摘要：通過4年的工作開展，獲得了中國東南沿海及北黃海地區(qū)實測應力狀態(tài)及其構造控制背景，建成了相應的地應力實時監(jiān)測臺站，初步顯示出較好的監(jiān)測效果，同時建立了南海海域、北黃海海域2個地質力學模型。項目成果將為我國重點海域的地球動力學基礎研究以及海洋油氣資源的開發(fā)提供重要的基礎數據。
1.項目概況
我國南海及黃渤海是多板塊共同作用下形成的邊緣海，是進行構造演化和海洋地球動力學研究的天然實驗室，也是蘊藏豐富的油氣資源的重要勘探前景區(qū)，迫切需要深入認識海域地應力狀態(tài)及其控制因素。但受自然條件限制，我國海域的地應力研究程度還比較低，基礎資料嚴重匱乏。2012—2015年，自然資源部中國地質調查局所屬的中國地質科學院地質力學研究所承擔的海洋地質保障工程“中國重點海域地應力觀測及綜合研究”，通過廣泛收集、整理和分析區(qū)域地質資料，結合區(qū)內油井和震源機制資料，以地應力測量與監(jiān)測技術為主，以聲波測井、ASR應力測試技術、微震監(jiān)測技術、巖石力學實驗等多種手段為輔，開展我國重點海域地應力觀測與綜合研究，提取深部地應力信息，建立地質力學模型，采用有限元數值模擬計算分析技術，反演現(xiàn)今地應力場，獲取研究區(qū)地應力的分布特征，為我國重點海域的地球動力學基礎研究以及海洋油氣資源的開發(fā)提供地應力依據。
2.成果簡介
（1）首次系統(tǒng)獲取了中國重點海域實測地應力分布特征和規(guī)律。以水壓致裂法為主，以測井資料解譯法、ASR法、X-LOT法、空心包體解除法等為輔的多種應力測試技術手段，實測得到了南海、渤海、北黃海等中國重點海域、島嶼及濱海海岸帶的現(xiàn)今地應力狀態(tài)。尤其是臺灣海峽西岸介于長樂-詔安斷裂帶和濱海斷裂帶之間的濱海地區(qū)，通過合理布置測量點位置和調整測量鉆孔深度，獲取了高質量、可靠的地應力空間變化信息，發(fā)現(xiàn)臺灣海峽西岸自福建平潭至廣東饒平，應力大小具有中間高，兩端低的特點，泉州地區(qū)為最高。同時，分析實測結果發(fā)現(xiàn)，以往大多學者根據震源機制解，判斷中國海域主應力方向自北向南垂直于海岸線、呈順時針扇形分布，而本項目實測結果發(fā)現(xiàn)由福建平潭至海南樂東的濱海地區(qū)，自東北向西南，主應力方向由NNW向NWW、呈逆時針扇形分布，顯示菲律賓板塊向華南板塊的NW向俯沖控制了本地區(qū)的應力場賦存特征。而且以濱海斷裂帶為界，南北兩側主應力方向也不一致，因此認為濱海斷裂帶是影響或控制華南地塊海域和陸域應力場的一條重要分界帶。
位于西沙群島的西科1A井是我國目前最深的遠海海域地應力測量孔。利用深孔水壓致裂測量技術在西科1A井開展了地應力測量，首次獲得了我國南海實測應力資料，1260m的最大測量深度也位于我國水壓致裂應力測量深度的前列，具有開拓意義。西科1A井的應力測量結果揭示了西沙群島的應力特征、掌握了西沙群島基底深度、了解了南海西北部海域盆地所處的拉張應力環(huán)境。開展西科1A井應力測量適逢中越“981鉆井平臺事件”，本項工作的成功開展在國內各大重要網絡和平面媒體都得到了積極的報道，產生了較好的社會影響。
（2）建立了重點海域地應力監(jiān)測網絡，初步顯示了較好的觀測效果。項目實施四年來，自南向北陸續(xù)建立了北黃海綜合應力應變監(jiān)測站，以及山東蓬萊、福建平潭、福建莆田、廣東饒平、廣東上川島和海南樂東共6個壓磁四分量地應力監(jiān)測站，經過一段鉆孔局部應力調整期，逐漸顯示出了較好的捕捉和監(jiān)測地應力變化的能力，尤其是臺灣海峽地區(qū)的地應力監(jiān)測站，對臺灣海峽周邊地震引起的引力場變化監(jiān)測效果較好，未來將繼續(xù)加強關注和研究。
（3）首次建立了中國重點海域地質力學模型。利用原地應力測量結果及油氣井FMI測井資料提取的地應力信息為約束條件，同時結合震源機制解等資料反映的地應力特征，建立并逐步完善了南海海域、北黃海海域2個地質力學模型，通過應力場反演，獲得了南海海域及北黃海海域地應力分布特征，模擬結果與應力實測結果一致性較好。為我國重點海域的地球動力學基礎研究以及海洋油氣資源的開發(fā)提供了較好的計算模型參考和依據。
3.成果意義
中國重點海域地應力實測及綜合研究結果勾勒出了重點海域應力場特征和分布規(guī)律，為我國重點海域的地球動力學基礎研究及海洋油氣資源的開發(fā)提供地應力依據，也為將來的應力場精細化研究奠定了重要的基礎。
