海洋地质全国重点实验室科研人员发表大洋钻探新成果！揭示被动大陆边缘大型海底滑坡的复发机制！

近日，地学国际期刊Geological Society of America Bulletin发表了海洋地质全国重点实验室吴南副教授在被动大陆边缘海底滑坡复发机制的研究进展：“Interactions between buried mass-transport complexes and subsequent slope failures on a passive margin”。 该研究使用大洋钻探与三维反射地震数据，揭示了被动大陆边缘大型海底滑坡的频繁复发机制以及新老滑坡间的相互作用关系，对于深化深水沉积源－汇体系演化认识，提升海洋地质灾害预防具有重要意义。

海底滑坡广泛发育于全球大陆边缘地区，是沉积物与有机碳等物质由浅水陆架输送至深水区的重要载体。同时，海底滑坡失稳过程可形成高密度碎屑流、浊流和破坏性海啸等链生灾害，严重威胁海洋工程设施安全。在某些被动大陆边缘，大规模海底滑坡长时间连续发育，造成这些被动陆缘频繁充填相互叠置的大型海底滑坡沉积，形成壮观的“海底滑坡群”（图1）。然而，为什么被动陆缘海底滑坡可以反复复发？先期滑坡对后期滑坡的控制作用是什么？这些问题目前仍缺乏清晰认识。

图1 全球被动陆缘海底滑坡群分布位置示意图

该研究基于大洋钻探资料分析表明，海底细粒沉积物的沉积特性（如富含浮游生物和底栖有孔虫、具有高可压缩性和高含水率等）有利于沉积地层内部软弱层的形成，为大型海底滑坡的孕育提供条件。其次，被动陆缘缺乏周期性地震活动所产生的压实作用，使沉积物整体抗剪强度较低，也增加了地层失稳的可能（图2）。此外，被动陆缘沉积盆地内广泛发育的纵向流体活动可导致浅部沉积物超压，进一步削弱地层抗剪强度。最后，被动陆缘普遍发育成熟的源－汇体系，高沉积速率形成稳定的加积型前积结构，为大型海底滑坡持续发生提供有利的坡度条件。上述因素在不同程度上共同作用，影响并控制了被动陆缘大规模海底滑坡的持续复发。

图2（A）碳酸盐软泥在循环 T-bar 贯入试验中的剪切强度快速下降。（B）大洋钻探计划（ODP）和综合大洋钻探计划（IODP）获得的沉积物不排水剪切强度随深度变化特征数据。点位包括包括日本外海（IODP C0001）、卡斯卡迪亚（IODP U1329）以及哥斯达黎加外海两个站位（ODP Site 1039 和 IODP U1414）、亚马逊扇（ODP Site 942）、马德拉深海平原（ODP Site 951）、新泽西（ODP Site 1073）、卡罗来纳斜坡（ODP Site 1054）以及 Kangaroo Syncline（ODP Site 762）

基于三维反射地震数据解释结果表明，先期滑坡底部发育的致密剪切带可形成区域性物性界面，为后续海底滑坡的发生提供潜在软弱层，从而影响其发育深度与位置。在失稳滑动过程中，先期滑坡内部的差异压实作用可形成起伏显著的滑坡顶界面，进而影响后续滑坡的滑动方向、侵蚀能力、滑动距离及趾部三维形态特征（图3）。此外，先期滑坡可形成面积达数千平方公里的底部剪切面，后续滑坡往往沿该剪切面再次滑动，因而控制后续滑坡的最大下切深度，也进一步影响后续滑坡的体积规模。

图3 先期滑坡内部发育的大型滑动块体与周缘碎屑流之间存在差异压实作用，造成起伏不定的滑坡顶界面，进而对后续滑坡失稳滑动过程产生影响

先期滑坡的厚度分布对后续滑坡的形态特征与滑动过程亦有控制作用。具体而言，先期滑坡厚度较大的区域通常对后期滑坡的滑动具有阻碍作用，使其形成末端限定型滑坡（frontally confined）；而在先期滑坡较薄区域，由于阻挡作用较弱，后期滑坡更易形成末端非限定型滑坡（frontally emergent）。因此，在被动陆源地区，通过定量刻画先期滑坡的厚度分布特征，可对未来滑坡的潜在堆积区、可能滑动方向及潜在规模进行预测（图4）。

图4 纵向叠置海底滑坡之间的厚度分布关系示意图。新滑坡在老滑坡较厚区域厚度通常较小，反之亦然

考虑到被动陆缘是全球主要的陆源碎屑物质汇聚与沉积区，同时也是海底基础设施建设和大型城市群较为集中的海域，研究大型海底滑坡的复发机制及新老滑坡之间的相互作用，对于深化深水源-汇系统演化过程的认识、提升海洋地质灾害防治能力具有重要意义。

论文第一及通讯作者为吴南副教授，合作者包括伦敦帝国理工学院Christopher A.-L. Jackson教授、英国利兹大学 David M. Hodgson教授、挪威卑尔根大学 Harya D. Nugraha博士和海洋地质全国重点实验室钟广法教授。研究得到了国家自然科学基金（项目号：42406060）和上海市面上基金（项目号：23ZR1467800）的资助。

文章引用及文章链接：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 | 吴 南

编辑 | 李阳阳

审核 | 马鹏飞

• 信息来源:大洋钻探。

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