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广州海洋地质调查局创新海底大地电磁探测技术

2020-08-31 11:23:23    来源: 中国自然资源报    作者:陈惠玲 乔静蕾

近日,中国地质调查局广州海洋地质调查局组织实施的南海大地电磁科学探测航次胜利返航。航次完成了我国首次横跨南海海盆古扩张脊的深水大地电磁科学探测,这也是目前我国实施的规模最大、平均作业水深最深的海底大地电磁探测。

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左图为航次作业现场。

南海是西太平洋最大的边缘海,被科学家们誉为研究边缘海形成演化的天然实验室。要揭示南海形成演化奥秘,了解其深部结构是关键。本航次历时 30天,由“海洋地质四号”船实施。探测测线长260公里,平均作业水深4100米,最大作业水深4443米,共完成46台站电磁探测任务。航次获得了一批高质量、高精度海底大地电磁数据,将为揭示南海深部结构、编制南海岩石圈壳幔结构大剖面提供有力支撑。

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天然源电磁测量是研究地球内部电性结构的探测方法,具有探测深度大、分辨率高和成本低等优点,可直观研究地球内部热状态和流体分布。国际上利用这一手段开展了大洋莫霍面、洋中脊扩张、俯冲带构造等深部探测,取得一系列重要发现。由于仪器设备等方面的原因,我国之前尚未在这一技术手段应用方面取得重要突破。

2020年,广州海洋地质调查局启动南海岩石圈壳幔结构大剖面综合调查,针对我国自主研发的海底大地电磁设备工作水深不足、设备数量不多、回收作业效率不够高等技术难点,联合中国地质大学(北京)对作业设备及工作流程进行了提升、优化,实现了海底大地电磁探测技术创新。

一是通过仪器改造和耐压试验验证,将海底电磁接收机及配套导航信标工作从水深4000米增加至4500米,提高了设备深海作业能力。二是优化海上作业流程,将现有的23套作业设备的回收及投放流程进行了统筹结合,仅通过3轮投放即完成全部46个台站电磁测量,获取到高质量的有效数据。三是改进电磁接收机回收流程,通过运用导航信标监控设备上浮等状况,实现精准打捞,大幅提高设备回收效率。该航次获取了高质量南海海盆大地电磁数据,同时也开创了国内大规模应用海底大地电磁方法开展深部探测的先河。

据介绍,经过10余年发展,广州海洋地质调查局已拥有一支海洋电磁探测专业团队及20余台套海洋电磁设备,在南海北部海域累计完成近200站位的海洋天然场源和可控源电磁探测,为天然气水合物试采井位优选等提供了有价值的地球物理依据。

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