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海洋工程地质组

发布时间: 2021-02-12 00:31:03

㈠ 加强和改进海洋地质调查工作的建议

在开展地质找矿改革和发展大讨论中,我们在对十一五期间海洋地质调查工作调查的基础上,研究了2011~2020年海洋地质调查工作的需求,提出了加强和改进海洋地质调查工作的建议。

一、“十一五”期间我国海洋地质调查总投入、总工作量

2006~2010年期间,我国海洋地质工作围绕海洋区域地质调查、油气和水合物资源调查、重点海岸带环境地质调查、海砂资源调查评价等工作开展海上调查、综合研究和实验模拟工作。

(一)海洋区域地质调查

重点开展4个1:100万图幅、1个1:25万图幅的调查工作和综合地质地球物理图件的编制工作。总的经费投入约26300万元,已经基本完成2个1:100万图幅的调查工作和1:100万地质地球物理系列图的编制工作。完成的主要实物工作量见表1。

表1 2005~2010年海洋区域地质工作量统计表

(二)重点海岸带环境地质调查

开展重点海岸带地区环境地质基础调查、主要河口滨外区地质环境监测、滨海湿地系统的综合地质调查与评价、以及海洋地质环境演化的综合研究工作,2006~2010的总经费投入为8700万元。投入的实物工作量见表2。

表2 2005~2010年海洋环境地质工作量统计表

(三)海砂资源调查

开展我国近海海域重点区块的海砂资源调查、开采环境影响评价以及海砂资源探矿权设置规划,已经完成了我国南海珠江口、东海舟山、黄海成山头海域的海砂资源调查和评价工作,正在开展渤海辽东湾的调查工作。“十一五”期间海砂调查工作的总经费投入共3400万元。

(四)油气和天然气水合物调查

重点开展我国黄海、东海、南海海域的油气、天然气水合物调查工作。分别由地质大调查、油气战略选区项目、国家海洋地质专项支持,总的经费投入20多亿。

(五)其他

“十一五”期间国家海洋局“908”专项等开展了近海海洋地质环境调查和海岸带地质环境调查,总的经费投入约2.5亿左右。大洋科学考察和资源调查中的海洋地质的投入部分在2~3亿左右。

二、2011~2020年我国社会经济发展对海洋地质工作总需求

进入21世纪,地球科学已从陆地发展到海洋,成为海陆结合的“地球系统科学”。随着经济全球化和新一轮科技革命的兴起,海洋已成为高新技术产业发展的重要领域,日益成为各国经济、军事、科技竞争焦点。为了缓解人类面临的人口、资源、环境三大困境,各国政府纷纷出台一系列海洋政策,加强了对海洋的调查研究和对海洋资源的开发利用。50年来,我国固体地球科学获得长足发展,但重点一直在陆地,海洋则相当薄弱。我国的海洋地质工作不仅落后于发达国家,而且落后于陆地地质工作,形成了“内向型”的地球科学格局,难以适应当今世界将地球作为整体系统研究的地球系统科学的新形势。

随着国家对海洋地质工作需求的增大,国土资源部作为国家地质工作的主管部门,中国地质调查局作为国家地质工作的主要组织者、承担者,其管理职能应全方位覆盖海洋这片“蓝色国土”,应当成为国家海洋地质工作的主导者、组织者、承担者,我们要依据国家社会经济、科技、军事等方面的迫切需求,立足海洋基础地质和矿产资源地质及生态环境地质,研究和制定国家海洋地质工作的中长期发展规划,以及强化涉海机构的能力建设、提高自主创新能力和国家核心竞争力的发展战略。

(一)2011~2020年社会经济发展对海洋地质工作需求

送入21世纪海洋经济发展进入快车道,海洋经济年平均同比增长率达到20%,在社会经济中发挥着极为重要的作用。社会经济发展对海洋地质工作需求突出表现在以下几个方面。

1.海洋区域地质基础信息保障

迫切需要尽快完成我国海域1:100万海洋区域地质调查,开展重点经济区海岸带和近海1:25万的海洋区域地质调查。完善我国海洋基础地质信息,为国家权益、海洋军事、资源保障、环境保护、海洋开发规划提供所需的基础资料。

2.油气资源保障

迫切要求加大对我国近浅海海域油气资源的探查,在新的区域和深部新层位(中生界、古生界地层)发现新的油气资源,提高和稳定现有近浅海的油气开发储量,提高油气资源保障能力;迫切需要在深水油气勘探和开发领域取得突破和新的发现,提高资源储备和可持续开发能力,发展相应的勘探和开发技术;迫切需要加快海洋天然气水合物的勘探,以及开发领域的试产工作。大力提高天然气水合物的调查程度,科学评价其对我国“后石油”时代的资源接续能力。大力发展水合物的开发技术研究,开展试产和环境影响评价;迫切需要开展海域浅层天然气的勘探和开发评价技术研究,开展资源调查和评价,科学评价浅层天然气的资源开发潜力,开展开发技术的实验研究工作。

3.固体矿产资源保障

进行近海海域的沙砾石资源调查和评价,满足沿海地区建筑、围填海、海岸带防护的需求。开展回填用沙-泥资源调查,科学评价海域沙-泥开采对生态环境的影响。进行海岸带和近海的重矿物砂矿资源调查。开展以钛铁矿、金红石、锆英砂等为主的重砂资源调查,为资源评价、科学开采、海岸带规划、环境保护服务,科学规划、防止无序开采造成的环境影响和破坏。进行大洋矿产资源调查。急需加快国际海域、大洋中脊的多金属结核、结壳、热液硫化物矿产资源的调查评价,为我国申请新的国家海底矿区服务,加快深海矿产资源开发和环境影响评价的研究工作。

4.海岸带地质环境保障

2008年以来,国务院相继批准或出台指导意见的沿海地区经济发展规划共有11个,在原来环渤海、长三角、珠三角、北部湾发展规划的基础上,辽宁沿海、天津滨海、黄河三角洲、山东半岛、江苏沿海、海峡西岸、海南国际旅游岛等区域发展规划相继上升为国家发展战略。这些战略规划涵盖了沿海地区的产业布局、基础建设、环境保护等重要工作内容。沿海地区的经济增长急需突破资源保障和空间拓展两个方面的瓶颈制约。一是大力开发海岸带地区的资源,包括传统的矿产资源、地下水、地热和风能等新能源、海水和卤水化工资源、海洋渔业资源等,亟需加强地质资源调查,支撑支柱产业发展。二是向海洋的空间拓展,大力发展港口和临港工业、开发建设滨海新城、核电和重大涉海工程建设等。急需开展海岸带地区的基础地质、环境地质和工程地质调查和评价工作,为海岸带建设和开发提供地质科学支撑服务。

目前我国海岸带地区地质工作存在的问题包括:①中大比例尺基础地质调查工作薄弱,现有地质资料无法满足海岸带地区经济发展和重大基础设施建设详细规划的需要;②海陆地质调查工作分离,在海岸带地区存在较大的空白带,特别是潮间带地区,是目前海洋工程建设、围填海的重点范围,但基础性地质工作严重不足;③海岸带地质环境恶化和地质灾害频发,应引起极大的关注,海岸带地质灾害监测系统的建设迫在眉睫;④海岸带生态环境破坏严重,有的区域经济发展规划脱离海岸带自然环境的基本特征,不具备可持续发展基础;⑤地质资料社会化服务程度低。一方面是地质资料为地调单位所有,对管理部门的技术支撑不足;另一方面是部分地质调查工作目标服务性不强。

因此,开展以重点经济区带为核心的海岸带地质环境调查、地质灾害监测、地质信息社会化服务体系的建设十分迫切。继续在“十二五”的上半段完成海岸带地质环境中比例尺调查工作,推进重点区的大比例尺环境地质和工程地质调查,整合历史资料,开展海陆联合编图,尽快提交国家和地方一批应用性强的基础地质图件,为海岸带建设规划和环境保护提供支撑。

建立海岸带地质灾害监测体系,开展地面沉降、海岸带侵蚀、地下水污染、海平面上升、地震、滑坡、风暴潮、海水入侵等多种类型的地质灾害的监测,开展地质灾害的预警预报,开展全球变化对海岸带地质灾害影响评价和应对机制研究,减轻海岸带地质灾害对社会经济的影响。

5.海洋地质调查研究能力保障

应继续大力发展海洋地质调查和数据采集、数据处理和解释、信息系统建设等多种技术方法,在海洋地质调查海区范围、工作内容、深度和精度等多个领域突破。

积极推进海洋地质装备能力建设,包括加快海洋地质地球物理调查船的建造和更新,加快海洋调查仪器装备、海洋测试分析设备以及海洋地球物理资料处理和解释设备和软件采购和引进,大力提升我国海洋地质调查的能力。

6.海洋地质科学发展

继续探索海洋地质科学的重大科学问题,在我国海域和邻近地区的海洋地质演化和资源环境效应基础理论研究领域有重大突破,引导海洋能源和矿产资源勘探开发、环境保护、灾害防治,以及地球科学理论的发展。

(二)社会经济发展对海洋地质调查的影响因素

社会经济的快速发展对海洋地质工作提出了更高的要求,促进海洋地质工作的发展,需要各部门强化海洋地质工作意识,加快海洋地质调查工作进程。同时随着社会经济的发展,海洋地质工作也会向精细化、专题化的方向发展。国际上,各国海洋地质工作的程度与社会经济发展的程度是密切相关的,如美国、加拿大、法国、德国、英国、荷兰等国家已经在20世纪80~90年代基本完成海域的1:100万的海洋区域地质调查,以及陆架区的1:25万的调查工作。目前阶段的海洋地质工作主要是开展专题性的调查工作,如油气资源调查、精细海底地形测绘、海洋灾害调查、海岸带环境地质调查、海底生境调查,以及地质灾害监测等等。另一方面,随着社会经济发展,海洋地质调查技术也得到长足发展,新的技术方法的应用带动海洋地质科学的发展,如深海钻探、海底观测计划、深水油气勘探开发等等。其次,沿海地区社会经济的快速发展,使人类活动对海岸带地区的影响日益加强,对海岸带脆弱的地质环境造成严重的影响,使得海洋环境趋于恶化,海岸带地质灾害不断加剧。同时,沿海地区的社会经济发展,使得人类和经济对海洋地质环境的变化更为敏感,地质灾害造成的破坏和生命财产的损失不断加剧。因此海岸带和海洋的地质环境评价、地质灾害监测和预警等工作内容在海洋地质工作中比重逐年加大。

(三)2011~2020年完成海洋地质调查所需的经费

据测算,海保工程总体实施方案除了2008~2010年已经开展的工作外,在2015年前第一阶段的工作任务(包括油气资源调查、区域地质调查、海砂资源调查和海岸带环境地质调查等)尚需国家投入70亿元的调查费用和20亿元的装备建设费用。在这一方案中,对海岸带地质工作投入的工作量与实际需求相差较大,而且水合物调查工作没有在这一方案中考虑。因此综合考虑,“十二五”期间海洋地质工作的调查研究经费总量应安排在90亿左右(这里尚未考虑对大洋矿产资源调查的投入)。并应在“十二五”期间全面落实20亿元的装备建设费用,加快装备能力建设。

2016~2020年继续开展以海岸带为主的中、大比例尺海洋矿产资源和环境地质调查、开展油气和水合物资源调查,考虑到已有的工作程度,调查工作应以重点区带、油气等专题调查为主,“十三五”期间的调查研究经费投入应保持50亿元左右,装备建设费用应维持20亿元的水平。

三、存在的问题和困难

进入21世纪,随着经济全球化和新一轮科技革命的兴起,海洋已成为高新技术产业发展的重要领域,日益成为各国经济、军事、科技竞争的焦点。为了缓解人类面临的人口、资源、环境三大困境,各国政府纷纷出台一系列的海洋政策,加强了对海洋的调查研究和对海洋资源的开发利用。据测算,中国落后于发达海洋国家约20年,我国海洋产值在国民经济总产值中所占比重低于世界平均水平。此外,我国与相邻或相向的7个国家都存在疆界争议,要尽快改变这种现状,唯有加强海洋地质工作。

(一)海洋地质工作相对滞后

随着国家对海洋地质工作需求的增大,国土资源部和中国地质调查局不断加强海洋地质工作,相继开展了126、215、118、420、429、920、908及地质大调查专项等,取得了重要成果,也受到国家重视。但与国家的需求和其他涉海系统相比,国土资源部门海洋地质工作发展速度慢,队伍规模小,投资所占比例和装备水平偏低。特别是许多国际重大海洋地学计划和海洋地学项目包括国际海底和极地的项目,我们大多处于边缘地位。

(二)人才队伍规模不足,人才队伍结构不合理

目前,国土资源部门从事海洋地质工作的队伍远远不能满足全国海洋地质调查工作的要求,仅有两个海洋地质调查单位——青岛海洋地质研究所、广州海洋地质调查局,千余人的队伍、陈旧的装备远不能适应国家和社会需求。人员队伍建设受到严重束缚,与目前承担的地调科研任务和今后需求严重失衡,急需增加人员队伍的编制,加快人才引进和队伍建设,才能基本满足地调科研工作的需要。

此外,人才队伍结构不合理不仅表现在学科领军人才的不足,而且高技能的海洋调查专业人员、数据处理解释人员、测试分析技术人员、管理人员也严重不足。人员结构不合理对开展调查研究工作,完成地调科研任务造成严重影响。当前急需加快高端人才和专业技术人才的引进,加快专业技术人员的培养,加强管理人才队伍建设。

(三)海洋地质调查能力严重不足

目前,海洋地质调查机构均存在海洋调查船和调查装备总量不足、技术手段不全、现有装备老化与海洋地质调查任务居高不下的突出矛盾。以青岛海洋地质研究所为例,目前仅有1条600吨的海洋地质调查船,而每年实际开展工作租用的调查船10~18条,调查平台严重不足。主要的海洋地球物理调查设备也一般为单台套,备用设备不足,调查保障能力弱。并且没有开展油气资源调查的综合地球物理调查船和装备以及海洋工程钻探船,也缺少新的技术装备,如海底地震、大地电磁、滩海地震、水下可视、深水遥控调查装备等。急需加快调查船和船载装备的建设;此外,设备更新改造没有固定的资金渠道,没有常态化的更新改造经费保障;特别是目前调查研究经费中对设备更新的控制过紧,在缺少其他经费来源和保障的情况下,又不准许安排必要的海洋调查装备的更新、维护费用,缺少自我发展和持续发展能力。

(四)基地建设严重滞后问题

目前,海洋地质调查单位科研基地空间严重不足,极大限制了海洋地质调查工作的发展和学科建设。同时,随着人才队伍逐步扩大,对办公和科研用房的需求也会不断增长。“十二五”期间上述需求和资源之间的矛盾将进一步突出,急需加快基地建设,包括研究和实验基地的建设、调查船用码头的建设以及职工住房建设等。目前,基地建设的首要困难是建设用地和资金问题。还以青岛海洋地质研究所为例,该所现只有18亩土地,办公和科研空间严重不足。突出反映在专用调查设备实验室、分析测试实验室、天然气水合物模拟实验室、岩土工程实验室、地震处理和解译实验室、海洋地质数据信息中心、地质样品库、图书资料馆、科普实验馆等方面的空间严重不足。

四、加强和改进海洋地质调查工作改革和发展建议

结合国家海洋地质工作形势、部和局海洋地质工作管理现状、海洋地质研究所发展现状和需求,提出以下工作建议。

(一)切实推进国家海洋地质工作的统一部署

国家海洋局为国土资源部管理的专业局,地质调查局为国土资源部管理的直属局,国土资源部有条件在国家层面上进行海洋地质工作的统一规划、统一部署和协调,深化体制改革,并推动海洋地质工作形成科学合理的运行机制。部、局应站在国家高度上统领海洋地质工作,明确地调局对海洋地质工作的统筹和组织实施。基于我国的海洋地质工作起步晚,基础薄弱,部和局应从战略高度将海洋地质工作上升为国家地质工作的重要组成部分,下大力气研究推进机制和体制创新,加强地质调查队伍的能力建设,并将队伍的能力建设作为推动全国海洋地质工作发展的基础。此外,还要做好对全国海洋地质调查研究队伍的协调工作,加强联系,密切沟通,通力协作,务实推进。

(二)国家和地方政府应加大对海洋地质调查的投入

海洋地质调查工作投入高,对装备的要求和人员资质的要求高,国家应该以公益性经费的投入为主。在海岸带地区开展的大比例尺环境地质、工程地质调查、以及海岸带地质灾害监测,地方政府也应有一定比例的经费投入。建议国家要与地方政府协调,在“十二五”期间地方对海洋地质工作的投入应占国家总经费投入的20%左右,“十三五”随着沿海地区社会经济的发展和自身发展的需求加大,地方政府对海岸带地质工作的投入要适当增加,应达到总工作费用的25%~30%左右。

(三)加强海洋地质调查人才队伍建设

部、局应制定海洋地质调查人才队伍建设的规划、合理调整人员编制,加大人员队伍编制数,加快人才引进工作,及时制定和出台人才队伍建设的鼓励政策和机制,创造引进人才的条件。一是制定人才队伍规划,争取国家长期稳定的人才队伍建设经费支持,特别是对没有纳入创新体系的海洋单位要积极争取国家政策,获得支持;二是人才队伍建设必须依托地调科研项目,制定相应政策,保障人才队伍建设。如在重大专项中允许一定比例的项目研究经费可用于设立人才引进的开放课题,预留人才引进的经费渠道和条件,在国家预算政策允许的范围内加强队伍建设和引进;三是加强后备人才的培养。推动研究生院的建设,制定相应政策保证局属和部属科研单位可以通过研究生院进行招生。同时,应加大力度推进国土资源系统博士后工作站的建设。切实提高人才队伍综合实力,建成一支高素质、综合性的海洋地质调查专业人才队伍,以适应海洋地质调查工作发展的需要。

(四)大力推动基地建设和能力建设,解决发展瓶颈

海洋地质调查船只和基地装备投入大,仅靠通常的地质调查装备更新资金,难以解决,需要专项争取国家大型装备(如调查船舶等)的建设资金投入,加快海洋地质调查装备建设,并形成长期稳定的使用维护资金投入机制,进行设备修购更新。同时,要争取国家政策,适度放宽设备投入在项目经费预算中的比例。制定依托项目进行建设的相关配套政策,加强在部重点实验室和国家实验室建设方面的投入。争取国家对野外地质科学实验站的稳定投入,保持国家对地质调查工作经常性投入经费的稳定增长。

(五)提高海洋地质调查能力,加快海洋地质调查机构建设

建议部、局加强对沿海经济建设的服务能力,深入研究海洋地质工作的规律和需求,加快落实“北方海洋地质调查中心”建设的相关规划、政策和保障措施,在调查船、装备建设和人员编制方面给予青岛海洋地质研究所政策和资金支持,推动青岛海洋地质地调中心的建设,为局协调开展全国海岸带地质工作做好支撑。同时,切实解决限制青岛海洋地质研究所发展的基地建设问题,特别是应大力支持和帮助协调、推进基地建设项目立项和建设用地工作。还要积极推动国家实验室、部重点实验室等科技创新平台建设,在此基础上,多种渠道和途径解决调查能力和资料、数据处理能力建设问题,形成持续发展能力。

(原载《国土资源部咨询研究中心专家建议》2010年54期,作者与余养力、朱耀琪、王希凯、秦岭合作撰文)

㈡ 工程地质和水文地质还有矿产地质有什么关系和区别呢

工程地质是调查、研究、解决与人类活动及各类工程建筑有关的地质问题的科学。工程地质的目的是为了查明各类工程场区的地质条件,对场区及其有关的各种地质问题进行综合评价,分析、预测在工程建筑作用下,地质条件可能出现的变化和作用,选择最优场地,并提出解决不良地质问题的工程措施,为保证工程的合理设计、顺利施工及正常使用提供可靠的科学依据。工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。水文地质学是研究地下水的科学。它主要是研究地下水的分布和形成规律,地下水的物理性质和化学成分,地下水资源及其合理利用,地下水对工程建设和矿山开采的不利影响及其防治等。随着科学的发展和生产建设的需要,水文地质学又分为区域水文地质学、地下水动力学、水文地球化学、供水水文地质学、矿床水文地质学、土壤改良水文地质学等分支学科。近年来,水文地质学与地热、地震、环境地质等方面的研究相互渗透,又形成了若干新领域。

㈢ 你好 请问您了解广州海洋地质调查局的海洋环境地质与工程地质调查所吗 这个单位怎么样 里面的环境和待遇等

楼主你成功了吗?

㈣ 海洋环境地质

第33届国际地质大会是对近年来世界地质工作的总结。它既可反映目前地质工作现状,也可分析出当前各地学领域的研究热点与前沿研究内容。海洋科学作为大会16个综合讨论会的重点议题之一,分多个学科进行分组讨论。

一、海洋环境科学方面的分类和主题

在主题为气候变化的过去、现在和未来会议上,澳大利亚Peter Barrett教授利用δ18O等同位素技术研究了全球古气候的变化,并对未来气候进行了预测。德国Hubertus Fischer教授利用取自75°06′S,123°23′E的冰心进行了δD、SO4、CH4等成分的测试,分析和论述了温室气体中二氧化碳对气候的影响。

除安排在主题会议等交流的成果外,与海洋环境科学方面有关的学科专题研讨会的主题和交流成果统计如下:

在冰期与气候议题中,涉及海洋环境科学方面的主要有以下内容:气候变化特征、芬诺斯堪迪亚隆起和全球海平面变化、基于微体化石的古气候重建、冰期—间冰期植被带动力学、峡湾—气候与环境变化等。

在海洋科学议题中,涉及海洋环境科学方面有:海洋地质和古海洋学、海洋地球物理最新进展、边缘海和海岛海底沉积物运移、平积岩沉积物、白垩纪地质环境变化、海洋的过去和现在等。其中,在海洋地质和古海洋学领域有26篇论文,9位代表在会议上发言;在海洋地球物理领域有12篇论文,10位代表在会议上发言;在边缘海和海岛海底运移领域有30篇论文,20位代表在会议上发言;在平积岩、白垩纪海洋地质环境变化、海洋的过去和现在领域分别有15篇、14篇和11篇论文。

二、海洋环境科学方面的几个重要议题

边缘海和海岛海底沉积物运移问题,目前已引起了世界许多国家的关注。如挪威和巴西地质学家利用海底地质取样、地球物理(浅地层剖面测量)、海洋工程地质(测定海底沉积物的密度、孔隙度、抗压强度、抗剪强度等)等综合调查手段开展工作,利用数学物理模型进行海岸带海底斜坡的稳定性评价,取得了较好的效果。

法国地质学家Nabil Sultan在最近20年内,基于产、学、研的联合攻关,在海底滑坡及工程稳定性方面有了很大的进展,现在的主要目标是通过定量观测和描述来多学科进行海底滑坡及工程稳定性地质灾害评估,对几内亚海湾和地中海地区沉积物变形进行对比,通过现场测量和在线监测、因子分析、数值模拟以及非确定性因素分析等方法、手段对海底气体化合物以及高强度地震等进行综合研究。美国科学家Derek Sawyer通过地震—钻孔剖面综合分析来说明墨西哥湾北部Ursa沉积盆地中表层沉积物运移主要受控于沉积物孔隙度而不是沉积物的地层岩性。

在海洋地球科学和古海洋学研究领域,Haflidi Haflidason等研究者总结了最近20年来利用先进手段和方法,结合先进的二维和三维地震数据来解译海洋地球科学和古海洋学中地质作用过程。

由于峡湾沉积作为陆地和海洋物质输送的源汇交叉点,研究峡湾沉积物的沉积运移过程和沉积环境变化意义重大。峡湾沉积学作为海洋地质学的一部分,在本次大会上作为一个专题进行展示和发言。其中,来自挪威的Matthias Paetzel教授通过海湾沉积物来揭示局地气候与环境的变化。研究发现海湾中水的营养盐主要来自于陆地矿源物质,而海洋对海湾中水的营养盐影响较小,沉积序列可以直接用来解释小冰期全球环境变化,峡湾盆地沉积物受局地系统环境影响显著,而现代峡湾盆地沉积物更是研究陆源侏罗纪黑色油页岩的理想场所。

Suzanne Mac Lachlant等学者研究发现在高纬度地区运用内陆向海洋输送沉积物的过程来研究冰川沉积物运移机制是一项重要的研究工作。研究人员利用最新的峡湾水深测量数据来表征末次冰期以来峡湾沉积物的地理及环境变化状况。而Kongsfjordeng峡湾的近海水深测量结果显示,近海的水下地形地貌主要受控于冰川的运动。

三、结语

有特色高水平的国际地质考察对于了解和认识特殊地质作用过程乃至于提高科学的认知水平都显得十分重要。

地质研究没有国界。通过参加国际学术交流会议,和国外的同行相互交流、相互借鉴、建立联系,能够开阔视野,扩大知识面,对于我们地质调查和科研工作水平的提高影响深远。

(高茂生执笔)

㈤ 粤港澳跨海大桥海域工程地质特征

马胜中1,2陈炎标1陈太浩1

(1.广州海洋地质调查局 广州 510760;2.中国地质大学(北京)北京 100083)

第一作者简介:马胜中,男,1968年生,高级工程师,在职工程硕士,主要从事地震资料解释、环境工程地质、海洋地质及综合研究工作。

摘要 根据地球物理探测、海底取样、钻探及现场测试等实测资料详细分析,发现粤港澳跨海大桥海域具有独特的自然条件以及复杂的海洋工程地质特征。海底地形地貌较为复杂,存在含浅层气区、活动性断层、沙波、地震活动、不规则基岩、埋藏古河道、冲刷槽沟和水下浅滩等潜在灾害地质因素,尤其粤港澳跨海大桥是特大型建筑,它经过的海域分布着多种潜在的地质灾害,应引起重视。

关键词 工程地质 灾害地质因素 粤港澳跨海大桥

1 前言

粤港澳跨海大桥是连接广东深圳、珠海和香港、澳门的特大型桥梁,桥址海域处于珠江口伶仃洋,伶仃洋是北江、西江、东江三大水系汇集的入海口,呈向南展开的巨型喇叭状,是一条通达五洲四海的黄金水道。

从20世纪90年代以来,珠江东、西两岸的经济发展呈现很不平衡的态势。因此,加强珠江两岸的经济联系,已经是刻不容缓,势在必行。同时,横跨两岸唯一的大桥——虎门大桥,预测5~8年后达到饱和状态。早在1992年,珠海市政府提出了粤港澳跨海大桥的工程方案。跨海大桥工程规模巨大,工程条件异常复杂,工程地质工作显得特别重要。

众所周知,为保障这些海上工程及作业安全,必须了解海底的工程地质条件,查清潜在灾害地质因素。为此,本文根据大量地球物理探测、海底取样、钻探及现场测试等实测资料,结合周边区域资料,对粤港澳跨海大桥区海域的海底地形地貌、浅地层、底质及灾害地质因素进行分析,为粤港澳大桥区选择和架桥提供基础地质资料和科学参考。

2 海底地形地貌

伶仃洋三面靠陆,南向南海,为珠江三角洲断陷盆地的泄水洼地,其为带状河口湾和潮汐通道,由于河流和海水潮汐、波浪的共同作用,湾内岸浅曲折,湾汊众多,岬角奇突,阶地、沙滩依岸,岛屿、沙坝分列,淇澳岛、内伶仃岛东西扼守,珠江口外群岛星罗。珠江口-伶仃洋既是通航要道,又是天然良港,万吨轮自由舶驶,海水终年无封冻。

伶仃洋海底地形总体上呈三滩两槽分布,从西向东依次为:西滩、伶仃水道、中滩(矾石浅滩)、矾石水道、东滩。水下地形走势受其影响,东西向地形变化较大,起伏相间。等深线大致沿水道呈NNW—NW方向分布。主航道基本在河床中央一线,由天然冲刷和人工疏浚的伶仃水道、矾石水道组成,水深一般6~10m,在香港烂角嘴以西矾石水道最深,超过22m。向东西两岸河水变浅至0.2~2.0m。在番禺新垦以东,两水道汇合,与北面的龙穴水道相接。主航道在部分河段有东向偏移的现象。

伶仃洋为喇叭形河口湾,湾内较大的地貌单元为三滩两槽,其上发育有许多小地貌类型。伶仃洋海底地貌类型主要包括:槽沟、沙波、洼地和浅滩等。主要的槽沟为三滩两槽中的两槽,西槽——伶仃水道和东槽——矾石水道,两水道上溯至蕉门口附近汇合,形成一条大槽沟,连通龙穴水道和川鼻水道,直抵虎门。槽沟内地形起伏较大,凹凸不平,大小不等的洼地居于其中,以及发育NE向的小型沙波。西槽——伶仃水道受蕉门来沙和西滩迫淤的影响,水道严重淤浅萎缩。槽沟属于自然和人工相互作用的地貌类型。河流和潮流的冲淤作用,在口门处形成水道,由于人类的需要(通航或泄洪等),在原有的槽沟上或周围,进行了挖沙清淤或围垦造地活动,既改变了槽沟的面貌,也改变了周围的水动力环境。

在伶仃洋的西岸,承泄了虎门、蕉门、洪奇门、横门等众多水道的来水和携沙,受水流分异作用和泄载冲积,水道口外多有浅滩、沙坝堆积或槽沟发育。临岸港湾则多见软泥淤填,有围垦造田,水产养殖之便,伶仃洋出口有淇澳岛和内伶仃岛。

3 浅层地球物理特征及层序

根据3.5 kHz浅层剖面和单道地震剖面,依据反射波的特征划分出三个反射层序A、B、C(图1)。

层A:为水平层,反射能量较弱,连续性好,为平行整一的披盖式反射结构。

该层厚度变化较大,为0~26.4m,总体上近岸和近岛厚度小,离岸和河道范围内厚度变大的趋势。内伶仃洋北部厚度最大,东部的大铲岛附近该层缺失。

层B:为一套中低频、中振幅、中低连续的反射层组,杂乱式充填、河谷充填型,基本平行、亚平行反射结构。层B全区广泛分布,与层A呈不整合接触,层B顶面经严重削蚀,底面为起伏的基岩,与下伏地层呈上超关系。

层B内部有些反射较为紊乱、无层次,反射能量时强时弱,地层有起伏,具有河谷充填型的陆相沉积特征,可能是一个冲刷剥蚀、沉积较活跃的异常地区,局部可见小范围的河道侵蚀特征。

层C:为一套中低频、中振幅、低连续的弱反射层组,杂乱反射结构,为基岩面。

根据层C内部的反射特征,结合钻探、陆地和附近岛屿地层的分布情况,认为层C主要为基岩风化物和基岩。深圳香港-珠海澳门海域的基岩有三种类型:一是花岗岩,主要为燕山三期(

)、四期(

)的花岗岩类;二是第三系沉积岩,多为第三系沉积砂岩、白垩系含砾粗砂岩和硅化角砾岩;三是变质岩,震旦系和前古生代花岗片麻岩等。

基岩埋深变化较大,为0~-64.1m,总体上近岸边和近岛变浅,离岸和河道内变深的趋势。

图1 单道地震剖面显示的层序和断层、埋藏古河道

Fig.1 Sea-floor buried ancient-river channels and Fault

钻孔揭露层A的沉积物主要为粘土质砂和砂-粉砂-粉砂质粘土。据浅层剖面反射特征,结合区域地质资料、海底取样和钻孔资料分析,层A地质时代为全新世冰后期海侵以来逐渐堆积而成的沉积物,层A反射层序主要为全新世浅海相沉积,但局部受河流影响,有河道沉积。岩性主要为粘土质砂和粉砂质粘土,含贝壳等生物碎屑。

钻探揭示层B为一套粘土质粉砂、细砂-粗砂(含砾)、粉砂质粘土—粘土,以陆相沉积和剥蚀为主,局部为海陆交互相沉积。从其顶界R1界面起伏不平被侵蚀的特点,对比伶仃洋段大桥钻探的地层资料,据14C测年,层B取得的样品测年年龄均大于15000 a(B.P.),结合区域岩性和古生物资料,可以认为是层B沉积后期受到侵蚀所造成的,推断层B的地质时代为晚更新世,它以凹谷充填在前第四系基底的河谷低地。

4 工程地质特征

表层沉积土类型共有四类,即:流泥、淤泥、淤泥质土、淤泥混砂或砂混淤泥。

海底表层土微型贯入承载力为15.5~52.1kPa,平均值为30.6kPa。扭力十字板不排水剪切强度为2.8~11.6kPa,平均值为6.7kPa。

海底表层土凝聚力(三轴抗剪)为0.3~18.6kPa,平均值为8.8kPa。在淇澳岛至内伶仃岛、内伶仃岛至大铲岛一带变化较大,为1.6~10.0kPa。

海底表层土摩擦角(三轴抗剪)为2.31°~14.9°,平均值为4.88°。在淇澳岛至内伶仃岛、内伶仃岛至大铲岛一带变化较大,为3.7°~10.2°。

海底表层土天然含水率为27.6%~111%,平均值为76.7%。在内伶仃岛以北至大铲岛、淇澳岛以北区域变化较大,为43%~95%,总体变化趋势为由岸边至江心逐渐减小。

海底表层土天然孔隙比为0.701~2.861,平均值为2.016。在内伶仃岛以北至大铲岛区域、淇澳岛附近以北区域变化稍大,为1.0~2.2、1.6~2.5,总体变化趋势为由岸边至中心逐渐减小。

海底表层土压缩系数为0.44~3.380MPa-1,平均值为1.55MPa-1。在淇澳岛以北区域变化较大,为1.0~2.2MPa-1

综上所述,海底表层土的凝聚力、摩擦角、天然含水率、天然孔隙比和压缩系数在淇澳岛-内伶仃岛-大铲岛一带变化较大,在其余区域变化较为平缓;天然含水率和天然孔隙比的总体变化趋势还有一个特点,即由岸边至江心逐渐减小。

自海底而下工程地质层有:

(1)覆盖层

a.全新世海相淤泥,灰-黑灰色,流塑,饱和,富含有机质,厚度6.0~25.0m。

b.粘土,褐黄、橘红、灰白等杂色,不规则花斑状构造,可塑为主,为沉积间断时期的风化产物。仅见于东、西部,厚1.5~5.6m。

c.淤泥质土,全新世海相沉积,暗灰、灰黑,流塑-软塑,全区广布,厚度平均10.0m。

d.砂层,发育于晚更新世晚期,有粉、细砂、中、粗砂和砾砂、圆砾、卵石,分选差,相互交错过渡,常呈透镜状,厚薄不等,楔状产出,具有上细下粗的层序结构。砂层多为中密-密实,上部稍密-中密,向两岸厚度在10~15m,且变薄尖灭,中间地段最大厚度在24.0~37.0m。

(2)基岩

由燕山期花岗岩、古生代花岗片麻岩、震旦纪花岗片麻岩、白垩纪含砾粗砂岩和硅化角砾岩、碎裂花岗岩组成,岩性复杂多变,明显受区内构造断层影响,岩石单轴饱和抗压强度25.0~106.0MPa。基岩面在东西两端高差起伏很大,埋深0~45.0m之下,中部埋深多在55.0~60.0m。

5 主要地质灾害因素

海底地质灾害因素是指海底及以下地层中,对于海上构筑物的建设和安全具有某种直接或潜在危险的地质因素(冯志强等,1995)。分析结果表明,区内主要地质灾害因素有浅层气、活动性断层、沙波、地震活动、不规则基岩、埋藏古河道、冲刷槽沟和水下浅滩(图2)。它们对海上构筑物均有直接或潜在危险性。

5.1 浅层气(反射模糊区)

海底浅层气主要分布于河口与陆架海区的浅沉积层中,既是一种常见的地质现象,也是一种十分危险的海洋灾害地质因素。据调查,在我国东南沿海及长江流域的冲积平原区,如江苏、浙江、安徽、上海、福建、广东、湖北、湖南等地都有浅层气分布(叶银灿等,2003;陈少平等,2004)。

图2 深圳香港—珠海澳门海域潜在地质灾害因素分布示意图

Fig.2 Distribution map of potential geological hazard factors in LingdingYang area

珠江口浅层气以生物成因为主,主要成分为甲烷、二氧化碳、硫化氢、氮气、氨气等。受上覆水层、土层、岩层压力作用,浅层气多沿断层或裂隙向上运移。浅层气以沉积物中气的形式存在时,沉积物中的气体改变了沉积层土质的力学性质,使其强度降低,结构变松,破坏了土质原始稳定性,减小了基底支撑力,在外载荷重下,含气沉积物会发生蠕变,可能导致下陷,侧向或旋转滑动,导致其上的建筑物最终失去平衡,发生倾斜压塌。层状储集的浅层气层,其含气量大,有一定的压力,一旦平台桩腿插于其上,轻则造成设备受损,重则造成钻井过程中的“井喷”事故,危害巨大。在美国墨西哥湾、英国北海、印度尼西亚爪哇海、阿拉斯加海、波斯湾、加勒比海等水域进行海洋油气资源勘探开发时,由于对浅层气调查和认识不足,都曾造成一定的灾害损失(冯志强等,1995)。

珠江口沉积物厚度较大,以富含有机质的陆源碎屑沉积物为主,尤其在泥质沉积层中以腐殖型为主的有机质丰度颇高,在生物降解作用下,有利于生物气(沼气)等生成,这类气体无需经长距离运移,就可能被陆架水下河道沙体、三角洲沙体等类型的储集层近源捕获而聚集,亦可呈游离状分散在区域层间,形成大范围的含气沉积物。

浅层剖面和单道地震记录显示,含气沉积物层间反射杂乱,连续性较好的反射波突然中断,同相轴时隐时现,或完全消失,或反射模糊,伴有空白带,呈柱状、囊状、条带状或不规则状(图3),在不同水深,都发现了这种沉积层的含气特征。这是由于地层含气量增加,使地震传播速度降低,反射波能量快速衰减造成剖面上形成声学空白带,即浅层气在剖面上表现为“反射模糊区”(冯志强等,1995)。在浅层气大量溢出的地方常引起海底地形的凹凸不平,声呐记录上多为麻坑状显示。

浅层气与古河道关系密切,古河道常出现异常地震反射,即声波被吸收或严重屏蔽,产生反射空白带、区,为含气沉积物。古河道的沉积物、充填物,以陆源碎屑为主,含有比较丰富的有机质,河流的快速搬运堆积,将其迅速掩埋,随着河流体系、岩相古地理条件的改变,有机质在一定热变质或生物作用下,可能演化成甲烷、沼气,这些气体呈分散状渗透在河道沉积物的层间,或者聚集在河流沙体中产生气囊,成为含气地层。

图3 浅层剖面显示的反射模糊区

Fig.3 Soil layer with gas

珠江口近岸共发现一处大的浅层气区和多处小范围的浅层气区,浅层气区总面积大约420km2,其中以伶仃洋西侧海域浅层气分布范围最广,浅层气区位于伶仃洋水道西侧,从东四门沿水道下行,至桂山岛南侧,但埋藏深度不甚清楚,含气地层厚度不明。总体说来浅层气分布主要沿珠江的八大门下行,在河流下切形成的入海古河道、分支河道、河漫滩等分布较广,主要贮存于第四纪沉积物中,淤泥层为盖层。

5.2 活动性断层

在海洋工程上一般将其定义为晚更新世以来仍有活动的断层。其形成原因是由于地壳活动和沉积作用引起地层的错动,造成两盘沉积物厚度不同。

断层引起的地面错动及其伴生的地面变形,往往会损害跨断层修建或建于附近的建筑物,同时断层还会导致海底产生过大的差异沉降,对海洋工程危害巨大。

区内中部发现一条第四纪以来有过活动的浅正断层(图1),位于114°45′00″~114°50′00″E,22°25′30″~22°29′00″N之间,内伶仃岛以北1.5km。呈北西向延伸,长7km,断层距海底25m以内,基岩被切割,其上第四系部分错移,断距7~25m,从西北往东南断距变大,倾角50°~80°,钻探也揭示该断层的存在。

根据钻探和区域地质构造资料,NEE向五华-深圳断裂带潜入伶仃洋后,可分为九尾岭断裂和横岗-罗湖断裂,并切穿桥址基岩。

a.九尾岭断裂:该断裂东起深圳横岗,呈NEE断续延伸,过蛇口,出赤湾,在内伶仃岛西北处斜切桥轴线,直插珠海唐家湾,其走向为NE45°~60°,断面倾向东南,倾角70°以上。

b.横岗-罗湖断裂:该断裂东起横岗,NEE延伸达罗湖,基本平行深圳湾的南岸,在香港烂角咀外斜切桥轴线,贯穿伶仃洋,过横琴岛北侧,继而西延,以及NW走向的龙头山断裂、白泥-沙湾断裂、淇澳-桂山岛断裂切过桥址。

区内是珠江三角洲断陷盆地区,多组断裂在此交会,活动断裂的交会地带是发生强烈差异运动的场所,经常伴生地震,引发次生地质灾害。

5.3 沙波

沙波是砂质海底在水动力作用下所形成的。当水动力条件改变时,特别是在风暴潮的作用下,沙波的形态和分布都会发生变化,并产生移动。当地震活动发生时,振动可能引起沙体液化。沙波的迁移、活动和改造,不但直接影响锚泊,而且对其上的工程设施会造成极大的危害。沙波的迁移对其移动前方的工程设施,亦有掩埋、冲击、拖曳等严重威胁,因此对活动沙波的移动方向和速率的研究极为重要。

在物探剖面上,海底沙波表现为海底反射呈连续锯齿起伏,强振幅,海底二次反射波较强,在浅层剖面上砂质结构的海底对其下形成反射屏蔽;通过对旁侧声呐图像分析,表现为有规律的黑白深浅相间的反射。

区内发现有多处海底沙波,沙波主要沿槽沟分布。波高一般小于1m,波峰走向以NE向为主,与水流方向近正交。它们的存在指示海底泥沙运动较强,海底稳定性差,当台风或飓风发生引起风暴潮时,沙波的形态及分布均可能发生变化和位移。

5.4 不规则浅埋基岩

不规则浅埋基岩在物探剖面上主要表现为其界面反射多为圆锥状或尖峰状强反射,而其内部反射模糊,无层次,反射形态为随机的高低起伏,部分可见绕射波。

对于工程建设,基岩是很好的承力层,但若基岩面起伏不平,高低差异较大,由于其与围岩岩性的不均一,就会产生承载力的差异。

区内不规则浅埋基岩广泛分布,不规则基岩面埋深为-14.4~-67.3m,起伏变化较大,东部大铲岛周围,西南部淇澳岛东面,内伶仃岛北面,埋深较小,变化大,局部地方,出露海底成为暗礁。

5.5 埋藏古河道

在单道地震剖面上,埋藏古河道(图1)的底界呈连续波状起伏的强反射,内部的杂乱相为辫状河道沉积。有的底界面反射波下凹,内部反射有些杂乱,为砂砾充填物;有些为弱反射,为泥质充填所形成。浅层剖面上可看到河道底界面下凹、连续强反射特征,内部充填物结构清晰,还可见到侧向加积、顶部加积、充填物的旋回性及斜层理等特征。埋藏古河道的内部沉积与其围岩岩性有较大的差异,承载力明显不均匀,对海洋工程设施有不可忽视的潜在性危害。

古河道的沉积物、充填物以粗碎屑砂砾石为主,孔隙度较大,层间水循环快,具有较强的渗透性,在地层中经长期的侵蚀、冲刷,上覆荷载下容易引起局部塌陷,破坏地层的原始结构,造成基底的不稳定。

古河道纵向切割深度不同,横向沉积相变迅速,在近距离范围以内存在完全不同的力学支撑,诸如河床沙体和河漫滩泥质沉积物,显然具有不同的抗剪强度,软的粘土沉积在不均匀压实或受重力和地震力的作用下,极易产生蠕变,引起滑坡,导致地质灾害。

古河道的沉积物、充填物,以陆源碎屑为主,含有比较丰富的有机质,河流的快速搬运堆积,将其迅速掩埋,在一定热变质或生物作用下,可能演化成甲烷、沼气,这些气体呈分散状渗透在河道沉积物的层间,或者聚集在河流沙体中产生气囊,成为含浅层气地层,形成地质灾害。

区内埋藏古河道发育,层A、层B均有古河道存在。这两层的河道有的自成体系,更多的是互相叠置长期发育,河床多次迁移,形成很大的河道沉积物体系,难于划分出具体的河道,其规模及走向无法详细描述。有的河道直接暴露于海底,往往与海底浅槽共存,说明水动力作用较强。这种河道会直接给工程带来麻烦。

5.6 槽沟

槽沟是海底表层沉积物遭受侵蚀冲刷而成的。主要分布在两侧岛屿狭束,潮流或水流较急的区域,是海洋工程应当避让或必须处理的不利条件。它在各种物探调查资料上表现为海底反射波的波形发生明显扭曲,反射界面突然断开或下陷,两侧对称,与周围地形差异较大。

珠江口内伶仃洋段冲刷槽沟的发育受控于地形,槽沟是较大型的冲刷槽,伶仃洋槽沟发育。槽沟人工开挖痕迹明显,槽沟的高度和坡度变化较大,陡峭的冲刷槽形成陡坎可能伴生滑坡。岛屿附近易发育水下冲刷槽,水下冲刷槽多与不规则基岩相伴生。槽沟可以说是较大型的冲刷槽,槽沟可以形成航道,但对海上工程则具有明显的制约作用。

5.7 水下浅滩

水下浅滩的形成是在近岸泥沙供应较为丰富,水动力条件较弱的环境下形成的,是一种水下堆积物。当水动力条件改变时,特别是在风暴潮的作用下,浅滩的形态和分布都会发生变化,并产生移动。浅滩的迁移、活动和改造,不但直接影响锚泊,而且对其上的海洋工程设施会造成极大的危害,并对其移动前方的工程空间,亦有掩埋、冲击、拖曳等严重威胁。桥区内存在许多浅滩,与周围地形高差1~3m。

6 讨论

粤港澳跨海大桥海域具有独特的自然条件以及复杂的海洋工程地质特征。海底地形地貌呈三滩两槽分布,地貌类型主要包括:槽沟、沙波、洼地和浅滩等;表层沉积土类型有流泥、淤泥、淤泥质土、淤泥混砂或砂混淤泥四类;海底以下为淤泥、粘土、淤泥质土、砂层和基岩;存在浅层气、活动性断层、沙波、地震活动、不规则浅埋基岩、埋藏古河道、冲刷槽沟和水下浅滩等潜在灾害地质因素,这些地质灾害是潜在的威胁;当然,这些潜在的地质灾害并非一触即发,在有断层活动、地震或较大的灾害性天气影响下可能诱发。

桥址区厚层状、流塑、高压缩性淤泥质软土层,具有低强度、高压缩性、灵敏度较高特性,在震动作用下则可能会产生触变现象,其工程性质极差,不利于工程筑构;粉砂、细砂层存在地震液化问题;岩石残积土、全-强风化岩遇水具崩解性。

基岩风化深槽的巨大差异,新鲜基岩的岩面埋深变化,不利于工程构筑基础的选型,不利于持力层的选择,尤其对荷载较大的跨海大桥,从其持久耐用、安全牢靠,不得不到较深部基岩中去选择持力层时,增加了基础工程的难度。

伶仃洋面临南海,是台风和热带风暴登陆点之一,台风和热带风暴也是区内最严重自然灾害之一。特别是,极端的风荷载不利于高层建筑或长距离、大跨度悬空构筑。

对付地质灾害主要以预防为主,首先查明各种地质灾害的成因、分布和发育规律,并对一些具有较大潜在危险的地质灾害进行必要的监测、预报以便防避,或制订抑制灾害形成和发育的有效措施,对于渐发性的地质灾害则要加强灾害成生规律的研究。

1)各种地质灾害因素,如大型活动断层等。由于无法控制这些地质灾害因素,工程必须谨慎而行。

2)对于较小的、不具活动能力的限制性地质条件,可以采取措施予以清除,如用爆破的方式清除底部出露或浅埋基岩。

3)对一些规模小、处于能量积累过程中的地质灾害因素,可以采取人工方法,诱使其提前发生,减小能量,增强稳定性。

4)对一些小规模的地质灾害因素,在施工期较短的情况下可采用加固的方法,使工程顺利进行。

参考文献

陈少平,孙家振,沈传波,等.2004.杭州湾地区浅层气成藏条件分析.海洋地质与第四纪地质,24(2):85~88

冯志强,冯文科,薛万俊,等.1996.南海北部地质灾害及海底工程地质条件评价.南京:河海大学出版社,5~123

叶银灿,陈俊仁,潘国富,等.2003.海底浅层气的成因、赋存特征及其对工程的危害.东海海洋,21(1):27~36

Engineering Geological Features of The Bridge of Guangdong And Hong Kong And Macao

Ma Shengzhong1,2Chen Yanbiao1Chen Taihao1

(1.Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760;2.China University of Geosciences,Beijing,100083,China)

Abstract:Based on geophysical prospectings,acoustic survey,core sampling and geotechnical test,the offshore of Hong Kong is found to has special natural conditions but complex topographical and geomorphological sea floor features.There are many geological hazard factors such as seismic,landslide collapses,buried river channels,faults,sand wave,shallow gas and possible liquefaction of sand,which will bring potential dangers to this area.Especially at the edge of the continental shelf and slope of the study area,the deep slope may cause potential geological hazard.Attention should be paid to dangerous factors.

Key Words:engineering geology geological hazard factors the bridge of Guangdong and Hong Kong and Macao

㈥ 海岸工程地质条件

环胶州湾海岸区域工程地质条件受地形地貌、地层岩性、地质构造、水动力条件等因素的控制,不同地区上述诸因素存在着差异。详细研究近海不同地区的工程地质条件,对海岸带规划、工程地质环境适宜性、沿海工程建设和地质环境保护等方面均具有重要意义。

7.1.1 地形地貌

根据旁测声呐扫描、水深测量以及浅地层剖面资料,对青岛近海地貌体系特征进行了研究,按地貌成因将其划分为潮流地貌、潮汐河流复合地貌、海滩浪成地貌和人工地貌4个大单元。

(1)潮流地貌

潮流是半封闭海湾和开阔岸浪击面(一般水深20m)以下塑造海底地貌的主要营力,该现象在胶州湾表现明显。

胶州湾是一个半封闭的港湾,潮差大,波浪作用较弱,往复流成为控制湾内沉积作用的主要动力。湾口受基岩岬角地形的限制,口门狭窄,涨、落潮流在通过口门时,由于胶州湾口门的“狭管”效应,潮流加强了对底部的冲刷,使得湾口被侵蚀成沟槽。底部侵蚀的物质,在涨、落潮流的带动下,涨潮在湾内沉积,落潮在湾外堆积,形成涨、落潮流三角洲。在地貌形态上,湾口处为主潮道,向湾内呈分支状散开成为分支潮道,形成涨潮三角洲上的沟-脊相间地形,潮流沙脊为涨潮三角洲上的次级地貌形态。

(2)潮汐河流复合地貌

入湾河流多从西侧进入,且为源近流短的小河。主要河流为大沽河,每年输入湾内的泥沙达到959200t;其次为洋河,每年输沙量为258100t。海湾波浪作用很弱,浪高多小于0.5m;沉积物受到潮流的作用,大部分在河口发生沉积。大沽河入海的流量为27.74m3/s,洋河入海平均流量在1.78m3/s,总体约为30m3/s,与潮流作用相比河流的作用相对较小。胶州湾西部潮流平均流速小于20cm/s,湾顶平均潮差比湾口增大约30cm,计算该区平均潮差在300cm,最大潮差500cm,所以该区主要动力为潮汐作用。当落潮至平均低潮面位置时(图7.1),大沽河河道突入到三角洲前缘;当高潮时,大沽河及洋河下部曲流河道在潮流的顶托作用下实际上成为一条潮道,具有双向潮流的特征。罗家营剖面可见明显的点坝和泥质潮上带,主要由粉砂与泥互层组成,含有丰富的植物碎屑,在烟台顶附近潮坪可见贝壳堤。根据以中沙为主的潮道内贝壳的14C年龄测定,大沽河河口湾形成于约8.24±0.12kaB.P.,大沽河口7.40~7.65m贝壳14C年龄为5.93±0.18kaB.P.,李家庄2.30m淤泥14C年龄为6.01±0.08kaB.P.,确定该相属于全新世中期高水位以来的沉积相。

图7.3 大沽河-洋河三角洲沉积相序

(3)海滩浪成地貌

胶州湾海滩海浪侵蚀地貌也较发育,海蚀平台、海蚀洞、海蚀崖是常见的海蚀地貌形态。海蚀崖底部多处于波浪作用之下,因组成物质不同,其形态也各异。湾内的断层海蚀崖分布在阴岛东北的东洋嘴—邵哥庄一带,该段海崖为NE-SW走向,岸线平直,断层面向东南倾,倾角60°左右,断层面除有浪蚀痕迹外,还有断层镜面和擦痕;海岸的东南侧,尚有从东北向西南分布的海蚀平台和海蚀柱等海蚀地貌形态。

(4)人工地貌

随着经济建设的蓬勃发展,胶州湾近海沿岸的开发日新月异。湾北部和西北部平原海岸区开辟了大规模的盐田,东部沿岸建设了许多工厂、海港。近几年来,黄岛也先后建筑了几座码头,并在近岸处建筑了各种防潮墙、防浪堤。胶州湾的许多岸段早已不再是自然海岸,而是人工海岸。

7.1.2 地层岩性

(1)地层及基岩类型

胶州湾内的地层有古生界胶南群邱官庄组,白垩系的青山组和莱阳组,此外还有燕山期的花岗岩。其中,古生界胶南群邱官庄组主要为中厚层的白云变粒岩和黑云变粒岩及浅粒岩,青山组和莱阳组主要以青山组中酸性火山岩和中基性火山岩为主。

岩石力学差异性主要受岩性本身、断裂构造及断层附近相应岩脉侵入的影响,造成各种岩性的岩石力学指标不同; 同时,岩性变化及构造的影响,导致岩石风化界面的差异性甚为明显,不同岩性的岩石风化层厚度相差巨大。上述差异性是工程建设中应重点考虑的主要工程地质问题之一。针对胶州湾的工程地质条件,以下几点应予考虑:

1) 岩石界线: 两种岩石的差异性可能导致承载力的不同,从而引起不均匀沉降。即使在力学性质较好的花岗岩区,如被无数条岩脉及断层切割成非完整的块体,其力学性质则会大大降低。

2) 脉岩带 ( 群) 的发育: 脉岩发育本身就代表着处于伸展构造带,在地下水的作用下,容易发生附近岩石的破碎和弱 ( 软) 化; 其次,岩脉自身岩性存在差异,特别是煌斑岩容易发生风化。故工程建设应尽量避开脉岩带。

3) 节理裂隙的发育: 易造成岩石软 ( 弱) 风化程度的差异。缓平的节理在水做润滑剂及建筑物重压下,如具有临空面,则可能发生滑裂。因此,工程建设时应考虑节理裂隙的发育情况。

4) 基底起伏: 在湾口存在海底地表的强烈切割、小型冲沟发育以及不同地段基岩埋深的差异性,因此当建筑物置于不同性质与厚度 ( 或埋深) 的地层上时,岩石地基存在较大的差异,将给工程带来不良的影响。

( 2) 底质类型

胶州湾区内表层沉积物底质类型可分为以下几大类型: 泥质砾、沙、粉沙质沙、泥质沙、沙质粉沙、砾质泥、含碎石结核砾质泥、沙质泥、粉沙、泥和黏土。其中,砂质粗粒沉积主要分布在大沽河、洋河河口附近,主潮道及分支潮道,涨、落潮流三角洲潮流沙脊以及大福岛南部残留沉积区; 粉沙及泥质细粒沉积主要分布在潮下带水动力条件较弱的区域。研究区沉积体系划分为大沽河 - 洋河潮汐河流复合三角洲、湾口两侧涨落潮流三角洲以及波浪作用下的海滩沉积体系。

( 3) 第四系厚度

调查发现,胶州湾内的沉积物大致与海岸平行分布。在 “V”形的底部是沉积中心,沉积物较为集中,湾内厚度变化很大,自 0m 至 52m 变化,平均厚度 21m。湾口附近缺失松散沉积物,向两侧逐渐增厚。在胶州湾西侧,岸边附近沉积物厚度一般小于 10m,向湾中心沉积物厚度逐渐缓慢增厚,中心厚度稳定,均在 25m 左右。在湾东岸,根据已有的资料显示,沉积物厚度变化剧烈,自基岩海岸处 0m 厚迅速增加至 25m,且在马蹄礁以北有两个较厚的沉积中心,最厚处为 40 ~ 45m。在湾口以北 36°05'纬线附近,沉积厚度呈EW 向迅速变化,从湾口的 5m 左右迅速变为 25 ~ 40m。全新世以来的海相沉积层的厚度在胶州湾内最大约 10m,位置处于 36°05' ~36°08'和 120°09' ~120°17'之间,总体近 EW向展布。其余地方的沉积物厚度约为 5m。自 36°05'以南至 120°19'之间的湾口位置,沉积物厚度基本为 0m。湾外主潮流通道处沉积厚度也较薄,根据钻孔资料分析沉积厚度小于2m。向落潮流三角洲方向,沉积厚度逐渐增厚,在 36°及 120°30'位置厚度达到 10m。

7.1.3 地质构造

海岸带主要以基岩断裂构造为主,褶皱构造不发育。断裂构造以 NE、NNE 向和 NW向3组断裂为主要构造线,它们控制了区域地貌特征和地层空间分布。其中,对工程地质环境有一定影响的断裂主要是通过陆上露头或海上浅地层剖面探测或调查推断的断裂。区内有重要影响的沧口断裂宽度为50~100m,走向40°,倾向310°,倾角70°,控制莱阳群、青山群沉积及崂山超单元的分布;带内发育碎裂岩、粉碎岩及糜棱岩。第四系覆盖严重,胶州湾内下降盘第四系厚度大。

7.1.4 水深及水动力条件

湾内地形总趋势是西北浅、东南深,海底地势自北向南倾斜,湾内平均水深约7m,湾口附近水深较深,最大水深为64m;湾口以外地势较为平坦,平均水深约为20m。

该区潮流属于正规半日潮流,涨潮历时1~2h,运动方式为往复流,潮流流速从湾口至湾顶逐渐递减,湾口的团岛断面流速为150~160cm/s,湾中部为70~80cm/s,湾顶部小于50cm/s。胶州湾的波浪主要有两种:一是外海产生的涌浪,涌浪为E—SW向,以SE向的涌浪最多,年频率为26%;二是湾内本身产生的风浪,NW向的风浪最多,年频率为10%。波浪自湾口向湾内传播时波高逐渐减小,湾内年平均波高一般不超过0.5m;胶州湾口中心50年一遇波要素H1/10大波平均波高为318cm。

7.1.5 潜在地质灾害

从空间分布上将地质灾害划分为推断断层、不规则基岩面、地震、埋藏古河道、埋藏谷、潮沟、陡坎及沙波。构造、深层控制引起的地质灾害有断层、不规则基岩面和地震;处于海底浅层范围的灾害现象有埋藏古河道、埋藏谷及冲沟;海底表层因水动力条件的不同引起的微地貌现象有潮沟、陡坎和沙波;水动力条件强烈引起的滨岸及海岸变迁有海岸侵蚀及海水入侵。

7.1.6 岩土物理力学参数

岩土物理力学参数参考海湾大桥工程地质勘察相关资料,工程地质特征主要表现为岩土力学性质的差异以及淤泥质软土的土体物理力学性质。

㈦ 广州海洋地质勘探局的详细情况

广州海洋地质调查局是直属国土资源部中国地质调查局的多学科、多功能海洋地质调查研究机构,主要从事国家基础性、综合性、战略性和公益性的海洋地质调查研究工作。其前身是:始建于1963年12月24日的原地质部海洋地质科学研究所(南京)。
四十多年来,广州海洋地质调查局全体海洋地质工作者艰苦奋斗,实现了“踏遍中国海、挺进太平洋、登上南极洲”的宏伟目标,在油气资源调查、海洋工程地质与灾害地质调查、大洋地质科学考察、南极科学考察、新能源(天然气水合物)调查、海洋高科技等领域成绩显著,提交了一大批具有国内外先进水平的地质勘查和科研成果报告,获得了近百项国家、省部级地质勘查和科研成果奖,被誉为“中国海洋地质调查劲旅”。先后获得 “全国功勋地质勘查单位”、“全国国土资源管理系统先进集体”、“全国海洋科技先进集体”、“全国地质勘察行业先进集体”、原地质矿产部“文明单位”、广东省 “文明单位”等荣誉称号。
全局现有职工820人,其中各类专业技术人员540人,有1人当选为中国工程院院士,5人先后获李四光地质科学奖,26人享受国务院政府特殊津贴,有高级职称专业技术人员141人(其中36名为教授级高级工程师)。拥有3艘海洋地质、地球物理调查船和1艘钻探-物探船,装备了多套技术水平较高的海洋地质调查设备,基本能适应当今远洋、近海、油气、海洋地质、 海洋工程等不同领域、不同作业的要求,技术装备总体水平已达到国内先进水平。正在建造的海洋六号船,定位于“国内一流,国际先进”,将是我国装备最精良、设施最完善的一综合地质地球物理调查船。
广州海洋地质调查局积极开展国内外科技交流与合作,先后与美国哥伦比亚大学拉蒙特—多尔蒂地质观测所、得克萨斯农工大学地学院、德国基尔大学、联合国开发计划署及技术合作部、亚洲近海矿产资源联合勘测协调委员会、国际海洋金属联合组织、东亚、东南亚海岸和近海项目协调 南岗基地办公大楼 委员会以及南太平洋地区近海矿产资源联合勘测协调委员会等国外机构和国际组织进行了形式多样的卓有成效的合作,获得了突出的研究成果。 此外,利用设备和技术优势,积极开辟国内外海洋地质市场,先后完成了多项国际海底光缆的线址调查、核电站基础工程勘查、香港排污工程勘查、日本新泻、对马海峡地球物理调查、苏丹港码头修复工程、珠海伶仃洋大桥工程勘察、琼州海峡跨海大桥工程可行性勘察等一大批国内外地质工程项目,取得了显著的社会和经济效益。
21世纪是海洋的世纪,公益性、基础性海洋地质工作的重要性已得到国家和社会的普遍关注和承认。广州海洋地质调查局将建成为国际先进、国内一流水平的海洋地质调查研究机构,为维护祖国的海洋国土资源和权益做出更大贡献。

㈧ 请问,海洋工程地质方向和海洋地质区别在哪,另外海洋工程那几个学校比较好谢谢

海洋工程地质注重解决实际工程问题,实用性强,比较来钱,海洋地质更偏重基础研究。海洋地质是一个大的学科,海洋工程地质只是其中的一个方向。海洋工程比较好的有上海交通大学、哈尔滨工程大学、天津大学、大连理工大学、大连海事大学、华南理工大学、河海大学、中国海洋大学等。

㈨ 工程地质有哪些常用的研究方法

工程地质研究的主内容有:确定岩土组分、组织结构(微观结构)、物理、化学与力学性质(特别是强度及应变)及其对建筑工程稳定性的影响,进行岩土工程地质分类,提出改良岩土的建筑性能的方法;研究由于人类工程活动的影响而破坏的自然环境的平衡,以及自然发生的崩塌、滑坡、泥石流及地震等物理地质作用对工程建筑的危害及其预测、评价和防治措施;研究解决各类工程建筑中的地基稳定性,如边坡、路基、坝基、桥墩、硐室,以及黄土的湿陷、岩石的裂隙的破坏等,制定一套科学的勘察程序、方法和手段,直接为各类工程的设计、施工提供地质依据;研究建筑场区地下水运动规律及其对工程建筑的影响,制定必要的利用和防护方案;研究区域工程地质条件的特征,预报人类工程活动对其影响而产生的变化,作出区域稳定性评价,进行工程地质分区和编图。随着大规模工程建设的发展,其研究领域日益扩大。除了岩土学和工程动力地质学、专门工程地质学和区域工程地质学外,一些新的分支学科正在逐渐形成,如矿山工程地质学、海洋工程地质学、城市工程地质及环境工程地质学、工程地震学。

1工程地质与岩土工程的区别工程地质是研究与工程建设有关地质问题的科学(张咸恭等著《中国工程地质学》)。工程地质学的应用性很强,各种工程的规划、设计、施工和运行都要做工程地质研究,才能使工程与地质相互协调,既保证工程的安全可靠、经济合理、正常运行,又保证地质环境不因工程建设而恶化,造成对工程本身或地质环境的危害。工程地质学研究的内容有:土体工程地质研究、岩体工程地质研究、工程动力地质作用与地质灾害的研究、工程地质勘察理论与技术方法的研究、区域工程地质研究、环境工程地质研究等。岩土工程是土木工程中涉及岩石和土的利用、处理或改良的科学技术(国家标准《岩土工程基本术语标准》)。岩土工程的理论基础主要是工程地质学、岩石力学和土力学;研究内容涉及岩土体作为工程的承载体、作为工程荷载、作为工程材料、作为传导介质或环境介质等诸多方面;包括岩土工程的勘察、设计、施工、检测和监测等等。由此可见,工程地质是地质学的一个分支,其本质是一门应用科学;岩土工程是土木工程的一个分支,其本质是一种工程技术。从事工程地质工作的是地质专家(地质师),侧重于地质现象、地质成因和演化、地质规律、地质与工程相互作用的研究;从事岩土工程的是工程师,关心的是如何根据工程目标和地质条件,建造满足使用要求和安全要求的工程或工程的一部分,解决工程建设中的岩土技术问题。2工程地质与岩土工程的关系虽然工程地质与岩土工程分属地质学和土木工程,但关系非常密切,这是不言而喻的。有人说:工程地质是岩土工程的基础,岩土工程是工程地质的延伸,是有一定道理的。工程地质学的产生源于土木工程的需要,作为土木工程分支的岩土工程,是以传统的力学理论为基础发展起来的。但单纯的力学计算不能解决实际问题,从一开始就和工程地质结下了不解之缘。与结构工程比较,结构工程面临的是混凝土、钢材等人工制造的材料,材质相对均匀,材料和结构都是工程师自己选定或设计的,可控的。计算条件十分明确,因而建立在材料力学、结构力学基础上的计算是可信的。而岩土材料,无论性能或结构,都是自然形成,都是经过了漫长的地质历史时期,在多种复杂地质作用下的产物,对其材质和结构,工程师不能任意选用和控制,只能通过勘察查明,而实际上又不可能完全查清。岩土工程师不敢相信单纯的计算结果,单纯的计算是不可靠的,原因就在于工程地质条件的不确知性和岩土参数的不确定性,不同程度地存在计算条件的模糊性和信息的不完全性。因而虽然土力学、岩石力学、计算技术取得了长足进步,并在岩土工程设计中发挥了重要作用,但由于计算假定、计算模式、计算方法、计算参数等与实际之间存在很多不一致,计算结果总是与工程实际有相当大的差别,需要进行综合判断。

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