随着我国海洋科技战略的实施，海洋地质人将更多的目光投向了未知的深海。在这片未知的区域——深海底过去、现在以及未来发生了或者将会发生哪些不为人知的地质灾害呢？

在过去的十年中，我国深水技术发展较为迅速。最近几年来，国内学者也开始关注深水地质灾害作用，探讨深海地质灾害对深水钻井、光缆等深海工程安全的地质风险评价。

1、天然气水合物分解

天然气水合物（gas hydrate），也称“可燃冰”，是当前海洋地质科学和能源研究的热点科学问题。一方面，天然气水合物以其巨大的储量，有望成为未来重要的替代能源；另一方面，它在海底灾害预测和全球气候变化研究中具有不可忽视的作用。天然气水合物分解引起地层承载力的不均匀分布，这将威胁到海洋工程的安全，如造成钻井平台桩腿的不均匀沉降，甚至导致平台倾覆。另外，气体的突然释放会对输送管道产生破坏作用，特别是高压浅层气释放时轻则侵蚀套管，重则造成井喷，甚至可能引起平台燃烧，造成生命及财产的损失。例如2010年4月20日，在美国墨西哥湾深水作业的BP公司“深水地平线”钻井平台发生爆炸造成了11人伤亡以及重大财产损失，漏油事故的发生，使得海底连续87天不断喷涌而出至少5.18亿升原油，造成了墨西哥湾海域前所未有的环境灾难， BP在财报中列出了372亿美元赔付支出（包括赔偿基金200亿美元）。

图1  天然气水合物分解可能引发的钻井风险示意图

2、浅水流

浅水流（shallow water flow）是分布于海底数百米以内浅地层中的超压砂体，在超压驱动下形成砂水流，在钻井时高速喷出，对深水钻井产生严重的灾害。浅水流的形成需要满足三个条件：砂质沉积物、有效封堵层及异常超压。在盆地浅部，当砂体被低渗透率地层封闭时，很容易导致浅水流的形成。1985年在墨西哥湾首次发现浅水流事件，其后在里海南部、挪威海和北海等深水油气开发区也都曾遇到过。据统计，墨西哥湾用于预防浅水流和修复被损钻井的费用已超过2亿美元。据Fugro地质服务公司报道，全球大约有70% 深水井遇到过浅水流问题。

图2  浅水流形成机制示意图

3、海底滑坡

海底滑坡（submarine slide）是发生在大陆架边缘和大陆坡上的一种块体搬运沉积体系（mass transport deposits，简称MTDs），导致浅地层结构受到破坏，给深水油气和天然气水合物钻井及深海工程带来巨大影响。海底滑坡的发育规模不等，最大可以达到几千平方公里，对原生沉积具有极大地破坏和改造作用，它能将沉积物运移至数百甚至数千公里之外。由于深水钻探位于大陆坡区，大陆坡上海底滑坡形成的海底不稳定性也是历史上重要海洋地质灾害事件。无论是被动大陆边缘还是活动大陆边缘，都经常有海底滑坡发生（图3）。海底滑坡对深海工程具有很大的破坏性。1929年11月18日，Grand Banks地震触发了20 km²的海底滑坡，有27人在该事件中死亡，200 km³碎屑被带入深水中形成了重力流，切断了跨大西洋的海底电报电缆。海底滑坡还可以形成海啸，2004年12月26日苏门答腊海啸以及2011年3月11日的东日本大海啸的爆发，除了地震之外，海底滑坡也是主要触发机制之一。

图3  南海北部陆坡白云海底滑坡地形地貌图

4、浅层气

海底浅层气（shallow gas）是一种海洋灾害地质类型，一般指海底以下1000 m浅地层内聚集的有机气体。我国海域浅层气分布广泛，如东海和南海陆架油气资源区。浅层气因埋藏浅，又常具有高压性质，其对海底沉积物的胶结、硬度和强度等均产生较大影响，是一种十分危险的海底地质灾害。浅层气具有压力高、井喷强烈且速度快、允许波动压力低以及处理难度大的特点，是海洋钻井作业中经常遇到的灾害事故之一。例如，1975年3月20日，墨西哥湾内的一个自升式平台钻到高压浅层气发生井喷，接着平台开始倾斜、起火燃烧，最后倾覆、沉没。随着我国海洋开发步伐的日益加快，我国海域内广泛存在的浅层气无疑会是各种海底设施和建设施工的一大难题和灾害隐患。

综上所述，深海地质灾害研究对我国发展海洋战略十分重要。世界各国海洋工程经验表明，海洋地质灾害调查对于海洋开发规则的制定具有不可或缺的重要作用。海洋工程的通用工作流程要求，在实施之前，必须对地质灾害进行调查和风险评价，建立风险预案。随着我国海洋开发步伐的日益加快，应尽快加强深水地质灾害识别与分析、原位监测和数值模拟等技术，尤其是深水海底原位监测技术。

王大伟供稿！