珠江深水扇系统沉积和周边重要地质事件

最近的研究发现了位于南海北部珠江口外白云凹陷陆坡深水区的珠江深水扇系统。珠江深水扇系统以珠江为沉积物源、以持续深沉降的白云凹陷为沉积古地理背景、以与全球海退型海平面相反的相对海侵型海平面变化的沉积层序构成了其发育演化的特殊性，并留下了控制沉积的周边重要事件的记录。23.8 Ma等界面沉积速率和岩石地球化学特征均有突变，反映出物源区的变化，可能折射出与青藏高原隆升、南海扩张有关的重要事件，使得古珠江骤然向西部高原拓展，甚至较今天的珠江流域范围还广阔；承载珠江深水扇系统的白云凹陷持续沉降形成了陆坡内盆地，导致21~10.5 Ma BP多个层序深水扇垂向叠置充填的特殊沉积建造；根据60多口井资料建立的相对海平面变化曲线，具有与全球海平面变化相一致的三级旋回和不一致的二级旋回。如果能对珠江深水扇系统实施综合大洋钻探获取更为全面和准确的资料，开展珠江深水扇沉积作用与白云凹陷沉降的深部机制、珠江流域演化、海侵型相对海平面变化的耦合性等研究，将有利于揭示南海扩张、边缘海沉积、海平面变化、中国西部高原隆升事件的相关联系和形成机制。     

相对海平面变化与南海珠江深水扇系统的响应

根据微体古生物分析建立起来的珠江口盆地第三系相对海平面曲线,具有与全球海平面变化相一致的三级旋回和不一致的二级旋回。三级海平面升降导致了各沉积层序体系域在宽广陆架和陆坡之间的迁移,研究证实,位于南中国海北缘、珠江口外的陆坡深水区广泛发育第三系多层序叠置的南海珠江深水扇系统。区域性构造作用使得珠江口盆地二级海平面变化与全球海平面变化具有不一致性,并形成与全球海退趋势相反的海侵型海平面曲线。受相对海平面变化的控制,现今处于陆坡深水区的白云凹陷自32Ma南海扩张以来经历了三台阶式的海侵事件,形成了台阶式退积层序组合,具有下粗上细的沉积序列;造就了23.8Ma以前的浅水三角洲-滨岸砂泥岩沉积组合;23.8~10.5Ma的深水扇砂泥岩为主的沉积组合;以及10.5Ma以来主要为远端的细粒沉积为主。     

深水扇沉积研究现状和展望——以珠江口盆地白云凹陷珠江深水扇系统为例

与深水扇有关的储层将处于油气勘探和生产的最前沿。虽然深水扇沉积作用的研究已经取得了一定的进展,但目前国内外对其地质概念和沉积模式等方面的认识仍存在较大分歧。在国内外研究进展的基础上,结合我国南海北部珠江口盆地白云凹陷珠江深水扇系统的沉积特征,文中详细地描述了深水扇沉积体系中下切水道及其充填序列、水道、天然堤—溢岸及叶状体的沉积特征,具体地阐述了深水扇的层序发育特点及层序界面的识别标志。     

南海西北陆缘深水沉积体系内部构成特征

深水沉积是近年来我国海域油气勘探重点之一,利用高精度二维和三维地震剖面的精细解剖,揭示了南海西北陆缘区深水沉积体系类型及其内部构成特征.这些深水地区除堆积正常深海-半深海泥岩外,还发育大量深水重力流沉积,包括块体流沉积、深水峡谷、沉积物波等大型沉积体.研究表明,南海西北陆缘区发育4类陆坡, 即进积型、滑塌型、水道化型、宽缓渐变型陆坡.不同陆坡类型具有不同地貌形态,发育不同的沉积体类型.大型块体流沉积主要发育于滑塌型和水道化型陆坡,沉积物波主要发育于宽缓渐变型陆坡下部及深海中央峡谷长昌段的周缘地区.由于南海西北陆缘自晚中新世以来形成向东开口的喇叭形变深的地貌形态,导致在盆地中央形成了独特的与陆坡走向一致的深海峡谷体系——中央峡谷.该峡谷的沉积充填不仅包括来自于西部峡谷头部的浊积水道沉积,还包括来自于北部陆坡的块体流沉积,特别是来自于滑塌型陆坡的块体流沉积.中央峡谷体系构成了西北陆缘区多源汇聚的深水沉积物输送系统,同时也是南海西北陆缘深水区重要的油气储层发育层系.      

植物生态学方法在沉积环境恢复中的应用:以南海北部白云凹陷为例

新生代早期是南海北部古地理发生巨变的时期,沉积环境经历了从陆到海的转变,通过植物生态学方法准确揭示这一过程发生的时间及过程,对本地区古地理的恢复具有重要意义。本研究选取南海北部深水区白云凹陷代表性钻井样品,通过孢粉藻类分析,揭示古近纪海侵过程。研究表明:早中始新世文昌组沉积时期,白云凹陷为未受海侵影响的河湖相环境;晚始新世恩平组沉积时期,凹陷东部和东南部为浅海相环境,海相沟鞭藻大量出现,凹陷南部隆起带早期为河湖相环境,晚期变为海陆过渡相环境,凹陷西北部为大型河流三角洲相环境;渐新世珠海组沉积时期,凹陷东部和东南部以陆坡深水环境为主,凹陷西北部及南部为海陆过渡相,西北部发育大型河流三角洲;早中新世,由于全球海平面上升及南海扩张轴发生转向,整个白云凹陷大部分地区处于陆坡深海环境。综上,海侵最早发生在白云凹陷的东部和东南部,呈由东向西的推进,西部海侵发生时间最晚,这一过程与南海洋壳从东向西逐步打开完全一致。     

白云-荔湾凹陷珠江组大型深水水道体系沉积特征及成因机制

深水水道体系是近年来在白云-荔湾凹陷东缘珠江组上段深海泥岩背景中新发现的大型深水沉积体系,但是其沉积特征、沉积过程与主控因素尚不清楚.综合利用大量二维、三维地震数据以及钻井、测井资料,揭示了白云-荔湾凹陷东缘珠江组大型深水水道体系的沉积要素构成、外部几何形态、内部充填结构及其沉积演化.在此基础上,进一步探讨了物源供给、陆架坡折带、古地貌对深水水道体系的控制作用,明确了其主控因素,提出了“源貌共控”的成因机制.研究表明珠江组大型深水水道体系由水道、天然堤和朵叶3种沉积要素构成,并以水道为主体.从北至南可依次细分为白云凹陷段、南部隆起段和荔湾凹陷段,其中白云凹陷段以侵蚀型水道为主,南部隆起段以侵蚀-加积型水道为主,荔湾凹陷段以加积型水道为主,在空间上构成了重力流流体能量逐级递减的“三级水道”充填演化特征.3个分段水道内部均可识别出两期水道事件,且充填样式各具特征.珠江组深水水道体系的发育与展布受北部珠江三角洲体系、陆架坡折带和限制性地貌3大因素共同控制.      

南海珠江深水扇系统的层序地层学研究

位于古珠江大河及其浅海陆架富砂珠江三角洲下方的陆坡深水区白云凹陷是沉积大型深水扇的有利地域,宏观认识的进展指导了白云深水陆坡区系统的层序地层学研究,并因此发现了多层序叠置的南海珠江深水扇系统,使其成为具有油气勘探潜力的新领域。南海珠江深水扇系统的层序地层学研究包含了以下关键内涵层序地层学解释中在承认各种资料的分辨率、多解性和局限性的同时,强调多学科资料的综合应用、相互印证,强调周期性海平面变化对沉积的控制作用研究,强调地震反射相位等时界面确认的有效性,强调层序界面的反复确认,强调生物地层时代、相对海平面、全球海平面与层序界面的响应研究,强调层序格架内各沉积体的相互响应关系研究等。层序地层格架的建立导致了珠江深水扇系统的发现,揭示了珠江大河流域、陆架区大型珠江三角洲系统与陆坡区珠江深水扇系统的耦合关系,揭示了珠江深水扇与海平面变化的响应关系,揭示了珠江深水扇与古地理的响应关系。珠江深水扇系统的发现有力地推动了南海陆坡深水区的油气勘探。     

南海北部白云凹陷早中新世东部沉积体系研究

基于白云凹陷东部钻井、岩芯和地震资料,通过地震属性分析、地震相分析及钻井岩芯分析,证实了白云凹陷在23.8~21 Ma之间除存在北部物源外还存在来自东沙隆起的东部物源体系,从而扩大了白云凹陷深水碎屑岩沉积研究领域。通过层序地层学研究和沉积相分析,建立了东部沉积体系沉积及演化模式:该体系在低位域形成海底扇沉积;水进域形成碳酸盐岩和硅质碎屑岩混合沉积;高位体系域主要发育高位三角洲沉积,其主要受相对海平面变化及物源供给控制。     

南海北部深水区白云凹陷渐新世晚期多物源充填特征

运用单井相、地震相、地震速度岩性分析等方法综合分析南海北部深水区白云凹陷渐新世晚期沉积体系特征。研究认为白云凹陷从渐新世晚期开始发生海进,海水可能由东部进入,由东向西发生海进。珠海层序内的主要沉积体系域都表现出一致的多物源充填特征,凹陷东北部(BY1-2附近)发育向南推进的大型S型前积,在凹陷南部发育由西向北东推进的大型S型前积,在凹陷北西部(BY1-1井及其以西地区)发育两个向南推进的中型帚状前积。根据地震速度提取并定量转换出的砂岩指数平面分布图,发现在凹陷东部、北部、西部角、西南方向和东南方向存在相对高含砂带。综合分析认为在低位体系域发育3大水系,即北部水系(河流—扇三角洲)、南部水系(扇三角洲)和东部水系(扇三角洲);高位体系域沉积期发育两大水系,即北部水系(河道—三角洲)和西部水系(三角洲—扇三角洲)。多物源充填特征表明整个渐新世晚期的沉积环境很可能为局限海环境。白云凹陷番禺低凸起南部缓坡带扇三角洲前缘和凹陷西部长轴方向三角洲体系有很重要的勘探价值。     

珠江口盆地白云凹陷中新世水道发育的主控因素

珠江口盆地白云凹陷在中新世21~18.5 Ma、13.8~12.5 Ma和10.5~8.5 Ma三个时期均发育有大型水道。不同时期水道的形态和内部结构均不相同。21~18.5 Ma时期水道内部结构简单,水道延伸距离远,搬运的沉积物在白云凹陷远端沉积下来;13.8~12.5 Ma水道逐渐向北退却迁移,早期水道在凹陷南部地区发育,随后逐渐向北溯源迁移。10.5~8.5 Ma水道逐渐变窄变深,具有典型汇聚水道的特点。上述水道迁移和形态特征的变化是由于各时期水道发育的控制因素不同造成的。21~18.5 Ma时期水道的发育与来自于陆架边缘三角洲的充足物源供给有关;13.8~12.5 Ma时期水道的主控因素是13.8 Ma时期海平面的大幅度下降;10.5~8.5 Ma水道的迁移与东沙运动造成白云凹陷相对隆升以及古地貌密切相关。对不同时期水道控制因素的分析为中新世以来白云凹陷水道的形态及演化过程分析提供了新的地质信息。     

The mechanism of post-rift fault activities in Baiyun sag,Pearl River Mouth basin

Post-rift fault activities were often observed in deepwater basins, which have great contributions to oil and gas migration and accumulation. The main causes for post-rift fault activities include tectonic events, mud or salt diapirs, and gravitational collapse. In the South China Sea continental margin, post-rift fault activities are widely distributed, especially in Baiyun sag, one of the largest deepwater sag with its main body located beneath present continental slope. During the post-rift stage, large population of faults kept active for a long time from 32 Ma (T70) till 5.5 Ma (T10). Seismic interpretation, fault analysis and analogue modeling experiments indicate that the post-rift fault activities in Baiyun sag between 32 Ma (T70) and 13.8 Ma (T30) was mainly controlled by gravity pointing to the Main Baiyun sag, which caused the faults extensive on the side facing Main Baiyun sag and the back side compressive. Around 32 Ma (T70), the breakup of the continental margin and the spreading of the South China Sea shed a combined effect of weak compression toward Baiyun sag. The gravity during post-rift stage might be caused by discrepant subsidence and sedimentation between strongly thinned sag center and wing areas. This is supported by positive relationship between sedimentation rate and fault growth index. After 13.8 Ma (T30), fault activity shows negative relationship with sedimentation rate. Compressive uplift and erosion in seismic profiles as well as negative tectonic subsiding rates suggest that the fault activity from 13.8 Ma (T30) to 5.5 Ma (T10) might be controlled by the subductive compression from the Philippine plate in the east.     

南海北部白云凹陷深水区SQ13.8深水扇砂体识别与分布研究：以SF-5为例

珠江口盆地白云凹陷在继“白云运动”之后,在13.8 Ma发生了一次大规模的海退事件,海平面下降至陆架坡折带附近,三角洲向盆地方向推进最远,十分有利于深水扇的发育。通过深水陆坡区B6井及陆架边缘多口井的井震标定,结合钻井、测井分析,系统总结出具有厚度较大（20~40 m）、以泥质粉砂岩为主的斜坡扇储层,对应低频、短轴、强振幅的地震反射特征,在负极性显示的地震剖面上,表现为强波谷地震响应。层序地层格架分析认为工区处于SQ13.8“陆架边缘三角洲—沉积过路区—斜坡扇”的沉积环境,并在层序格架的约束下,通过合成地震记录建立井-震关系,对斜坡扇区第5套砂层组（SF-5）进行储层识别与追踪解释,确定SF-5砂层为主体分布在陆架坡折带外侧陆坡区的丘状体,平面形态似帚状或朵叶状,具有斜坡扇的特征,其优质储层主要分布在工区的中部-西部地区,呈NW-SE方向条带状展布。     

Deep-water Fan Systems and Petroleum Resources on the NorthernSlope of the South China Sea

The shallow shelf delta/strand arenaceous-pelitic deposit region in the north of the Pearl River mouth basin, sitting on the northern continental shelf of the South China Sea, has already become an important oil production base in China. Recent researched has revealed that a great deal of deep-water fans of great petroleum potentiality exist on the Baiyun deep-water slope below the big paleo Pearl River and its large delta. Based on a     

被动陆缘深水重力流沉积单元及沉积体系

被动陆缘深水沉积盆地是深水油气勘探和沉积学研究的热点领域。本文基于尼日尔三角洲西部深水区与珠江口盆地白云深水区的高分辨率三维地震资料开展深水重力流沉积单元和沉积体系研究。主要取得3个方面的认识:①尽管两个地区所发育的重力流沉积体系差异较大,但基本沉积单元是相同的,均由块体搬运沉积体系、深水水道和朵体组成。②尽管不同被动陆缘深水沉积盆地所发育的深水重力流沉积单元基本相同,但由于重力流供给、海底地形、陆坡均衡面以及可容空间和沉积过程等因素的差异,深水重力流沉积体系以及沉积体系叠置样式存在较大的差异。③进行深水沉积单元的识别和表征研究的同时,应加强深水沉积体系控制因素研究,而不能简单地套用某种深水沉积模式。     

南海北部长昌—鹤山凹陷渐新世陆架边缘三角洲—深水扇地震响应及形成条件*

位于现今大陆斜坡之上的长昌—鹤山凹陷是继中国南海北部白云和荔湾深水区油气勘探突破之后的又一个深水战略性勘探区块。根据地震反射上超、下超和顶超等典型反射终止关系、地震相组合以及旋回特征,将渐新统珠海组自下向上划分为ZHSQ1—ZHSQ6共6套三级层序,并在层序格架中,识别出陆架弱—中振幅高连续席状、陆架斜坡变振幅中连续S型—斜交前积楔形、盆地斜坡变振幅中连续丘形双向上超等6种地震相类型,其中大型斜交S型前积和陆坡丘形双向超覆地震反射分别代表陆架边缘三角洲和深水扇沉积。研究表明,随着构造活动、海平面等地质条件的变化,陆架边缘三角洲及深水扇发育特征发生了相应变化。在珠海组ZHSQ1和ZHSQ2沉积时期,断层继承性活动,陆架坡折类型为断控型,沉积体系以局限浅海和近源的三角洲沉积组合为特征。在珠海组ZHSQ3—ZHSQ6沉积时期,盆地进入拗陷阶段,陆架坡折类型为沉积型坡折;在古珠江稳定充裕的供源作用下,陆架坡折带不断向海迁移且范围逐渐变大;伴随着相对海平面下降,大套的前积体不断向前推进,最大前积距离近20,km,且前积角度不断增大;同期深水扇自下而上出现频率增高,且位置更靠近陆架边缘三角洲,规模变大。     

南堡凹陷北部东营组同沉积断裂对沉积体系及岩性圈闭的控制作用

同沉积断裂对断陷湖盆层序格架内沉积体系类型及发育分布具有重要的控制作用,也影响了岩性圈闭的发育,已成为当前石油地质领域研究的热点。以层序地层学理论为指导,综合南堡凹陷地震、测井、岩心等资料进行分析,研究认为其北部老爷庙、杜林和高南地区东营组为一个完整的二级层序,内部可划分为4个三级层序。受边界同沉积陡断裂、古地貌、物源供给及凹陷内同沉积断裂等因素影响,主要发育3种沉积体系组合样式及其相应的岩性圈闭类型：在西南庄边界断裂控制下,受物源供给和古地貌影响,老爷庙地区发育单断陡坡扇三角洲-湖底扇型,控制了砂岩透镜体圈闭的发育;杜林地区发育单断陡坡近岸水下扇-浊积扇型,此类型内岩性上倾尖灭圈闭发育;受柏各庄边界断裂和高柳同沉积断裂控制,高南地区发育多断阶扇三角洲前缘加厚型,易形成前缘分流河道砂和滑塌浊积扇砂体形成的岩性圈闭。     

Deep-water Depositional Features of Miocene Zhujiang Formation in Baiyun Sag,Pearl River Mouth Basin

Eleven lithofacies and five lithofacies associations were indentified in the Miocene Zhujiang Formation on the basis of detailed core analysis.It could be determined that three depositional types developed,namely submarine fan,basin and deep-water traction current.Six microfacies were further recognized within the fan,including main channels in the inner fan,distributary channels in the middle fan,inter-channels,levees and the outer fan.The lower Zhujiang Formation,mainly sandstone associations,was inner fan and inner-middle fan deposits of the basin fan and the slope fan. The middle part,mainly mudstone associations,was outer fan deposits.With the transgression,the submarine fan was finally replaced by the basinal pelagic deposits which were dominated by mudstone associations,siltstone associations,and deep-water limestone associations.During the weak gravity flow activity,the lower channels,the middle-upper outer fans and basin deposits were strongly modified by the deep-water traction current.The identification of the deep-water traction deposition in Miocene Zhujiang Formation would be of great importance.It could be inferred that the deep-water traction current had been existing after the shelf-break formation since the Late Oligocene (23.8 Ma) in the Baiyun sag,influencing and controlling the sediment composition,the distribution, and depositional processes.It would provide great enlightenment to the paleo-oceanic current circulation in the northern South China Sea.