莫 杰， 王文海， 彭娜娜， 徐承德， 張德玉

(1.中國地質調查局青島海洋地質研究所，青島 266071； 2.國家海洋局第一海洋研究所，青島 266061； 3.中國科學院海洋研究所，青島 266071)

我國海洋地質調查研究新進展

莫 杰1， 王文海2， 彭娜娜3， 徐承德2， 張德玉2

(1.中國地質調查局青島海洋地質研究所，青島 266071； 2.國家海洋局第一海洋研究所，青島 266061； 3.中國科學院海洋研究所，青島 266071)

近10年來，我國海洋地質工作在海岸帶、近海與管轄海域、大陸架邊緣海和深海大洋開展了地質構造、礦產資源、環(huán)境災害和探查技術及儀器設備等方面的調查研究和研發(fā)，取得一系列重要成果。如歷時8年的“我國近海海洋綜合調查與評價”專項(908專項)，完成了1∶100萬管轄海域的16個圖幅、1∶25萬13個圖幅的綜合調查和9個區(qū)塊海砂資源評價； 在南海北部瓊東南盆地發(fā)現了3個大氣田； 開展了海岸帶環(huán)境地質調查評價與圖集(1∶400萬)編制； “南海深海過程演變”專項研究與南黃海陸架區(qū)科學鉆探均有新發(fā)現； 海底石油勘探與開發(fā)技術(“海洋石油981”鉆井平臺)、南海北部海域天然氣水合物探測技術及發(fā)現(Ⅱ型天然氣水合物、可燃冰冷泉)、南海天然氣水合物試采成功，以及海底探測技術與采樣設備的研發(fā)等等取得了實質性進展或突破。這些重要成果極大地提高了我國海洋地質調查的程度、研究水平和綜合實力。

海洋地學； 調查研究； 新進展； 新成果

0 引言

海洋地質調查研究成果，在支撐建設海洋強國戰(zhàn)略中具有重要價值。進入新世紀，尤其近10 a來，我國海洋地質工作緊密圍繞國家戰(zhàn)略發(fā)展需求，在海岸帶、近海與管轄海域、大陸架邊緣海和深海大洋開展海洋地質構造、礦產資源、環(huán)境災害、工程地質、探查技術和與儀器設備等方面開展調查、研究和研發(fā)，并取得一系列的新進展、新突破和新成果。本文綜合概述了2010—2016年的主要成果。

1 管轄海域綜合調查

1.1 我國近海海洋綜合調查與評價

“我國近海海洋綜合調查與評價”專項(簡稱“908專項”)，在歷時8 a的調查和綜合評價中，完成了水體調查面積約102萬km2，海底調查面積約64萬km2，海島海岸帶衛(wèi)星遙感調查面積約152萬km2，航空遙感調查面積約9萬km2。實地調查了2 310個海島，衛(wèi)星遙感調查了9 273個海島，航空遙感調查了重要海島和海岸帶； 海岸實地調查完成全部大陸海岸線修測。建成了國家和沿海省(市、區(qū))標準統一的數字海洋數據庫，構建了我國第一個數字海洋原型系統，形成了海洋信息綜合應用與決策支持的服務能力。主要成果概述如下[1-9]。

該專項實現了對我國近海約60萬km2的全覆蓋觀測，基本摸清了近海環(huán)境和資源家底。獲取了我國大陸岸線長度和海島數量，查明了我國近海可再生能源數量為15.08億kW，調查海砂資源面積約30.3萬km2，估算資源量約4 749億m3，已探明具有工業(yè)儲量的濱海砂礦產地91處； 全面更新了我國近海海底環(huán)境基礎數據和資料，系統開展了海洋地質、地球物理和地形地貌調查研究，覆蓋了我國內水、領海和部分管轄海域； 編制了近海大比例尺沉積物類型圖，詳細闡明了沉積物的分布規(guī)律、控制因素及古環(huán)境演化特征，初步闡明了懸浮體變化規(guī)律和重金屬元素的分布變異規(guī)律，為海域使用管理、海底工程建設和海洋減災防災等提供了基礎數據和科學依據。

系統編撰了一批集中反映我國最新海洋調查研究成果的系列圖書、專著及大型工具書，如《中國近海海洋圖集》22冊、《中國近海海洋》27冊、《中國區(qū)域海洋學》8冊、《中國海洋本草》9冊、《中國海島志》11卷共21冊、《中國海洋物種和圖集》上下卷4冊等； 創(chuàng)新建設了體現當前海洋信息水平的中國數字海洋信息基礎框架。

圖1 我國管轄海域1∶100萬國際分幅Fig.1 1∶1 000 000 international sheet in the jurisdictional sea area of China

1.2 1∶100萬海洋區(qū)域地質調查

自2008年實施“海洋地質保障工程”專項以來，至2015年9月已全部完成我國管轄海域16個圖幅的調查任務[10]，首次實現了我國管轄海域約300萬km2的區(qū)域地質調查全覆蓋(圖1)。海上調查以高新技術為支撐，采用高精度綜合探測技術，即多波束測深、側掃聲吶、淺地層剖面、單道/多道地震、重力、磁力、地質取樣、海底鉆探和熱流等，開展了淺—中—深全方位的綜合調查，采集了大量的基礎地質數據，對海底地形地貌、地球化學場、地球物理場、斷裂構造及巖漿活動、環(huán)境地質要素和礦產資源等方面開展了調查研究，探討了區(qū)域構造演化、大陸邊緣性質、海盆形成和地殼結構等關鍵性科學問題。

1∶100萬海洋區(qū)域地質調查，調查了海底地形、地貌、第四紀沉積、區(qū)域構造、礦產資源、磁力場和重力場等綜合地質要素并編制相關圖件，整體成果質量達到國際先進水平。首次發(fā)現并命名一批新的海底地理實體，宣示了國家海洋主權； 厘清38個主要沉積盆地分布范圍和海洋固體礦產分布狀況。發(fā)現我國海域油氣勘探新區(qū)域、新層位，圈定了一批油氣資源遠景區(qū)，引領和帶動了我國海洋油氣勘探和開發(fā)工作； 利用水深、地質和熱流等最新調查數據，全面預測了我國海域天然氣水合物資源的有利賦存區(qū)，推動了海域天然氣水合物資源勘查工作。獲取的最新綜合調查資料和成果，極大提高了我國海域地質調查程度，對快速提升我國海洋地質研究水平具有重要價值。

1.3 1∶25萬海洋區(qū)域地質調查

我國首個中比例尺海洋區(qū)域地質調查的示范圖幅1∶25萬青島幅海洋區(qū)域地質調查取得了系列重要成果： 獲取了一批高精度的實測資料，查明了區(qū)內海底地形、地貌、沉積物類型、地層結構及其分布規(guī)律、環(huán)境地質因素分布特征、重要潮流通道海洋動力學特征、礦產資源類型和分布狀況等基礎地理和地質信息，并探索了我國1∶25萬海洋區(qū)域地質調查的方法與思路，編制了1∶25萬海洋區(qū)域地質調查規(guī)范，為全面、系統、規(guī)范實施中比例尺海洋區(qū)域地質調查奠定了基礎。

當前，1∶25萬海洋區(qū)域地質調查主要部署在沿海主要城市經濟開發(fā)區(qū)，從2009年起至今，除已完成青島示范圖幅外，目前完成外業(yè)調查的有： 錦西—營口幅、日照—連云港幅、霞浦縣幅、釣魚島幅、福州幅、莆田幅、泉州幅、廈門幅、樂東幅和三沙市幅[5]。調查成果包括： 海底地形地貌、沉積物類型、地質構造、礦產資源、地球物理、地球化學、海洋環(huán)境、潛在地質災害和編制的系列專業(yè)性圖件。這些調查資料數據和研究成果，對沿海各省(區(qū)、市)海洋開發(fā)規(guī)劃和發(fā)展海洋產業(yè)經濟提供了重要的科學依據。

1.4 海砂與相關資源潛力調查評價

從2005年起至今，開展了“近海海砂與相關資源潛力調查評價”項目，共9個調查區(qū)塊，包括渤海遼東灣、黃海成山頭、青島—日照、東海舟山、莆田—溫州、南海碣石灣—南澳島、珠江口—東平、雷州灣—海陵島和東方區(qū)塊，總面積16.642萬km2，獲總資源量33.284萬m3(資源量按2 m厚度計算)。

編寫了全國1∶200萬近海海砂資源規(guī)劃報告及圖件，為國土資源部門在浙江舟山進行海砂開采規(guī)劃試點提供了基礎資料，及時解決了港珠澳大橋人工島填筑等重大工程對海砂資源的需求。

1.5 海洋油氣資源勘查

截至2015年7月，在南黃海盆地共完成二維多道地震調查2.81萬km、地球化學探測601個站位。在中—新生代陸相地層之下發(fā)現了巨厚的古生代海相地層，其沉積建造與上揚子四川盆地可類比，具備形成大型油氣田的物質基礎，預測嶗山隆起是海相古生界的首選遠景區(qū)。同年9月，青島海洋地質研究所在該隆起西部實施了一口大陸架科學探井(CSDP-02)，首次在區(qū)內下三疊統灰?guī)r中見到了油氣顯示，展現了該區(qū)良好的油氣遠景。

2014年，中海油深水鉆井平臺“海洋石油981”，在南海瓊東南盆地深水區(qū)的陵水凹陷，陵水17-2-1井測試獲得高產油氣流。2014—2015年，中海油在南海北部瓊東南盆地發(fā)現探明陵水17-2、陵水18-1為大中型氣田，同年投產南海深水荔灣3-1大氣田。2015年，中海油在瓊東南盆地樂東凹陷東北部發(fā)現井陵水25-1-1井共鉆遇73 m厚的油氣層，完鉆井深約4 000 m。經測試，平均日產氣約100萬m3、原油約54 t。陵水25-1是繼陵水17-2、18-1后獲得的又一個自營深水中型以上天然氣發(fā)現，展現了瓊東南盆地深水區(qū)良好的勘探前景。

1.6 重點海岸帶地質環(huán)境

從2001年開始，實施了“我國重點海岸帶濱海環(huán)境地質調查與評價”項目，在沿海11個重點海岸帶開展了包括重點海岸帶地區(qū)1∶25萬環(huán)境地質調查和評價、1∶10萬和1∶20萬海洋工程地質與災害地質調查、濱海濕地環(huán)境地質調查和1∶25萬多目標地球化學調查。調查的海岸線總長3 250 km，約占全國大陸岸線總長度的18%，獲取了海岸帶地形地貌、底質沉積物類型、地質災害、近10萬a以來地層結構與環(huán)境演變、海底工程地質環(huán)境等方面的基礎地質數據，揭示了海岸線變遷歷史與趨勢。

在調查評價的基礎上，編制了《中國海岸帶國土資源與環(huán)境圖集》(1∶400萬)。此外，還分別選擇我國北方和南方2個典型海岸帶濕地系統——黃河三角洲濱海濕地和華南西部濱海濕地，開展了濱海濕地系統的綜合地質調查與生態(tài)環(huán)境評價，為開發(fā)利用和保護濕地提供了基礎地質資料。

1.7 南海深海過程演變

該項目中的“海底天然地震臺陣觀測實驗”海底地震儀(ocean bottom seismomenter,OBS)探測海底地殼及上地幔結構并進行3D成像，探索了南海地質構造演化及海底深部結構。在南海中央海盆的黃巖—珍貝海山鏈兩側布放18臺OBS(成功回收11臺)，這是在我國海域進行較大規(guī)模的被動源海底觀測實驗，不僅記錄了南海中央海山區(qū)地震頻率，還對海山鏈下面的地質構造進行了探測和摸底，其中多半設備都記錄到了6～7次震級>6.0級的中強震，還發(fā)現地震記錄和海洋活動(如臺風、洋流)之間存在很大的相關性。首次運用了深拖磁測系統，在接近南海海底的深度進行高分辨率磁異常測量，在南海中央與西南海盆4條測線成功獲得1 220 km的深拖磁異常記錄，確定了海盆擴張的時間和過程。

2014年3月，作為國際大洋發(fā)現計劃(IODP)新10 a首個航次(IODP 349)，在南海4 000多m的深海進行了鉆探，采獲當年形成的南海大洋地殼的巖樣，確定了南海最終形成的年齡為距今1 600多萬a前，確認南海東部海盆生成于3 300萬a前，消亡于1 500萬a前； 西南部海盆生成于2 360萬a前，消亡于1 600萬a前[5]?！澳虾Ｉ詈＿^程演變”專項把深海淺鉆和載人深潛觀測相結合，2012年“蛟龍”號下潛至3 000 m深海的破裂火山口，發(fā)現多金屬結核密集分布區(qū)，為確定深?；鹕叫纬珊蟮某练e覆蓋歷史提供了新的線索。

1.8 南黃海陸架區(qū)科學鉆探

“大陸架科學鉆探工程項目(CGS-CSDP)”，完成了南黃海陸架區(qū)科學鉆探CSDP-01孔的海上鉆探作業(yè)，總進尺超過300.1 m，總取心率達到80%以上。這是迄今為止中國東部陸架區(qū)最深的全取心科學鉆孔，也是陸架區(qū)所獲取的第四系全巖心的首鉆，它不僅為近海海域第四系全取心地質深孔施工積累了寶貴經驗，更重要的是為實現我國陸架海第四紀科學研究的新突破提供了珍貴樣品。對探討我國(亞洲地區(qū))新生代地質演化歷史中的構造運動和地貌演化、陸架沉積物從源到匯、亞洲季風形成與演化、海陸變遷及其環(huán)境效應等具有里程碑式的科學意義。

2015年9月，由山東省第三地質礦產勘察院“探海一號”鉆井平臺(圖2)在黃海中部隆起鉆探的CSDP-02孔，終孔孔深2 843.18 m，創(chuàng)下全球大陸架科學鉆探全取巖心孔深最高紀錄。CSDP-02井是南黃海中部隆起的全取巖心鉆孔，先后鉆遇新近系、三疊系、二疊系、石炭系、泥盆系和奧陶系等多套地層(注： 此前在CZ12-1-1井揭示最老地層為下石炭統)，鉆遇2次好的油氣顯示，發(fā)現大量具備有時間和環(huán)境指示意義的化石和大套烴源巖。該井于866 m處見油氣顯示，氣測異常最高達到0.37%，熒光分析結果顯示為“油跡—油侵層”特征，顯示長度超過10 m[5]。這是在南黃海中—古生界碳酸鹽巖中首次發(fā)現油氣顯示，證實了南黃海中—古生界海相地層油氣資源的存在。這一新發(fā)現將極大促進南黃海尤其是中部隆起的油氣勘查工作。

圖2 由“探海一號”鉆井平臺實施大陸架科學鉆探Fig.2 Continental scientific drilling of the drilling platform Tanhai NO.1

1.9 海陸地質地球物理系列編圖

該專項完成了《中國海陸地質地球物理系列圖》8種專題圖件的編制。該套系列圖件比例尺為1∶500萬，包括地質圖、大地構造格架圖、大地構造演化圖、莫霍面深度圖、空間重力異常圖、布格重力異常圖、磁力異常圖和地震層析成像圖。

編圖過程中，利用疊置法和透視法編制了海域地質圖，此方法可以在一張地質圖上較充分地表現海區(qū)新近紀以下的盆地沉積地質內容。根據已有的資料和最新的研究成果，將編圖范圍內塊體構造單元劃分出26個塊體、13條結合帶、12條縫合帶(俯沖帶和對沖帶)，利用古地磁數據恢復了中國主要塊體的古緯度，并探討了中國大陸概要的構造演化過程。按照計劃，項目組還將繼續(xù)編制中國海域及鄰域(1∶100萬)和中國各海區(qū)(1∶50萬)各類系列圖件。

2 海底勘探與開發(fā)技術

2.1 海洋油氣勘探技術

我國首座自主設計、建造并擁有知識產權的第六代深水半潛式鉆井平臺“海洋石油981”(圖3)，于2012年5月9日在南海北部海域進行深水油氣勘探作業(yè)，先后鉆井17口、完井4口，特別是2014年8月18日該平臺在南海勘探的大型氣田南海陵水17-2測得高產油氣流，標志著我國海洋石油工業(yè)的深水戰(zhàn)略邁出了實質性的一步。

圖3 “海洋石油981”在南?？碧阶鳂I(yè)Fig.3 Offshore Oil 981 drilling platform in South China Sea

鉆井平臺長114 m、寬79 m，自重30 670 t，承重12.5萬t，電纜總長度800 km，相當于北京四環(huán)路的10圈，它可起降我國目前最大的“Sikorsky S-92型”直升機。作為一座兼具勘探、鉆井、完井和修井等作業(yè)功能的鉆井平臺，水深<1 500 m可以用錨鏈定位，水深>1 500 m采用DP3動力定位。其最大作業(yè)水深3 000 m，最大鉆井深度可達10 000 m。

“海洋石油981”具有9項創(chuàng)新[10-11]： ①極端復雜海洋環(huán)境共同作用下的半潛式鉆井平臺設計方法； ②半潛式鉆井平臺DP3和錨泊組合定位設計； ③基于海洋環(huán)境與鉆井工況耦合作用下的隔水管理與實驗技術； ④發(fā)現深水管柱的“三分之一效應”與“上下邊界效應”； ⑤深水鉆井隔水管安全控制理論與技術； ⑥本質安全型海底防噴器控制技術及應用； ⑦創(chuàng)建超高強度R5海洋工程系泊鏈標準及制造技術； ⑧半潛式鉆井平臺抗風多浮體混合帶纜系泊技術； ⑨半潛式鉆井平臺防腐數值模擬設計建造技術。該項成果實現了我國深水大型工程高端裝備零的突破。其平臺部分設計技術、深水隔水管安全控制技術和本質安全型海底防噴器技術達到世界領先水平。并且，該鉆井平臺的設計與建造也帶動了海洋工程、船舶和機電制造業(yè)等行業(yè)的技術進步和產業(yè)升級，建立起我國深海海洋工程高端裝備及配套技術研發(fā)基地，使我國成為繼美國、挪威之后第3個具備超深水半潛式鉆井平臺設計、建造、調試、使用一體化綜合能力的國家。

2.2 天然氣水合物探測技術及發(fā)現

2.2.1 海洋天然氣水合物綜合探測技術

海洋天然氣水合物綜合探測技術主要成果[12]有5個方面。

(1)研制了海底高頻地震儀(HF-OBS)、多路OBS精密計時器及配套設備，突破了3D地震與HF-OBS聯合同步采集、高密度速度提取、3D速度體及礦體速度結構分析、礦體3D可視化及定量評價等多項核心技術，形成一套適合我國海域天然氣水合物礦體目標探測的技術體系。研發(fā)技術首次應用于南海北部神狐海域天然氣水合物礦體目標探測，成功獲得了首幅“天然氣水合物礦體的外形及內部結構特征”圖像。

(2)熱流原位探測技術。研制了劍魚Ⅰ型海底熱流原位探測系統、飛魚Ⅰ型微型溫度測量儀和海底熱流原位立體探測系統，開發(fā)了熱流數據處理軟件，建立了適用于天然氣水合物勘探區(qū)的海底熱流資料解釋分析流程，形成了集海底熱流原位探測的采集、處理和解釋于一體的系列技術。

(3)流體地球化學現場快速探測技術。研發(fā)了孔隙原位采集系統，攻克了深海高壓下沉積物原位孔隙水采集的泥水分離過濾技術等多個技術難點； 研制了世界上第一套沉積物孔隙水分層原位采集系統，實現了在短時間內同時獲取深海多層位、氣密性、無污染的原位孔隙水樣品； 研發(fā)了海水分層氣密采樣系統，將壓力自適應平衡技術成功運用于海水分層氣密采樣系統； 研制了一套能夠對不同類型水體中烴類氣體等地球化學指標進行現場快速檢測的船載平臺系統。

(4)海底沉積物聲學原位探測的動力學方法及技術研究。針對國內外現有海底沉積物聲學原位探測技術存在的問題，研究海底沉積物聲學原位探測的動力學方法和相關技術，研制一套適合淺海的高精度、實用、可靠的“海底沉積物聲學原位探測技術系統”，為我國海底沉積物聲學性質調查和研究提供高技術支撐。研發(fā)了一套海底沉積物聲學原位探測系統設備，經過多次海上試驗驗證，系統工作正常，相關技術指標達到設計要求。應用該設備已經在南黃海海域開展了2個航次的海底沉積聲學原位調查，累計完成測量站位103站，獲得沉積聲學原位測量數據數百組。形成一套新設備(基于液壓驅動貫入的海底沉積物聲學特性原位探測系統)。

(5)天然氣水合物的熱流原位立體探測技術。通過對基于熱脈沖的雙探針熱導率測量原理與技術、高精度高保真的溫度檢測與熱激勵控制技術以及海底熱流原位立體探測系統的機械結構設計的等方面的研究，總體目標是形成具有自主知識產權的海底熱流立體探測技術以及相應的設備，縮短我國和國外相關專業(yè)之間的差距，達到國際先進水平，為我國海域天然氣水合物勘查和評價提供新的技術支撐。自主研發(fā)成功了微型熱流原位探測器，并據此配裝成為熱流原位立體探測系統，經過多次海上試驗驗證，系統工作正常，相關技術指標達到設計要求。最終研發(fā)了一套海底熱流原位立體探測新設備(包括微型熱流原位探測器及配套支撐架各9件套)。

2.2.2 海底孔隙水原位采樣技術

2.2.3 首次發(fā)現Ⅱ型天然氣水合物

在南海北部神狐探區(qū)實施了“南海天然氣水合物資源鉆探”項目研究取得突破性進展，首次發(fā)現Ⅱ型天然氣水合物[5,12]。此次發(fā)現完鉆深度在海底以下242.37 m，從鉆探結果看，海底以下深度135～138 m之間的天然氣水合物飽和度最高，現場樣品分析顯示鉆探區(qū)內以結構Ⅰ型天然氣水合物為主，兼有Ⅱ型天然氣水合物存在。

自然界主要存在3種天然氣水合物類型，分別為Ⅰ型(氣體以甲烷、乙烷等小分子烴為主)、Ⅱ型(氣體可以有丙烷、異丁烷等較大分子數的烴類氣體分子)和H型(氣體分子可以容納分子數更大的原油分子)。純甲烷只能形成Ⅰ型天然氣水合物，而當乙烷及其它高階碳氫化合物比例較高時可能形成Ⅱ型天然氣水合物。自然界中Ⅰ型分布最為廣泛，Ⅱ型次之，H型極少。

盡管在自然界發(fā)現Ⅱ型天然氣水合物的報道并不少見，但在我國南海海域發(fā)現Ⅱ型天然氣水合物尚屬首次。該項成果不僅對該海域天然氣水合物礦藏研究具有重要的科學意義，也為資源潛力的評價提供了依據，為后續(xù)的天然氣水合物勘探開發(fā)奠定了基礎。

2.2.4 珠江口發(fā)現可燃冰“冷泉”

2015年3月，廣州海洋地質調查局“海洋四號”船使用我國自主研制的“海馬”號4 500 m級非載人遙控潛水器，首次發(fā)現了海底巨型活動性“冷泉”，并命名為“海馬冷泉”。目前，已基本查明了該冷泉的分布范圍、地形地貌、生物群落、自生碳酸鹽巖及流體活動等特征。該“冷泉”位于珠江口盆地西部海域，總體呈EW向條帶狀展布，水深為1 350～1 430 m，面積約618 km2，其中已探查發(fā)現有冷泉活動的區(qū)域約350 km2。

圖4 海底冷泉活動區(qū)Fig.4 Active area of the cold spring in seabed

該冷泉具有3大特點[5]。

(1)淺表層富含天然氣水合物。通過重力柱狀取樣器獲得了天然氣水合物實物樣品，埋藏深度一般僅海底以下數米，最淺的埋藏深度僅0.15 m。

(2)自生碳酸鹽巖大量出露。在“海馬冷泉”海底出露大量不同形貌特征的自生碳酸鹽巖，主要呈結核狀、結殼狀和層狀； 部分區(qū)域因較強烈的甲烷氣體滲漏，碳酸鹽巖膠結了大量貽貝殼體。

(3)冷泉生物群體廣泛發(fā)育。有管狀蠕蟲、蛤類及貽貝等多種冷泉生物共生，其中貽貝分布最為廣泛，不同種類和不同生長期生物在空間上交互分布。

“海馬冷泉”的發(fā)現是我國繼南海北部陸坡神狐海域(2007年)和珠江口盆地東部海域(2013年)之后，再次在新海域勘查天然氣水合物礦藏的重大發(fā)現。

2.2.5 南海天然氣水合物試采成功

由國土資源部中國地質調查局組織實施的我國南海北部神狐海域天然氣水合物試采取得圓滿成功。這標志著中國成為全球第一個實現了在海域可燃冰試采中獲得長時間連續(xù)穩(wěn)定產氣的國家(圖5)。

圖5 “藍鯨一號”鉆井平臺試采現場Fig.5 Gas extraction of "Lanjing yihao" drilling platform in site

從2017年5月10日—7月9日，連續(xù)試氣點火60 d，累計產氣30.9萬 m3,平均日產氣5 151 m3,最高產量達3.5萬m3/d，甲烷含量最高達99.5%。獲取科學試驗數據647萬組，為后續(xù)科學研究積累了大量翔實可靠的數據資料。實現了勘查開發(fā)理論、技術、工程和裝備自主創(chuàng)新：一是3項重大理論；二是6大技術體系20項關鍵技術；三是3項重大工程管理系統；四是7項重大技術，創(chuàng)多項世界記錄。

3 海底探測與采樣技術

3.1 “海?！碧柡５?0 m多用鉆機

“海?！碧柡５?0 m多用途鉆機是我國首臺自主研發(fā)的海底重要裝備，在南海深海區(qū)試驗成功?！昂Ｅ！碧栔睆?0 m，重8.3 t，配備24根鉆桿，每根長2.5 m，排列在鉆機圓盤上，隨圓盤旋轉機械手取桿按裝、鉆進，然后再接下一根鉆桿，鉆桿接卸時間只有2分50多秒。鉆頭分3種類型，由金剛石和硬質合金制成，以鉆進不同類型地層。該鉆機自動化程度高、體重輕、功能多，可原位探測巖石電阻率、孔隙率及給孔內周邊巖石拍照； 適用軟硬各種底質； 效率高，打60 m深鉆僅需20多小時，價格比進口設備降低一半多。

3.2 深海熱液樣品保壓采樣器技術

深海水體序列保真采樣技術通過國際合作，成功研制熱液保真采樣器CGT(China Gas-tight)，為我國自主勘探與深入研究熱液資源提供了關鍵技術支撐。自2008年參加大西洋洋中脊深海熱液科學考察，對Rainbow、Lucky Strike、Lost City和TAG 4個熱液區(qū)進行10多次成功采樣，獲取了大量高品質保壓熱液樣品之后，2010年5月，熱液采樣器又在臺灣龜山島熱液區(qū)成功進行了自動觸發(fā)采樣，并獲得了品質較好的熱液樣品。此外，熱液采樣器還在我國自主研制的“蛟龍?zhí)枴陛d人潛水器上進行了成功應用，成功采集了3 700多m深處的保壓水樣。

3.3 原位保壓取樣技術

2015年8月，由中國地質調查局、北京采礦研究所、中海油深圳分公司等單位，在南海陵水區(qū)塊成功完成TKP-1原位保壓取樣器深水保壓性能的海試。該取樣品可在內徑為104.8 mm的鉆桿內獲取長1 m、直徑50 mm以上的保溫保壓原狀地層樣品，該指標達到國際同類器具的先進水平，尤其適用于海底天然氣水合物的勘查取樣。

4 結語

本文主要根據作者參與《海洋科學學科發(fā)展報告(2014—2015)》編寫，總結概述近10 a來我國海洋地學領域在區(qū)域地質調查、礦產資源勘查評價、海岸帶環(huán)境地質和探查技術研發(fā)等方面的主要成果，并介紹了2017年在我國南海取得天然氣水合物試采成功的重大突破進展。這些成果表明，我國海洋地質調查程度和研究水平獲得顯著的提高，并躋身國際先進行列。

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(責任編輯： 常艷)

New progresses on marine geological survey-research in China

MO Jie1, WANG Wenhai2, PENG Nana3, XU Chengde2, ZHANG Deyu2

(1.QingdaoInstituteofMarineGeology,ChinaGeologicalSurvey,Qingdao266071,China; 2.TheFirstInstituteofOceanography,StateOceanicAdministration,Qingdao266061,China; 3.TheInstituteofOceanology,ChineseAcademyofSciences,Qingdao266071,China)

In recent decades, marine geological work in China has focused on geological structure, mineral resources, environmental disaster and probing technology in the coastal zone, offshore and jurisdictional sea area, edge sea of continental shelf and deep sea. A series of important achievements have been obtained. In the eight-year project namedMarinecomprehensivesurveyandevaluationinChinesecoastalwaters, the following important achievements were obtained, such as 16 comprehensive survey sheets in the jurisdictional sea (scale: 1∶1 000 000), 13 comprehensive survey sheets (scale: 1∶250 000) and sea-sand resources evaluation of 9 blocks; the new discoveries of 3 large gas fields in Southeast Hainan Basin of the north of South China Sea, resources and environment atlas of the coastal region (scale: 1∶4 000 000); the new discovery of the topic namedProcessevolutionoftheSouthChinaSeaDeep; the new discovery of science drilling in continental shelf of South Yellow Sea, technology for exploration-exploit the nature gas field (Offshore Oil 981 drilling platform); probing technology and discovery for hydrate in the north of South China Sea (II-hydrate and cold spring of hydrate), and research progresses for probing technology and sample-collecting equipment in seabed. The important achievements above have greatly improved the degree, research level and comprehensive power of marine geological survey in China.

marine geoscience; survey; new progresses; new achievements

10.19388/j.zgdzdc.2017.04.01

莫杰,王文海,彭娜娜，等.我國海洋地質調查研究新進展[J].中國地質調查,2017,4(4): 1-8.

2017-03-21；

2017-04-18。

莫杰(1937—)，男，研究員，主要從事陸、海區(qū)域地質調查研究、科技情報和科技管理工作。Email： hdmoj@163.com。

P736; P744; P71

A

2095-8706(2017)04-0001-08