琼东南华光凹陷深水重力搬运沉积体系及其油气勘探

重力搬运沉积作用形成的岩性地层圈闭对深水油气勘探具有非常重要的作用.为弄清琼东南盆地华光凹陷重力搬运沉积特征, 基于近年新采集的地震资料和经典层序地层模式, 开展了该区的深水沉积特征研究.南海西北部深水区重力搬运沉积特征发育, 主要包括中新统三亚组发育的复合水道、上新统变形滑坡体及第四系深水浊积水道.三亚组复合水道具有典型的强弱振幅相互叠置特征, 上新统变形滑坡体具有典型的下部变形、上部滑坡的双层结构, 第四系深水浊积水道具有典型的侧向迁移、分支水道等特征.这些沉积特征的形成与越南隆起的物源供给有关.复合水道充填可作为潜在的深水储层, 滑塌体的形成可能与天然气水合物的形成或解体有关.      

琼东南盆地南部隆起带新生界沉积体系及其构造-沉积演化

新特提斯洋的弧后扩张导致古南海消亡与新南海扩张,西沙、中沙等微陆块从华南陆缘分离,使琼东南盆地形成并持续沉降。琼东南盆地南部隆起带崖城组沉积期以填平补齐为特征,主要发育近物源的扇三角洲-浅海陆棚沉积体系,物源主要来自松南低凸起和南部隆起剥蚀区。陵水组-梅山组沉积期,由于构造沉降叠加全球海平面上升使海侵扩大,南部隆起带主要发育浅海陆棚沉积,仅在西沙(永乐)隆起发育孤立碳酸盐台地(生物礁)。琼东南盆地及其南部隆起带新生代的构造-沉积演化是在古南海消亡与新南海扩张导致盆地持续沉降的构造背景下完成的,并叠加了全球海平面显著下降对滨海-浅海陆棚剥蚀夷平的强烈影响。     

生物礁、生物丘及滩相沉积的地震特征对比与识别——以琼东南盆地深水区储层预测为例

在深水无井碳酸盐岩发育区开展储层预测,单纯以丘状地震反射作为识别生物礁的依据容易把不具有储层意义的生物丘误判为生物礁,同时也会忽略具有储层意义但不具有丘状反射特征的滩相沉积。对生物礁、生物丘及滩相沉积这三类地质体从地震反射特征和地震速度特征两方面进行了分析对比,它们相互之间既有联系又有区别:生物礁为高速反射,同时具有丘状反射外形;生物丘具有丘状反射外形但为低速反射;滩相沉积为高速反射,但无丘状反射外形。由此建立了新的深水区礁滩储层预测方法,并对琼东南盆地一深水研究区中新统梅山组碳酸盐岩储层进行了重新预测,把原来预测的相当大的一部分"生物礁"划分为生物丘,同时还新发现了面积几可与生物礁相当的滩相沉积。本文所用方法对深水区碳酸盐岩储层的预测更为精确。     

南海北部陆坡深水沉积体系研究

陆源碎屑物质是深水地质研究的重要内容,在全球“从源到汇”研究计划中占有重要地位。海底峡谷-水道搬运沉积体系和块体搬运沉积体系（海底滑坡）是大陆坡最重要的两种搬运沉积过程。根据高分辨率2D、3D多道反射地震资料、多波束测深法、旁扫声纳、重力与活塞取样等资料研究发现,在南海北部陆坡地层中,广泛发育大型深水块体搬运体系和相应深水水道沉积体系。针对白云凹陷和琼东南盆地深水陆坡区的实例研究,揭示了典型深水块体搬运的平面形态、内部结构和变形过程,进而深入认识这一地质体的形成演化过程。采用2D/3D地震资料和多种数值模拟新方法发现了第四系深水高弯曲水道及其沉积相特征、上新世琼东南盆地中央水道及中新世古珠江深水水道体系。深水沉积体系对研究我国深水油气资源的成因机理和分布规律,以及深水工程的地质灾害预测和防护具有十分重要的意义。     

琼东南盆地深水块体流构成及其沉积特征

为了深化对琼东南盆地深水区沉积体系的认识,基于琼东南盆地深水区2D和3D地震资料,发现琼东南盆地深水区发育大量的块体流沉积.通过对块体流沉积进行精细刻画,识别出一些典型的块体流沉积特征:滑移体、陆坡陡崖、搬运块体、残余块体、挤压脊、逆冲断层以及块体流顶部的滞留沉积等.陡倾陆坡上块体流以杂乱反射为特征,地层变形剧烈,而宽...     

琼东南盆地南部深水区新生界地层特征

琼东南盆地南部深水区的石油地质特征一直不为人知,近年来随着地震勘探逐渐被认识。为了弄清该区新生代地层发育特征,以地震资料的精细解释为基础,结合区域构造运动特征和琼东南盆地地层层序格架分析,对研究区开展了地震地层学研究,确定了地震层序界面反射特征,建立了地震地层层序和岩石充填序列。琼东南盆地南部深水区新生代的沉积充填可划分为2个构造层序、8个层序组,古近纪—第四纪经历了河湖相—海陆过渡相—浅海相—半深海、深海相沉积演化。新生代地层发育齐全,厚度大、分布广,最大厚度约10 000 m,面积约9000km2,含两套生储盖组合,具有优越的石油地质条件。     

南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析*

IODP367/368航次在南海北部深海盆地多个站位发现上中新统厚达数百米的大规模深海浊积岩。采用碎屑锆石U-Pb年龄谱系分析方法对U1500站上中新统浊积砂体进行源汇对比分析。研究结果表明U1500站上中新统浊积岩碎屑锆石年龄谱系与其西侧琼东南盆地和北侧珠江口盆地中新世沉积物特征类似。多维排列分析(MDS)结果也显示,该站位样品与珠江口盆地、琼东南盆地沉积物关系密切,表明南海北部深海盆地内厚达数百米的上中新统浊积砂体为南海北部物源和南海西部物源混合堆积形成。南海西部陆源输入物质以浊流搬运的方式,沿中央峡谷从西到东搬运至南海东部深海盆地;南海北部珠江物源以重力流的形式,经南海北部陆坡峡谷搬运至深海盆地中,两种来源的沉积物在深海盆地发生混合沉积,形成U1500站厚达数百米的浊积砂体。南海北部深海盆地厚层浊积砂体物质来源的准确识别,对深刻理解南海新生代盆地的构造演化、沉积物充填过程、物源演变以及古地理特征均具有重要意义。     

南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析

IODP367/368航次在南海北部深海盆地多个站位发现上中新统厚达数百米的大规模深海浊积岩。采用碎屑锆石U-Pb年龄谱系分析方法对U1500站上中新统浊积砂体进行源汇对比分析。研究结果表明U1500站上中新统浊积岩碎屑锆石年龄谱系与其西侧琼东南盆地和北侧珠江口盆地中新世沉积物特征类似。多维排列分析(MDS)结果也显示,该站位样品与珠江口盆地、琼东南盆地沉积物关系密切,表明南海北部深海盆地内厚达数百米的上中新统浊积砂体为南海北部物源和南海西部物源混合堆积形成。南海西部陆源输入物质以浊流搬运的方式,沿中央峡谷从西到东搬运至南海东部深海盆地;南海北部珠江物源以重力流的形式,经南海北部陆坡峡谷搬运至深海盆地中,两种来源的沉积物在深海盆地发生混合沉积,形成U1500站厚达数百米的浊积砂体。南海北部深海盆地厚层浊积砂体物质来源的准确识别,对深刻理解南海新生代盆地的构造演化、沉积物充填过程、物源演变以及古地理特征均具有重要意义。     

琼东南盆地东西部块体流沉积内部结构特征的差异性

利用南海北部琼东南盆地的高精度2D和3D地震资料,对盆地不同区域里的陆坡到深水盆地的块体流沉积特征进行了研究。结果发现,琼东南盆地东部和西部陆坡体系发育的块体流沉积表现出不同的特征:盆地东部陆坡体系下块体流沉积头部以变形程度较小的滑移体的广泛发育为特征,整体规模较小;盆地西部块体流沉积头部以变形强烈的杂乱反射为特征,侵蚀作用强烈,规模较大,同时在其趾部变形强烈的地层中发育有一系列平行、亚平行的逆冲断层。琼东南盆地东西部块体流沉积特征差异性产生的原因有:1)盆地东西部陆坡沉积格架不同,西部的陡倾陆坡比东部的宽缓陆坡更加有利于块体流沉积的发育;2)盆地地貌特征对块体流沉积发育的制约,琼东南盆地南部隆起对块体流沉积起到遮挡的作用,阻止了西部块体流的运动。陆架边缘断层活化相关的地震活动是块体流沉积的一个重要触发机制。     

块状搬运复合体的识别及其油气勘探意义——以琼东南盆地中央峡谷区为例

块状搬运复合体是深水地层的重要组成部分。块状搬运沉积对深水储层研究具有重要意义。以琼东南盆地中央峡谷区为例,利用高分辨率三维地震资料探讨了块状搬运复合体的识别特征及其在油气勘探中的意义。研究发现：块状搬运复合体的边界变化大,内部常见滑块、推覆体和杂乱反射;块状搬运复合体往往不是油气勘探的首先目标,但可形成潜在的深水地层圈闭,同时还可以作为盖层和烃源岩。     

南海西北次海盆物源供给模式及油气勘探前景

基于地震资料,从物源供给模式入手,分析南海北部深水区西北次海盆的沉积层序、物源特征及其油气勘探前景。其物源供给具有相对多期多物源体系特征,初始扩张期沉积中心位于盆地北部边缘,北部陆架-陆坡物源体系作用显著;初始热沉降期,沉积中心开始从盆地边缘向中央转移,北部陆架-陆坡、中-西沙隆起区物源体系具有大规模物源供给,在盆地两侧斜坡坡脚对称发育大量具有下超反射特征的裙积扇以及具有杂乱反射特征的块体搬运沉积体;稳定热沉降期,沉积中心转移至盆地中央,北部陆架-陆坡、西沙海槽物源体系作用存在短期明显加强,中-西沙隆起区物源体系逐渐削弱,盆地内发育大规模深水扇及深水水道。与相邻中-高勘探程度区相比,显示出良好的勘探潜力。     

琼东南盆地陵南低凸起崖城组沉积物源的地球化学与碎屑锆石U-Pb年龄记录

为研究琼东南盆地深水区陵南低凸起的LS33A井崖城沉积时期的物源特性,对其进行了地球化学和碎屑锆石U-Pb年龄分析。结果表明,崖城组碎屑锆石年龄为95.8～387.9 Ma,在频谱图上集中于95～106 Ma(燕山期)和214～237 Ma(印支期),相对简单的年龄组合揭示了崖城组沉积时期物源区范围相对有限;微量及稀土元素含量、分布特征和特征参数总体与上陆壳和中国浅海沉积物相近,说明其物源具有相似性。锆石U-Pb年龄记录还揭示崖城组受沉积分选和再循环作用影响不大,其物源主要为来自附近构造隆起的近源沉积,源岩为长英质岩石;物源区构造环境以大陆边缘弧环境为主,同时具有主动大陆边缘特征。结合矿物组合特征,认为琼东南盆地陵南低凸起周缘构造隆起受到了燕山期和印支期构造热事件的影响,形成的酸性岩浆岩为研究区提供了长英质物源,推测本区可能存在变质岩基底。     

重力驱动作用——滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积时期主要的搬运机制

通过对冀北滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积地层的实地考察,发现盆地内发育丰富的重力驱动作用沉积物。文中描述西瓜园组发育的滑动和滑塌现象,指出露头剖面中存在的挤压变形现象并非构造成因,而是由于滑动块体和滑塌块体前端的挤压应力环境造成的。在介绍西瓜园组重力流沉积发育环境的基础上,对露头中存在的若干重力流沉积进行了描述,并使用砂质碎屑流这一概念对这些现象进行了较为合理的成因解释。通过对滑动和滑塌(重力块体运动)和砂质碎屑流—浊流(重力流)沉积物研究,结合前人对该地区冲积扇—扇三角洲的研究成果,认为重力驱动作用是滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积时期主要的搬运机制。     

北康盆地第四纪块体搬运沉积地震反射特征及成因机制

北康盆地陆坡区地震资料显示,自第四纪以来广泛发育深水块体搬运沉积,面积约占盆地面积50%以上。为了更加精细地了解该区块体搬运沉积的地震反射特征、分布期次、规模及其成因机制,共选取30条二维高分辨率地震剖面,采用精细解释的方法,对研究区内的块体搬运沉积体的外部形态和内部结构进行了识别和刻画;同时结合北康盆地地质背景和地震反射特征,讨论了自第四纪以来块体搬运沉积广泛发育的原因。结果表明,自第四纪以来,北康盆地共发育了6次大规模块体搬运沉积,识别出3种典型外部形态和6种内部结构单元;研究区第四纪块体搬运沉积体系的广泛发育主要由陆坡坡度、沉积速率、海平面变化及水合物分解和运移4个因素控制,其中海平面变化与水合物分解和运移起关键触发作用。     

琼东南盆地深水区梅山组丘状反射体地质解释

琼东南盆地深水区梅山组一段层序内发育大量丘状反射体,目前共有油气钻井6口,二维地震测线约12 000km,测网密度大多为6km×8km。三维地震区两块面积共约1 700km~2。以国内外研究现状与进展及区域地质资料为基础,立足研究区钻井资料、二维地震与三维地震剖面资料,通过地震测线剖面追踪,刻画丘状反射体地震反射特征和几何形态,进而开展波阻抗反演、类比与对比分析,结合成礁古构造背景研究等,分类对丘状反射体给出合理地质解释。研究结果表明:琼东南盆地深水区梅山组一段发育4类丘状反射体,地质解释为生物礁、等深积岩丘和底辟构造3类地质体。生物礁为斑礁群和台地边缘礁,发育在古地貌高地的清水环境,跟周围地层相比具有同期地层厚度增大特点。斑礁群为中强震中频丘状地震相,分布在南部斜坡缓坡单斜型台地的高部位;台地边缘礁为强震中频扁平丘状地震相,主要发育在南部隆起碳酸岩台地边缘。单个生物礁外形呈丘状、凸透镜状,具有礁脊和礁沟,内部可见前积,翼间双向上超,顶、底强反射,轮廓清晰。垂直于古水深方向礁前比礁后陡,呈微不对称,平行于古水深方向礁体呈对称—微不对称。波阻抗反演显示礁顶底统一连续,斑礁群波阻抗值达到7kg/m3*m/s左右,台地边缘礁波阻抗值达到7.5kg/m3*m/s左右。等深积岩丘为中强震中连低频丘状地震相,分布在南部斜坡带单斜型台地台缘斜坡。等深积岩断面上呈丘状,丘与丘之间界线模糊不清,在平面上呈长条状,波阻抗值为5.8kg/m3*m/s左右,与生物礁显著区别。岩浆底辟显著特点是具有"根"。     

南海北部狭窄陆架-断裂陆坡控制的大型深水扇体系

南海北部狭窄陆架-断裂陆坡控制的深水沉积体系研究程度极低.以“源-渠-汇”耦合思想为指导,基于岩石学特征、测井相、地震相分析,刻画了揭阳凹陷珠海组深水扇砂体的垂向叠置和横向迁移特征,并将其形成演化划分为珠海组四段初始形成期、珠海组三段-二段发展扩大期、珠海组一段萎缩消亡期.揭阳凹陷珠海组大型盆底扇的形成受控于易剥蚀的中生界物源、多期的相对海平面快速下降、狭窄陆架-断裂陆坡的有利地貌这3个关键因素的耦合作用;在区域三级相对海平面快速下降的背景下,揭阳凹陷北侧东沙隆起富砂的下白垩统快速剥蚀,沉积物直接沿狭窄陆架区的侵蚀下切谷或小型陆架边缘三角洲的水下分流河道搬运,顺断裂坡折带或构造转换带调节,以重力流形式经峡谷水道继续搬运至下陆坡盆地形成大型海底扇.     

南海西北次海盆构造演化的沉积响应

通过对南海西北次海盆新获得的地震资料进行综合解释和层序地层分析,揭示了海盆中的沉积对构造演化阶段的响应。始新世-早渐新世陆缘裂陷期,盆地以对称裂谷形式,发育地堑裂谷层序,沉积以近物源为特征,相变大,发育了冲积扇-扇三角洲-湖相沉积,沉积体系的配置受同沉积断裂控制明显,快速沉降和充分的物源供给决定了沉积体系的构成特征。晚渐新世海底扩张期,岩石圈破裂,陆缘进一步拉开并开始海底扩张,出现海相沉积,来自陆坡的陆架边缘三角洲越过陆坡进入海盆,在海盆内沉积了一套向海盆中部逐渐减薄的楔状地层,并伴有大量的火山碎屑沉积物。早-中新世以来热沉降期,随着构造沉降增大,相对海平面总体不断上升,进入深水盆地,形成陆架陆坡体系,大量的碎屑物质以重力流、深水底流等深水作用方式进入海盆;沉降晚期陆架-陆坡物源供应减弱,琼东南中央峡谷成为其主要的物质供应来源通道,在此期间二次海平面下降、回升的综合作用下,海盆内发育了多期以下切水道为特征的低水位域沉积体系。     

琼东南盆地陆坡区重力流沉积体系超高精度解析

自治水下机器人采集资料是目前精度最高的地球物理资料;它的分辨率要远远高于常规二维、三维地震资料和船载方式获取的地形地貌和浅地层资料的分辨率。以往的资料(如三维地震及其切片)只能发现规模较大的滑坡体;而基于最新采集的高精度AUV多波束和浅地层资料,在琼东南盆地深水区识别了更为精细的重力流沉积体系。该重力流沉积体系表现为典型的块体流沉积和浊流沉积特征:如挤压脊、舌状体、海底线状侵蚀地形、残留地层、逸出块体、海底沟痕以及蠕变地层浊流沉积等,深化了对琼东南盆地深水区沉积体系的认识。此外,分析了地势对重力流发育及内部构造的控制作用、重力流的各部位对原海底侵蚀程度、当前重力流物性(含水率、固结程度、成分等)的原因及浊流沉积内部产生雾状反射的成因等。通过对超高精度AUV资料的解释,认识到重力流沉积体系要比传统认识更为复杂,并且重力流沉积范围要比通过传统资料解释圈定的范围更加广泛。     

南海北部大陆架莺琼盆地新生代海平面变化

南海北部大陆架莺琼盆地是建立西太平洋新生代海平面变化的关键地区之一。基于有孔虫和钙质超微化石资料所建立的莺歌海盆地和琼东南盆地新生代相对分辨率较高的年代地层格架,通过南海海域表层建立的浮游有孔虫含量与水深的定量关系,辅以古生态、成因相及特征沉积构造分析和反射地震剖面的海岸上超分析,编制了海平面变化曲线。识别出包含三个完整二级海平面变化旋回和半周期的海平面上升旋回。海平面变化幅度在0～200 m之间。海水最深的时期在早中新世晚期至中中新世早期以及上新世早期,与Haq曲线较为吻合。     

琼东南盆地南部深水区中新统层序地层地震相与沉积演化特征

根据高分辨率地震资料的反射和结构特征,结合地震剖面振幅旋回性变化,将研究区中新统划分为3个层序组及6个三级层序。三个层序组自下而上分别对应三亚组、梅山组及黄流组三个地层组。在层序格架内识别出六种典型的地震相类型:丘状地震相、前积地震相、水道充填地震相、杂乱地震相、波状地震相以及平行—亚平行地震相。三亚组以波状反射和平行—亚平行反射为主;梅山组以丘状反射和波状反射为主,梅山期是生物礁发育的繁盛期;黄流组仍以丘状反射和波状反射为主,但丘状反射规模较梅山组明显减小。中新统整体上表现为一个水进的过程,从滨浅海环境过渡到浅海环境再逐渐过渡到半深海环境,发育有扇三角洲、生物礁滩以及水道沉积体系,而地震相的分布和演化明显受沉积体系演化的控制。生物礁和水道沉积可能是该区的有利储层。