2020, Vol. 63
2. 青岛海洋科学与技术国家实验室矿产资源评价与探测技术功能实验室, 青岛 266071;
3. 国土资源部青岛海洋地质研究所, 青岛 266071
2. Functional Laboratory of Mineral Resources Evaluation and Exploration Technology, Qingdao National Laboratory of Marine Science and Technology, Qingdao 266071, China;
3. Laboratory for Marine Mineral Resources, Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, Qingdao 266071, China
海底冷泉是指在压力梯度的影响下，从海底沉积地层(或更深)中排放和运移出的以水、碳氢化合物(天然气和石油)、硫化氢、细粒沉积物为主要成分的低温流体以喷涌或渗漏的方式溢出海底，产生一系列的物理、化学和生物作用的一种海洋地质现象(栾锡武，2008).冷泉的地质成因包括：①海底沉积物埋藏或者沉积物滑动、运移及重新沉积；②与地震有关的压力快速变化、火山喷发、地温梯度升降；③构造抬升或海平面下降使压力降低(陈忠等, 2007).海底冷泉普遍发育于主动和被动大陆边缘斜坡海底以及深海盆地(孙治雷，2018)，在世界各大洋都有发现(陈多福等，2002；栾锡武，2008).海底冷泉能够指示潜在的能源，研究海底冷泉具有深远的环境效益，同时在海洋工程安全、天然气水合物开发、常规油气勘探、全球气候变化、碳循环和极端生物群落等研究方面具有重要意义(Kowsmann and De Carvalho，2002；栾锡武等，2010；刘伯然，2015).
由地壳动力作用，海底之下的天然气水合物处在动态平衡中，会不断的分解并释放出甲烷气体，这些气体通过泥火山、断层、裂隙等运移通道进入海水以气泡的形式上升运移，从而形成气泡羽流，或称甲烷羽流(席世川等, 2017).海底冷泉区的气泡羽流与海底天然气水合物的分布密切相关，气泡羽流下部往往能发现富含天然气水合物的沉积储层(邸鹏飞，2009；刘善琪，2015).海水中气泡羽流的分布对水合物稳定带的边界具有指示作用(Garcia-Gil et al., 2002；樊栓狮等，2004).另外，Judd(2003)指出，如果海底气泉有较大的喷出速度时，气泉中的碳氢化合物能够以可观的数量进入大气，这种在海洋中普遍存在的自然现象是全球碳循环的重要组成部分.因此研究海底冷泉气泡羽流的响应特征，对确定天然气水合物的储集区域，了解天然气水合物成藏原因和成藏环境等均有重要意义.
1958年Emery和Hoggan(1958)首次报道了海底冷泉的存在.Paul等(1984)在墨西哥湾佛罗里达陡崖发现海底冷泉特征与富集在冷泉周围的密集冷泉生物群落.近40多年来，随着海洋调查技术的不断提高，调查范围从浅水区逐渐扩展到半深水和深水区，目前已经在近岸区、陆架区、大陆坡区、增生复合体区域、大陆边缘的深水区等发现了海底冷泉(栾锡武等，2010).迄今为止，世界范围内冷泉羽流发育区包括墨西哥湾布什海山，鄂霍次克海、红海、Cascadia水合物脊、北极陆架、黑海和中国南海等，如图 1(a—e)所示分别为北极陆架NW-Svalbard(Veloso et al., 2015)、鄂霍次克海(栾锡武等，2010)、Cascadia水合物脊(Heeschen et al., 2003)、中国南海冲绳海槽北部(栾锡武和秦蕴珊，2005)和黑海(McGinnis et al., 2006)的典型冷泉羽流，这些地区的气泡羽流具有以下特性：①在水深1400~3000 m深处均发现有羽流状且细而高的气柱形态，柱高一般200~1000 m，宽度约100~150 m；②多数羽流能上升到海平面之下200~300 m，部分羽流可以到达海面逸散至大气中；③通常羽流形态不一，可抽象为倾斜体、宝石体、椎体三类羽流柱：不同形态羽流直径差异较大，倾斜体半径基本不变，宝石体半径中部较大、上下半径较小，椎体半径自下而上减小，在海底半径最大可达300~500 m；④冷泉渗透点的羽流气泡的半径一般小于4 mm，羽流柱中气泡半径范围为5×10-5~4×10-3m(Chen，2018).近年来的调查研究表明，我国南海是重要的水合物资源远景区(姚伯初, 1998, 2005；张洪涛等，2007)，不仅通过钻探获得了水合物事物样品，还发现了大量与海底冷泉活动相关的地质证据(泥火山、泥底辟、麻坑、海底滑塌、冷泉生物群落和冷泉碳酸盐岩等).在我国，已经初步确认的近海冷泉区主要有7个，其中东海发现冲绳海槽1个冷泉区，南海海域分布台西南海域、东沙群岛东北海域、东沙群岛西南海域、神狐海区、西沙海槽和南沙海槽共6个冷泉区(徐华宁，2010).2015年我国首次在南海珠江口盆地北部陆坡西部发现活动性“海马冷泉”，目前已在该区域开展天然气水合物有利区详查，圈定勘探目标区，天然气水合物资源勘查与海马冷泉羽流来源，沉积环境和发育演化特征调查等，对全面认识南海北部陆坡冷泉形成原因和分布规律，冷泉生态系统具有重要的科学意义(陈宗恒，2018).
|
图 1 世界范围内冷泉羽流发育区 (a)北极陆架NW-Svalbard羽流(Veloso et al., 2015); (b)鄂霍次克海羽流(栾锡武等，2010); (c) Cascadia水合物脊羽流(Heeschen et al., 2003); (d)冲绳海槽北部气烟囱羽流(许红等，2013); (e)黑海羽流(McGinnis et al., 2006). Fig. 1 Cold seepage plume development zone worldwide (a) The Arctic NW-Svalbard plume (Veloso et al., 2015); (b) The Okhotsk Sea plume (Luan et al., 2010); (c) Hydrate Ridge Cascadia plume (Heeschen et al., 2003); (d) Gas chimney plume in the northern Okinawa trough (Xu et al., 2013); (e) Black Sea plume (McGinnis et al., 2006). |
在海底直接观测气泡羽流的成本比较高，而且无法适用于大面积海域的海底冷泉地质调查.目前，研究海底冷泉主要从地质现象、地球化学、冷泉生物与地球物理四个方面入手，地球物理探测主要基于声学特性，通过旁侧声呐、多波束测深、海底可视观测、浅地层剖面仪等手段(席世川，2017)获取强波阻抗界面水体声学剖面，在剖面上可以清楚地看到冷泉气柱和海底(Garcia-Gil et al., 2002；栾锡武等，2010).相比声呐探测，地震波的频率和分辨率都相对较低，导致地震波识别海底冷泉羽流不如声呐清晰，但地震剖面上也能够清晰地看到羽流产生的地震响应(波动现象).而且地震方法可以通过研究海底冷泉产生的地震响应特征来进一步探寻与水合物相关的一些问题，如根据地震响应反演水合物气含量及进一步探寻水合物分解和运移规律等.近年来，地球物理学家尝试采用地震波数值模拟方法研究海底冷泉.李灿苹等(2013)为研究冷泉活动区天然气水合物气泡羽流产生的地震响应，通过含气泡介质声速模型及随机介质理论建立了简单羽流水体模型，利用有限差分方法对模型进行了正演模拟.单炮地震记录上显示出羽流产生的散射波，羽流所在位置的散射波能量强；散射波能量较强部位走时极小值总是位于羽流正上方，与激发点位置无关；炮集地震记录的叠前时间偏移剖面显示出羽流的散射波能够清晰成像，且成像精度较高.姚文苇和鲜晓军(2014)利用球贝塞尔函数及汉克尔函数，气液交界处的质点振动速度和应力的连续条件，研究了声波在气-液两相介质内的传播特性.结果表明，含气泡的区域声速下降，振幅衰减明显，衰减系数增大，气泡的半径大小对振幅衰减强度有一定的影响.声波频率偏低时，气泡对声速影响较明显; 频率较高时，声波的能量损失较大.刘善琪等(2015)基于对冷泉渗漏特征的分析，建立了二维轴对称模型，利用有限元方法定量分析了南海区域海平面下降对冷泉形成的影响.得出结论：海平面下降引起的天然气水合物分解，会加剧温室效应，破坏海平面生态平衡，从而影响全球气候变化.与传统利用高频声学方法探测海底冷泉气泡羽流不同，数值模拟技术可以经济有效地模拟海底冷泉散射地震波场，分析散射波场的响应特征，进而能够确定羽流位置和气体运移量，因此具有广阔的应用前景.
目前海水中气泡(包括水合物气泡羽流)产生的地震响应已受到关注，但只是对地震反射特征进行了简单分析和总结，并没有进行深入研究.而气泡地震响应与气泡半径、气泡含量以及海底水合物甲烷气通量等因素有关，所以可通过研究海底冷泉羽流的地震响应来探讨与天然气水合物相关问题.本文在前人研究基础上，设计了多个典型2D冷泉气泡散射地球物理模型，利用高精度有限差分法模拟了海底冷泉对地震波场响应特征，分析了海底冷泉气泡群的波形特征及声学散射特征，得到了比较有价值的研究成果和结论.
1 基本原理海底冷泉中形成的羽流气泡随半径、体积分数变化，将会影响声波在冷泉流体内的传播.主要表现为不同强度的散射和吸收效应.如果水中传播的声波能量足够大，将产生空化现象，使得液体介质在宏观上转变为含有气泡的混合介质(姚文苇和鲜晓军, 2014).本文将海底冷泉作为一种气-液混合的平稳随机介质进行研究，引入声学理论(黄景泉和李福新, 1994)，由气泡的半径大小和体积分数估计气泡对声波的等效弹性参数和等效密度，进而求得混合介质中的等效声波速度.
1.1 典型海底冷泉气泡的平稳随机分布平稳随机介质模型由大、小两种尺度的非均匀介质组成(大尺度非均匀性描述介质的平均特性，即传统意义上的地质模型；小尺度非均匀性指加在地质模型上的随机扰动)(奚先和姚姚，2005).对于描述冷泉的气-液混合的平稳随机介质的速度模型，构建分解为大、小两个尺度的建模，其中大尺度建模指构建气-液混合介质的背景声波速度场，小尺度用于描述冷泉气泡的非均匀空间随机特性，具体表现为均值为0的随机过程：
|
(1) |
其中r=(x1, x2, x3)表示空间中某点的坐标，Vb(r)表示该点的背景声波速度场(大尺度)，δV(r)表示该点的随机扰动量(小尺度)，V(r)表示该点的混合介质的等效速度场.定义平稳随机扰动量
|
(2) |
其中，
|
(3) |
由随机理论可知，随机过程σ(r)的功率谱等效于其自相关函数φ(r)的傅里叶变换φ(k), 因此模拟平稳随机扰动σ(r)可采用高斯自相关函数描述等效速度场中某点的随机过程：
|
(4) |
其中a、b、c分别表示等效速度场的自相关函数分别在x1, x2, x3方向的自相关长度，根据给定的φ(r)即可产生对应的平稳随机扰动σ(r).
1.2 典型海底冷泉气泡散射地球物理模型声波在海水中传播时, 海水中的气泡对声波具有散射和吸收的作用.气泡间的水分子存在由松散到紧密的弛豫过程，这一过程增加了海水对声能的吸收，尤其对低频声波信号，其散射衰减效果更为突出.根据声学原理，假定无限远处的平面波在气-液混合介质中传播，当入射波到达气泡表面时，激起了气泡表面的震荡(如图 2).
|
图 2 声波传播到气泡表面产生三种声压示意图 Fig. 2 Schematic diagram of three sound pressures generated by sound waves propagating to the surface of the bubble |
假定半径远小于声波波长的气泡为弹性散射体, 且气泡不破碎保持局部稳定，则声波在气泡表面同时产生平面简谐波形式的入射波与球面散射波，以勒让德多项式展开平面简谐波，入射波声压和质点处的入射波径向速度表示为
|
(5) |
|
(6) |
其中p0表示入射声压幅值，Pl表示Legendre多项式，jl(kr)表示spheric-Bessel函数，l表示阶数，vi表示入射波径向速度.由虎克定律可知，弹性体的应力与应变间存在线性关系，引入体变模量
|
(7) |
|
(8) |
其中，海水速度c=1500 m·s-1，hl(kr)表示汉克尔函数，
|
(9) |
|
(10) |
其中，待定系数Bl为气泡内部散射波与入射波的声压振幅比，kb表示声波在气泡内部传播时的波数.此时弹性散射体内部的弹性系数
在气泡表面，应力和径向振动速度应满足下列边界条件：
|
(11) |
|
(12) |
其中，P0和Pin表示气泡内外静态压强, Pin=P0 
|
(13) |
|
(14) |
其中，气泡半径a与气泡体积分数ϕ为速度影响因子，二者均与声波速度存在非线性关系(如图 3、4).由图 3a与3b可知，气泡体积分数一定而气泡半径小于1×10-4时，声波速度随气泡半径增大迅速增加，到达速度峰值；当气泡半径大于1×10-4时，声波速度随气泡半径增大而缓慢下降.当气泡体积分数不同而气泡半径在1×10-5~5×10-3范围内变化时，声速具有相同的变化幅度且增幅最大仅为10 m·s-1，衰减最大幅度为80 m·s-1，与海水声速1500 m·s-1相比，气泡半径对声波的能量衰减效果相对较弱.图 4中声速随气泡体积分数的变化曲线中气泡半径分别为r1=5×10-6，r2=5×10-5，r3=5×10-4.由图 4可知，当气泡半径一定且气泡体积分数在0~1×10-4时，声速随气泡体积分数增加而减小，气泡半径影响声速随气泡体积分数的变化幅度；气泡体积分数在0~1×10-4范围内的变化时，衰减最大幅度达700 m·s-1，与图 3相比，声速随气泡体积分数变化范围大，体积分数变化对声波的能量衰减效果更强，因此对声波速度的影响更为突出.联立(13)、(14)可解得，气-液混合介质中的声速为
|
图 3 声速随气泡半径的变化曲线 Fig. 3 Linear curve of sound velocity with bubble radius |
|
图 4 声速随气泡体积分数的变化曲线 Fig. 4 Linear variation curve of sound velocity with bubble volume fraction |
|
(15) |
其中，R(·)表示复数参数的实部，I(·)表示复数参数的虚部.实际上由式(13)、(14)可解得四组解，而只有声速均为正实数的一组才是有物理意义的.由式(13)、(14)、(15)可以看出，声速与气泡体积分数、气泡半径及声波的频率等变量有关，给定特定的参数即可获得气-液混合流体中的等效声速.
海底溢出的甲烷气泡从海底向上升的过程中，气泡半径与所处的海水深度有关，气泡半径和气泡在海水中含量的变化对海水声速也有影响，在建立羽流模型时需考虑以上因素.假设气泡与周围介质没有热交换现象，并忽略体积扩散的影响，根据不同深度的气泡半径遵循气泡声散射定律可知(祝令国，2009；李灿苹，2010)：
|
(16) |
其中，海面大气压强P0=1.0135×105Pa，空气比热比λ=1.4，重力加速度g=9.8 N·m-1，R0表示在初始深度z0处的气泡半径，R为气泡随冷泉羽流上升到一定高度z时的气泡半径.如图 5可知.
|
图 5 气泡半径随海水深度变化曲线 Fig. 5 Linear curve of bubble radius with seawater depth |
基于上述思路，本文基于图 1(a—e)北极陆架NW-Svalbard、鄂霍次克海、Cascadia水合物脊、我国南海的冲绳海槽北部和黑海的羽流特征，建立7个典型海底冷泉气泡羽流散射模型(如图 6), 模型大小为4000 m×1400 m，速度背景场均为1500 m·s-1，羽流气柱中的模型参数如表 1所示.
|
图 6 典型海底冷泉散射模型1-7 Fig. 6 Scattering model 1 of typical submarine cold seepage |
|
表 1 典型海底冷泉气泡羽流散射模型参数表 Table 1 Parameters of typical seafloor cold seepage bubble plumes |
如图 7所示，复杂海底冷泉气泡散射模型大小为5000 m×1400 m，速度背景场均为1500 m·s-1，包含7个泡柱大小、气泡半径范围与体积分数各不相同的冷泉羽流，自左向右分别为冷泉1-7，其气柱模型参数如表 2所示.
|
图 7 复杂海底冷泉散射模型 Fig. 7 Complex scattering model of submarine cold seepage |
|
|
表 2 复杂海底冷泉气泡散射模型参数表 Table 2 Parameters of scattering model for complex seafloor cold seepage |
对以上7个典型海底冷泉气泡羽流散射模型(如图 6)和复杂海底冷泉气泡散射模型(如图 7)采用交错网格有限差分法进行数值模拟，得到相应的波场快照和地震记录.通过对比单炮地震记录，分析气泡半径、气泡含量、冷泉位置及形态对模拟地震波场特征的影响.
模型1至模型4为相同形态海底冷泉气泡散射模型，其中气泡半径及气泡含量不同，利用此4个模型的地震波场进行对比，分析气泡半径和气泡含量对地震波场特征的影响.模型1—4的采集参数为：测线长度4000 m，检波器布于水面，空间间隔1 m×1 m，震源位于海面测线2000 m处，震源子波主频100 Hz，采用中间放炮两边接收的观测系统，道间距1m，记录时间长度2.33 s，采样率0.233 ms.
图 8给出了模型1(如图 6)在0.7 s，1.2 s和1.6 s三个时刻的地震波场快照，图中可以清晰的看出，冷泉羽状流区地震波场散射清晰，波场出现明显紊乱，散射波场沿冷泉延伸方向具有明显的方向性.图 9给出了该模型的单炮地震记录，从单炮地震记录图可以看出，羽状流所在位置处，地震波场具有明显的散射特征，该区域散射能量最强，向两侧散射能量逐渐减弱，向下能量衰减更快.此外，地震波形表现为以气泡所在位置为顶点的散射波系列，多散射进行相干，形成与冷泉羽状流形态吻合的散射区域，由图 9中白色框线可以看出.
|
图 8 海底冷泉气泡散射模型1地震波场快照 (a) 0.7 s；(b) 1.2 s；(c)1.6 s. Fig. 8 Snapshots of submarine cold seepage scattering model 1 |
|
图 9 海底冷泉气泡散射模型1地震记录 Fig. 9 Record of submarine cold seepage scattering model 1 |
图 10给出了海底冷泉气泡散射模型1-4在0.7 s的波场快照.图 11给出了海底冷泉气泡散射模型1-4对应的单炮地震记录.由图 10可知，通过与模型1的数值模拟结果对比可知，气泡半径越大，散射波场能量越强；气泡含量越多，羽状流区域地震波速度与水体速度差异越大，散射能量越强；散射能量强弱受气泡含量影响比气泡半径影响更加显著.
|
图 10 不同参数海底冷泉气泡散射模型在0.7s的地震波场快照 (a)模型1；(b)模型2；(c)模型3；(d)模型4. Fig. 10 Snapshots of submarine cold seepage scattering models with different parameters in 0.7 seconds (a) Model 1; (b) Model 2; (c) Model 3; (d) Model 4. |
|
图 11 不同参数海底冷泉气泡散射模型地震记录 (a)模型1；(b)模型2；(c)模型3；(b)模型4. Fig. 11 Records of submarine cold seepage scattering models with different parameters (a) Model 1; (b) Model 2; (c) Model 3; (d) Model 4. |
图 12和图 13分别给出了不同形态海底冷泉气泡散射模型2、5、6、7(如图 6所示)在0.7s的波场快照和对应的单炮记录.对比可知，气泡部位的地震波表现为以气泡所在部位为顶点的多组散射波相干，散射系列顶点构成区域与冷泉羽状流形态相似.
|
图 12 不同形态海底冷泉气泡散射模型在0.7 s的地震波场快照 (a)模型2；(b)模型5；(c)模型6；(d)模型7. Fig. 12 Snapshots of submarine cold seepage scattering models with different forms in 0.7 seconds (a) Model 2; (b) Model 5; (c) Model 6; (d) Model 7. |
|
图 13 不同形态海底冷泉气泡散射模型地震记录 (a)模型2；(b)模型5；(c)模型6；(d)模型7. Fig. 13 Records of submarine cold seepage scattering models with different forms (a) Model 2; (b) Model 5; (c) Model 6; (d) Model 7. |
图 14给出了复杂海底冷泉气泡散射模型在不同时刻0.93 s, 1.15 s, 1.39 s, 1.63 s的波场快照.图 15给出了复杂海底冷泉气泡散射模型相应的单炮地震记录.由复杂模型的波场快照可知，高速羽流散射体在0.93 s时已出现强散射能量，其后1.15 s，1.39 s和1.63 s，波场随时间传播形成多个散射体的相干散射场.而较低速的散射体由于散射能量弱，在多冷泉羽流柱的波场快照中难以辨别.由不同位置的炮记录可知，7个冷泉羽流的散射体均可在记录中看出，这些散射体均由散射体所在羽流柱位置为顶点，强散射能量向下延羽流柱形态向海底扩散分布.炮点位置不同，不影响散射的能量强弱，羽流柱散射体能量仅与气泡的半径和体积分数相关.
|
图 14 复杂海底冷泉气泡散射模型在不同时刻的地震波场快照 (a) 0.93 s；(b) 1.15 s；(c)1.39 s；(d) 1.63 s. Fig. 14 Snapshots of complex submarine cold seepage scattering models in different seconds |
|
图 15 海底冷泉气泡散射模型地震记录 (a) 1000 m；(b) 2000 m；(c) 3000 m；(d) 4000 m. Fig. 15 Records of submarine cold seepage scattering models |
本文在前人研究基础上，设计了多个典型2D冷泉气泡散射地球物理模型，利用高精度有限差分法模拟了海底冷泉对地震波场响应特征，分析了海底冷泉气泡群的声波速度特征及声学散射特征，得出以下结论：
气-液混合区域的等效声波速度与气泡半径、气泡体积分数有关，二者均与声波速度存在非线性关系.在气泡半径较小的范围内，等效声波速度随气泡半径增大迅速增加，到达速度峰值，随后小幅度缓慢下降，变化范围均小于100 m·s-1.与此相比，声速随气泡体积分数增大而减小，气泡体积分数对声速的衰减幅度达700 m·s-1，是影响等效声波速度的绝对因素.
通过大量不同形状、参数的模型测试可知，冷泉羽流区地震波场散射清晰，散射波场沿冷泉延伸方向具有明显的方向性.羽流柱的地震波场具有明显的散射特征，羽流区域散射能量最强，地震波形表现为以气泡所在位置为顶点的散射波系列，多散射进行相干，形成与冷泉羽流形态吻合的散射区域，散射系列顶点构成区域与冷泉羽状流形态相似.
本文综合研究了世界范围内海底冷泉羽流的形态、参数(气泡半径、气泡体积分数)，由此建立典型地震海底冷泉散射模型并进行正演模拟，从而研究冷泉羽流的地震响应特征.海底冷泉气泡散射模型的建立分为三个步骤：第一步构建平稳随机散点模型，第二步构建符合实际的气泡半径和气泡体积分数的参数模型，第三步由前两步参数填充和计算得到等效速度模型.文中通过对近实际冷泉散射模型的数值实验测试，说明地震响应能够准确描述海底冷泉羽流，对冷泉羽流的研究、确定天然气水合物的储集区域、了解天然气水合物成藏因素和成藏环境具有重要意义.
致谢 感谢国土资源部公益性行业科研专项“海底冷泉拖曳式快速成像系统”(201511037)与国家科技重大专项(2016ZX05024-003-011)资助.感谢SWPI课题组提供的帮助与支持.特别感谢评审专家为本文完善提出的宝贵意见.
Chen D F, Chen X P, Chen G Q. 2002. Geology and geochemistry of cold seepage and venting-related carbonates. Acta Sedimentologica Sinica (in Chinese), 20(1): 34-40. |
Chen, J Z. 2018. From the seep to the surface: the ascent and dissolution of methane bubbles in the ocean. arXiv preprint, arXiv: 1802.09162.
|
Chen Z, Yang H P, Huang Q Y, et al. 2007. Characteristics of cold seeps and structures of chemoauto-synthesis-based communities in seep sediments. Journal of Tropical Oceanography (in Chinese), 26(6): 73-82. |
Chen Z H, Tian L Y, Hu B, et al. 2018. Application of "HAIMA" ROV in Gas Hydrates Exploration. Journal of Ocean Technology (in Chinese), 37(2): 24-29. |
Di P F, Feng D, Chen D F, et al. 2009. Geology and geochemistry of seep carbonates from bush hill of the gulf of Mexico. Marine Geology and Quaternary Geology (in Chinese), 29(2): 49-57. |
Emery K O, Hoggan D. 1958. Gases in marine sediments. AAPG Bulletin, 42(9): 2174-2188. |
Fan S S, Liu F, Chen D F. 2004. The research of the origin mechanism of marine gas hydrate. Natural Gas Geoscience (in Chinese), 15(5): 524-530. |
Garcia-Gil S, Vilas F, Garcia-Garcia A. 2002. Shallow gas features in incised-valley fills (Ría de Vigo, NW Spain):a case study. Continental Shelf Research, 22(16): 2303-2315. DOI:10.1016/S0278-4343(02)00057-2 |
Heeschen K U, Tréhu A M, Collier R W, et al. 2003. Distribution and height of methane bubble plumes on the Cascadia Margin characterized by acoustic imaging. Geophysical Research Letters, 30(12): 1643. DOI:10.1029/2003GL016974 |
Huang J Q, Li F X. 1994. Dissipative effects of an isolated bubble in water on the sound wave. Applied Mathematics and Mechanics (in Chinese), 15(6): 549-554. |
Judd A G. 2003. The global importance and context of methane escape from the seabed. Geo-Marine Letters, 23(3-4): 147-154. DOI:10.1007/s00367-003-0136-z |
Kowsmann R O, De Carvalho M D. 2002. Erosional event causing gas-venting on the upper continental slope, Campos Basin, Brazil. Continental Shelf Research, 22(16): 2345-2354. DOI:10.1016/S0278-4343(02)00060-2 |
Li C P, Liu X W, Yang L, et al. 2010. Study on the bubble radius and content effect on the acoustic velocity of seawater with bubbles. Geoscience (in Chinese), 24(3): 528-533. |
Li C P, Liu X W, Gou L M, et al. 2013. Numerical simulation of bubble plumes in overlying water of gas hydrate in the cold seepage active region. Science China Earth Sciences, 56(4): 579-587. DOI:10.1007/s11430-012-4508-y |
Liu B R, Song H B, Guan Y X, et al. 2015. Characteristics and formation mechanism of cold seep system in the northeastern continental slope of South China Sea from sub-bottom profiler data. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 58(1): 247-256. DOI:10.6038/cjg20150122 |
Liu S Q, Yin F L, Zhu B J, et al. 2015. Numerical simulation on the formation of cold seepage. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 58(5): 1731-1741. DOI:10.6038/cjg20150523 |
Lu an, X W, Q in, Y S. 2005. Gas seepage on the sea floor of Okinawa Trough Miyako Section. Chinese Science Bulletin, 50(13): 1358-1365. DOI:10.1360/04wd0257 |
Luan X W, Jin Y K, Obzhirov A, et al. 2008. Characteristics of shallow gas hydrate in Okhotsk Sea. Science in China Series D:Earth Sciences, 51(3): 415-421. DOI:10.1007/s11430-008-0018-3 |
Luan X W, Liu H, Yue B J, et al. 2010. Characteristics of cold seepage on side scan sonar sonogram. Geoscience (in Chinese), 24(3): 474-480. |
McGinnis D F, Greinert J, Artemov Y, et al. 2006. Fate of rising methane bubbles in stratified waters:How much methane reaches the atmosphere?. Journal of Geophysical Research:Oceans, 111(C9): C09007. DOI:10.1029/2005JC003183 |
Paull C K, Hecker B, Commeau R, et al. 1984. Biological communities at the Florida Escarpment resemble hydrothermal vent taxa. Science, 226(4677): 965-967. DOI:10.1126/science.226.4677.965 |
Veloso M, Greinert J, Mienert J, et al. 2015. A new methodology for quantifying bubble flow rates in deep water using splitbeam echosounders:Examples from the Arctic offshore NW-Svalbard. Limnology and Oceanography:Methods, 13(6): 267-287. DOI:10.1002/lom3.10024 |
Xi S C, Zhang X, Wang B, et al. 2017. The indicators of seabed cold seep and comparison among main distribution areas. Marine Geology Frontiers (in Chinese), 33(2): 7-18. |
Xi X, Yao Y. 2005. Non-stationary random medium model. Oil Geophysical Prospecting (in Chinese), 40(1): 71-75. |
Xu H, Cai Y, Sun H Q, et al. 2013. The survey status and geological conditions of accumulation of gas hydrate resource in the East China Sea. Journal of Tropical Oceanography (in Chinese), 32(4): 22-29. |
Xu H N, Yang S X, Zhen X D, et al. 2010. Seismic identification of gas hydrate and its distribution in Shenhu Area, South China Sea. Chinese Journal of Geophysics (in Chinese), 53(7): 1691-1698. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.07.020 |
Yao B C. 1998. Preliminary exploration of gas hydrate in the northern margin of the south china sea. Marine Geology & Quaternary Geology (in Chinese), 18(4): 12-19. |
Yao B C. 2005. The forming condition and distribution characteristics of the gas hydrate in the South China Sea. Marine Geology & Quaternary Geology (in Chinese), 25(2): 81-90. |
Yao W W, Xian X J. 2014. Study on acoustic parameter in bubble-liquid medium. Piezoelectrics & Acoustooptics (in Chinese), 36(4): 548-551, 554. |
Zhang H T, Zhang H Q, Zhu Y H. 2007. Gas hydrate investigation and research in China:Present status and progress. Geology in China (in Chinese), 34(6): 953-961. |
Zhu L G. 2009. The acoustic scatting law of bubbles within wake. Ship Science and Technology (in Chinese), 31(10): 64-65, 68. |
陈多福, 陈先沛, 陈光谦. 2002. 冷泉流体沉积碳酸盐岩的地质地球化学特征. 沉积学报, 20(1): 34-40. DOI:10.3969/j.issn.1000-0550.2002.01.007 |
陈忠, 杨华平, 黄奇瑜, 等. 2007. 海底甲烷冷泉特征与冷泉生态系统的群落结构. 热带海洋学报, 26(6): 73-82. DOI:10.3969/j.issn.1009-5470.2007.06.013 |
陈宗恒, 田烈余, 胡波, 等. 2018. "海马"号ROV在天然气水合物勘查中的应用. 海洋技术学报, 37(2): 24-29. |
邸鹏飞, 冯东, 陈多福, 等. 2009. 墨西哥湾布什山冷泉碳酸盐岩沉积岩石学及地球化学. 海洋地质与第四纪地质, 29(2): 49-57. |
樊栓狮, 刘锋, 陈多福. 2004. 海洋天然气水合物的形成机理探讨. 天然气地球科学, 15(5): 524-530. DOI:10.3969/j.issn.1672-1926.2004.05.017 |
黄景泉, 李福新. 1994. 水中孤立气泡对声波的耗散作用. 应用数学和力学, 15(6): 549-554. |
李灿苹, 刘学伟, 杨丽, 等. 2010. 气泡半径和含量对含气泡海水声波速度的影响. 现代地质, 24(3): 528-533. DOI:10.3969/j.issn.1000-8527.2010.03.017 |
李灿苹, 刘学伟, 勾丽敏, 等. 2013. 冷泉活动区天然气水合物上覆水体中气泡羽状流的数值模拟. 中国科学:地球科学, 43(3): 391-399. |
刘伯然, 宋海斌, 关永贤, 等. 2015. 南海东北部陆坡冷泉系统的浅地层剖面特征与分析. 地球物理学报, 58(1): 247-256. DOI:10.6038/cjg20150122 |
刘善琪, 尹凤玲, 朱伯靖, 等. 2015. 冷泉形成的数值模拟研究. 地球物理学报, 58(5): 1731-1741. DOI:10.6038/cjg20150523 |
栾锡武, 秦蕴珊. 2005. 冲绳海槽宫古段西部槽底海底气泉的发现. 科学通报, 50(8): 802-810. DOI:10.3321/j.issn:0023-074X.2005.08.014 |
栾锡武. 2008.海底冷泉的成因机制.//中国地球物理学会第二十四届年会论文集.北京: 中国地球物理学会, 1.
|
栾锡武, 刘鸿, 岳保静, 等. 2010. 海底冷泉在旁扫声纳图像上的识别. 现代地质, 24(3): 474-480. DOI:10.3969/j.issn.1000-8527.2010.03.009 |
孙治雷. 2018-04-21(007).海底冷泉探测你知多少?.中国矿业报.
|
奚先, 姚姚. 2005. 非平稳随机介质模型. 石油地球物理勘探, 40(1): 71-75. DOI:10.3321/j.issn:1000-7210.2005.01.018 |
席世川, 张鑫, 王冰, 等. 2017. 海底冷泉标志与主要冷泉区的分布和比较. 海洋地质前沿, 33(2): 7-18. |
许红, 蔡瑛, 孙和清, 等. 2013. 东海陆坡天然气水合物成藏地质条件和BSR反射及成藏类型特征. 热带海洋学报, 32(4): 22-29. DOI:10.3969/j.issn.1009-5470.2013.04.004 |
徐华宁, 杨胜雄, 郑晓东, 等. 2010. 南中国海神狐海域天然气水合物地震识别及分布特征. 地球物理学报, 53(7): 1691-1698. DOI:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.07.020 |
姚伯初. 1998. 南海北部陆缘天然气水合物初探. 海洋地质与第四纪地质, 18(4): 12-19. |
姚伯初. 2005. 南海天然气水合物的形成和分布. 海洋地质与第四纪地质, 25(2): 81-90. |
姚文苇, 鲜晓军. 2014. 含气泡液体内的声学参数研究. 压电与声光, 36(4): 548-551, 554. DOI:10.3969/j.issn.1004-2474.2014.04.016 |
张洪涛, 张海启, 祝有海. 2007. 中国天然气水合物调查研究现状及其进展. 中国地质, 34(6): 953-961. DOI:10.3969/j.issn.1000-3657.2007.06.001 |
祝令国. 2009. 尾流气泡声散射规律研究. 舰船科学技术, 31(10): 64-65, 68. DOI:10.3404/j.issn.1672-7649.2009.10.018 |