰。海洋地質研究無疑是亟待加強的一個領域。
世界各沿海國家現階段都把合理開發海洋資源作為生存和發展的基本國策。西方發達國家大多已完成本國管轄的區域調查和礦產普查,為維護自身的國家利益、解決與鄰國海域疆界劃分和規劃海洋經濟發展提供了必要的基礎資料。我國維護國家海洋權益形勢嚴峻,與眾多國家海洋劃界不清,除了依據法律進行有理有利的斗爭外,還必須獲得更加全面、更加精確的海洋勘測資料。同時,隨著我國海洋事業的發展和海洋開發力度的不斷加大,特別是在港口建設、油氣勘探、海底工程、海防建設、海上航運、海洋漁業、濱海旅遊、環境保護等方面,都迫切需要有可靠的和精度較高的海洋區域地質基礎資料和圖件。隨著全國海洋開發活動向深度和廣度發展,以及國際的、國家的有關海洋開發、海洋管理的各項法規得到批准和實施,我國的國家海洋管轄范圍擴大,國土的概念也隨之發生了較大變化,海洋開發面臨著新問題和新形勢。盡早開展新一輪海洋國土資源大調查,啟動全國海洋國土開發保護總體規劃工作,已成為當前我國海洋工作最現實、緊迫的任務。
目前,我們對海洋的了解還是相當膚淺,對海洋國土的家底知之甚微,而且很多數據還源於國外的資料,自主知識產權很少。海洋國土的調查勘探程度遠低於陸地國土,環境條件、資源狀況等都有待於深入詳細調查。海洋開發前期基礎工作不足,給海洋資源開發活動造成諸多不便,後勁不足。目前,我國管轄海域的大部分區域缺乏實測的基本圖(1:20萬~1:50萬);海岸線長度,內水、內海、領海、毗連區、專屬經濟區等的面積數據不準;領海的基點、基線缺乏必要的科學論證和實測依據;海岸動態變化情況不能及時匯總掌握,並且總體變化趨勢不明;河口港灣的數目、面積、功能及動態變化等缺乏科學一致的概念和數據;主要入海河口三角洲的作用范圍、面積、變化規律等情況不甚明了。總之,海洋國土的基礎數據資料尚處於空白狀態,海洋資源環境等國土經濟基本要素的基礎調查研究和動態監測與開發利用社會實踐需要相差較遠,造成海洋開發活動的盲目性和不合理性,甚至已經造成很多海洋典型生態系、生態區功能發生不可逆轉的變化和破壞。需要大力發展深海科技,制定深海發展方面的國家計劃,以應對我國經濟高速發展對礦產資源的需求。
二、現階段我國海洋地質發展狀況
按照《聯合國海洋法公約》的規定,中國對廣闊的大陸架和專屬經濟區擁有行使主權的權利和管轄權。舊中國由於實行海禁政策及戰亂不斷,海洋經濟凋敝不堪。新中國建立後,海洋經濟開始恢復和發展。1980~1990年,中國海洋經濟以年均17%的速度增長,上世紀90年代後,更以年均22%的增長速度飛速發展,1998年已達3270億元,海洋經濟已經成為國民經濟新的增長點。未來的海洋產業必將成為國民經濟的支柱產業。
隨著我國海洋開發事業的加快,對海洋基礎地質信息的需求日趨迫切。1980年我國海洋油氣僅為9萬噸油氣當量,到2000年已超過2000萬噸油氣當量,年平均遞增(以1995年為基礎年計算)17.83%,遠高於陸上油氣產量的增長(陸上為0.9%)。海洋原油產量佔全國原油產量的比重,從1990年的1.05%提高到2003年的14.4%;天然氣的這一比例則從1995年的2.1%提高到12.8%。可見,海洋油氣業所佔的比例基本上是逐年提高的,其地位也越來越重要。預計到2015年,海洋原油產量將穩定在5000萬噸,佔全國的26%;海洋天然氣將達到250億立方米,佔全國的25%。今後10年將是天然氣產業迅速發展的時期。隨著海洋油氣產量的增長,我國原油進口程度將會有所緩解。
2004年,為全面開展海洋區域地質調查工作,中國地質調查局率先按照國際分幅標准在南沙永暑礁開展試點。項目執行單位廣州海洋地質調查局經過5年的工作,提交了1:100萬永暑礁幅海洋區域地質調查成果,基本查明圖幅內陸架、陸坡和深海盆地的海底地形、地貌特徵,可滿足國家海洋經濟發展規劃需要。由於大洋礦產資源勘查等活動的順利實施,我國初步形成了全面研究開發海洋的能力。在技術裝備上,不僅具備了多波束測深系統、6000米深海拖曳觀測系統,還研製成功了6000米水下機器人,我國自行研製的海上鑽探平台成功投入使用。另外,「大洋礦產資源研究開發資料庫」已經建立,不久中國還將發射第一顆海洋水色衛星。下一步,中國計劃對富鈷結殼等其他大洋礦產資源進行勘查。
目前,我國海洋地質調查和技術手段主要有:利用人造衛星導航和全球定位系統(GPS),以及無線電導航系統來確定調查船或觀測點及測線在海上的位置;利用回聲測深儀、多波束回聲測深儀及旁測聲納測量水深和探測海底地形地貌;用拖網、抓鬥、箱式采樣器、自返式抓鬥、柱狀采樣器和鑽探等手段採取海底沉積物、岩石和錳結核等樣品;用淺地層剖面儀測海底未固結淺地層的分布、厚度和結構特徵;用地震、重力、磁力及地熱等地球物理辦法,探測海底各種地球物理場特徵、地質構造和礦產資源;有的還利用放射性探測技術探查海底砂礦。
我國科技人員還建立了一套與國際接軌的泥質海岸帶地質調查研究的技術方法,並已開始在國土資源大調查中推廣應用。同時,掌握了海岸帶近百年來的沉積速率,為定量評價和預測海岸帶地質環境變化提供了依據。根據海平面上升、海岸帶淺表沉積速率、地面沉降、地面保有高程和海岸帶地質環境演化特徵,對渤海西岸2050年的地質環境變化趨勢進行預測。基本查明了區域地下水資源狀況和地下水資源潛力,劃分了地下水系統。通過研究利用濱海短徑流河谷建設「地下水庫」的可行性,提出進行地下水與地表水聯合調蓄,緩解膠東半島沿海地區水資源緊缺狀況。通過查明鹹水開發利用現狀,提出了環渤海地區地下水資源開發利用的建議。
三、加強海洋地質勘查,保護海洋生態環境的對策建議
在未來的海洋地質工作中,我國應以「國家利益與環境保護」並重,堅持可持續發展的道路,積極開展新能源和後備礦產資源基地的調查與評價;近海和遠洋並舉,以近海為主,盡快提高我國海域內的地質大調查工作。
1.增強海洋意識
隨著海洋開發的興起,海洋將成為國家實現經濟可持續發展的戰略要地。要在國家整體目標的規劃下和維護國家權益的基礎上,統籌規劃我國的地質工作,盡可能全面系統地提供科學信息,這對於保護國家領土完整和國家權益具有非常重要的意義。海洋礦業在以後的若干年,將成為我國礦業的主要發展方向。同時,對海洋地質環境的演變研究,將是研究全球氣候變化和生態系統變化的重要有機組成。
2.加強綜合力量建設,合理布局區域規劃,明確產業結構,加大新型產業的開發和利用
由於歷史原因形成的以行業管理為主的管理體制,造成各行業部門對海洋資源的多頭管理,彼此間缺乏必要的協調和約束,以致條塊分割,各成體系。所以,只有加強海洋區域管理,明晰分工政策,才能為我國海洋地質工作打下良好的環境基礎。
3.努力增強人才隊伍建設,增加投入,改善裝備,為海洋地質工作創造有利條件
海洋地質工作是具有高技術、高風險、高投入的一項工作。無論是在查清我國管轄海域的地質和礦產資源狀況,還是在國際海底區域礦產資源的勘查方面,都需要得到國家、地方等各個方面的大力支持。需要建立一支海洋地質和海洋開發的隊伍,由外交、軍事、發展計劃、海洋漁業(漁政)、交通、科技、教育等部門組成,使之成為一支裝備精良、應變靈活、行動敏捷、機制健全的海上地質隊伍。海洋地質工作水平的提高,很大一部分需要現代化裝備和高新技術的支持,我國海洋勘查設備與先進國家相比還有很大差距,只有積極加速儀器設備的引進、改造、研製和更新,才能使我國海洋地質工作達到一定的技術水平。
4.學習並借鑒國外沿海國家的先進經驗
海岸地質工作要緊密結合可持續發展的需要,通過描述海洋和海岸的地質體系,了解該體系的基本過程,建立預測模式,建設翔實的資料庫,預測未來發展的變化,為公眾利益提供海洋和海岸的信息和綜合認識,為可持續發展提供相應的信息和成果。
5.完善海洋環境監測,積極做好海洋環境保護工作
隨著對海洋資源更深層次上的開發利用,人們的生產、生活方式和社會經濟結構將發生深刻的改變。全球約50%的人口生活在沿海地區,人口的趨海性增強。在開發利用海洋的同時,人類認識到應把海洋作為生命支持系統加以保護,「維護海洋健康」將成為21世紀保護人類自己的超級保護活動。包括深入研究海洋與氣候、海洋生物多樣性與保護、海洋健康狀況監測與保護、海洋環境質量保護和生態修復、海洋環境的災害性變異研究等活動。並在此基礎上發展保護海洋的科學技術,建立保護海洋的規章制度,形成保護海洋的國際組織體制,以及預報和防範海洋災害的技術、方法和經濟社會措施。海洋地質工作是一項高危險性的工作,它不但關繫到國家主權,還影響著海洋的生態環境。在加強海洋地質工作的同時,一定要把環境保護工作放在首位,只有合理科學地開發海洋資源,開發與保護並重,才可以實現我國資源的可持續發展。
我國現階段已經把加強海洋地質、開發海洋資源作為未來海洋工作的發展方向。海洋地質更應體現其系統性、整體性,積極配合我國經濟發展,為實現全面可持續發展充分發揮地勘隊伍主力軍的作用。我國地質工作的最終目的是建立自然界的良性循環,尋求人與自然的協調與和諧,將海洋的綜合治理與內陸開發結合起來,因地制宜,逐步形成具有中國特色的海洋經濟,確保社會經濟的可持續發展。
參考文獻
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作者簡介
[1]韓傑,中國國土資源經濟研究院,實習研究員。
[2]王永生,中國國土資源經濟研究院,副研究員。