南海神狐峡谷群海底沉积物摩擦特性

作者:陈顺; 杨小秋; 何昌荣; 徐子英; 林為人; 姚文明; 施小斌; 许鹤华; 孙珍
来源:地球物理学报, 2023, 66(11): 4705-4720.
DOI:10.6038/cjg2022Q0522

摘要

海底滑坡区沉积物的摩擦特性对滑坡发育具有控制作用,是海底边坡稳定性评估、滑坡过程中温压场演化及与滑坡相关的水合物成藏规律研究的基础参数.我国南海北部陆坡区不仅赋存着丰富水合物资源,而且在地质历史上也曾多次发生滑坡作用,目前仍是潜在的海底滑坡区.为了尽可能了解南海北部滑坡区沉积物的原位摩擦特性,本文在围压Pc=20 MPa、孔隙压Pp=10 MPa及温度T≈20℃条件下,对采自南海神狐峡谷群的4个沉积物样品开展了三轴准静态摩擦滑动实验.实验结果表明神狐峡谷群浅层沉积物:(1)均呈现速度强化及位移强化特征;(2)最大静摩擦系数μmax为0.460~0.510,稳态摩擦系数μss为0.455~0.554,二者的变化趋势较一致;(3)内聚力c为0.30~0.57 MPa、摩擦角φ为24.5°~27.0°.而神狐峡谷群地形坡度较缓(<6.8°).现今神狐峡谷群仅在沉积物自重作用下不会发生失稳,总体上比较稳定.结合峡谷群多期次的滑坡特征以及滑坡体与水合物稳定域底界(通常与似海底反射层(Bottom simulating reflector,简写BSR)重叠)、气烟囱等构造的空间分布关系,我们推测:神狐峡谷群滑坡的形成主要是由于BSR附近地层孔隙压升高、强度降低,进而导致失稳.BSR附近地层孔隙压升高则可能是由于深部热成因游离气的聚集、BSR附近的水合物在地震等对其温、压场的扰动下分解所致.

全文