1 前言
似海底反射BSRs(Bottom simulating reflections)通常指示含天然气水合物沉积层与下伏含游离气沉积层的分界。大量的地震研究和大洋钻探工作确实加深了BSR特征与天然气水合物、游离气分布关系的认识[1,2]。然而至今对动态演化的天然气水合物-天然气体系的研究甚少,对20世纪90年代末才发现的双BSR的认识更是非常粗浅的,对天然气水合物分布区的冷泉、生物群落的深潜观测表明需从动态演化的角度来研究天然气水合物-天然气体系,而双BSR的研究与天然气水合物-天然气体系的动态演化研究是密切相关的。双BSR与天然气水合物-天然气体系的动态演化研究已成为天然气水合物研究领域的重要的前沿课题。由于双BSR可望指示一个动态演化的天然气水合物系统特征,也可望揭示地质历史演变中的天然气水合物体系特征,因此对这一重要问题的研究非常有意义。
1997年Ashi与Tokuyama在日本地质调查所召开的一次日本加拿大双边会议上展示了东南海海槽两条存在着双BSR的剖面[3]。1999年Posewang在Geo-Marine Letters上发表论文,指出挪威西部大陆边缘处存在双BSR,并指出这一双BSR可能与冰期-间冰期的底水温度、海平面变化有关,当然也可能与不同于甲烷水合物的天然气水合物的稳定带底界有关[4]。同年Trehu指出俄勒冈岸外的Cascadia大陆边缘也有双BSR迹象,并推测与构造抬升和褶皱引起的天然气水合物不稳定有关[5]。Andreassen则认为挪威大陆边缘的双BSR与混合气体的天然气水合物有关[6]。深拖和常规的单道地震剖面[7]揭示东南海海槽双BSR的存在,并推测下部BSR为残留的BSR,当然也没有排除与混合气体的天然气水合物有关的可能性。这些研究没有对双BSR进行详细的正、反演工作,无法了解双BSR物理成因及相关的天然气水合物、游离气的分布。(https://www.daowen.com)
双BSR的研究与动态演化的天然气水合物引起了研究者的极大兴趣,ODP计划及随后的IODP(21世纪整合大洋钻探计划)非常关注这一科学问题,并于近期计划在东南海海槽地区钻探。在2002年5月横滨召开的国际水合物大会上双BSR问题[8,9]引起了美国著名地球物理学家Trehu、法国科学家、日本科学家和我们的共鸣,我们之间深入交换了意见。2003年第一期Geophysics上Hornbach等指出,在Blake海脊地区发现了双BSR[10]。双BSR怎么会形成,是至今水合物研究中没有解决的重要问题。本文介绍双BSR的研究现状,并给出研究展望。