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海洋地质调查研究方法

发布时间:2023-05-31 06:44:51

1. 海洋学的主要研究方法

海洋学的主要研究方法:

化学海洋学方法:根据化学基本原缺裤理和技术方法通过海上调查测试、实验室分析、模拟实验等研究海洋中物质组成、含量分布、输送通量、化学形态和各种化学芦碧过程(络合、表面吸附、离子对缔合及电化学等过程),根据化学物质分布变化和迁移规律深入研究海洋中的化学问题。

2. 地质调查的手段

地质调查一般以不同比例尺的填图为主要手段腔游。国家对不同比例尺的填图精度有明确的要求,因此不同比例尺的填图精度代表了该项地质调查的详细程度。其基本任务是采用各种现代化手伍指销段和综合性方法查明陆地和海域各种重要的区域逗型地质现象,研究这些现象的发生、发展及其规律,并在此基础上编制一系列基础地质图件、资料,为国民经济建设和社会发展提供服务。地质调查工作成果,是制定国家和地区地质工作计划,满足如矿产预测、矿产普查、水文地质、工程地质、环境地质、地质勘查等社会需求,以及为国土开发、整治、规划和综合开发利用海洋资源等提供重要依据。

3. 海底底质样品可通过什么采集

海底表层样品采集一般采用蚌式、箱式、多管式、自返式或拖网等采样方法。
底质为基岩或粗碎屑沉积物,不宜采用柱状采样。深潜器可对海底进行观察取样。我国目前尚不具备进行深海钻探的技术,用于海洋区域地质调查的钻探设备只有浅钻,浅层沉积物海底钻探取样也只能采用浅钻。

4. 地质调查的步骤与方法

最基本的工作方法是野外实地勘查和观测研究,将所获得的地质信息填绘在地理底图上按一定格式记录下来(见地质编录)。此外,还常采用以下方法:①地球物理勘探,包括重力勘探、磁法勘探、电法勘探、地震勘探、核法勘探 、地温法勘探以及钻孔地球物理勘探。②地球化学勘查。③在基岩出露好、地质标志较清楚的地区,还可采用遥感图象解释的方法(见遥感地质)。④重砂测量(重砂指由比重较大、物理和化 学性质比较 稳定的矿 物的颗粒所组成的 松散集合体),通过重砂分析和综合整理,发现并圈出矿产机械分散晕,即与矿产密切相关的指示矿物的重砂异常,据此进一步追索原生矿床和砂矿床,是区域地质调查中广泛使用的一种找矿方法,尤适用于水系发育的地区。

5. 海洋物理探勘有哪些方法和目的

海洋地球物理勘探简称“海洋物探”,是通过地球物理勘探方法研究海洋和海洋地质的新方法之一。目前,用此旁蠢茄种方法主要勘探石油和天然气构造及一些海底沉积矿床。海洋物探包括海洋重力、海洋磁测和海洋地震等方法。海洋物探的工作原理和地面物探方法相同,但因工作场地是在海上,故对于仪器装备和工档银作方法都有特殊运察地要求,需使用装有特制的船弦重力仪、海洋核子旋进磁力仪、海洋地震检波器等仪器的勘探船进行工作,海洋勘探船还装有各种无线电导航、卫星导航定位等装备。

6. 地球物理方法对海洋平台场址调查的应用与探讨

马胜中

(广州海洋地质调查局 广州 510760)

作者简介:马胜中,男,1968生,1990年毕业于中国地质大学(武汉),工程硕士,高级工程师,从事海洋环境地质、灾害地质和综合地质地球物理研究工作。E-mail:sz-m@163.com。

摘要 海洋石油钻井平台的安全就位和稳定施工,与井场区海底的工程地质条件密切相关。地球物理探测技术作为一门综合性较强的科学技术,在海洋工程地质和海洋灾害地质调查中有着不可替代的作用。实践证明,采用测深、侧扫声呐扫描、浅地层剖面、单道地震、高分辨率2D地震和海洋磁力测量等地球物理探测手段进行综合调查,对钻井平台场址周围海域的地形变化和潜在地质灾害因素,具有很好的揭示作用。

关键词 平台场址调查 海洋地球物理探测 海洋地质灾害

1 前言

随着我国经济的发展和战略储备的需要,我国原油勘探开发的重点由陆地逐渐转向海域。我国近海海底蕴藏着丰富的矿产资源,现已探明石油资源量达246×108 t,天然气15.79×1012m3,占全国油气总资源量的23%。然而在油气开发中,屡屡遭到海洋地质灾害的破坏,不均一的持力层多次造成渤海、珠江口盆地钻井平台的倾斜和位移,使国家蒙受重大经济损失。

钻井平台场址灾害调查在石油钻井之前进行,既要探测诸如断层、浅层气地层情况以应对钻井或采油时发生的井架倒塌、井喷、着火和溢油等灾害,又要调查与钻井平台基础有关的土工问题,以避免事故和灾害发生。据资料,1955~1980年间,美国每年发生钻井船基础严重破坏的事故3~4起,经济损失和人员伤亡巨大。海洋结构物场地调查是确定影响固定式平台和海底管线等工程结构物的设计、布局、施工及安全操作的工程地质条件。1969年,卡米尔飓风袭击密西西比河三角洲,引起海底大面积土体滑移,造成3个平台破坏,损失1亿多美元[1]。可见,海洋石油钻井平台场址调查研究在油井钻探开发中有着重要的作用。我国海洋石油开发工作起步较晚,直到20世纪80年代初,我国才真正开始海洋工程地质勘察工作,近十年来,我们对石油钻井平台场址调查研究做了许多实验工作,随着调查技术的不断进步,研究正向深海挺进。

海洋平台的设计和建造需对平台场地进行包括海底地形地貌、海底表层、浅地层结构等内容的海洋工程地质勘察,从地貌、沉积物特征和地质测年等方面,利用实测的和平台设计用的海洋水文资料以及场地内土的物理力学参数,对海底稳定性进行分析计算,并在分析研究的基础上,进行场地的海底稳定性评价。

2 海洋常见灾害地质类型

海洋常见的灾害地质类型[2-5]如下:

活动断层、地震和火山等。它们不仅可能对海底构筑物造成直接破坏,而且地震可能诱发滑坡、浊流、沙土液化等其他灾害。

滑坡、崩塌、浊流和泥流等,它们的活动可能对钻井平台、海底管线构成直接破坏。

海底沙丘、海底沙波、潮流沙脊、冲刷槽、凹凸地和浅谷等,属于地貌类型的灾害,其分布和气象水文条件有关。

浅层气、泥底辟、软弱夹层、可液化砂层等。它们呈承压流体、塑性体状态存在于第四纪浅地层中。当海底构筑物基础触及这些地质体时,都有可能发生灾害。

埋藏古河道、埋藏古湖沼、埋藏起伏基岩面、埋藏珊瑚礁等。它们一般是浅地层中的透镜体,当钻井平台桩脚插入不同地质体时,由于持力不均会导致平台歪斜,甚至倾覆。

3 地球物理方法对平台场址调查的应用和研究

3.1 海底地形地貌探测

海底地形地貌探测包括单波束测深、多波束测深和旁侧声呐等,是通过探测声波在水下或岩土介质内的传播特征来研究岩土性质和完整性的一种物探方法,只是它们使用的声波频率和强度有差异,高频能提高分辨率,而低频则能提高声波的作用距离和穿透深度[6~9],目前很多探测系统都采用双频或多频探头结构,提高仪器的探测能力。

3.1.1 单波束测深和多波束测深

单波束测深系统是利用其换能器从水面向海底发射一束声脉冲,声波传到水底界面被反射,再回到换能器被接收,通过时间函数的转换,形成一组时间离散的数字量系列,进行实时处理,而在记录纸上直接显示测线上连续起伏变化的海底剖面。反映了海底表面形态的凸凹性质、高差大小和延伸范围(发育规模)。

多波束测深系统是一种由多个传感器组成的复杂系统,在测量断面内可形成十几个至上百个测点点条幅式测深数据,几百个甚至上千个反向散射数据,能获得较宽的海底扫幅和较高的测点密度,它具有全覆盖、高精度、高密度和高效率的特点。测深资料反映了海底表面起伏变化、高差大小和延伸范围,利用计算机处理和绘图技术,可制成所测海区海底地形图。

3.1.2 侧扫声呐扫描

侧扫声呐技术运用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底形态,能直观地提供活动形态的声成像。旁侧声呐是一种高分辨率、多用途的水声设备,在海洋测绘、海底目标探测(如探测沉入水底的船、飞机、导弹、鱼雷及水雷等)、大陆架和海洋专属经济区划界、海洋地质、海洋工程、港口建设及航道疏浚等方面有广泛的应用。

侧扫声呐采用深拖型侧扫声呐系统,使用双频频率100/500 kHz,量程100/200 m,拖体距离海底10~30 m,可以获取海底表面的各种目标探测物,获取的声呐图像质量较高,可以分辨出海底表面的管道和电缆,海底物体的高度可以根据物体的阴影来确定。几种地球物理方法同步作业可以相互印证(图1)。

图1 侧扫声呐和单道地震剖面显示的灾害地质类型

3.2 中、浅地层探测

3.2.1 浅地层剖面测量

浅地层剖面测量系统是探测海底以下30 m内的浅层结构、海底沉积特征和海底表层矿产分布的重要方法之一。浅地层剖面系统的发射频率较低,一般在2.5~23 kHz之间,产生声波的电脉冲能量较大,发射声波具有较强的穿透力,能够有效穿透海底数十米的地层[10~11],地层分辨率在8 cm以上。它可以提供调查船正下方地层的垂直剖面信息,它可以准确地反映出地层界面及可能存在的浅层气、浅断层和古河道等海底地质灾害因素或其他物体(如管线)。浅地层剖面仪的穿透深度则因工作频率和海底沉积物类型的不同而异。

浅地层剖面测量系统采用德国INNOMAR公司SES-96参量浅层剖面系统,外接涌浪补偿系统,可输出水深数据。采用发射功率18 kw,主频100 kHz,差频4~12 kHz,在平台场址调查中一般使用差频8 kHz,探测到的地层分辨率较高,浅海可以探测管道,可以与磁力探测相互验证。

3.2.2 单道地震剖面测量

单道地震记录系统由单道数据采集处理系统、震源系统、信号接收电缆、EPC记录仪组成。主要用于了解海底以下200 m范围内的中、浅地层结构、沉积特征。

单道地震与油气地震勘探技术具有相同的工作原理。单道地震探测采用的震源能量小、频带宽(几十赫兹到几千赫兹)、主频高(几百赫兹到上千赫兹),一般选用电火花和气枪作为震源,能量从几十焦耳到几千焦耳,地层的穿透深度从几十米到数百米。

海上最常用的震源有空气枪和电火花二种,在平台场址调查中一般使用电火花震源,震源系统由震源控制箱、声源装置(电极、声脉冲发生器)组成。

如英国的CSP1500震源系统,主要包括CSP1500震源控制箱、SQUID500型电极、SQUID2000型电极或AA200型BOOMER组成电火花震源,该震源的激发能量级别为100~1500J,而且重复激发所需的时间较短。法国的SIG800J震源系统,采用120或200极鱼骨型电火花电极,能量输出270J、540 J和800J。在平台调查中一般选择250~800J的激发能量,激发间隔0.5 s(图2)。荷兰的GEO-SPARK 10kJ震源系统,GEO-SPARK2×800型电极能量输出在100~10000 J之间,最大工作水深为4500 m,最大穿透深度为750 ms,可以满足深水井场调查的需要。

我们选用法国的SIG16 4.8.12型和SIG16 12.12.34型水听器,英国的AAE20单道信号接收电缆,荷兰的GEO-Sense信号接收电缆,检波器按0.15~1 m的间隔并联组成,该接收电缆具有较高的灵敏度和较宽的频率响应,适用于高频反射信号的数据采集。

记录仪器与以上震源和水听器配套使用的是DELPHSEISMIC数据采集系统。该系统不仅可以主动控制震源每秒的激发次数,而且通过连接GPS导航系统,能够时时记录每一炮道的经纬度坐标,便于精确定位。该仪器的动态范围90db,16位模数转换,而且具有极高的采样频率,在与BOOMER震源配合使用时,其采样率高达6000~10000 Hz,极高的采样频率更有利于高频有效信号的接收。在海上单道地震数据采集过程中,可以通过控制测量船的速度来调整记录道间的距离,船速越慢,道间距越小,地震波组的连续性越好。在震源每秒激发二次的情况下,测量船体以3.5节的速度航行,地震记录道间的距离小于1 m,可见,该方法更适用于高精度的浅层地震勘探。

在资料处理流程中,采用有效的方法技术对数据进行信噪分离,削弱多次及绕射等干扰波的影响,可进一步提高单道地震记录的信噪比和分辨率,图3(左)清楚显示了浅层气及其沿着断层上升,红色椭圆圈着的反射波为强振幅,反射同相轴反转,具明显的反相特征;图3(右)显示了各种形态的埋藏古河道。

图2 单道地震剖面

图3 单道地震剖面显示的浅层气和埋藏古河道

3.3 高分辨率2D多道地震剖面测量

高分辨率2D地震资料的采集一般使用48道或96道多道地震电缆,为了避免虚反射对高频成分的压制作用,震源和检波器电缆的沉放深度比较浅,一般震源的沉放深度3m,一般电缆的沉放深度4 m,地震震源一般是小容量GI气枪震源或套筒枪组合震源,以保证产生高频率的地震子波。这种方法采集到的地震资料频带可达20~350 Hz,比常规的地震采集资料的频带(20~50 Hz)要高得多,完全可以满足识别薄层及地层结构的需要,提高了精度。

3.4 海洋磁力测量

磁法是利用地下岩矿石或者岩土介质之间的磁性差异所引起的磁场变化(磁异常)来寻找有用矿产,查明地下构造和解决其他地质问题的一种探测方法。磁力是解决工程地质调查中探测含磁性物体的有效手段。在各种调查中,我们使用GS880铯光泵磁力仪和SeaSPY海洋磁力仪,针对不同的研究目的分别采用不同的调查方法,均能获得满意的效果。它的优势在于不仅能够探测暴露于海底的磁性异常体,同时对于覆盖于海底以下的磁性异常体也有效。

在调查中的应用,由于海底光缆路由海域存在着已经敷设过的海缆(包括海底通讯电缆、电力电缆和光缆等),经过岁月的变迁,这些海缆在海域中的坐标有了变化,有的是否还存在也不明确;另外,过去敷设海缆时的定位仪存在较大的误差,为了探明光缆路由线交汇的海底电缆的精确位置,必须对光缆路由进行探测。在平台场址调查中,使用加拿大MarineMagnetics公司生产的SeaSPY海洋磁力仪进行勘察,结合旁侧声呐和浅地层剖面共同进行探测。图4是浅地层剖面探测到的管道,当磁力仪探头穿过电缆时测得的磁异常曲线,旁侧声呐扫描到的电缆和平台,磁异常的幅值一般可达几十到上百nT。

图4 浅层剖面、磁力和侧扫声呐探测到的管道、电缆和采油平台

4 结论与讨论

平台场址地质调查的方法主要有两种:一种为地球物理方法,另一种为地质取样方法。目前地球物理方法应用得比较广泛的是单波束测深或多波束测深、侧扫声呐、浅层剖面探测、单道地震、高分辨率2D地震和磁力测量等,以上六种水下探测系统在高精度的定位系统的支持下配合使用,可使我们获得平台场址内三维的工程地质条件,特别是危害工程建设的各种灾害地质现象的形态、规模、位置及其发展趋势等性质。其优点是比较经济、快速,对各种地球物理勘探方法都有各自解决某一方面地质问题的能力,各有优势和局限性。因此,在调查时要视调查的目的与要求,采用多种方法进行综合调查,使各种方法优势互补,以便取得最佳的成果。根据20多年来的实践经验,采用以高分辨率地震为主的综合浅层物探技术,同时在井位和预计抛锚位置进行2~3 m长的地质重力取样和地质浅钻,物探和地质取样相互结合,是了解海洋地质灾害因素、灾害的类型以及海洋工程地质有关问题的行之有效的调查方法,它能够既经济又快捷地为业主提供资料。

参考文献

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[11]Dybedal J .Kongsberg Defence &Aerospace AS.TOPASPS 018 Operator Manual,2002.

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. 加强海洋地质勘查 保护海洋生态环境

韩杰王永生

(中国国土资源经济研究院,北京,101149)

海洋资源是人类赖以生存和发展的重要空间和战略性资源。海洋占地球面积的2/3以上,蕴藏着丰富的空间资源、生物资源、矿产资源和水动力资源,是人类社会可持续发展的宝贵财富,也是广大地质工作者勘查、研究、开发的重要对象之一。海洋地质工作采用地质和地球的物理综合手段,采集包括海底地形地貌、海底底层的地质构造等地质信息,为海洋地质研究、海底矿产资源调查、海洋环境灾害研究、近海工程建设等方面提供可靠的参考资料。加强海洋地质勘查,保护海洋生态环境,是一项重要而迫切的任务。

一、加强海洋地质工作的形势背景分析

20世纪后期,工业国家的海洋地质工作由“资源消耗型”向“生态保护型”转变,各个国家更加重视社会的持续、均衡发展。随着经济全球化形势的不断发展,我国海洋地质工作正处于重大转折时期,肩负着开发与保护海洋资源的双重任务。必须高度审视我国新阶段地质工作面临的国际和国内形势,切实贯彻由中央制定的“资源与环境并重”的国策。

我国大陆架宽广,海域辽阔,海域面积约300万平方公里,分布有50多个中、新生代沉积盆地,总面积约165万平方公里;中国大陆架面积约135.7万平方公里,陆架海域含油气盆地面积近70万平方公里,已圈定的大中型新生代沉积盆地16个;我国海岸线长度1.8万公里,居世界第4位,200米等深的大陆架40多万平方公里,居世界第5位,200海里专属经济区面积居世界第10位,是具有战略意义的资源。据估计,我国海洋石油资源量约240亿吨,天然气资源量14万亿立方米,滨海砂矿资源储量31亿吨。此外,游禅如海水中含量丰富的各种化学元素和大洋矿产资源也可加以利用。在未开发的海洋矿产资源中,以深海海底的多金属结核、富钴结壳和海底硫化物矿床最引人注目,可望在本世纪20年代后进入商业性开采,以替代日益枯竭的陆地资源。多金属结核广泛分布于水深4000~6000米海底,我国已于1999年在太平洋圈定7.5万平神启方公里的海底专属采矿区,初步估算有4.2亿吨多金属结核,其中含锰11175万吨、铜406万吨、镍514万吨、钴98万吨。海底热液矿床是近年来颇为引人注目的深海袭枣资源,在世界大洋水深数百米至3500米处均有分布,主要出现在2000米水深处的大洋中脊和地层断裂活动带,是一种具有远景意义的海底多金属矿产资源,主要元素为铜、锌、铁、锰等,银、金、钴、镍、铂等也在一些地区达到工业品位。另外,我国沿海蕴藏有丰富的海洋可再生清洁型能源,资源量巨大,总储量达6.3亿千瓦,其中仅潮汐能就达1.1亿千瓦。

我国海洋环境不容乐观,海洋灾害已成为我国最严重的自然灾害之一。检测结果表明,2004年我国全海域未达到清洁海域水质标准面积比2003年增加2.7万平方公里,较清洁面积比上年减少约1.4万平方公里,轻度污染海洋面积增加约1.8万平方公里,中度污染面积增加约1.6万平方公里,严重污染面积增加约0.7万平方公里。就海岸带而言,因受多种因素的制约而显得格外脆弱,其中人类活动及其引起的连锁反应正在严重地影响海岸环境的质量,并引起一系列地质灾害。海岸带是海洋灾害肆虐的地方,海平面稍有上升,海岸侵蚀、风暴潮、海水入侵和地面沉降等地质灾害就会大幅度增加。海陆任何一方的重大改变都会引起一系列的连锁反应,并最终导致物质平衡的破坏,其表现形式就是海岸的异常进积和腐蚀退化。因此,海洋在解决人类生存和社会发展所需的包括生物、矿产等资源方面都具有不可替代的作用。必须加强海洋环境保护才能面对未来海平面上升所提出的挑战。海洋地质研究无疑是亟待加强的一个领域。

世界各沿海国家现阶段都把合理开发海洋资源作为生存和发展的基本国策。西方发达国家大多已完成本国管辖的区域调查和矿产普查,为维护自身的国家利益、解决与邻国海域疆界划分和规划海洋经济发展提供了必要的基础资料。我国维护国家海洋权益形势严峻,与众多国家海洋划界不清,除了依据法律进行有理有利的斗争外,还必须获得更加全面、更加精确的海洋勘测资料。同时,随着我国海洋事业的发展和海洋开发力度的不断加大,特别是在港口建设、油气勘探、海底工程、海防建设、海上航运、海洋渔业、滨海旅游、环境保护等方面,都迫切需要有可靠的和精度较高的海洋区域地质基础资料和图件。随着全国海洋开发活动向深度和广度发展,以及国际的、国家的有关海洋开发、海洋管理的各项法规得到批准和实施,我国的国家海洋管辖范围扩大,国土的概念也随之发生了较大变化,海洋开发面临着新问题和新形势。尽早开展新一轮海洋国土资源大调查,启动全国海洋国土开发保护总体规划工作,已成为当前我国海洋工作最现实、紧迫的任务。

目前,我们对海洋的了解还是相当肤浅,对海洋国土的家底知之甚微,而且很多数据还源于国外的资料,自主知识产权很少。海洋国土的调查勘探程度远低于陆地国土,环境条件、资源状况等都有待于深入详细调查。海洋开发前期基础工作不足,给海洋资源开发活动造成诸多不便,后劲不足。目前,我国管辖海域的大部分区域缺乏实测的基本图(1:20万~1:50万);海岸线长度,内水、内海、领海、毗连区、专属经济区等的面积数据不准;领海的基点、基线缺乏必要的科学论证和实测依据;海岸动态变化情况不能及时汇总掌握,并且总体变化趋势不明;河口港湾的数目、面积、功能及动态变化等缺乏科学一致的概念和数据;主要入海河口三角洲的作用范围、面积、变化规律等情况不甚明了。总之,海洋国土的基础数据资料尚处于空白状态,海洋资源环境等国土经济基本要素的基础调查研究和动态监测与开发利用社会实践需要相差较远,造成海洋开发活动的盲目性和不合理性,甚至已经造成很多海洋典型生态系、生态区功能发生不可逆转的变化和破坏。需要大力发展深海科技,制定深海发展方面的国家计划,以应对我国经济高速发展对矿产资源的需求。

二、现阶段我国海洋地质发展状况

按照《联合国海洋法公约》的规定,中国对广阔的大陆架和专属经济区拥有行使主权的权利和管辖权。旧中国由于实行海禁政策及战乱不断,海洋经济凋敝不堪。新中国建立后,海洋经济开始恢复和发展。1980~1990年,中国海洋经济以年均17%的速度增长,上世纪90年代后,更以年均22%的增长速度飞速发展,1998年已达3270亿元,海洋经济已经成为国民经济新的增长点。未来的海洋产业必将成为国民经济的支柱产业。

随着我国海洋开发事业的加快,对海洋基础地质信息的需求日趋迫切。1980年我国海洋油气仅为9万吨油气当量,到2000年已超过2000万吨油气当量,年平均递增(以1995年为基础年计算)17.83%,远高于陆上油气产量的增长(陆上为0.9%)。海洋原油产量占全国原油产量的比重,从1990年的1.05%提高到2003年的14.4%;天然气的这一比例则从1995年的2.1%提高到12.8%。可见,海洋油气业所占的比例基本上是逐年提高的,其地位也越来越重要。预计到2015年,海洋原油产量将稳定在5000万吨,占全国的26%;海洋天然气将达到250亿立方米,占全国的25%。今后10年将是天然气产业迅速发展的时期。随着海洋油气产量的增长,我国原油进口程度将会有所缓解。

2004年,为全面开展海洋区域地质调查工作,中国地质调查局率先按照国际分幅标准在南沙永暑礁开展试点。项目执行单位广州海洋地质调查局经过5年的工作,提交了1:100万永暑礁幅海洋区域地质调查成果,基本查明图幅内陆架、陆坡和深海盆地的海底地形、地貌特征,可满足国家海洋经济发展规划需要。由于大洋矿产资源勘查等活动的顺利实施,我国初步形成了全面研究开发海洋的能力。在技术装备上,不仅具备了多波束测深系统、6000米深海拖曳观测系统,还研制成功了6000米水下机器人,我国自行研制的海上钻探平台成功投入使用。另外,“大洋矿产资源研究开发数据库”已经建立,不久中国还将发射第一颗海洋水色卫星。下一步,中国计划对富钴结壳等其他大洋矿产资源进行勘查。

目前,我国海洋地质调查和技术手段主要有:利用人造卫星导航和全球定位系统(GPS),以及无线电导航系统来确定调查船或观测点及测线在海上的位置;利用回声测深仪、多波束回声测深仪及旁测声纳测量水深和探测海底地形地貌;用拖网、抓斗、箱式采样器、自返式抓斗、柱状采样器和钻探等手段采取海底沉积物、岩石和锰结核等样品;用浅地层剖面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征;用地震、重力、磁力及地热等地球物理办法,探测海底各种地球物理场特征、地质构造和矿产资源;有的还利用放射性探测技术探查海底砂矿。

我国科技人员还建立了一套与国际接轨的泥质海岸带地质调查研究的技术方法,并已开始在国土资源大调查中推广应用。同时,掌握了海岸带近百年来的沉积速率,为定量评价和预测海岸带地质环境变化提供了依据。根据海平面上升、海岸带浅表沉积速率、地面沉降、地面保有高程和海岸带地质环境演化特征,对渤海西岸2050年的地质环境变化趋势进行预测。基本查明了区域地下水资源状况和地下水资源潜力,划分了地下水系统。通过研究利用滨海短径流河谷建设“地下水库”的可行性,提出进行地下水与地表水联合调蓄,缓解胶东半岛沿海地区水资源紧缺状况。通过查明咸水开发利用现状,提出了环渤海地区地下水资源开发利用的建议。

三、加强海洋地质勘查,保护海洋生态环境的对策建议

在未来的海洋地质工作中,我国应以“国家利益与环境保护”并重,坚持可持续发展的道路,积极开展新能源和后备矿产资源基地的调查与评价;近海和远洋并举,以近海为主,尽快提高我国海域内的地质大调查工作。

1.增强海洋意识

随着海洋开发的兴起,海洋将成为国家实现经济可持续发展的战略要地。要在国家整体目标的规划下和维护国家权益的基础上,统筹规划我国的地质工作,尽可能全面系统地提供科学信息,这对于保护国家领土完整和国家权益具有非常重要的意义。海洋矿业在以后的若干年,将成为我国矿业的主要发展方向。同时,对海洋地质环境的演变研究,将是研究全球气候变化和生态系统变化的重要有机组成。

2.加强综合力量建设,合理布局区域规划,明确产业结构,加大新型产业的开发和利用

由于历史原因形成的以行业管理为主的管理体制,造成各行业部门对海洋资源的多头管理,彼此间缺乏必要的协调和约束,以致条块分割,各成体系。所以,只有加强海洋区域管理,明晰分工政策,才能为我国海洋地质工作打下良好的环境基础。

3.努力增强人才队伍建设,增加投入,改善装备,为海洋地质工作创造有利条件

海洋地质工作是具有高技术、高风险、高投入的一项工作。无论是在查清我国管辖海域的地质和矿产资源状况,还是在国际海底区域矿产资源的勘查方面,都需要得到国家、地方等各个方面的大力支持。需要建立一支海洋地质和海洋开发的队伍,由外交、军事、发展计划、海洋渔业(渔政)、交通、科技、教育等部门组成,使之成为一支装备精良、应变灵活、行动敏捷、机制健全的海上地质队伍。海洋地质工作水平的提高,很大一部分需要现代化装备和高新技术的支持,我国海洋勘查设备与先进国家相比还有很大差距,只有积极加速仪器设备的引进、改造、研制和更新,才能使我国海洋地质工作达到一定的技术水平。

4.学习并借鉴国外沿海国家的先进经验

海岸地质工作要紧密结合可持续发展的需要,通过描述海洋和海岸的地质体系,了解该体系的基本过程,建立预测模式,建设翔实的数据库,预测未来发展的变化,为公众利益提供海洋和海岸的信息和综合认识,为可持续发展提供相应的信息和成果。

5.完善海洋环境监测,积极做好海洋环境保护工作

随着对海洋资源更深层次上的开发利用,人们的生产、生活方式和社会经济结构将发生深刻的改变。全球约50%的人口生活在沿海地区,人口的趋海性增强。在开发利用海洋的同时,人类认识到应把海洋作为生命支持系统加以保护,“维护海洋健康”将成为21世纪保护人类自己的超级保护活动。包括深入研究海洋与气候、海洋生物多样性与保护、海洋健康状况监测与保护、海洋环境质量保护和生态修复、海洋环境的灾害性变异研究等活动。并在此基础上发展保护海洋的科学技术,建立保护海洋的规章制度,形成保护海洋的国际组织体制,以及预报和防范海洋灾害的技术、方法和经济社会措施。海洋地质工作是一项高危险性的工作,它不但关系到国家主权,还影响着海洋的生态环境。在加强海洋地质工作的同时,一定要把环境保护工作放在首位,只有合理科学地开发海洋资源,开发与保护并重,才可以实现我国资源的可持续发展。

我国现阶段已经把加强海洋地质、开发海洋资源作为未来海洋工作的发展方向。海洋地质更应体现其系统性、整体性,积极配合我国经济发展,为实现全面可持续发展充分发挥地勘队伍主力军的作用。我国地质工作的最终目的是建立自然界的良性循环,寻求人与自然的协调与和谐,将海洋的综合治理与内陆开发结合起来,因地制宜,逐步形成具有中国特色的海洋经济,确保社会经济的可持续发展。

参考文献

[1]寿嘉华.我国海洋地质工作发展战略.地质通报,2002(12).

[2]陈惠玲.摸清蓝色国土家底.中国国土资源报,2005,3.

[3]许东禹.浅议我国海洋地质工作.中国地质,1999(3).

[4]张海启.关于我国海洋地质工作的建议.中国地质,1996(7).

[5]张以诚.地位·丰碑·使命——我国海洋地质工作的成就和未来.国土资源,2002(6).

[6]莫杰,刘守全.论地矿部门海洋地质工作发展对策.中国地质,1997(11).

[7]张登义.加强海洋地质科技工作迎接海洋世纪的到来.中国人口·资源与环境,1998(1).

作者简介

[1]韩杰,中国国土资源经济研究院,实习研究员。

[2]王永生,中国国土资源经济研究院,副研究员。

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