南海西北陆缘多期次海底滑坡的发育特征及形成机理研究
收稿日期: 2025-01-13
修回日期: 2025-02-13
网络出版日期: 2025-05-07
基金资助
中国科学院南海海洋研究所培育项目(SCSIO202206);海南省自然科学基金青年基金项目(425QN503)
Development Characteristics and Formation Mechanism of Multiple Submarine Landslides in the Northwestern Continental Margin of the South China Sea
Received date: 2025-01-13
Revised date: 2025-02-13
Online published: 2025-05-07
Supported by
the Development Fund of South China Sea Institute of Oceanology of the Chinese Academy of Sciences(SCSIO202206);The Youth Fund of the Natural Science Foundation of Hainan Province, China(425QN503)
海底滑坡多是经过漫长的地质作用，在多种因素共同作用下发生的。部分大型海底滑坡呈现多期次滑动，滑动过程复杂，但目前对多期次海底滑坡的发育特征及形成机理的认识还不够明确，这限制了对其发育模式的科学认知。基于高分辨率二维多道地震资料和钻孔数据，在南海西北陆缘开平凹陷识别出6期海底滑坡形成的块体搬运沉积体，根据区域层序地层格架，发现这些块体搬运沉积体主要分布在下韩江组和粤海组地层中，其中块体搬运沉积体1和块体搬运沉积体2发生于16.3~13.8 Ma，块体搬运沉积体3~6形成于10.4~5.3 Ma。地震剖面解释结果表明，块体搬运沉积体1和块体搬运沉积体2内部地质结构变形程度较大，受后期构造活动改造严重，而块体搬运沉积体3~6可识别出后壁和侧壁等典型滑坡特征。通过计算研究区各期块体搬运沉积体发生时的沉积速率，发现低海平面时期的高沉积速率可能为海底滑坡发生提供了重要的先决条件，沉积物快速堆积会使得孔隙流体无法及时排出，从而导致沉积物保持较高的孔隙压力，可能形成不稳定的软弱层，在区域断层活动与地震的触发下发生了多期大规模海底滑坡。
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Submarine landslides are among the most common and destructive geological hazards on continental margins. Their development can significantly reshape seafloor morphology, generate high-density turbidity currents, and even trigger catastrophic tsunamis, posing serious threats to the safety and operation of sub-sea engineering infrastructures. The formation of submarine landslides typically involves long-term geological processes influenced by multiple interacting factors. Some large-scale submarine landslides exhibit multi-stage sliding events with complex movement histories. However, current understanding of the developmental characteristics and formation mechanisms of multi-phase submarine landslides remains limited, which hinders scientific insight into their evolutionary patterns. Based on high-resolution, two-dimensional (2D) multichannel seismic and borehole data, six phases of Mass Transport Deposits (MTDs) resulting from submarine landslides have been identified in the Kaiping Sag on the northwestern continental margin of the South China Sea. According to the established regional sequence stratigraphic framework, these MTDs are mainly concentrated within the Lower Hanjiang Formation and Yuehai Formation. Seismic interpretation results indicate that the internal structure of MTD 1 and 2 is highly deformed and significantly altered by subsequent geological processes, whereas MTD 3 to MTD 6 exhibit typical landslide features such as prominent headwall scarps and lateral margins. Calculation of sedimentation rates during the occurrence of each phase of MTDs reveals that high sedimentation rates occurring during periods of low sea level provided the necessary sediments for the occurrence of landslides. This rapid sediment accumulation likely prevented the timely expulsion of pore fluids, leading to elevated pore pressure within the sediments and the formation of unstable weak layers. In addition, the widespread development of tectonic normal faults (e.g., Shenkai Fault) and their intersecting relationships with all six MTDs strongly suggest that fault activity also played a significant role in triggering these landslides. This study provides new insights into the formation mechanisms of submarine landslides along the northwestern continental margin of the South China Sea, offering important scientific support for hydrocarbon exploration, geological hazard risk assessment, and disaster prevention and mitigation in the region.
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