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隨著我國海洋科技戰略的實施，海洋地質人將更多的目光投向了未知的深海。在這片未知的區域——深海底過去、現在以及未來發生了或者將會發生哪些不為人知的地質災害呢？

在過去的十年中，我國深水技術發展較為迅速。最近幾年來，國內學者也開始關注深水地質災害作用，探討深海地質災害對深水鉆井、光纜等深海工程安全的地質風險評價。

1、天然氣水合物分解

天然氣水合物（gas hydrate），也稱“可燃冰”，是當前海洋地質科學和能源研究的熱點科學問題。一方面，天然氣水合物以其巨大的儲量，有望成為未來重要的替代能源；另一方面，它在海底災害預測和全球氣候變化研究中具有不可忽視的作用。天然氣水合物分解引起地層承載力的不均勻分布，這將威脅到海洋工程的安全，如造成鉆井平臺樁腿的不均勻沉降，甚至導致平臺傾覆。另外，氣體的突然釋放會對輸送管道產生破壞作用，特別是高壓淺層氣釋放時輕則侵蝕套管，重則造成井噴，甚至可能引起平臺燃燒，造成生命及財產的損失。例如2010年4月20日，在美國墨西哥灣深水作業的BP公司“深水地平線”鉆井平臺發生爆炸造成了11人傷亡以及重大財產損失，漏油事故的發生，使得海底連續87天不斷噴涌而出至少5.18億升原油，造成了墨西哥灣海域前所未有的環境災難， BP在財報中列出了372億美元賠付支出（包括賠償基金200億美元）。

圖1  天然氣水合物分解可能引發的鉆井風險示意圖

2、淺水流

淺水流（shallow water flow）是分布于海底數百米以內淺地層中的超壓砂體，在超壓驅動下形成砂水流，在鉆井時高速噴出，對深水鉆井產生嚴重的災害。淺水流的形成需要滿足三個條件：砂質沉積物、有效封堵層及異常超壓。在盆地淺部，當砂體被低滲透率地層封閉時，很容易導致淺水流的形成。1985年在墨西哥灣首次發現淺水流事件，其后在里海南部、挪威海和北海等深水油氣開發區也都曾遇到過。據統計，墨西哥灣用于預防淺水流和修復被損鉆井的費用已超過2億美元。據Fugro地質服務公司報道，全球大約有70% 深水井遇到過淺水流問題。

圖2  淺水流形成機制示意圖

3、海底滑坡

海底滑坡（submarine slide）是發生在大陸架邊緣和大陸坡上的一種塊體搬運沉積體系（mass transport deposits，簡稱MTDs），導致淺地層結構受到破壞，給深水油氣和天然氣水合物鉆井及深海工程帶來巨大影響。海底滑坡的發育規模不等，最大可以達到幾千平方公里，對原生沉積具有極大地破壞和改造作用，它能將沉積物運移至數百甚至數千公里之外。由于深水鉆探位于大陸坡區，大陸坡上海底滑坡形成的海底不穩定性也是歷史上重要海洋地質災害事件。無論是被動大陸邊緣還是活動大陸邊緣，都經常有海底滑坡發生（圖3）。海底滑坡對深海工程具有很大的破壞性。1929年11月18日，Grand Banks地震觸發了20 km²的海底滑坡，有27人在該事件中死亡，200 km³碎屑被帶入深水中形成了重力流，切斷了跨大西洋的海底電報電纜。海底滑坡還可以形成海嘯，2004年12月26日蘇門答臘海嘯以及2011年3月11日的東日本大海嘯的爆發，除了地震之外，海底滑坡也是主要觸發機制之一。

圖3  南海北部陸坡白云海底滑坡地形地貌圖

4、淺層氣

海底淺層氣（shallow gas）是一種海洋災害地質類型，一般指海底以下1000 m淺地層內聚集的有機氣體。我國海域淺層氣分布廣泛，如東海和南海陸架油氣資源區。淺層氣因埋藏淺，又常具有高壓性質，其對海底沉積物的膠結、硬度和強度等均產生較大影響，是一種十分危險的海底地質災害。淺層氣具有壓力高、井噴強烈且速度快、允許波動壓力低以及處理難度大的特點，是海洋鉆井作業中經常遇到的災害事故之一。例如，1975年3月20日，墨西哥灣內的一個自升式平臺鉆到高壓淺層氣發生井噴，接著平臺開始傾斜、起火燃燒，最后傾覆、沉沒。隨著我國海洋開發步伐的日益加快，我國海域內廣泛存在的淺層氣無疑會是各種海底設施和建設施工的一大難題和災害隱患。

綜上所述，深海地質災害研究對我國發展海洋戰略十分重要。世界各國海洋工程經驗表明，海洋地質災害調查對于海洋開發規則的制定具有不可或缺的重要作用。海洋工程的通用工作流程要求，在實施之前，必須對地質災害進行調查和風險評價，建立風險預案。隨著我國海洋開發步伐的日益加快，應盡快加強深水地質災害識別與分析、原位監測和數值模擬等技術，尤其是深水海底原位監測技術。

王大偉供稿！