海洋地質全國重點實驗室科研人員發表大洋鉆探新成果！揭示被動大陸邊緣大型海底滑坡的復發機制！

近日，地學國際期刊Geological Society of America Bulletin發表了海洋地質全國重點實驗室吳南副教授在被動大陸邊緣海底滑坡復發機制的研究進展：“Interactions between buried mass-transport complexes and subsequent slope failures on a passive margin”。 該研究使用大洋鉆探與三維反射地震數據，揭示了被動大陸邊緣大型海底滑坡的頻繁復發機制以及新老滑坡間的相互作用關系，對于深化深水沉積源－匯體系演化認識，提升海洋地質災害預防具有重要意義。

海底滑坡廣泛發育于全球大陸邊緣地區，是沉積物與有機碳等物質由淺水陸架輸送至深水區的重要載體。同時，海底滑坡失穩過程可形成高密度碎屑流、濁流和破壞性海嘯等鏈生災害，嚴重威脅海洋工程設施安全。在某些被動大陸邊緣，大規模海底滑坡長時間連續發育，造成這些被動陸緣頻繁充填相互疊置的大型海底滑坡沉積，形成壯觀的“海底滑坡群”（圖1）。然而，為什么被動陸緣海底滑坡可以反復復發？先期滑坡對后期滑坡的控制作用是什么？這些問題目前仍缺乏清晰認識。

圖1 全球被動陸緣海底滑坡群分布位置示意圖

該研究基于大洋鉆探資料分析表明，海底細粒沉積物的沉積特性（如富含浮游生物和底棲有孔蟲、具有高可壓縮性和高含水率等）有利于沉積地層內部軟弱層的形成，為大型海底滑坡的孕育提供條件。其次，被動陸緣缺乏周期性地震活動所產生的壓實作用，使沉積物整體抗剪強度較低，也增加了地層失穩的可能（圖2）。此外，被動陸緣沉積盆地內廣泛發育的縱向流體活動可導致淺部沉積物超壓，進一步削弱地層抗剪強度。最后，被動陸緣普遍發育成熟的源－匯體系，高沉積速率形成穩定的加積型前積結構，為大型海底滑坡持續發生提供有利的坡度條件。上述因素在不同程度上共同作用，影響并控制了被動陸緣大規模海底滑坡的持續復發。

圖2（A）碳酸鹽軟泥在循環 T-bar 貫入試驗中的剪切強度快速下降。（B）大洋鉆探計劃（ODP）和綜合大洋鉆探計劃（IODP）獲得的沉積物不排水剪切強度隨深度變化特征數據。點位包括包括日本外海（IODP C0001）、卡斯卡迪亞（IODP U1329）以及哥斯達黎加外海兩個站位（ODP Site 1039 和 IODP U1414）、亞馬遜扇（ODP Site 942）、馬德拉深海平原（ODP Site 951）、新澤西（ODP Site 1073）、卡羅來納斜坡（ODP Site 1054）以及 Kangaroo Syncline（ODP Site 762）

基于三維反射地震數據解釋結果表明，先期滑坡底部發育的致密剪切帶可形成區域性物性界面，為后續海底滑坡的發生提供潛在軟弱層，從而影響其發育深度與位置。在失穩滑動過程中，先期滑坡內部的差異壓實作用可形成起伏顯著的滑坡頂界面，進而影響后續滑坡的滑動方向、侵蝕能力、滑動距離及趾部三維形態特征（圖3）。此外，先期滑坡可形成面積達數千平方公里的底部剪切面，后續滑坡往往沿該剪切面再次滑動，因而控制后續滑坡的最大下切深度，也進一步影響后續滑坡的體積規模。

圖3 先期滑坡內部發育的大型滑動塊體與周緣碎屑流之間存在差異壓實作用，造成起伏不定的滑坡頂界面，進而對后續滑坡失穩滑動過程產生影響

先期滑坡的厚度分布對后續滑坡的形態特征與滑動過程亦有控制作用。具體而言，先期滑坡厚度較大的區域通常對后期滑坡的滑動具有阻礙作用，使其形成末端限定型滑坡（frontally confined）；而在先期滑坡較薄區域，由于阻擋作用較弱，后期滑坡更易形成末端非限定型滑坡（frontally emergent）。因此，在被動陸源地區，通過定量刻畫先期滑坡的厚度分布特征，可對未來滑坡的潛在堆積區、可能滑動方向及潛在規模進行預測（圖4）。

圖4 縱向疊置海底滑坡之間的厚度分布關系示意圖。新滑坡在老滑坡較厚區域厚度通常較小，反之亦然

考慮到被動陸緣是全球主要的陸源碎屑物質匯聚與沉積區，同時也是海底基礎設施建設和大型城市群較為集中的海域，研究大型海底滑坡的復發機制及新老滑坡之間的相互作用，對于深化深水源-匯系統演化過程的認識、提升海洋地質災害防治能力具有重要意義。

論文第一及通訊作者為吳南副教授，合作者包括倫敦帝國理工學院Christopher A.-L. Jackson教授、英國利茲大學 David M. Hodgson教授、挪威卑爾根大學 Harya D. Nugraha博士和海洋地質全國重點實驗室鐘廣法教授。研究得到了國家自然科學基金（項目號：42406060）和上海市面上基金（項目號：23ZR1467800）的資助。

文章引用及文章鏈接：Nan W*, Christopher J, David H, et al. Interactions between buried mass-transport complexes and subsequent slope failures on a passive margin [J]. GSA Bulletin (2026).

https://doi.org/10.1130/B38795.1

撰稿 | 吳 南

編輯 | 李陽陽

審核 | 馬鵬飛

• 信息來源:大洋鉆探。

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