西沙海槽盆地新生代沉积环境演化

西沙海槽盆地处于南海北部陆坡洋陆壳过渡带,为一个分割南海北部陆架和西沙地块的新生代裂谷盆地,其沉积环境演化研究有助于进一步认识南海形成演化过程。通过南海陆坡区域地震地层对比,将西沙海槽盆地新生代以来划分出9个地层单元,采用地震线描和地震相分析方法,恢复各地层单元沉积时期的地层结构及古地貌,探讨其沉积环境演化过程。结果表明,古新世—始新世西沙海槽盆地为河流和湖泊沉积环境;渐新世—早中新世初,演变为分割南海北部陆架和西沙地块古陆、贯通琼东南盆地和西北次盆的海峡,沉积环境由滨-浅海过渡到半深海环境;中中新世以来盆地进入陆坡海槽发育阶段,晚中新世以后中央水道形成,演变为一个陆坡内深水海槽,为海流和浊流通道,整体处于半深海-深海沉积环境。     

南海IODP U1499和U1500站位浊积岩的沉积特征及岩石物理响应

深海浊流沉积是重要的油气和天然气水合物勘探目标,对古海洋、古环境、古构造乃至古气候等方面的研究具有重要的科学意义。前人对于浊积岩的研究多从沉积学角度进行,从岩石物理角度开展的相关研究很少。本文将岩芯宏观沉积学分析、薄片(或涂片)分析与岩石物性分析相结合,研究南海海盆北部IODP 367航次U1499、U1500站位浊流沉积的沉积特征和岩石物理响应。共识别出了3类浊积岩:钙质、陆源碎屑和陆源碎屑—钙质混积浊积岩,以陆源碎屑和混积浊积岩最发育。不同类型的浊积岩表现出不同的岩石物性特征:钙质浊积岩表现为低磁化率、高颜色反射率亮度、密度变化较大和低自然伽马;陆源碎屑浊积岩表现为低磁化率、中—低亮度、中—高密度、中—低自然伽马;混积浊积岩的磁化率、亮度和自然伽马变化大,密度中—高。南海海盆浊积岩的丰度在发育时间上以晚中新世和中—晚更新世最高,然后依次为早更新世、上新世和早—中中新世。晚中新世和中—晚更新世全球海平面总体处于低位时期,有利于浊积岩的发育。自晚中新世以来,南海海盆钙质浊积岩的丰度总体呈逐渐减少趋势,可能与南海海盆水深逐渐加大、碳酸盐沉积逐渐萎缩等因素有关。     

南海西南海域曾母盆地新生界沉积充填演化研究

曾母盆地位于南海西南海域,是一个总面积约17×104km2的新生代含油气盆地。在综合研究该盆地新生界沉积特征和沉积体系发育状况以及模拟沉积层的沉降速率和沉降史的基础上,分析和研究了新生界沉积层的充填演化特征和充填序列。晚始新世—渐新世时该盆地基本上为东陆西海,位于西部的坳陷为海相沉积,其它地区多为陆相或海岸平原相沉积。中渐新世末至中新世末由于纳土纳等隆起没于水下,该区主物源方向发生改变,致使该盆地早期的沉积环境为南陆北海,而后因古巽他河的作用自南向北逐渐形成三角洲前积复合体。该三角洲沉积复合体随时间由南往北不断推进,形成大范围的三角洲沉积充填序列;与此同时,盆地东部和西部发育碳酸盐岩台地和生物礁,围区深坳部位为巨厚的滨-浅海和半深海充填沉积。从晚始新世至中新世末,该区的沉降速率和沉降中心不断发生变化。上新世和第四纪主要为浅海陆架及半深海充填沉积。上述复杂的沉积充填演化过程构成该盆地独特的沉积充填序列     

下刚果盆地深水沉积中新统层序划分及其控制因素

对于具有较宽陆架的下刚果盆地,当相对海平面下降时期,陆架区沉积中心向外陆架迁移,形成陆架边缘三角洲.其为深水区提供大量陆源碎屑物质,使低位体系域发育碎屑流沉积、浊流水道及前端扇体系;当相对海平面上升时期,沉积中心后退至内/中陆架,使深水区海侵十高位体系域以深海、半深海原地泥质沉积及泥质碎屑流沉积为主.深水层序以凝缩层段...     

南海东部海域柱样沉积物浊流沉积探讨

利用1998年南海东部陆坡69号柱样、深海盆149号柱样、南部岛礁323号柱样沉积物的粒度、化学、古生物、矿物等鉴定分析测试资料,分析了南海东部海域发生浊流沉积的地质背景、产生浊流沉积的条件和诱发因素,进而发现南海东部浊流沉积发育,在南北陆坡及中部深海盆地均有浊流沉积层。从其出现层位看,为氧同位素2—4期,即晚更新世中晚期。从浊流沉积出现层数分析,具有自北向南浊流发生频次减弱的趋势。从浊流沉积物成分看,南海东部浊流沉积物具有多样性,北部陆坡以陆源为主,中部深海盆以陆源及火山源为主,南部岛礁以生物源为主。     

造山带大陆斜坡沉积类型

造山带大陆斜坡可以划分出有扇与无扇大陆斜坡两种沉积类型。有扇大陆斜坡以近源浊积岩、碎屑流为特色;无扇大陆斜坡以远源浊积岩、等深岩、半远洋沉积为特色。因而大陆斜坡也是一个多种沉积作用活跃的场所。造山带深水沉积绝不是常人认为是单一的复理石、千篇一律的重力流,而是内容十分丰富的沉积作用非常活跃和堆积的场所。     

湘西王村剖面寒武系浊积岩特征

湘西王村地区的寒武系代表江南斜坡相沉积序列，传统的下寒武统划分为杷榔组、清虚洞组；中寒武统划分为敖溪组、花桥组（下部）；上寒武统划分为花桥组（上部）、追屯组。其中，花桥组中浊流沉积最为发育，包括经典浊积岩和高密度浊流沉积两种类型，经典浊积岩的特征完全可以由鲍马层序来描述，但最常见的是AE、CDE组合等，其岩性主要为泥灰岩和泥晶灰岩。高密度浊流沉积粒度较粗，常含有细砾组分。常见粗尾粒序层理，也可见平行层理和中至大型交错层理，它们在垂向上构成似鲍马层序，如ABC等。浊流的主要沉积场所是斜坡的中下部，盆地边缘和盆地平原的浊流沉积较斜坡大为逊色。     

西菲律宾海15万年以来的浊流沉积及其成因

MD06-3052孔取自西菲律宾海吕宋岛岸外上陆坡,通过AMS14 C测年、沉积物粒度和浮游有孔虫氧同位素记录,揭示了15万年以来5个浊流沉积层的特征和浊积事件的发生时间。浊流沉积物粒度明显较上下层的粗,主要组分为砂质和粉砂质沉积。通过AMS14 C测年和氧同位素年代标尺,计算了5个浊流沉积层发生的时间分别为13.3、20.4、34.3、41.7和121.8kaBP,其中上部4次浊积事件发生于末次冰期,特别是MIS 3晚期和MIS 2期的低海平面时期,仅底部一次出现于末次间冰期MIS 5e中期相对低海平面时期,因而推测研究区浊流沉积事件的主要诱因是低海平面时期的海平面波动造成临近陆架上的沉积物不稳定,同时较陡的陆坡为浊流沉积提供了有利地形,因而造成了向陆坡方向的浊流搬运。     

马里亚纳海槽的沉积

马里亚纳海槽是一个正在扩张的弧后盆地。文章分析中国和联邦德国合作考察马里亚纳海槽两个沉积岩心的一般沉积特征、物质来源及其影响因素。两岩心沉积物均以砂质粉砂、粉砂和粘土质粉砂为主,含较多黑色火山灰层和黑色纹理,岩性分析表明,物质以火山碎屑为主。由于两岩心所处具体构造位置不同,导致岩性、构造和物质来源不同。61KL岩心有4或5个递变层序,为典型的浊流沉积,物质主要来自东部活动的马里亚纳火山弧,由浊流搬运而沉积。57KL岩心物质主要来自海槽扩张裂谷本身的火山喷发。两岩心均为半远洋沉积物。     

琼东南盆地海底地形地貌特征及其对深水沉积的控制

琼东南盆地位于南海北部大陆边缘西部,其深水区是重要的油气勘探新领域。利用琼东南盆地高密度的多道地震资料,阐明了琼东南盆地海底地形地貌特征,分析了盆地内深水沉积体的类型、特征、形成机制和空间展布,探讨了地形地貌对深水沉积的控制作用,对深入理解深水沉积过程,尤其是该区深水油气储层的预测具有重要意义。研究结果表明,琼东南盆地海底地形总体可以划分为陆架、陆坡和深海平原。在该地形地貌控制下,研究区内主要发育6种深水沉积体:浊流沉积、陆坡峡谷充填、滑塌沉积、滑移沉积、沉积物波和碎屑流沉积。进一步的研究表明,这些沉积体的空间发育部位和规模与陆坡的坡度有关。地形坡度通过控制重力流流体的流态产生各类型重力流沉积,进而控制了陆坡体系的调整过程。研究结果还表明,由于地形坡度的变化,重力流流态会发生相应变化,并进而导致各种类型重力流沉积在其形成过程中发生相互转化,其一般转化顺序通常为滑塌-碎屑流-浊流。     

南海西北部晚第四纪典型地震相—沉积相特征

南海西北部地形变化大,水深由近岸几十米变化至深海盆区的3 500m,跨越了陆架、陆坡、深海盆、岛礁等地貌单元。南海西北部也是深水油气的重要勘探地区。利用高分辨率单道地震资料,采用地震相分析方法,对研究区晚第四纪典型地震相—沉积相分布特征开展深入分析。研究区内的主要地震相包括：①席状、亚平行、强振幅、低连续、中频地震相;②披盖状、波状、中振幅、中—低连续、中低频地震相;③披盖状、平行—亚平行、中—弱振幅、中连续、中—低频地震相;④披盖状、平行、强振幅、高连续、中—高频地震相;⑤席状、平行、中—弱振幅、高连续、中—低频地震相;⑥披盖状、波状、弱振幅、低连续、低频地震相;⑦前积相;⑧下切充填地震相;⑨杂乱地震相;⑩条带状、波状、中—弱振幅、中—低连续、低频地震相;瑏瑡披盖状、平行、强振幅、高频、高连续地震相共11种。对地震相—沉积相及其分布特征的分析结果认为,区内晚第四纪主要发育有三角洲相、河道相、滨浅海相、浅海相、半深海相、深海相、滑塌相、斜坡相、浊流相、生物礁相等沉积相,其分布主要受海底地形地貌、构造运动等多种因素所控制。     

海盆沉积“源-汇”系统分析:南海北部珠江海谷-西北次海盆第四纪深水浊积扇

运用近年来采集的高分辨率地震资料和多波束测深数据,在珠江海谷及西北次海盆深海平原区发现大规模发育的第四纪重力流沉积体系,该沉积体系沿珠江海谷以北西-南南东方向贯穿整个北部陆坡,进入西北次海盆后呈扇形展开,形成珠江海谷-西北次海盆大型深水浊积扇系统。据沉积体系空间展布特征差异,将珠江海谷划分为北、中、南三段,北段为过路侵蚀和水道下切,中段以水道充填和天然堤沉积为主,南段以水道-天然堤和朵叶体沉积共存为特征,揭示出北部陆坡珠江海谷是珠江口外陆缘物质输送海盆深海平原的主要通道;海盆区总体以朵叶体发育为特色,呈扇形展布。深水扇系统可分为三期次沉积体,其区域结构记录了重力流沉积物从侵蚀、卸载到南海海盆作为限制性盆地接收陆源沉积物的全过程,为“源-渠-汇”的研究构建了一个完美的范例。本文以珠江海谷-西北次海盆第四纪深水浊积扇沉积体系为例,完整地揭示了水道-扇体的组构和特征,清晰呈现了陆坡-海盆砂体展布的规律,可为建立南海北部新近纪早期深水扇形成模式提供参考,有助于指导南海深水油气勘探工作。     

南海北部陆架坡折附近表层沉积物的粒度特征和其输运趋势

对南海北部陆架坡折附近取的50个表层沉积物样品,作粒度测试,计算粒度参数。粒度分析表明研究区的沉积物主要存在4种类型:含砾砂、砾质砂、砂质砾和含砾泥质砂;沉积物组分中砾石和砂占绝对优势,基本上不含黏土。综合因子分析和聚类分析的结果把研究区划分为4类沉积区:Ⅰ类沉积区属于内陆架沉积区,Ⅱ类沉积区属于陆架坡折上部沉积区,Ⅲ类沉积区属于陆架坡折下部沉积区,Ⅳ类沉积区区属于陆架边缘沉积区,每类沉积区都代表着不同的沉积环境。研究区沉积物的粒径趋势分析结果显示,陆架坡折附近的沉积物主要向内陆架和外陆架边缘或上陆坡输运,同时存在着跨陆架输运和沿陆架坡折输运现象,这与研究区实测的底流方向相一致。本研究表明,南海北部陆架坡折附近的沉积环境和沉积物输运模式比较复杂和特殊。本研究对今后陆架和陆坡区其他相关的研究具有十分重要的指导和借鉴意义。     

近4400a南海北部陆架沉积物的东亚季风记录

对位于海南岛南部陆架的S20孔沉积物进行了岩性、AMS14C年代、粒度和微量元素分析,提取了东亚季风演化的代用指标,初步探讨了该沉积区蕴含的亚洲季风演化信息。结果表明,近4 400 a以来,S20孔研究区受相对稳定的水动力条件控制。主要富集于相对粗粒和细粒物质的Zr/Rb陆源元素比值和19μm细粒敏感粒度组分平均粒径可以作为冬季沿岸流和东亚冬季风强度的代用指标。二者与东海内陆架PC-6孔以及南海17940孔海水表层温度变化表现出良好的相似性,说明中国东南部不同地区季风代用指标揭示出的东亚冬季风演化具有一致性。因此,相对于陆地和深海而言,南海陆架区沉积物中同样蕴含着丰富的季风演化信息,后续高分辨率研究工作亟待开展。     

关于南海北部深水重力流沉积问题的讨论

深水沉积主要泛指陆架以外的沉积,尤以沉积物重力流成因的沉积受到深水油气勘探界的关注,它的沉积成因、过程和相组成均与河流、三角洲、浅海等牵引流沉积有很大的差异。当前南海北部大规模深水勘探已经全面展开,正确认识深水重力流沉积具有重要意义,但由于我国油气勘探对深水重力流沉积缺乏勘探实践,目前对深水重力流沉积有不同的理解,如深水重力流沉积一定要在多深的水下沉积,深水重力流沉积的判识一定要有深水环境的标志,深水重力流沉积作用保留在地层中的沉积层理构造特征一定是重力流流态的等。通过南海北部深水实钻资料和沉积体系的研究,认为深水重力流沉积具有偶发而动、沿坡搬运、择低而积、有限分布的特点。陆架坡折带以外的粗陆源碎屑沉积以重力流沉积成因为主,低位体系域的重力流更易于发育砂岩储层。陆坡区深水重力流沉积的特点表明储层识别是深水勘探的关键工作。     

南海北部地球物理特征及地壳结构

为了研究南海地壳结构，中国和日本合作在南海北部首次进行了以炸药为震源的综合地球物理调查。经初步分析其地壳结构主要特征为：南海北部地壳分为沉积层、上地壳层、中地壳层及下地壳层。大陆架及上陆坡地壳厚度大、稳定。下陆坡地壳厚度除中地壳外，其他壳层厚度减薄且不稳定。深海盆地壳分３层，厚度虽薄但相对稳定，其底部缺失７．３ｋｍ·ｓ－１的高速层。测区内地壳总厚度：陆壳２６—３０ｋｍ，过渡壳１３—２２ｋｍ，洋壳为８ｋｍ。     

Vertical Variations of Core Sound Velocity: Evidence of Paleooceanographic History Since the Pleistocene Epoch

The vertical variations in the borehole core sound velocity (Cp) of the submarine sediments are related to the events of marine transgression and regression in the geologic history. This article establishes the vertical variation of Cp curve for the borehole sound velocity in the northern South China Sea continental shelf and the East China Sea continental shelf, thus providing evidence for revealing at least (3) sedimentary cycle events of marine transgression and regression occurring in the west Pacific marginal sea since the Pleistocene Epoch. The sound velocity of marine sediments brought in the course of marine transgression is lower (1450-1510 m/s) while that of continental sediments formed in the course of marine regression is higher (1650-1720 m/s).     

西北太平洋黑潮源区沉积特征及黑潮输入对东海沉积物的影响

在对海流和地质背景分析的基础上将源区黑潮划分为3个区域,即北赤道流区、吕宋岛以东海区和台湾东部黑潮主干区,归纳总结了其沉积物矿物组成、元素组分特征和物源研究结论,探讨了黑潮输入对东海沉积物的影响。总体看来,黑潮源区沉积物的主要外来源是菲律宾群岛、菲律宾岛弧、台湾河流输入和亚洲大陆风尘的输入。黑潮源区沉积物矿物分布受菲律宾海沟的阻隔、北赤道流与黑潮的营力作用、海底火山热液活动和水深影响较大,常量元素组成主要与海底地形和水深有关,稀土元素组成表现出具有明显陆源输入的边缘海沉积特征,Sr、Nd同位素组成的研究在该区主要用于追踪亚洲风尘输入。由于黑潮入侵东海多分支的复杂性,东海黑潮对陆架沉积物的影响尚需深入研究。进一步研究应在台湾东部沉积物物源分析、黑潮输入对东海沉积物影响的历史变化、多指标整合的综合分析方法、有效物源识别端元的构建等方面展开。深入研究黑潮源区沉积特征及物源可有效揭示黑潮流域变化、构造活动和气候变化等,且探明黑潮输入对东海陆架沉积物分布的影响有利于揭示东海生态环境变化和海洋资源环境的可持续利用。     

中国东部陆架沉积环境对末次冰盛期以来海面阶段性上升的响应

到目前,还缺乏关于大型陆架系统对全球海面变化响应的研究,5年来我们对中国东部宽阔的陆架海底进行详细制图研究,结果表明:现代中国东部陆架海底沉积环境分布与末次冰盛期以来的海面变化之间有很好的响应关系;目前的陆架海底被3个沉积体系覆盖,即低海面期的古滨带、冰消期的海侵体系和高海面期的涡漩及近岸带沉积体系;末次冰期后期以来,可区分出3个快速海面上升期和3个慢速上升期。在快速上升期,海底形成了代表海岸快速移动的混杂沉积-海侵边界层,海岸平均移动速度10～22cm/a(最大64cm/a),缓慢上升期,形成了陆架广泛分布的潮流沙脊体系,三期沙脊体系之间有继承性演化关系。     

Origin and differentiation of clay minerals in pelagic sediments and sapropels of the Bannock Basin (Eastern Mediterranean)

Two cores from an anoxic basin of the southeastern Mediterranean Ridge were investigated to compare the clay mineralogy of pelagic sediments and of the interbedded sapropels. The sediments of Core BAN 84-02, raised from the basin floor, and those of Core BAN 84-08, from the eastern plateau of the Bannock Basin, provide evidence for different sedimentary environments. The anoxic conditions, which are still present near the bottom, produce an important decrease in smectite crystallinity (Core 02), whereas well-organized smectite persists in the normally oxygenated sediments (Core 08). Detrital clay minerals from various sources were deposited in the basin and no appreciable diagenesis was recognized downcore.

The clay mineralogy of the sapropels shows remarkable differences compared to the pelagic sediments. The changes observed are dependent on aggressive chemical reaction and on the sudden input of detrital crystalline sediments into the stagnant environment. A climatic curve registers the variable degree of clay mineral hydrolysis in continental areas and exhibits good correspondence with an already published oxygen isotope curve for the area.