西菲律賓海盆中央裂谷周緣地質(zhì)災(zāi)害特征及誘發(fā)因素

孫美靜 ，羅偉東 *，陳泓君 *，胡小三 ，黃文凱 ，杜文波 ，周嬌 ，韓艷飛 ，劉杰

( 1. 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局 自然資源部海底礦產(chǎn)資源重點實驗室，廣東 廣州 510075；2. 南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州），廣東 廣州 511458；3. 中國科學(xué)院廣州能源研究所 中國科學(xué)院天然氣水合物重點實驗室，廣東 廣州 510640)

1 引言

西菲律賓海盆是在板塊匯聚、俯沖、碰撞等復(fù)雜構(gòu)造背景下，于45 Ma前形成的西太平洋菲律賓海內(nèi)最大的盆地構(gòu)造單元[1-2]，直到距今30 Ma時停止擴張[3]。秦蘊珊和尹宏[4]分析了西太平洋對于科學(xué)研究和未來戰(zhàn)略發(fā)展的重要性，認(rèn)為西太平洋活躍的構(gòu)造和流體活動、廣泛發(fā)育的海山系等，可作為海洋科學(xué)理論突破和國家探尋海洋戰(zhàn)略性資源的天然實驗場，是我國實現(xiàn)海洋強國目標(biāo)的重要戰(zhàn)略區(qū)。

前人在菲律賓海區(qū)域做了很多研究，利用多波束測深、重力、磁力、地震等綜合地球物理探測手段，研究大地構(gòu)造分區(qū)[3]、板塊運動與構(gòu)造演化[5-8]、地形地 貌 特 征[2, 9]。

由于前人的研究多著手于大構(gòu)造背景下，聚焦研究構(gòu)造演化、地形地貌或是淺表層沉積特征等問題，而對于西菲律賓海盆的淺部地層結(jié)構(gòu)、海洋地質(zhì)災(zāi)害問題研究相對薄弱。楊慧良等[10]分析了九州-帕勞海脊兩側(cè)海盆的淺部地層結(jié)構(gòu)，揭示了海底滑坡、丘狀起伏地形沉積差異等地質(zhì)特征。

淺地層剖面資料有利于查明海底淺部地層結(jié)構(gòu)特征、掌握海底滑坡等地質(zhì)災(zāi)害情況，可為海底管線布設(shè)規(guī)劃優(yōu)勢路線[10-12]。本文旨在利用最新采集的淺地層剖面資料、多波束測深數(shù)據(jù)，結(jié)合前人區(qū)域構(gòu)造、地形地貌方面的研究基礎(chǔ)，從海洋環(huán)境災(zāi)害角度，明確研究區(qū)的災(zāi)害地質(zhì)因素類型，解譯其發(fā)育特征，進行災(zāi)害風(fēng)險性分析，剖析各災(zāi)害因素之間的關(guān)聯(lián)性，并探討地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)因素。本研究有利于探索深海地質(zhì)災(zāi)害問題，為日益增多的海洋工程建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)。

2 地質(zhì)背景

西菲律賓海盆屬于菲律賓海板塊，它是歐亞板塊、澳大利亞板塊與太平洋板塊匯聚地帶，板塊之間的運動碰撞、俯沖等構(gòu)造活動強烈，形成復(fù)雜的構(gòu)造單元[13]。西菲律賓海盆的北部緊鄰琉球海溝，西面是馬尼拉海溝，西南側(cè)是菲律賓海溝，東部靠近九州-帛琉海嶺（圖1）。菲律賓海板塊東部邊界是伊豆-博寧-馬里亞納海溝、雅浦海溝、帕勞海溝，太平洋板塊沿著伊豆-博寧-馬里亞納海溝向菲律賓海板塊之下俯沖，形成了明顯的海溝地形，造成了劇烈的火山活動[3,10]。強烈的構(gòu)造運動，使得巖漿活動頻發(fā)，形成了本區(qū)復(fù)雜的海底地形地貌特征[2]，西菲律賓海盆周圍被這些復(fù)雜的地形地貌環(huán)繞，陸源輸入沉積物較少，沉積覆蓋少，更多地保存了原本形貌特征，為研究深水地質(zhì)災(zāi)害的有利場所。研究區(qū)位于西菲律賓海盆中部的中央裂谷及周緣區(qū)域，中央裂谷為NW-SE向延伸，橫斷面呈V型，研究區(qū)水深變化范圍為3 324～7 749 m，屬于深水-超深水環(huán)境，中央裂谷內(nèi)水深為5 751～7 749 m。中央裂谷周圍區(qū)域地形起伏較大、坡度變化強烈，海底地形多呈現(xiàn)丘陵起伏的形態(tài)[9]，其中海脊、海嶺呈NW-SE向、NNW-SSE向和E-W向延伸并相間排列（圖2，圖3）。

圖1 菲律賓海地理位置[2]Fig. 1 The location of the Philippine Sea[2]

圖2 研究區(qū)地形分布（位置見圖1）與淺地層剖面位置Fig. 2 Topography (see Fig. 1 for location) and shallow seismic profile location map of the study area

菲律賓?？傮w是受赤道流系和北太平洋副熱帶流系影響[14]。北赤道流處于8°～20°N的區(qū)域，為信風(fēng)和浮力通量驅(qū)動的風(fēng)生漂流，終年穩(wěn)定地向西流動。北赤道流到達菲律賓海岸后在13°N附近分為兩支，即向北流動的黑潮和向南流動的棉蘭老流[15]。菲律賓海的水團主要包括北太平洋熱帶水（NPTW）、北太平洋中層水（NPIW）、南極中層水（AAIW）和亞熱帶模態(tài)水（STMW）[16]。

3 數(shù)據(jù)來源

本文中使用的多波束測深數(shù)據(jù)（圖2，圖3）采用挪威康斯伯格海事公司的EM122全水深多波束測深系統(tǒng)采集，測量精度滿足水深大于30 m時，誤差小于實際水深值的1%；利用加拿大CARIS公司的CARIS HIPS 和 SIPS 7.1處理軟件包，按常規(guī)處理流程進行數(shù)據(jù)處理。

文中的高分辨率淺地層剖面數(shù)據(jù)采用德國ATLAS公司的Parasound P70型深水參量淺地層剖面儀采集，記錄分辨率為3～5 m；淺地層剖面資料利用RadExpro地震處理系統(tǒng)、SU地震處理系統(tǒng)軟件與自編的淺剖數(shù)據(jù)預(yù)處理軟件進行處理，主要處理內(nèi)容包括坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與位置校正、大值干擾壓制、波形處理、帶通濾波等。淺地層剖面資料的最大優(yōu)勢是縱深高分辨率[17]，能更加清晰地展示淺部地層反射特征。使用的剖面測線在東西方向橫切西菲律賓海盆的中央裂谷，反映出裂谷周緣地形及淺部地層結(jié)構(gòu)信息。

4 結(jié)果

4.1 災(zāi)害地質(zhì)因素分類

前人對災(zāi)害地質(zhì)類型的分類方法不一，側(cè)重方面不同。主要依據(jù)：地質(zhì)災(zāi)害危害程度[18-19]；引起災(zāi)害發(fā)生的不同圈層[20]；內(nèi)外不同的動力體系[21-23]；具體形態(tài)特征[24]；成因、空間分布及其活動性[25]；災(zāi)害地質(zhì)因素的活動能力等。本文總結(jié)前人災(zāi)害地質(zhì)的分類方法，結(jié)合研究區(qū)地形地貌、淺地層剖面實測資料，以實際應(yīng)用性為原則，主要參考劉守全等[22]的分類準(zhǔn)則，綜合考量災(zāi)害地質(zhì)營力、出現(xiàn)部位、危害性質(zhì)，對本研究區(qū)災(zāi)害地質(zhì)因素進行分類研究。

本文研究淺部地質(zhì)災(zāi)害，明確地質(zhì)災(zāi)害的危害性及其危害程度，規(guī)避不利影響，服務(wù)海洋工程建設(shè)，對海洋管道、光纜等建設(shè)的選址路徑及施工等有重要地質(zhì)指導(dǎo)意義。以此為思路，將災(zāi)害地質(zhì)因素分為兩大類（表1）：（1）破壞性地質(zhì)因素，如海底滑坡、活動斷層、巖漿底辟和沖刷溝谷等，這類災(zāi)害對海洋工程具有高度危害性，難以防治，只能選擇避開；（2）限制性地質(zhì)因素，如海山、陡坎、溝槽等，其對海洋工程具有一定威脅，但不一定造成實質(zhì)性危害。這種分類方案的優(yōu)勢是可以分門別類地關(guān)注地質(zhì)災(zāi)害的危害程度，選擇不同的處理方式，采用不同的應(yīng)對方案，以減少災(zāi)害對人類生命和財產(chǎn)帶來的危害。

表1 研究區(qū)災(zāi)害地質(zhì)因素分類Table 1 Classification of geological hazard factors in the study area

4.2 主要災(zāi)害地質(zhì)因素特征

西菲律賓海盆的中央裂谷及周緣為深水區(qū)域，地形變化大，易觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，并且地質(zhì)災(zāi)害類型豐富且復(fù)雜，主要有滑坡、活動斷層、沖刷溝谷、巖漿底辟、海山、陡坎及溝槽等，對海洋工程建設(shè)帶來諸多風(fēng)險，需謹(jǐn)慎分析，進行風(fēng)險評估。對各類地形因素特征統(tǒng)計如表2所示。

表2 災(zāi)害地質(zhì)因素形態(tài)特征參數(shù)Table 2 Parameters of morphological characteristics of geological hazard factors

4.2.1 破壞性地質(zhì)因素

（1）海底滑坡

海底滑坡是在地震、海嘯、高沉積速率、海山等誘因影響下，結(jié)構(gòu)疏松欠壓實的沉積物，在重力的作用下，沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體地或分散地順坡從高處向低處發(fā)生塊體搬運的過程，是廣泛存在的一種重力流搬運機制，主要包括滑動、滑塌和碎屑流等作用過程[26-29]。

研究區(qū)地形坡度較陡，如圖3所示，坡度大于10°區(qū)域分布較廣泛，主要包括中央裂谷區(qū)域及裂谷兩側(cè)，在裂谷南北兩側(cè)形成條帶狀的海脊，以NWSE走向為主，還有NNW-SSE走向、近E-W走向，坡度均大于10°；同時，研究區(qū)還發(fā)育了較多的近E-W走向線狀海脊，坡度為10°～20°。這些坡度較大區(qū)域是形成滑坡的地形優(yōu)勢區(qū)。

滑坡災(zāi)害地質(zhì)因素在研究區(qū)分布最為廣泛。在海山邊緣地形較陡，沉積物很難穩(wěn)定沉積，一般順延海山邊緣滑動或是散落至海山坡腳地形平緩、可容納空間開闊處雜亂堆積，形成滑塌沉積體（圖4）；另外在斜坡區(qū)，沉積物順延坡降方向，向下坡滑移堆積（圖5）?；鲁练e呈不規(guī)則外形，內(nèi)部為雜亂反射或變振幅反射，無成層性。能夠識別到滑坡發(fā)生的滑動面，一般表現(xiàn)出多期次活動特征，呈階梯狀滑移下降。滑坡體的后壁一般為陡峭不穩(wěn)定區(qū)域（圖5），如斷層、海山側(cè)壁；滑坡主體是滑動的主力軍，推動沉積體位移；滑坡前端一般是坡底或較平坦區(qū)，滑移主體停止位移，前端多出現(xiàn)褶皺、變形特征?；麦w的沉積物源一般為海山、海丘、斷層等周緣剝蝕、崩塌產(chǎn)生的沉積物質(zhì)，包括火山碎屑物、深海遠洋沉積物。

圖4 海山邊緣滑塌沉積反射特征Fig. 4 Reflection characteristics of slump deposits on seamount margin

滑坡與局部巖漿活動、斷層、陡坎或陡坡等相關(guān)，一般是在地形有一定落差的區(qū)域，由局限性的部分沉積物不穩(wěn)定造成的。如圖5所示，在水深約5 100 m的陡坡區(qū)發(fā)育一滑坡體，在重力作用、斷層誘發(fā)下，造成沉積層失穩(wěn)，沿著斜坡或斷層向下滑移、塌陷；滑體延伸約800 m，頂?shù)缀穸燃s43 m，越向下坡越厚；具有不對稱丘狀外形，內(nèi)部沉積層局部發(fā)生褶皺變形，淺地層剖面反射連續(xù)性中等或較差、亞平行結(jié)構(gòu)，局部呈弱振幅、局部雜亂反射結(jié)構(gòu)或無反射；每個滑體的后壁可見明顯的正斷層，導(dǎo)致滑體內(nèi)部地層錯斷，后壁表現(xiàn)為陡坎，海底可見小凹槽，推測是滑移過程中，沉積物不穩(wěn)定，受底流沖刷形成。

圖5 陡坡區(qū)滑坡沉積反射特征Fig. 5 Reflection characteristics of landslide deposits in steep slope area

海底滑坡是具有巨大危害的海洋地質(zhì)災(zāi)害之一。滑坡體瞬時滑移進入水中，釋放的強烈能量可能引發(fā)海嘯；重力作用下緩慢滑動[27]。由于其不穩(wěn)定性，往往會造成海上鉆井平臺、管道、海底電纜等工程設(shè)施斷裂或倒塌[30]，造成重大人員傷亡和經(jīng)濟損失。

（2）活動斷層

一般將新近紀(jì)以來曾發(fā)生過活動、正在活動、斷續(xù)活動或未來還可能發(fā)生活動的斷裂構(gòu)造定義為活動斷層（斷裂）。一般表現(xiàn)為一條或是多條斷層將連續(xù)的反射波阻產(chǎn)生錯斷，反射特征存在差異，斷層上下盤地層厚度不同，地層有錯斷或是彎曲變形等?；顒訑鄬优c地震活動關(guān)系密切，可觸發(fā)海底滑坡等災(zāi)害。如圖6a顯示，上部沉積蓋層向上拱起，發(fā)生變形，局部薄弱處發(fā)育斷層，斷層穿過海底，使得斷層面兩側(cè)地層發(fā)生錯動，分布有一組多條活動斷層，分析這是由周圍海山和下部巖漿底辟上涌的作用力所致。另外在相對平坦區(qū)域，淺部地層錯斷反射特征更加明顯（圖6b），可能與深部構(gòu)造活動有關(guān)。從下向上斷層繼承性發(fā)育，斷距在逐漸減小，通達海底，在淺地層剖面上能顯示出來的斷穿地層基本有50～60 ms以下的深度（圖6）。

圖6 活動斷層在淺地層剖面上的反射特征Fig. 6 Reflection characteristics of active faults on shallow seismic profile

活動斷層作用能引發(fā)地層錯斷、滑坡、塌陷等災(zāi)害[11]。斷層引起的地面錯動及其伴生的地面變形，往往會損害跨斷層修建或建于附近的建筑物，同時，斷層還會導(dǎo)致海底產(chǎn)生過大的差異沉降，對海洋工程危害巨大，沿海底斷裂構(gòu)造帶發(fā)生的地震，可能會導(dǎo)致海嘯的發(fā)生, 這些災(zāi)害往往會造成巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。

（3）巖漿底辟

巖漿底辟的發(fā)育機制主要與力源條件、溝通幔源巖的深大斷裂和沉積圍巖性質(zhì)相關(guān)[31]。在一定觸發(fā)機制作用下，天然地震或大規(guī)模構(gòu)造運動，巖漿可沿深大斷裂向上噴發(fā)或侵入圍巖，帶動沉積蓋層產(chǎn)狀發(fā)生變化，形成底辟構(gòu)造。海山和巖漿底辟是地殼深部巖漿活動的產(chǎn)物，二者均能帶來深部物質(zhì)，區(qū)別在于是否噴發(fā)出地表，如巖漿噴出海底形成海山，巖漿底辟是巖漿未噴出海底，上涌到一定深度未再向上突破，上部有上拱狀沉積層覆蓋。巖漿底辟的發(fā)育往往與海山相伴生。

巖漿底辟整體上呈錐形或柱狀上涌，未刺穿海底，兩側(cè)地層見上拉或切割（圖7），底辟內(nèi)部主要以雜亂反射為主，亦有顯示呈空白反射，頂部呈丘狀、強振幅反射，因巖漿上涌的作用力較大，雖未刺穿上部沉積蓋層，但引起了地層發(fā)生上拱變形。兩側(cè)地層間偶見席狀強反射（巖漿侵入）。根據(jù)巖漿底辟與周邊地層的接觸關(guān)系，推測巖漿底辟形成時間，如巖漿底辟影響上部和兩側(cè)地層產(chǎn)生不同程度的褶皺變形，表明底辟發(fā)生在地層形成之后；若底辟周圍地層地震反射特征較連續(xù)，未發(fā)生任何褶皺變形，表明巖漿底辟發(fā)生在地層沉積之前。

圖7 巖漿底辟與海山伴生的反射特征Fig. 7 Reflection characteristics of magma diapir associated with seamount

巖漿底辟是一種潛在的災(zāi)害地質(zhì)因素，底辟巖體與周圍地層之間存在密度差異性，會影響其上的建筑物出現(xiàn)不均勻沉降，進而導(dǎo)致海底設(shè)施傾斜或是損毀[12]。巖漿底辟的控制因素主要為地幔上涌、斷裂活動、沉積蓋層厚度等，因此，底辟產(chǎn)生的影響作用亦受多種因素制約，需綜合評價底辟的活動性及危害性。

（4）沖刷溝谷

沖刷溝谷是因海洋流體作用對海底沉積地層沖刷侵蝕而形成的海底負地形，如現(xiàn)今海底水道、峽谷等，它們可以延伸幾千米到數(shù)百千米，下切谷深度有幾米至上百米，橫剖面形態(tài)多呈“V”型、“U”型、“W”型或“VU”復(fù)合型，谷壁陡峭。海底峽谷、水道的形成一般是受構(gòu)造活動、地形條件、沉積作用、海平面變化、地震等多種因素控制，導(dǎo)致滑坡、滑塌，產(chǎn)生強烈沉積物流，并不斷發(fā)生侵蝕，從而加深、增寬[32-34]。研究區(qū)水深多為3 500～7 500 m，屬于深海環(huán)境，且沉積速率相對較低，多發(fā)生構(gòu)造活動，因此，中央裂谷周緣區(qū)域的沖刷溝谷的發(fā)育與構(gòu)造作用相關(guān)。

研究區(qū)的海底峽谷、水道零散分布，如在海山之間的低洼沉積區(qū)（圖8a），或是在地形較平坦區(qū)域，或是在斜坡區(qū)的滑坡上（圖5，圖8a）。峽谷的橫剖面下切谷多呈“V”型、“U”型（圖8a），峽谷形態(tài)為“U”型，下切深度可達17 ms，谷頂寬2.4 km左右，谷底寬約1 km，谷壁較陡，并受斷層控制，沿著斷層邊界沉積物不斷受到水流沖刷，發(fā)生垮塌，剝蝕堆積到谷底就地沉積或隨水流搬運再沉積，多以侵蝕作用為主，局部發(fā)生沉積充填作用。一般在海山之間有限空間區(qū)，因水流流動空間受限，流態(tài)改變，沖刷能力變強，多發(fā)育“V”型深谷。另外，部分溝谷發(fā)育在斷層附近（圖5），斜坡上發(fā)育了多個滑坡體，在它的后壁多為斷層，緊鄰斷層的后壁出現(xiàn)溝谷，其是由受底流沖刷的局部滑坡沉積層形成。因斷層型陡坎的發(fā)育，導(dǎo)致地層不穩(wěn)定，易受到?jīng)_刷剝蝕或是垮塌，從而形成下切谷（圖8b）。海底峽谷、水道兩側(cè)多發(fā)育斷層，易發(fā)生滑坡，穩(wěn)定性較差，不利于工程建設(shè)的穩(wěn)固性。

圖8 海底沖刷溝谷和陡坎的反射特征Fig. 8 Reflection characteristics of submarine scour gullies and scarps

4.2.2 限制性地質(zhì)因素

（1）海底海山

海底海山具有圓形、橢圓形或錐形頂面，是深部巖漿上涌出露海底形成的火成巖山體[12]。西菲律賓海盆屬于全球最復(fù)雜構(gòu)造活動區(qū)域之一，巖漿活動活躍[3,8]，海山分布非常廣泛，呈現(xiàn)海山林立、地形高低起伏的特征。海底海山形態(tài)多樣，如形似蘑菇狀、錐狀，下大上小，頂部呈丘狀或尖錐形，高出海底50～2 500 m不等。海山內(nèi)部呈弱振或空白反射的雜亂結(jié)構(gòu)特征，局部顯示為強振幅反射。根據(jù)海山的組合，可分為單峰海山（圖7）、雙峰海山（圖9a）及多峰海山（圖9b），組合規(guī)模反映了深部巖漿活動的強弱。

圖9 海山的反射特征Fig. 9 Reflection characteristics of seamounts

因海山與周圍地層的接觸關(guān)系不同，能推測出海山的發(fā)育時代，如海山周緣地層發(fā)生褶皺變形，向上拱起，表明海山在地層形成之后發(fā)育；如局部海山周圍地層平整，無變形褶皺，為連續(xù)反射特征，表明海山的發(fā)育要早于該處的地層沉積。

海山是一種限制性的地質(zhì)災(zāi)害因素，它可能與斷層、陡坎、滑坡、巖漿底辟等多種地質(zhì)因素關(guān)聯(lián)。海山周圍地層褶皺變形，穩(wěn)定性變差，容易發(fā)生滑塌，海山側(cè)壁坡度陡，不利于海底光纜鋪設(shè)，施工應(yīng)盡量避開。同時海底海山可能成為暗礁，或是部分海山高聳，地形起伏變化較大，可能對水下航行器或是大型船舶航行造成一定阻礙，容易發(fā)生事故，需提前備航掌握地形分布情況。

（2）陡坎

陡坎處海底地形急劇變化，形成高角度陡坡、陡崖，常見多個下降臺階的陡坡，稱為階梯狀陡坎。陡坎的分布受到區(qū)域構(gòu)造作用控制。研究區(qū)陡坎發(fā)育與斷層、滑坡、巖漿底辟及海山等密切相關(guān)。陡坎主要分為兩種類型：斷層型陡坎和海山型陡坎。

斷層型陡坎與淺斷層活動密切相關(guān)。淺斷層切割到海底，通常在斷層下盤形成坡度較陡的負地形。如圖8b所示，沉積層呈斷崖式堆積，順延地勢向下呈多級斷崖，高差一般為10～50 m，陡坎邊界受斷層控制，且向下坡度逐級的變緩。

海山型陡坎受火山活動影響，海山規(guī)模越大，坡度越陡。因海山分布較廣，所以海山型陡坎發(fā)育較多。如在中央裂谷兩側(cè)分布較多的條帶狀海山（圖3），坡度一般較陡，大部分為1°～13°，在海山邊側(cè)易形成階梯狀陡坎，其高差不等，大型的陡坎高差達幾百米，小型陡坎高差亦有幾米到十幾米，并且向下坡坡度逐漸變陡（圖10）。

圖10 海山型陡坎的反射特征Fig. 10 Reflection characteristics of seamount scarps

陡坎及其周邊土體的物理和土工性質(zhì)差異較大，陡坎地形變化也大，進行海底樁基、管道鋪設(shè)難度增加，所以陡坎分布區(qū)域的地質(zhì)基礎(chǔ)條件差，施工建設(shè)應(yīng)盡量規(guī)避。

（3）溝槽

該溝槽為地形地貌型大型溝槽，如海山之間分布的低洼區(qū)域，主要成因是構(gòu)造，而沖刷溝谷則是由沉積和水動力作用形成。溝槽與海山的高聳形成鮮明的地形高差，與地形地貌特征直接相關(guān)，這類災(zāi)害因素吳時國等[29]稱之為凹凸地貌。研究區(qū)受到強烈的構(gòu)造斷裂切割，海底地形起伏的幅度較大[9]。如海山林立，尤其在中央裂谷東南側(cè)和西北側(cè)，海山分布范圍更廣、規(guī)模更大，尤以海山之間發(fā)育的一系列溝槽為特點（圖4，圖7，圖9）。中央裂谷是呈NW—SE走向的特大型負地形溝槽，裂谷南部和北部亦有分布NW—SE走向的條帶狀溝槽，較中央裂谷區(qū)規(guī)模要小，溝槽與地形地貌單元分布有較好的對應(yīng)關(guān)系。中央裂谷溝槽的最大寬度約為28.4 km，平均寬度約為20 km，槽深范圍為1 095～3 035 m；南北兩側(cè)溝槽的寬度一般為1～4 km，槽深分布范圍為293～937 m（圖11），呈寬而淺的特征。所以中央裂谷相對周緣其他區(qū)域是規(guī)模最大海槽發(fā)育區(qū)。

圖11 穿過中央裂谷的地形剖面（剖面位置見圖2）Fig. 11 Topographic profile through the central central rift (see Fig. 2 for the location of the profile)

管線鋪設(shè)的時候遇到研究區(qū)海山與溝槽相間分布的情況，不利于走線，一是地形的起伏較大，二是火成巖體很堅硬施工困難；另外對于水下航行要注意地形的起伏變化，設(shè)定最優(yōu)航行水深區(qū)段。

研究區(qū)發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害活動，往往出現(xiàn)數(shù)種因素聯(lián)合制動現(xiàn)象。圖12顯示，靠近海山邊緣，地形陡峭（坡度大），沉積物多發(fā)生滑坡、崩塌，邊界呈陡坎地形，斜坡上部的沉積層繼續(xù)順延地形由高向低處滑移堆積，沉積層內(nèi)部發(fā)生擠壓變形，形成丘狀體，其穩(wěn)定性變?nèi)鮗35]，易受水流沖刷侵蝕，形成溝谷地形?；w或是溝谷邊界多受斷層控制影響。

圖12 斜坡區(qū)發(fā)育的多種地質(zhì)災(zāi)害反射特征Fig. 12 Reflection characteristics of various geological hazards in slope area

綜上分析，西菲律賓海盆中部屬于火山活動活躍區(qū)，海山廣泛發(fā)育；在海山邊緣或是巖漿底辟上覆地層破裂多發(fā)育活動斷層；海山之間的低洼沉積區(qū)形成溝槽，呈現(xiàn)高低起伏波動較大的地形特征；海山側(cè)壁地形坡度較陡峭，易于發(fā)生滑坡、陡坎，其次在斜坡區(qū)重力作用下也可發(fā)育滑坡；在水動力條件較強或沉積不穩(wěn)定的局部區(qū)域，受底流沖刷可形成峽谷、水道等沖刷溝谷，一般沖刷溝谷類災(zāi)害地質(zhì)因素在研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的較少。

5 討論地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素

海洋地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生是多種因素引起的海底穩(wěn)定性失衡。下面從構(gòu)造活動、海底地貌等方面討論研究區(qū)海洋地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的影響因素。

沿著斷裂薄弱帶巖漿上涌或發(fā)育海底海山或底辟，海底海山邊界即是斷層邊界，巖漿底辟上拱造成上部地層破裂形成一系列活動斷層[36]，在斜坡上，由多個斷層邊界控制下發(fā)育多級階梯狀陡坎。斷裂發(fā)育，破壞地層穩(wěn)定性，產(chǎn)生欠穩(wěn)定裂隙，裂隙可能成為底流作用的突破口，對地層不斷剝蝕沖刷，形成海底沖刷溝谷。因此，活動斷層、海底海山、巖漿底辟、陡坎和海底沖刷溝谷等災(zāi)害地質(zhì)因素均與構(gòu)造作用密切相關(guān)。

5.1 構(gòu)造活動

多種災(zāi)害地質(zhì)因素均與構(gòu)造活動密切相關(guān)。火山活動與海山、巖漿底辟直接相關(guān)，為它們提供了深部巖漿物質(zhì)基礎(chǔ)與動力的源泉，巖漿沿著斷裂薄弱帶上涌，形成出露海底的火成巖體，或是藏于沉積層之下的底辟巖體，造成沉積地層不穩(wěn)定。海底滑坡、淺斷層、陡坎與火山活動具有內(nèi)在相關(guān)性。在研究區(qū)的地形地貌和淺地層剖面資料中均發(fā)現(xiàn)大量海山和巖漿底辟（基于淺地層剖面）。海山邊界即是斷層位置，海山邊緣是滑坡的多發(fā)地帶[37]。巖漿底辟上供作用使得上覆地層變形[29]，巖漿侵入體上部地層破碎可能產(chǎn)生淺部斷層；或侵入體周緣地層因上拱作用力影響，地層穩(wěn)定性變差，可能成為底流作用的突破口，對地層不斷剝蝕沖刷，形成沖刷溝谷。所以構(gòu)造活動是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的根本性誘發(fā)因素。海山邊緣多發(fā)育一系列相關(guān)災(zāi)害地質(zhì)因素，如階梯狀陡坎、斷層、滑坡、溝谷等，屬于穩(wěn)定性較差區(qū)域[29]，因此，研究區(qū)的火山活動引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的幾率是非常大的[38]。

5.2 海底地貌

在中央裂谷及周緣研究區(qū)，地形地貌上最顯著的特征是海山林立、成片分布，發(fā)生沉積的區(qū)域有限，沉積層厚度較薄[39]。陡峭型海山側(cè)壁的坡度為10°～20°，坡度稍緩和的區(qū)域坡度為5°～10°，大部分相對平緩海山的側(cè)壁坡度一般為2°～5°，所以研究區(qū)整體坡度都較陡，具備發(fā)育海底滑坡的有利地形基礎(chǔ)[29]，同時，因海山分布廣泛，在它們之間發(fā)育了大量溝槽地形。

6 結(jié)論

（1）西菲律賓海盆中部區(qū)域發(fā)育了多種災(zāi)害地質(zhì)因素類型，一為破壞性地質(zhì)因素：海底滑坡、活動斷層、沖刷溝谷和巖漿底辟等；二為限制型地質(zhì)因素：海山、陡坎、溝槽。其中，海底滑坡、海山、陡坎、溝槽類因素在研究區(qū)分布最為廣泛。

（2）海底滑坡、活動斷層、巖漿底辟、沖刷溝谷、海山、陡坎和地形溝槽發(fā)育的根本原因是構(gòu)造活動，其中巖漿底辟和海山形成的直接影響是火山活動；海山地貌是發(fā)育滑坡和溝槽的地形基礎(chǔ)，同時斷層活動和重力作用是海底滑坡、陡坎發(fā)育的動力條件；海底沖刷溝谷的形成受構(gòu)造活動、沉積作用的綜合影響。

（3）地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險評價中，海底滑坡、活動斷層、沖刷溝谷和巖漿底辟屬于破壞性高風(fēng)險災(zāi)害地質(zhì)因素，海上施工建設(shè)時一定要避開；海山、陡坎、溝槽為潛在性災(zāi)害地質(zhì)因素，海底工程實施可能存在風(fēng)險，不是必定發(fā)生，但一定要重視，若要在此施工需實施進一步風(fēng)險等級評估。