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。     

印度尼西亚库泰盆地油气地质特征及勘探方向

库泰盆地是印度尼西亚最大、最深的第三系含油气盆地,也是该国最主要的产油气盆地。盆地经历了断陷期、拗陷期和反转期三个发育阶段,充填的第三系沉积物厚度达14 km。盆地发育四套烃源岩,其中,中中新统三角洲平原煤和三角洲前缘碳质泥岩是滨浅海区有效烃源岩,上中新统富含碳质碎屑浊积岩是深水区有效烃源岩;油气纵向上主要富集于中中新统、上中新统及上新统,平面上主要富集于背斜构造中。综合分析认为,深海平原区上中新统斜坡扇、盆底扇砂岩是下库泰盆地潜在勘探领域,渐新统—下中新统是三马林达复背斜带有利勘探领域,始新统盆地边缘上超尖灭砂体是上库泰盆地潜在勘探领域,始新统—中新统台地生物礁是库泰盆地深层潜在勘探领域。     

南海北部古近纪沉积物碎屑锆石U-Pb年龄及物源演化

长期以来,由于地质资料的限制,有关南海早期裂陷过程中的沉积演化问题一直缺乏相对深入的认识与了解.采用碎屑锆石U-Pb定年方法,对南海北部古近纪沉积物进行"源-汇"对比分析.结果表明,该时期南海北部不仅接受来自北部河流搬运的陆源碎屑物质,同时还受到盆地内部局部隆升区物源的影响.其中,始新世沉积物以下白垩统物源为主,至早渐新世,琼东南盆地接受了来自海南岛及西沙隆起带的沉积物,珠江口盆地珠一坳陷同时期的锆石磨圆度较高,年龄谱系同华南沿海地区一致,说明很可能接受了来自华南沿海地区的陆源物质;而处于盆地南侧的白云凹陷同时期存在自形程度极高的锆石,反映其物源极可能为盆地内近源的局部隆起区.到晚渐新世荔湾凹陷沉积物中开始出现较多元古代锆石,与其北部同时期沉积物明显不同,琼东南盆地N6井也开始出现较多元古代锆石,其物源可能与南海西侧隆起有关.资料显示,在古近纪,现代意义上的珠江并未形成,其在早渐新世仅影响到珠一坳陷,到晚渐新世影响到珠二坳陷北侧.因此,珠江在古近纪具有从小到大逐步演化的特点.      

琼东南盆地南部梅山组丘状体沉积特征及成因机制

琼东南盆地南部梅山组具有独特的丘状反射特征,关于其成因机制引起了广泛关注和讨论。以琼东南盆地大量二维地震资料和高分辨率三维地震资料解释为基础,在深水钻井标定下,从地震相特征、沉积物物源、沉积搬运通道、古地貌特征以及海平面变化和构造活动6个方面,阐明了梅山组丘状体的沉积特征,并讨论了其成因机制。研究结果表明,中中新统梅山组沉积时期,受强制性海退影响,琼东南盆地范围内海平面下降至低水位,南部隆起局部暴露剥蚀,提供了大量沉积物源;上中新统黄流组沉积时期,盆地局部构造活动使得南部隆起物源发生重力失稳,通过深水水道向盆地中央以重力流方式搬运沉积物。琼东南盆地梅山组地层的丘状反射特征是黄流组沉积时期以南部隆起沉积物为物源的浊流侵蚀下伏梅山组地层所致。对该丘状体成因机制的深入研究,不但有助于丰富对丘状地震反射现象的认识,而且揭示了其沉积构成为粗碎屑沉积物而非生物礁滩沉积,对深水油气勘探储层特征及评价具有重要意义。     

南海北部古河流演变对欧亚大陆东南缘早新生代古地理再造的启示

欧亚大陆东南缘早新生代古地理演变包含了华南沿海中生代山脉的逐步消减与南海的逐步扩张形成等重大事件。南海北部始新统—下中新统“源-汇”路径研究发现,南海沉积物物源在该时期发生了巨大改变。在始新世和早渐新世,源自南海西部古隆起的“昆—莺—琼”河流系统向南海东部地区输送了大量沉积物,包括珠二坳陷在内的南海北部南侧大部分地区受南海西部物源的控制,仅在珠一坳陷接受来自华南大陆珠江的沉积物;晚渐新世,南海西部物源逐步被北部珠江物源取代;到早中新世,珠江来源沉积物全面越过番禺低凸起进入珠二坳陷,大量来自华南内陆的沉积物被珠江运输至南海盆地,“昆—莺—琼”古河流进一步萎缩,仅在南海西部琼东南盆地分布,并且由西向东沉积物源区昆嵩地块逐渐被海南岛取代。南海西部自晚中新世以来发育的中央峡谷正是该古河流的残余。南海新生代早期“昆—莺—琼”河流系统的发现及珠江演变过程的构建,对于深刻认识该地区新生代早期古地理特征、整个欧亚大陆东南缘的古地貌重建以及盆地的油气勘探均具有重要意义。     

南海南部上白垩统—始新统Rajang群浊流沉积物源-汇对比分析*

南海南部新生代沉积中发育有大型三角洲、下切水道、深水浊积扇等油气有利勘探带,油气资源丰富,勘探前景广阔。其中,位于中央婆罗洲、形成于上白垩统—始新统的Rajang群由一套巨厚的深海浊积扇组成,时间跨度达30 Ma,属世界著名的古海底扇之一。由于缺乏系统的源-汇对比研究工作,对其沉积物来源及沉积充填过程认识不清,影响到该时期盆地油气资源的勘探研究。通过岩石学、重矿物和碎屑锆石U-Pb年龄谱系综合分析,对Rajang群沉积物及其潜在源区进行系统源-汇对比研究。结果发现,Rajang群主要受南海北部岩浆岩局部隆起区和中南半岛物源控制,沉积物来自南海北部地区。在始新世晚期,由于沙捞越俯冲造山运动,Rajang群沉积物发生强烈变形和隆升,主要出露于中央婆罗洲及近海曾母盆地。由于Rajang扇中的深海泥质夹层多、砂层相对较薄,无法形成有利储集体。但是,在曾母盆地北侧及其偏北的北康—南薇西盆地一带应该发育有同时代较好的浅水储集体,是该区油气勘探的潜在方向。     

南海北部边缘盆地天然气成因类型及气源构成特点

南海北部边缘盆地油气地质现象丰富多彩,天然气成因类型及分布规律复杂。根据该区天然气勘探及研究程度,迄今为止勘探所发现烃类天然气可划分为生物气及生物-低熟过渡带气（亚生物气）、成熟-高熟油型气及煤型气以及高熟-过熟天然气等3大成因类型;非烃天然气CO2可划分为壳源型（有机/无机）、壳幔混合型及幔源型等3型4类。生物气及亚生物气在莺—琼盆地及珠江口盆地浅层广泛分布,气源来自上新统及第四系海相沉积;成熟油型气主要分布于北部湾、琼东南东北部及珠江口盆地,气源来自始新统中深湖相偏腐泥型烃源岩;成熟-高熟煤型气及高熟-过熟天然气,则主要展布于莺—琼盆地及珠江口盆地部分地区,前者气源主要由渐新统煤系和中新统海相偏腐殖型烃源岩所供给,后者气源则来自不同类型高熟-过熟烃源岩。CO2则主要富集于莺歌海盆地泥底辟带浅层及琼东南盆地东部和珠江口盆地部分区域,气源分别来自受泥底辟热流体活动影响强烈的中新统海相含钙砂泥岩和深部地幔活动。     

南海北部盆地新生代物源对周边主要河流演化的响应

源汇系统（Source- to- sink system）是将物源区的构造剥蚀、沉积物输送区的沉积物搬运和沉积区的沉积物堆积等视为一个完整系统。沉积物的源区恢复和附近水系重建是源汇研究的热点问题，沉积物碎屑锆石U- Pb定年是源汇系统研究的有效方法之一。南海北部与其周边地区构成了一个完整的源汇系统，通过源汇分析可获得南海北部各盆地沉积物来源及周边主要河流的演化历史。本文通过总结前人在南海北部主要盆地新生代沉积物碎屑锆石U- Pb研究成果，探讨珠江、红河和昆莺琼古河的新生代演化历史。珠江最早的支流北江和东江形成于早渐新世，晚渐新世溯源到西江上游的红水河、左江和右江，中新世溯源到西江中游柳江、桂江和上游的北盘江、南盘江。在晚白垩世—古近纪红河属于青藏高原东缘大型向东南或向南流河流的一部分，之后由于地貌变化形成现今红河。昆莺琼古河在早渐新世开始发育影响到珠江口盆地，在晚渐新世昆莺琼古河雏形已经基本形成，中新世起昆莺琼古河可能向西有一定程度的退缩。     

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.      

裂变径迹热年代学在珠江口盆地渐新统珠海组物源分析中的应用*

渐新统珠海组是南海北部珠江口盆地的主要储集层发育层位之一,但其物源区位置、沉积物搬运路径等关键问题仍存在争议。为此,选取珠江口盆地不同构造单元3口关键井珠海组上段砂岩样品开展锆石裂变径迹(ZFT)、磷灰石裂变径迹(AFT)热年代学研究,进而开展珠海组物源分析。盆地西部西江凹陷XJ28井与白云凹陷LW3井ZFT、AFT年龄组分相似,包含晚三叠世的ZFT年龄组分,且ZFT、AFT主要年龄组分分别为白垩纪、古新世;盆地东部陆丰凹陷的LF7井ZFT、AFT年龄组分明显比前2口井偏年轻,ZFT主要年龄组分为古新世。3口井的ZFT、AFT年龄组成表明其珠海组上段物源均主要来自珠江口盆地北侧的华南地块,但盆地西部与东部显示出明显的物源差异。盆地西部XJ28井以及LW3井物源特征总体一致,均由古珠江水系供源,其物源以珠江流域中生代花岗岩为主,还包括华南地块腹地的中生代沉积岩。盆地东部LF7井的物源主要为陆丰凹陷北侧的沿海中生代花岗岩,物源组成相对简单,沉积物搬运距离相对较短。     

Provenance analysis of the Upper Miocene turbidite sand-bodies in deep-sea basin of northern South China Sea

The International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 367/368 reported massive Upper Miocene deep-sea turbidite in the northern South China Sea basin. The Upper Miocene turbidite sand-bodies at Site U1500 were examined with detrital zircon U-Pb dating to conduct the source-to-sink analysis. This study shows that the U-Pb age spectrums of Site U1500 sample are similar to those detrital zircons from the Miocene Qiongdongnan Basin and the Pearl River Mouth Basin. Multidimensional scaling (MDS) plot also shows that the turbidite sand-bodies at Site U1500 are closely related to the sediments in the Pearl River Mouth Basin and Qiongdongnan Basin. It is likely that the thick deep-sea turbidite succession in the deep-water basin of northern South China Sea was formed by a mixed provenance pattern during the late Miocene. On the one hand, terrigenous sediments from the west of the South China Sea were transported along the Central Canyon to the eastern South China Sea deep-sea basin in the form of turbidity current. On the other hand, terrigenous sediments were also transported from the Pearl River through the slope canyon system to the northern South China Sea in the form of gravity flow . Those mixed sediments from two different source areas have collectively deposited at the deep-sea basin and thus, give rise to turbidite sequence of hundred meters. Provenance analysis of the thick turbidites sand-bodies in the deep-sea basin is of great significance to the profound understanding of the tectonic evolution, filling processes, provenance evolution, and the palaeogeographic characteristics of the Cenozoic basins of the South China Sea.     

珠江口盆地的沉积充填与珠江的形成演变

沉积物元素地球化学分析表明,南海北部地区沉积物渐新统与中新统明显不同,两者之间存在物源突变事件。这一沉积地质事件在时间上与南海扩张轴发生跳跃、滇西高原以及东喜马拉雅构造结的快速隆升等一系列地质构造事件十分吻合,是珠江以及珠江口盆地搬运—沉积—充填演化史上一次重大的转变。Ca/Si、CIA以及Al₂O₃等参数变化显示,珠江侵蚀区极有可能由渐新世近源硅酸盐为主的华南沿海地区拓展为中新世远达青藏高原东麓的云贵高原碳酸盐为主的地区,流域范围突然扩大。同时伴随沉积物供给增大,造成珠江口盆地从渐新世富砂为主的沉积堆积体系转变为中新世以来以泥为主的沉积堆积体系,显示出珠江的发育演化以及中新世以来的青藏高原隆升在南海北部的沉积充填演变中扮演了重要角色,对南海北部地区油气藏的形成影响深远。     

珠江口盆地白云凹陷渐新世/中新世地质事件的碎屑组分响应

南海北部渐新世/中新世之交发生了物源突变地质事件。利用珠江口盆地白云凹陷渐新统珠海组和中新统珠江组砂岩薄片镜下计点法统计技术,详细研究了碎屑组分的变化特征。结果表明:珠海组砂岩碎屑组分中,岩屑以深成的岩浆岩屑占绝对优势,长石和沉积岩屑含量也相对较高,与该期物源主要来自华南沿海近源以燕山期花岗岩为主的母岩区相一致;而珠江组砂岩中,岩屑以变质岩屑占优势,同时也含有一定量的岩浆岩屑、沉积岩屑和较多的长石,显示珠江组具有更多的物源供给区。随着渐新世/中新世之交各种地质事件发生,尤其是伴随青藏高原隆升引起的大陆风化及侵蚀程度增强,珠江口盆地沉积物源区向华南古陆内部古老的沉积-变质岩区和青藏高原东麓扩展,碎屑组分变化应该是该期各种地质事件的综合作用结果。     

珠江水系演化与东亚地形倒转的耦合关系

新生代以来,全球地质演化中最大的地质事件不外乎青藏高原的形成及其环境效应,其中东亚地区的黄土堆积及大型水系的形成最为瞩目.珠江作为串联华南大陆与南海北部“源-汇”系统的纽带,是南海沉积学研究的焦点,揭示其形成过程对探讨云贵高原以及青藏东南侧的地形演变具有重要意义.采用元素地球化学与碎屑锆石U-Pb年龄谱系源汇综合示踪技术,结合珠江流域及珠江三角洲的研究成果,详细探讨珠江的诞生与演化历史.珠江河流体系初始形成于早渐新世,流域范围仅限于华南沿海地区;晚渐新世珠江发生向西拓展事件,流域面积显著扩大,达到云贵高原东侧边缘;到中新世珠江流域发生明显改变,河流进一步向西、向北溯源侵蚀,流域面积急剧扩大,深入云贵高原腹地.23 Ma珠江流域面积的快速扩展与同时期长江三峡贯通、北方黄土发育均是该时期青藏高原大范围隆升的直接产物,是东亚地区基本形成西高东低地貌特征的具体反映.      

南海北部渐新世末的构造事件

ODP1148站以及珠江口盆地沉积物均记录了渐新世末发生的重大地质构造事件, 这一构造事件在时间上与南海扩张轴发生跳跃的时间十分吻合, 是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件, 涉及到南海扩张、盆地类型转化、沉积物源变迁等一系列相关联的重大地质事件.伴随这一地质构造事件, 南海北部沉积物成分发生剧烈改变, 出现渐新世-中新世地球化学成分上的跳跃, 在深海沉积中发生沉积间断及滑塌事件, 并使珠江口盆地由断陷型盆地转为坳陷型盆地, 白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境.可以认为, 这次构造运动奠定了我国现代的地理格局, 也标志着我国东部陆相盆地最佳烃源岩形成期的结束, 在南海乃至东亚地区影响深远.      

多期走滑拉分盆地的沉积响应:以南海北部珠江口盆地为例

南海北部陆缘位于太平洋和新特提斯两大构造域之间,其形成与演化受到多期多向构造叠加作用,珠江口盆地是南海北部陆缘的重要构造单元。自新生代早期珠琼运动以来,由于太平洋板块向华南大陆俯冲在珠江口盆地形成两期强烈的走滑拉分作用,从而导致早期弥散状地堑与后两期拉分盆地的三层盆地叠合现象。本文在综合珠江口盆地的地质、构造物理和数值模拟、南海北部新生代构造演化研究的基础上,探讨了珠江口盆地区域沉积作用对构造的响应过程;并基于其内部次级构造单元阳江东凹的地震剖面资料解剖,进一步检验珠江口盆地地堑式伸展、两期走滑拉分作用对沉积盆地的沉积相空间展布、沉积沉降中心迁移规律的控制作用。研究表明,珠琼运动一幕(~47.8 Ma)伴生的NE向走滑运动控制盆地发育规模较小的辫状三角洲沉积,珠琼运动二幕(~38Ma)伴生的NWW向走滑运动控制三角洲轴向并导致三角洲沉积范围扩大,白云运动(~23 Ma)时期的沉积展布不受NE向走滑断层控制、但三角洲轴向仍与NW-NWW向断裂体系相关;在上述多期构造运动过程中,盆地沉积沉降中心往南迁移,逐渐奠定了三角洲沉积格局。     

珠江口盆地荔湾凹陷北部早中新世沟槽特征及其成因

沟槽及其成因是近年来沉积学和古海洋学的研究热点。本研究基于珠江口盆地荔湾凹陷内的高精度三维地震资料,在研究区早中新世地层中首次识别出延伸千米的沟槽。这些沟槽形成时研究区位于远离陆架坡折的深水盆地,其走向大致平行于早中新世南海北部陆架坡折走向,可细分为4个亚区,形态呈直线形、拱形或似波痕状,几何学参数在不同分区各有特点。另外,在部分沟槽底部具有规模较大的条带状高振幅异常,可能对应粗粒沉积或富含天然气。根据沟槽特征推测其成因可能与盆内广布的中层水环流影响下的底流活动有关。古地貌控制下的早中新世古底流,通过其水体对海底产生侵蚀进而形成侵蚀沟槽。此研究不仅有助于南海北部超深水区的油气勘探,同时可为南海早中新世古海洋学研究提供新证据。     

神狐-一统暗沙隆起中部新生代地层层序划分及沉积演化

利用中德合作"南海地球科学联合研究"SO-49航次所采集的地震测线,对南海北部陆缘神狐-一统暗沙隆起中部的新生代地层层序进行了划分,并与北部的珠江口盆地的层序进行了对比.共识别出SB₁、SB₂、SB₃、SB₄和Tg₅个主要反射界面,对比表明:Tg 反射面为新生界基底反射,SB₁、SB₂、SB₃、SB₄相当于珠江口盆地的二级层序界面,层序界面年龄分别为:10.5 Ma 、21.0 Ma 、25.0 Ma 、39.4 Ma.在此基础上,对隆起区新生代沉积环境及其演化进行了分析,认为隆起区新生代沉积经历了断陷湖泊-滨浅海-深海相的演变过程,隆起区主要隆升时期为晚渐新世-早中新世.并就珠江口盆地早第三纪海侵方向和隆起的成因进行了初步探讨。