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高分辨率小道距处理技术及属性分析在水合物识别中的应用

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 46-59页

作者：颜中辉杨睿冯京刘欣欣刘鸿王小杰姜春涛中国地质调查局青岛海洋地质研究所青岛 266237 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛 266237

天然气水合物资源在能源勘探中扮演着越来越重要的地位，浅表层天然气水合物的类型特征和成藏模式日益受到学者的广泛关注。浅表层天然气水合物一般赋存于近海底地层中，在勘探过程中要求有更高的分辨率，常规多道地震由于主频较低难以... 详细信息

天然气水合物资源在能源勘探中扮演着越来越重要的地位，浅表层天然气水合物的类型特征和成藏模式日益受到学者的广泛关注。浅表层天然气水合物一般赋存于近海底地层中，在勘探过程中要求有更高的分辨率，常规多道地震由于主频较低难以满足要求。海洋高分辨小道距地震探测技术具有分辨率高、作业方式灵活等优势，在浅表天然气水合物勘探中得到广泛应用。实际的高分辨小道距资料由于采集设备条件的影响，往往具有低信噪比的特点。本文针对高分辨小道距地震数据的特点开展精细化处理和属性分析。首先采用基于$ f-x $域和曲波域的多域噪声压制方法、基于频率域自适应虚反射压制和基于相干函数控制的虚反射走时电缆等浮校正等关键技术方法，获得了波组特征更清晰的地震剖面。处理后的剖面具有信噪比较高、连续性好、地层结构清晰等特点，可以更好地揭示BSR特征、空白带、气通道等地震反射特征，为识别浅层天然气水合物赋存区地质信息奠定了基础；然后对精细处理后的数据进一步开展瞬时振幅属性、瞬时频率属性、烃类检测等地震属性分析，以此识别浅层天然气水合物的分布类型和成藏规律。

关键词：高分辨率小道距浅层天然气水合物属性分析噪音压制虚反射压制电缆等浮校正

海洋沉积体系甲烷生物地球化学循环的微量元素地球化学示踪研究进展

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 82-95页

作者：王旭东庄光超冯东上海海洋大学海洋科学与生态环境学院上海 201306 中国海洋大学深海圈层与地球系统前沿科学中心和海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室青岛 266100

由地质过程与微生物作用共同塑造的地球环境，当前正受到全球变暖的威胁，其中甲烷作为一种极为重要的温室气体，对全球变暖的贡献率已经达到了20%。海洋沉积物是地球最大的甲烷储库，在海洋富甲烷环境，微生物参与的产甲烷、甲烷厌氧... 详细信息

由地质过程与微生物作用共同塑造的地球环境，当前正受到全球变暖的威胁，其中甲烷作为一种极为重要的温室气体，对全球变暖的贡献率已经达到了20%。海洋沉积物是地球最大的甲烷储库，在海洋富甲烷环境，微生物参与的产甲烷、甲烷厌氧氧化和甲烷有氧氧化过程广泛存在，是研究错综复杂的甲烷生物地球化学循环过程的理想实验室。本文从地质微生物学角度解析了含微量元素的酶或辅酶介导的甲烷循环过程，梳理了微生物潜在的微量元素需求，并重点综述了近年来主要涉及海洋甲烷循环过程研究的微量元素和同位素地球化学证据。由于参与甲烷循环过程的微生物纯培养相对困难，而地球化学研究又难以实现对生物地球化学过程的精细刻画，微生物学与地球化学的学科交叉研究优势明显、前景广阔。阐明海洋富甲烷环境微生物活动与微量元素的耦合关系，对于探索当前全球变暖背景下海洋甲烷循环过程和全球甲烷排放的调控至关重要，也有望为解析地质历史时期的甲烷排放事件及其全球生态环境效应提供独特的视角。

关键词：海洋沉积体系甲烷循环微生物活动微量元素

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海洋CSEM法探测海底淡水资源可行性初探

海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 204-215页

作者：吴晓婷李予国段双敏中国海洋大学海洋地球科学学院青岛 266100 海洋油气勘探国家工程研究中心北京 100000

海底淡水是一种天然淡水资源，主要位于近海大陆架区域，来自陆地渗透水或是由海平面升降所形成的古河道中。传统地震方法在储层流体盐度变化的识别中存在一定的局限性，而海洋可控源电磁法（CSEM）对高阻薄层敏感，有利于通过观测淡水... 详细信息

海底淡水是一种天然淡水资源，主要位于近海大陆架区域，来自陆地渗透水或是由海平面升降所形成的古河道中。传统地震方法在储层流体盐度变化的识别中存在一定的局限性，而海洋可控源电磁法（CSEM）对高阻薄层敏感，有利于通过观测淡水储层和围岩电阻率差异引起的电磁异常来探测淡水资源。本文研究区域位于长江口嵊泗古河道，基于“嵊泗一井”水文地球物理测井数据建立长江口嵊泗古河道淡水储层地电模型，并利用数值模拟方法分析该区域淡水储层海洋可控源电磁响应特征。结果表明，利用海洋CSEM方法对高阻薄层强敏感度的特征探测海底淡水资源具有一定的优势，能够有效探测到高阻薄层引起的电磁场异常响应，具有较好的淡水储层识别能力。因此，该方法应用于长江口嵊泗古河道淡水储层探测是可行的。

关键词：海洋可控源电磁法海底淡水可探测度嵊泗

基于改进瞪羚优化算法的UWSN三维定位算法

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控制与决策 2025年第1期 80-86页

作者：付雷王骥广东海洋大学电子与信息工程学院广东省智慧海洋传感网及其装备工程技术研究中心

为解决三维空间中的水下无线传感器网络(underwater wireless sensor networks, UWSN)传统DV-Hop算法定位误差大的问题,提出一种基于改进瞪羚优化算法(improved gazelle optimization algorithm, IGOA)的UWSN三维定位算法(IGOADV-Hop).首先,通过双通信半径修正节点跳数,对锚节点间的距离误差进行加权修正;然后,在瞪羚优化算法引入Logistic映射初始化种群,增加种群多样性;接着,在开发阶段引入位置更新动态权重系数,提升节点位置计算的全局寻优能力;最后,使用IGOA替代最小二乘法进行节点三维坐标计算,并在网络中加入移动节点和水下噪声构建动态UWSN.仿真实验结果表明,与传统DV-Hop算法和其他群智能优化算法相比,所提出算法定位精度更高.

关键词：水下无线传感器网络三维定位移动节点 DV-Hop算法瞪羚优化算法 Logistic映射动态权重系数

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电火花震源高分辨率地震勘探技术及其在海域天然气水合物识别中的应用

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 34-45页

作者：骆迪蔡峰闫桂京李清孙运宝董刚李昂青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室青岛 266237 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛266237

精准识别天然气水合物对于保障国家能源安全、优化能源结构和环境保护等方面都具有重要的战略意义。地震勘探技术是水合物勘查的重要手段，但海域多道地震勘探多采用气枪震源，震源主频较低，导致地震波的分辨率有限，限制了其在探测浅... 详细信息

精准识别天然气水合物对于保障国家能源安全、优化能源结构和环境保护等方面都具有重要的战略意义。地震勘探技术是水合物勘查的重要手段，但海域多道地震勘探多采用气枪震源，震源主频较低，导致地震波的分辨率有限，限制了其在探测浅表层或细微地质结构中的能力。随着水合物勘查精度和难度日益增长，采用气枪震源的地震勘探技术已无法满足精细刻画水合物矿体的需要。因此，提高地震勘探技术的分辨率对于水合物勘查而言至关重要。本文介绍了一种基于电火花震源的小道距高分辨率地震探测技术，通过与气枪震源的对比分析，深入探讨了电火花震源的特点及其在海域水合物勘查中的应用，研究结果表明，电火花震源地震勘探技术在扩散型水合物和浅表层渗漏型水合物识别中都具有良好的应用效果，尤其是对于浅表层渗漏型水合物，电火花震源地震可以更好地识别出海底和浅部地层的振幅异常、流体运移通道和海底微地貌，可有效提高浅表层渗漏型水合物识别的可靠性。

关键词：高分辨率地震电火花震源天然气水合物地震属性

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南海天然气水合物智能识别方法与应用

海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 25-33页

作者：田冬梅杨胜雄刘鑫李沅衡胡广曹荆亚周军明邓雨恬南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）广州 511458 广州海洋地质调查局广州 511458

天然气水合物是一种重要的能源资源，具有能量高、储量大、分布广和埋藏浅等优势。准确地从地层中识别出天然气水合物储层是应用天然气水合物资源的必要前提。本文围绕水合物勘探识别的难点问题，结合海洋-地质-人工智能学科交叉技术，... 详细信息

天然气水合物是一种重要的能源资源，具有能量高、储量大、分布广和埋藏浅等优势。准确地从地层中识别出天然气水合物储层是应用天然气水合物资源的必要前提。本文围绕水合物勘探识别的难点问题，结合海洋-地质-人工智能学科交叉技术，以具有显示度的地球物理属性参数为基础，研究并提出了有效的含水合物地层识别技术方法，在中国南海东沙海域研究区进行了方法的验证，选择了几种较为常用的机器学习算法，例如随机森林、Bagging、AdaBoost、和最近邻（KNN）算法，对水合物变化灵敏度较高的纵波速度和密度属性进行数据分析，通过训练优化不同算法模型参数，对比不同算法模型的识别分类效果。结果表明，这几种算法都能够较好地对地层中是否含有水合物进行区分，其中KNN性能最好，表明基于机器学习手段能够提高天然气水合物的识别精度和准确性。

关键词：水合物识别机器学习地震属性南海

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深圳湾及邻近沿岸沉积物中碳、氮和磷的分布

中国环境科学 2017年第7期37卷 2691-2698页

作者：许春玲李绪录林梵国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300

依据1998~2014年每年2个航次取得的资料,分析和研究了深圳湾和珠江口东南沿岸表层沉积物中生物地球化学要素[包括总碳(TC)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)]的时空分布,并依据C:N原子比探讨沉积物中有机质的来源.结果表明,TC、TOC... 详细信息

依据1998~2014年每年2个航次取得的资料,分析和研究了深圳湾和珠江口东南沿岸表层沉积物中生物地球化学要素[包括总碳(TC)、总有机碳(TOC)、总氮(TN)和总磷(TP)]的时空分布,并依据C:N原子比探讨沉积物中有机质的来源.结果表明,TC、TOC、TN和TP含量在深圳湾中分别为(13200±3600)、(12200±3200)、(910±352)和(594±288)mg/kg,而在珠江口东南沿岸中分别为(12000±3900)、(8700±2300)、(601±259)和(334±119)mg/kg.1998~2014年研究海区沉积物中TC和TN含量的年际变化均呈上升趋势,而TOC含量则呈下降趋势.研究期间TP含量在深圳湾中呈下降趋势,而在珠江口东南沿岸中呈上升趋势.深圳湾和珠江口东南沿岸中TOC:TN原子比分别约为17.7和19.5,研究期间均呈下降趋势.研究海区中表层沉积有机质(SOM)是陆生和水生2种来源的混合输入,在深圳湾中以水生源为主,而在珠江口东南沿岸中以陆生源为主.1998~2014年研究海区中表层SOM从以陆生源为主逐渐转变为以水生源为主.

关键词：深圳湾珠江口表层沉积物生物地球化学要素 C:N原子比有机质来源

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深圳湾及邻近水域中的溶解有机氮——其时空分布、来源和生物利用率

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中国环境科学 2016年第9期36卷 2757-2764页

作者：李绪录许春玲林梵史华明张军晓国家海洋局南海调查技术中心广东广州510300

依据2000~2014年每月的监测资料,分析了深圳湾及邻近沿岸水域中溶解有机氮(DON)质量浓度的时空分布,并结合盐度、5d生物需氧量和颗粒有机物实测数据探讨DON的来源和生物利用率.结果表明,深圳湾中DON质量浓度为(0.45±0.45)mg/L,夏、冬... 详细信息

依据2000~2014年每月的监测资料,分析了深圳湾及邻近沿岸水域中溶解有机氮(DON)质量浓度的时空分布,并结合盐度、5d生物需氧量和颗粒有机物实测数据探讨DON的来源和生物利用率.结果表明,深圳湾中DON质量浓度为(0.45±0.45)mg/L,夏、冬季较高,春、秋季较低,在2000~2004年呈上升趋势,而在2005~2014年呈下降趋势;珠江口东南沿岸中DON质量浓度为(0.16±0.08)mg/L,季节变化小,研究期间总体上略呈上升趋势.深圳湾和珠江口东南沿岸中DON均呈现出保守并具有同源性.依二元混合质量平衡模式估算的深圳湾中DON陆源质量分数约为80%,而珠江口东南沿岸中约为38%,显示深圳湾DON主要来自陆源,而珠江口东南沿岸主要来自海源.依实测数据和回归分析结果估算的深圳湾中平均DON生物利用率为14.8%,而珠江口东南沿岸中为15.5%,与珠江口下段高盐区中实测溶解有机碳生物利用率相近.

关键词： DON 时空分布来源生物利用率沿岸水深圳湾珠江口

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盐度影响下松散沉积物中甲烷水合物生成特征研究

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海洋地质与第四纪地质 2025年第6期44卷 71-81页

作者：纪云开王佳贤邱晓倩孟庆国张永超胡高伟蔡峰刘昌岭青岛海洋地质研究所自然资源部天然气水合物重点实验室青岛 266237 青岛海洋科技中心海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室青岛 266237 中国地质大学（武汉）工程学院武汉 430074 中国地质大学（北京）海洋学院北京 100083

深入认识含盐水松散沉积物体系中甲烷水合物生成特征，对精准评价海域天然气水合物资源量有重要意义。本研究利用低场核磁共振原位探测技术研究了盐度对松散砂样中甲烷水合物生成特征的影响。结果表明，松散砂样体系下不同大小孔隙中水... 详细信息

深入认识含盐水松散沉积物体系中甲烷水合物生成特征，对精准评价海域天然气水合物资源量有重要意义。本研究利用低场核磁共振原位探测技术研究了盐度对松散砂样中甲烷水合物生成特征的影响。结果表明，松散砂样体系下不同大小孔隙中水合物生成诱导时间存在差异；甲烷水合物更易在小孔隙中生成。随着孔隙水盐度增大，水合物生成诱导时间呈现指数增长。在最初20 min内，随着孔隙水盐度的增大，水合物生成速率先升后降，在盐度为3.0 wt%条件下生成速率最大。在松散砂样体系下的不同位置处，甲烷水合物生成诱导时间的差异性以及孔隙水通过水合物膜的方式转变会引起水合物生成过程中生成速率的变化。沉积物表面影响和水合物的阻隔作用使砂样中部分孔隙水不能转化为水合物，而孔隙水盐度的增加促使这种作用增强，孔隙水最终转化率降低，水合物饱和度减小。

关键词：水合物生成松散沉积物低场核磁共振盐度