海底冷泉(狭义上也被称为天然气渗漏)是以水、碳氢化合物(天然气和石油)、硫化氢或二氧化碳和细粒沉积物为主要成分，温度与海水相近，受压力梯度影响从沉积体中运移和排出具有一定流速的流体.来自海底沉积界面之下的冷泉流体，以喷涌和渗漏方式注入海水中，并产生系列的物理、化学及生物作用，形成壮观的海底冷泉系统(陈多福等，2002；陈忠等，2007；Judd and Hovland, 2007).冷泉活动在海洋环境中广泛分布，在世界各大洋中都有发现(Judd，2003)，已在浅水近岸地区和陆架区、大陆坡、增生复合体区域、大陆边缘的深水区等区域发现了海底冷泉的存在，是主动和被动大陆边缘普遍存在的海洋地质现象(栾锡武等，2010).潜在的能源因素和环境效应使海底冷泉及相关研究备受关注，海底冷泉研究在海洋工程安全、天然气水合物、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都具有重要意义.

盆地内部广泛发育的气烟囱构造、活动断裂构造、深水水道和海底滑坡等渗漏构造为浅部和深部的流体提供了运移通道(吴时国等，2010)，部分流体在合适的温压条件下形成了天然气水合物沉积，部分流体在海底渗漏逸散，形成海底麻坑、海底丘状体/大型海底圆丘和泥火山等流体逸散微地貌(尚久靖等，2013)，在微生物的生物化学沉积作用下海底容易形成冷泉碳酸盐岩和少量的硫化物、硫酸盐等(陈多福等，2002)，而天然气、油滴、水等(包括细粒沉积物)流体成分则容易溢出海底形成水体羽状流，因而冷泉流体活动羽状流成为海底冷泉正在活动的最直接证据.

由于海底直接观测成本较高、风险较大、效率较低，因而地球物理探测方法是观测冷泉活动羽状流的重要手段.目前，海底摄像、侧扫声呐、浅地层剖面仪、高频地震记录、单波束回声探测器和多波束测深系统均捕捉和探测到羽状流的形态特征(Sassen et al., 2001; Kruglyakova et al., 2002; Greinert et al., 2006; 栾锡武等, 2008, 2010; 顾兆峰等, 2006, 2008)，表明天然气、水等地层渗漏流体在海底喷溢，在海底附近水体中形成毫米量级到上千米高度不等，宽度从毫米量级到几百米不等的羽状形态的活动冷泉.目前的探测手段主要基于冷泉气泡对声波的散射，而冷泉气泡与海水可以形成一个强波阻抗界面，当气泡尺度与声波波长达到发生散射的条件时，高频声波后向散射便会被记录下来.与以往方法不同，本文利用中低频多道反射地震方法对海水层进行成像(地震海洋学方法)，基于羽状流与背景海水的反射地震特征差异分析活动冷泉在多道反射地震剖面上的活动特征.由于东沙隆起附近海域与中建南盆地北部附近海域在过去和现在发育大量与冷泉活动相关的流体逸散结构特征，因而本文主要以这两处作为研究参考区域，对大量多道反射地震数据的海水层和地层部分分别进行处理，分析和总结冷泉流体活动相关特征，并分析可能与活动冷泉相关的盆地流体逸散结构.

东沙隆起属于珠江口盆地中央隆起带东部的一个次级构造单元(图 1)，其东侧为台西盆地和台西南盆地，南侧为潮汕坳陷，西南为珠二坳陷，西侧为番禺低隆起，北侧为珠一坳陷，其构造演化可以分为5个阶段：白垩纪的挤压阶段、古新世-早渐新世的伸展断陷阶段、早渐新世末期的抬升剥蚀阶段、晚渐新世-中新世的快速裂后沉降阶段、晚中新世以来的断块升降阶段(刘安等，2011).在晚新生代8 Ma以来，受到中国东部大陆边缘与吕宋岛弧碰撞所产生的构造运动的影响，该区域经历了两次重要的构造运动，即东沙运动(9.8~4.4 Ma)和流花运动(1.89~1.4 Ma)，尤其于新构造运动时期的流花运动使该区域产生断裂和褶皱(吴时国等，2004a).东沙隆起带位于活动的构造区，西部是稳定的华南地块，东南发育冷却洋壳的热沉降，东面则是沿马尼拉海沟发生消减的大陆边缘，北部是残留的火山弧--澎湖凸起.陆坡区和邻近海陆过渡带复杂的构造运动能够形成良好的气体运移通道(主要是断裂、底辟、海底滑坡等构造)以及欠压实、高孔隙度沉积物中的水合物储集空间.一方面，大量流体会沿着这些断裂、底辟运移渗漏在海底形成冷泉活动和麻坑、泥火山等流体逸散残留地貌；另一方面这些沉积物能够供应大量的流体(天然气和水等)，在渗透性相对高的碎屑流和浊流沉积物中形成水合物，而这些水合物一般在地震剖面上以出现似海底反射层、弱振幅带等标志，在声波测井剖面上呈现高速层、速度倒转等特征，天然气水合物的裂解则会导致海底不稳定和甲烷气体释放等冷泉活动(宋海斌等，2001；吴时国等, 2004a, 2004b；龚跃华等，2008；吴能友等, 2008, 2009；Sun et al., 2012).研究指出，在神狐海区至少发生过一次冷泉流体活动，形成了早晚两期冷泉碳酸盐岩，而在东沙群岛海区则发生了至少3次冷泉流体活动，形成了多期冷泉碳酸盐岩(陈忠等，2008).

图 1

Fig. 1

图 1 研究区域和多道地震测线位置位于南海北部(东沙隆起)与西部(中建南盆地北部) Fig. 1 Position and seismic lines of the study area in the north (Dongsha Uplift) and west (Zhongjiannan Basin) of South China Sea

中建南盆地位于南海西缘走滑大陆边缘区域，中南半岛以东，北与莺歌海盆地和琼东南盆地相邻，南与万安盆地相接，东部为南海西南海盆(图 1).中建南盆地发育始于白垩纪末期--古近纪早期，属于早期断陷、后期经走滑改造而成的复合型盆地，其构造演化经历了断陷、断坳--压扭或走滑反转、区域沉降3个阶段，发育伸展、走滑及压扭性构造样式，局部构造发育，构造圈闭类型丰富多样，主要受到越东断裂带的活动控制(陈玲和钟广见，2008；Fyhn et al., 2009).盆地内岩浆活动剧烈，火成岩体发育，规模大、数量多，主要发育在中南部.规模较大的岩体往往与断裂伴生，沿断裂带走向呈条带状分布，规模较小的岩体则星罗棋布于盆地的坳陷或隆起中，部分火成岩体刺穿海底形成海山或海丘，本研究区则主要分布在盆地北部的坳陷与隆起带中(高红芳和陈玲，2006).盆地地处减薄的地壳之上，热流值较高，有利于烃源岩的高效转化.过去相关研究在盆地西北隆起带及盆地西部、中部和南部等多处地方都发现有油气渗漏和相关显示，其海底表层沉积物在整个南海区域是具有明显烃异常的地球化学异常区(吴必豪等，2003；高红芳等，2007；Fyhn et al., 2009).除此之外，该研究区海底还发现有大量与盆地流体逸散相关的麻坑、泥火山等残留地貌，规模都在千米量级，分布密度大，数量多.而这些麻坑常与盆地内部断层、气烟囱、裂隙和流体管道等相关流体逸散结构相连(Sun et al., 2013; 陈江欣等，2015；Chen et al., 2015)，表明该区域过去曾发生过大范围的海底流体渗漏活动，现在仍在继续，海底冷泉活动也很可能大范围发育.

地震海洋学方法是利用常规海洋多道反射地震方法对海洋水体进行成像的一种方法(Holbrook et al., 2003; Song et al., 2012a; Song et al., 2012b).与浅地层剖面，回声测深和侧扫声呐等高频声学方法不同，多道反射地震方法的声波探测主频一般较低，分布在几十赫兹，其主要原理是利用目标物体与周围物质的波阻抗差异.与海底以下地层相比，海水的物性(主要是温盐差异)差异较小，海水层的反射地震信息一般振幅较弱，信噪比偏低，但海水声速一般变化不大.过去的研究证明，地震海洋学方法不仅能对海洋内部水体进行成像，刻画中尺度涡旋和内波等物理海洋现象，而且能够对海底边界附近的水体进行成像，从而能够帮助揭示海底边界附近的各种复杂作用/过程(陈江欣等，2016).

由于海洋水体的反射能量与地层相比较弱，在常规多道地震叠加偏移剖面上往往成空白区域.海水层与地层的处理流程并不相同，因而我们对海洋水体与海底以下地层的反射地震资料分别进行处理，并分别调整剖面色度值范围以达到适应水平，然后以海底为线对处理后的剖面进行拼接，从而能够对海底边界附近的冷泉活动现象进行综合解释.海水层和部分海底以下浅地层的反射地震剖面处理流程主要包括(1)：定义观测系统，直达波压制与振幅恢复，高通滤波，共中心点抽道集，常速水平叠加(海水声速)以及部分海水层剖面经过叠后FK滤波处理.部分海底以下地层反射地震剖面经过常规处理，处理流程主要包括(2)：数据质量控制，振幅补偿，6~100 Hz带通滤波，多次波压制，反褶积，速度分析，动校正，共中心点叠加，叠后噪声压制，4~70 Hz带通滤波和FX偏移.

世界各大陆边缘盆地广泛发育各种海底流体渗漏、逸散活动.盆地内部的流体通过各种流体逸散结构从深部向浅部运移，在海底渗漏、逸散，形成各种复杂流体活动地貌特征.研究表明，冷泉活动与盆地内部各种底辟、管道、气烟囱、断层、裂隙和多边形断层等流体逸散结构相关，而在海底往往与海底麻坑、泥火山、丘体、塌陷和其他复杂的流体逸散地貌特征相关(Berndt, 2005; Judd and Hovland, 2007).

海底泥火山常常与盆地内部的泥底辟构造相伴生，泥底辟突破海底发生流体喷溢便形成泥火山，其主要成因是盆地内部欠压实泥页岩内部的超压流体在密度倒置的浮力作用下突破上覆沉积层，在海底喷发逸散所形成(Kopf, 2002).活动泥火山气体羽状流曾被高频声学方法所捕捉到，例如：Sauter等(2006)利用38 kHz的回声测深仪探测到Håkon Mosby泥火山上方大约宽约300 m、高约500 m甲烷羽状流；而Rovere等(2014)利用多波束测深系统探测到水体内部高约700 m的羽状流.

东沙隆起附近发育一些泥火山(阎贫等，2014)，图 2所示反射地震剖面位于东沙隆起之上，水深约为1400 m，为图 1测线D120.我们在剖面左侧海底附近发现两处海底正地形凸起，在这里将其解释为泥火山(MV1，MV2).泥火山(MV1)剖面内高度约有200 m，直径约2 km.该泥火山下方可以观察到近乎垂直的，内部振幅偏弱、反射杂乱的泥火山流体供给通道，该通道与周围成层状围岩具有明显边界，表明其流体来自深部地层.右侧泥火山(MV2)剖面内高度约有50 m，直径约1 km.与泥火山(MV1)不同，该泥火山规模较小，不具有独立的垂向流体供给通道，但黄色虚框内部浅部地层反射杂乱，振幅偏弱，下方又存在比较明显的反射空白带(可能为富气地层)，我们推测其泥质塑性流体很有可能主要来自浅部地层，部分气体来自左侧泥火山(MV1)沿浅部地层横向供给和深部气烟囱的供给.泥火山(MV2)上部海水层存在明显的垂向反射异常条带，高约900 m，宽度不超过2 km，内部反射模糊，振幅偏高，呈羽状形态，我们将其解释为活动泥火山流体喷溢所造成的气泡羽状流的反射地震特征.而泥火山(MV1)上方不存在这种明显的反射地震特征，我们推测这可能有2个原因：(1)泥火山(MV1)反射振幅偏弱，表明反射地震剖面对该泥火山侧面成像，可能没有捕捉到气泡羽状流；(2)泥火山的喷发往往具有幕式特征，而泥火山(MV1)可能并不在活动期.

图 2

Fig. 2

图 2 测线D120多道反射地震剖面，位置如图 1所示 泥火山(MV1)有明显的垂向流体供给通道，而泥火山(MV2)的流体来源很有可能来自浅部地层.泥火山(MV2)顶部白色虚框的反射地震异常被解释为活动泥火山喷溢所形成的羽状流.地震剖面经处理流程(1)处理. Fig. 2 Multichannel seismic section D120, see position in Fig. 1 Showing obvious vertical conduit for mud volcano (MV1) and probable fluid origin of mud volcano (MV2). Abnormal seismic reflection outlined in white dashed line above MV2 is caused by a bubble plume based on the interpretation. Seismic sections are processed in sequence (1).

海底麻坑是由于天然气、水等流体在海底表面逸散，带走部分沉积物颗粒而形成的海底凹坑，其规模大小不一，形态多种多样，成因也比较复杂(Judd and Hovland, 2007).我们在研究区域发现大量海底麻坑，尤其在中建南盆地区域.这些麻坑规模较大，直径多在千米量级，呈圆形、椭圆形、新月形、长条状和不规则状等形态发育，与盆地内部断层、管道、底辟、裂隙和气烟囱等流体逸散结构相连(Sun et al., 2013; 拜阳等，2014；陈江欣等，2015；Chen et al., 2015).

图 3所示剖面位置如图 1测线J80所示.我们在海底可观察到三处海底麻坑发育，分别为PM1，PM2，PM3，剖面内直径均约为1 km.麻坑(PM1)上方水体反射地震特征异常，振幅偏弱，反射杂乱并切断海底水体连续同相轴，呈右倾扫帚状几何特征，宽度为1~1.5 km，高出海底约有150 m.分析认为，这种反射结构特征反映了海流流经麻坑时在麻坑内部产生向上流动分量的上升流与麻坑内部流体逸散活动的双重作用，很可能反映了含有大量沉积物颗粒的冷泉流体活动反射地震特征.剖面显示，麻坑(PM1)与盆地深部底辟活动相关，深部流体自底辟沿着小裂隙与断层流体通道，向上运移，在海底逸散并导致麻坑内部的沉积物再悬浮，这些悬浮沉积物又被麻坑内部的上升流所带走(陈江欣等，2016).而麻坑(PM2、PM3)上方水体并未发现类似的反射结构形态，其地层内部流体逸散结构也并不明显，成因未知.

图 3

Fig. 3

图 3 测线J80多道反射地震剖面，位置如图 1所示 麻坑(PM1)羽状流具有扫帚状几何特征，反映了麻坑内部上升流与流体逸散活动的双重作用.海水层与地层内部反射地震剖面分别经处理流程(1)和(2)处理. Fig. 3 Multichannel seismic section J80, see position in Fig. 1 Showing broom geometric feature above PM1, which indicates the interaction of upwelling and fluid escape activity within PM1. Seismic sections above and underneath the seafloor are processed in sequence (1) and (2) respectively.

图 4所示地震剖面同样位于中建南盆地北部区域，剖面左侧为斜坡带，右侧为一斜坡阶地地形.海底发育一处海底麻坑，剖面内直径约为1.5 km，麻坑上方水体反射特征异常，右倾扫帚状发育，振幅偏弱，内部反射杂乱并切断海底水体连续同相轴，高出海底约200 m，宽度主要为1.5~2 km.剖面显示，该麻坑与地层内部流体管道(剖面内直径约1 km)直接相连，流体源自盆地深部底辟活动.这表明，该异常反射地震特征反映了流体在海底渗漏逸散所形成的活动冷泉，由于其内部反射结构特征与麻坑(PM1，图 3)相近，因而我们推断冷泉流体同样含有大量的悬浮沉积物颗粒.

图 4

Fig. 4

图 4 测线JL16-1多道反射地震剖面，位置如图 1所示 麻坑(PM)上方扫帚状几何特征，与麻坑(PM1，图 3)相似，也可能含有大量的悬浮沉积物颗粒.海水层与地层内部反射地震剖面分别经处理流程(1)和(2)处理. Fig. 4 Multichannel seismic section JL16-1, see position in Fig. 1 Showing broom geometric feature similar with PM1 in Fig. 3, which probably contain large quantity of suspended deposits.Seismic sections above and underneath the seafloor are processed in sequence (1) and (2) respectively.

流体管道是盆地内部广泛存在的一种流体逸散通道，常常成为麻坑、泥火山(底辟)的流体供给通道.管道一般垂向发育，延伸几百米或者几千米，在3D反射地震水平切片中一般呈圆形或椭圆形形态，内部反射杂乱，往往是排驱出来孔隙流体的逸散通道.图 3右侧底辟上方发育比较明显的流体管道，我们可以看到其内部反射杂乱，流体并未突破海底，但形成反极性强振幅带，被解释为气体聚集所形成的亮点.图 4底辟上方同样发育比较明显的流体管道，管道底部与顶部分别与底辟和麻坑相连，成为流体自深部向浅部渗漏和逸散的通道.

地层内部断层普遍发育，一方面断层活动能够促使形成各种构造油气藏，另一方面断层可以作为油气运移通道，帮助油气的二次运移和成藏.但很多活动深大断裂和浅部断层往往刺穿地层直达海底，这会成为油气等盆地流体逸散的通道，从而造成盆地的油气泄露和各种温室气体的排放.这些渗漏的石油往往在海面形成油花，天然气泄露也会在海面形成气泡，这往往成为油气勘探的指示标志.过去的研究证明，天然气的渗漏会在海底形成复杂的冷泉系统，也会造成海底不稳定，从而影响海洋钻井平台的安全性.

冷泉广泛发育区域往往发育很多断层，直达海底.图 5所示剖面位于东沙隆起，水深位于800~1200 m，位置如图 1所示.图 5海洋水体内部成层性较好，表明海水动力混合作用较弱.沿海底上方存在席状披盖的弱振幅反射杂乱带，高出海底约100 m.陈江欣等(2016)分析推断这反映了海底湍流边界层的反射地震特征.我们在左侧海底附近发现一处反射地震异常体，海水呈层状反射同相轴在该处发生严重倾斜，呈左倾近扫帚状，内部呈反射杂乱状，与周围反射振幅相比偏弱，并切断海底湍流边界层，高出海面约200 m，直径约2 km，并与地层内部断层相连.由于海底并无明显起伏，海水内部稳定，因而我们推测这种现象的出现很有可能反映了稳定海水受到地层流体沿海底断层渗漏、逸散而形成的冷泉流体活动的影响，从而形成的反射地震异常特征.

图 5

Fig. 5

图 5 测线D152多道反射地震剖面，位置如图 1所示 海底附近发育海底湍流(对数)边界层，断层上方冷泉羽状流发育.反射地震剖面经处理流程(1)处理. Fig. 5 Multichannel seismic section D152, see position in Fig. 1 Showing turbulent bottom boundary layer along the seafloor and seepage plume above faults. Seismic section is processed in sequence (1).

海底断层上方海水层往往会产生类似上述异常反射特征，这种现象较为普遍存在.图 6所示剖面位于东沙隆起之上，与图 5类似，海底中部偏左位置发育一处反射地震异常，高出海底约800 m，宽度约200 m，右倾垂向羽状条带发育，使周围成层状海水同相轴发生间断，内部反射振幅较弱近空白反射，条带底部与海底凹坑相连，凹坑与地层内部断层相连.我们认为这也与海底冷泉流体活动有关.从地震剖面来看，其流体来源同样是地层内部流体沿断层而产生的渗漏和逸散.海水内部复杂的动力混合作用可能会导致这种现象发生，但目前我们还无法对这种可能原因做出合理解释.

图 6

Fig. 6

图 6 测线D256多道反射地震剖面，位置如图 1所示 海底断层上方水体发育异常反射地震特征，被解释为冷泉羽状流.反射地震剖面经处理流程(1)处理. Fig. 6 Multichannel seismic section D256, see position in Fig. 1 Showing plume geometric feature above the fault. Seismic section is processed in sequence (1).

东沙隆起区域发育大量断层和裂隙，图 7所示剖面位于东沙隆起之上，地层凹陷内部发育大量断层与裂隙.剖面深部地层内部反射杂乱，底辟活动突破凹陷底部上覆地层.凹陷底部地层明显振幅较弱，反射杂乱，大量流体可能会逸散进入凹陷内部聚集成藏，部分流体可能会沿断裂--裂隙往浅部运移.凹陷顶部部分地层遭受剥蚀，并沉积了较新的沉积物，形成角度不整合界面.该套浅部沉积物底界遭受凹陷内部部分断层活动的影响而发育了一些小裂隙，如图 7黄色箭头所示区域附近.深部流体一方面会通过这些裂隙进入高孔隙度的浅部沉积物充填，使浅部地层反射振幅减弱甚至空白；另一方面会沿着浅部小断层和高渗透率的浅部地层在海底逸散、渗漏.我们在剖面左侧海底附近发现一处海水反射地震异常区域，如图 7白色虚框所示.该异常周围海水成层性较好，异常体内部反射振幅减弱，但仍能看到海水成层状分布，左倾呈垂向羽状条带几何形态，几乎直达海底，高出海底约200 m，直径约1.5 km.该异常体与浅部沉积物和凹陷内部的裂隙--断层相关，我们推测这同样是由于地层内部流体在海底的渗漏逸散所形成的羽状流反射地震特征，气体含量较高容易使海水密度和声速变低，从而造成羽状流内部反射减弱.

图 7

Fig. 7

图 7 测线D240-1多道反射地震剖面，位置如图 1所示 深部底辟活动流体进入凹陷内部，并沿着凹陷内部的断层和裂隙运移，部分在浅部沉积物充填，部分在海底渗漏逸散.白色虚框被推测为反映冷泉羽状流的反射结构特征.海水层与地层内部反射地震剖面分别经处理流程(1)和(2)处理. Fig. 7 Multichannel seismic section D240-1, see position in Fig. 1 Showing fluids from deep diapirs migrate along faults or fractures in the depression, partly charging the shallow sediments and partly escaping through the seafloor. Seismic reflection outlined in white dashed line is speculated to show the feature of cold seep plume. Seismic sections above and below the seafloor are processed in sequence (1) and (2) respectively.

气烟囱是天然气垂向运移造成沉积层反射振幅减弱而产生的垂向烟囱状的天然气逸散通道，在海底往往与海底麻坑相连.与流体管道不同，气烟囱内部一般反射较弱，内部反射并不杂乱，有时会看到由于声速降低而造成的沉积层同相轴下拉现象.图 2浅部地层由于气体运移而造成反射能量降低，地层同相轴横向连续性间断，这些天然气或许成为泥火山逸散流体的主要来源.

我们在图 8所示剖面海底附近发现有三处海水异常反射地震特征，如白色虚框所示左中右三处.与背景海水相比较，异常体内部反射振幅较弱，内部反射结构成层状但相对杂乱，整体呈羽状几何形态，宽度均约有1 km，高度为150~200 m.特征底部均与海底凹坑相连，我们推测为海底麻坑.这些海底麻坑下方发育大量垂向烟囱状的反射结构，直径可能只有几十米，内部可以看到反射同相轴下拉现象，被解释为气烟囱.这些气烟囱内部反射振幅较弱，表示天然气的垂向运移通道.剖面显示，深部的地层流体突破上覆地层，部分沿着气烟囱向上运移并在海底逸散.我们推测，水体的异常反射结构也正反映了海底天然气的渗漏逸散，为冷泉羽状流.气烟囱下半部分并不明显，这可能是由于地震剖面并没有对其所在位置精确成像.

图 8

Fig. 8

图 8 测线L144多道反射地震剖面，位置如图 1所示 深部流体突破上覆地层，沿着气烟囱向上运移，并在海底渗漏、逸散形成海底麻坑.白色虚框推测为冷泉羽状流的反射结构特征.海水层与地层内部反射地震剖面分别经处理流程(1)和(2)处理. Fig. 8 Multichannel seismic section L144, see position in Fig. 1 Showing pockmarks resulting from seabed fluid flow, fed by fluids migrating from deep through the gas chimneys. Seismic reflection outlined in white dashed line is speculated to show the feature of cold seep plume. Seismic sections above and underneath the seafloor are processed in sequence (1) and (2) respectively.

泥火山的产生是由于欠压实泥页岩的底辟活动所形成的，但泥底辟活动并不一定都产生泥火山，这取决于底辟活动的构造环境、深度或压力、温度和流体等因素的控制.图 2所示泥火山(MV1)由于成像深度较浅，底辟发生位置难以成像，但是可以看到明显的泥火山供给通道；泥火山(MV2)为一浅部泥火山，浅部地层底辟活动明显，内部反射杂乱，流体活动比较剧烈.

我们在东沙海域某剖面(图 9)海底附近发现两处内部振幅较弱、地震反射杂乱且近乎空白的不规则状几何形态特征，高度约200 m，最宽约3 km.其底部与地层内部垂向、内部反射杂乱的地震相特征结构相联系，而这种结构特征与底辟活动类似，我们解释为泥底辟.底辟(Diapir 1)内部流体自深部聚集，沿流体管道在海底逸散，但海底附近并未发现明显的泥火山地貌特征，很有可能形成具有凹坑特征或饼状的泥火山.由于周围海水成层性较好，其上方水体发育的不规则状反射地震特征可能是由于泥火山的流体逸散所形成的冷泉气体渗漏.

图 9

Fig. 9

图 9 测线D216B多道反射地震剖面，位置如图 1所示 深部底辟流体沿流体逸散通道向上运移，并在海底渗漏、逸散.白色虚框推测为冷泉羽状流的反射结构特征.海水层与地层内部反射地震剖面分别经处理流程(1)和(2)处理. Fig. 9 Multichannel seismic section D216B, see position in Fig. 1 Showing fluid escape features.Seismic reflection outlined in white dashed line is speculated to show the feature of cold seep activity. Seismic sections above and below the seafloor are processed in sequence (1) and (2) respectively.

底辟(Diapir 2)上方发育与底辟(Diapir 1)类似的冷泉气体渗漏，但是范围更广，高约150 m，最宽约5 km，其主要原因与地层内部大范围的底辟活动相关.底辟(Diapir 2)内部流体自深部沿着宽约4 km的通道向上逸散，内部反射杂乱，并伴有反射同相轴上拉现象，表示流体活动剧烈，并可能伴有大量岩石角砾；浅部地层变形严重，内部反射空白，表明部分流体(气体、水为主)在浅部聚集形成浅层气藏，部分流体沿着浅部的断层、裂隙在海底渗漏、逸散，冷泉气体渗漏可能形成的异常地震反射正发育在这些海底断层、裂隙的上方.

海洋多道反射地震方法能够对海洋水体进行成像，结合盆地内部流体逸散活动特征，我们对海底可能存在的冷泉流体逸散活动进行解释和推断，并对上述分析总结成表，见表 1.综上分析认为，海底流体逸散活动往往形成羽状、扫帚状和不规则状几何形态，内部反射杂乱，反射振幅偏弱.但也有反射振幅增强出现，如图 2泥火山上方，我们推测这更可能是由于泥火山喷溢，带有较多泥质和细粒颗粒物悬浮所造成的.含有大量气泡的水体和海水溶解气体均会造成水体内部密度降低，声速降低，这在一定程度上会造成冷泉羽状流内部整体波阻抗降低，振幅减弱.气泡的含量和规模大小也会造成水体内部或不会受到影响而保持层状结构(如图 7)，或者会受到较大影响，影响海水的成层性，造成反射杂乱(如图 5)，而图 8所示冷泉羽状流的相关特征则处于这两种情况之间.很多时候冷泉活动呈区域性分布，而且基本上都呈现缓慢渗漏的特点，大范围、大量小气泡的广泛活动或许更容易呈现内部反射模糊杂乱的不规则形态羽状流(如图 9).海底冷泉流体活动处于海底物质与能量交换的活跃区域，各种物理海洋现象、沉积动力过程和生物地球化学活动比较发育，图 3所示冷泉羽状流的形态特征和内部反射特征正是受到了麻坑内部异常上升流的影响而形成的.不可否认的是，本文虽然基于水体和地层内部流体逸散活动的反射地震特征进行综合分析，但是仍然存在解释的多解性.冷泉活动的幕式特征、流体活动的规模大小、复杂海底边界动力过程、复杂成分羽状流的反射地震特征和地震成像结果等因素都可能会对分析结果产生较大影响.

表 1(Table 1)

表 1 海底冷泉流体活动反射地震(地震海洋学)特征及盆地流体逸散结构 Table 1 Seismic reflection (Seismic Oceanography) characteristics of submarine cold seep activities and fluid escape features in the basins 测线 反射地震(地震海洋学)特征 规模大小 流体逸散结构 图 几何形态 反射结构 振幅 宽度 高度 D120 羽状 模糊 强 ~2 km ~900 m 泥火山 图 2 J80 扫帚状 杂乱 弱 1~1.5 km ~150 m 麻坑、底辟 图 3 JL16-1 扫帚状 杂乱 弱 1.5~2 km ~200 m 麻坑、管道 图 4 D152 扫帚状 杂乱 弱 ~2 km ~200 m 断层 图 5 D256 羽状 空白 弱 ~800 m ~200 m 断层 图 6 D240-1 羽状 弱成层 弱 ~1.5 km ~200 m 裂隙、断层 图 7 L144 羽状 弱成层 弱 ~1 km 150~200 m 麻坑、气烟囱 图 8 D216B 不规则状 杂乱空白 弱 ~3 km ~200 m 泥底辟、断层 图 9

表 1 海底冷泉流体活动反射地震(地震海洋学)特征及盆地流体逸散结构 Table 1 Seismic reflection (Seismic Oceanography) characteristics of submarine cold seep activities and fluid escape features in the basins

通过对东沙海域和中建南盆地海域大量反射地震剖面进行解释分析，在海底附近水体发现了大量呈羽状、扫帚状和不规则状几何结构的反射地震异常，这些异常结构内部一般反射杂乱，振幅偏弱，与周围成层状的均匀海水反射成鲜明对比.经与海底以下地层的盆地流体逸散结构特征进行对比分析认为，这些异常反射地震特征结构反映了海底冷泉流体活动的反射地震特征.但也有振幅增强的情况出现，我们推测这可能是由较多泥质和细粒颗粒物悬浮所造成的.

研究区域地层内部发育大量的流体逸散结构，深部的盆地地层流体经过底辟、流体管道、气烟囱、断层和裂隙、麻坑或者泥火山在海底渗漏、逸散，容易形成冷泉流体渗漏和逸散活动，而这些流体成分往往比较复杂，一般包括天然气、油滴、水和/或悬浮沉积物等成分.本文通过解释分析，描述了盆地流体逸散结构相关特征，讨论了盆地流体自地层内部向海底逸散的活动机制，圈画了活动冷泉流体活动可能存在的规模、位置和范围，详见表 1总结.本文分析结果一方面还需要进一步实地研究论证这些异常反射结构真正的产生原因，另一方面可以为进一步活动冷泉的地质与地球化学研究提供新的研究参考思路，并可促进冷泉活动相关研究进展.

感谢国土资源部广州海洋地质调查局对本研究工作的支持，感谢资料处理所冯震宇所长、张宝金副所长对该研究工作的指导和帮助，以及感谢其他各位同事对本研究工作提供的建议和指导，和在学习生活方面提供的无私帮助.感谢Enago (www.enago.cn)机构对本文英文部分的检校.感谢匿名审稿人的审稿意见使文章内容修改得更加完善.