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海洋地质灾害会给海上石油钻井平台、通讯光缆等工程建构筑物、设施设备等造成严重的损坏,甚至会造成重大的人员伤亡,因而研究海洋地质灾害发育对于减小甚至避免损失显得十分必要。本文研究区为我国南海西沙海域,该区内的永兴岛被设为三沙市的行政驻地,海洋开发战略意义重大,相应的工程建设、资源开发等活动必然也随之增多。对于这一海域,前人在沉积学、地球深部构造、古环境、地球化学等方面进行了卓有成效的研究,然而在海洋地质灾害方面却缺乏较为精细的研究。因此,利用地球物理资料,分析该海域可能存在的海洋地质灾害类型与分布,并借助一定的海底地貌演化趋势研究方法,探讨与其相关的地质灾害的发育及演变,研究结果将对本区的工程选址和防灾减灾决策起重要参考作用。 本文所利用资料主要有国家973项目在我国西沙群岛海域所采集的两条(XI1、XI2)高分辨率单道地震数据资料,另有西永1井、西永2井、西石1井、西琛1井四口珊瑚礁区钻井资料,以及前人在西沙及其邻近地区地质地貌地层年代划分等研究成果资料。首先对剖面上的潜在地质灾害进行了有效识别,识别出该区存在断裂、滑坡、浅层气等潜在地质灾害,其次借助自仿射分形模型计算出西沙地区不同时代地质剖面线分维值,作出并比对了西沙地区不同时代地质剖面线空间频谱特点,通过以上两种手段联合定量定性分析了西沙地区构造地貌未来趋势。最后借助地理信息系统实现了空间定位,结合构造地貌发育趋势的研究结果,分析了西沙地区潜在地质灾害发育规律,并预测了其未来演变趋势。本文的主要结论有以下: (1)西沙海区潜在的海洋地质灾害主要有断裂、浅层气、滑塌、浅埋礁等,其中断裂主要分布于西沙碳酸盐岩台地东南部,浅层气则在玉琢礁外围及西沙碳酸盐岩台地西南部有较多分布,滑塌等主要分布在碳酸盐岩台地东南部陡崖及斜坡上部地区,浅埋礁则主要分布在台地内部珊瑚礁区。 (2)自古近纪至今不同时代地质剖面线拟合的一维过渡分形函数表现为由古及今分维值呈总体增大、后期较稳定的趋势,表明内外营力对西沙海域地貌改造自古近纪以来总体呈现缓慢增加趋势,不同时代略有差异,后期基本趋于稳定。分维值及频谱比对结果显示T50、T40、T30、THD表现为低频段呈较高一致性,在一定程度也反映了中中新世以来西沙海区处于构造较稳定状态。据此认为西沙群岛珊瑚礁区潜在地质灾害受构造活动减弱影响,未来受内动力因素影响潜在地质灾害总体发育规模程度等均向减弱方向发展,外动力因素在西沙地区潜在地质灾害发育的控制作用趋强; (3)台地内部珊瑚礁区滑塌范围趋于缩小,礁区受水动力作用侵蚀范围亦将随生物礁范围的萎缩而缩小,因快速沉积而可能造成浅层气及天然气水合物类潜在地质灾害范围将向扩大趋势发展。碳酸盐台地边坡地区滑塌及台地东南部活动断裂区域在未来仍将是潜在地质灾害危险性地区。