南海北部第四系深层等深流沉积特征及类型*

以地震资料为基础, 对南海北部第四系深层等深流沉积进行了研究。南海北部水深约1200～3000m范围内发育大型长条状漂积体、限制型漂积体、陆坡席状漂积体及沉积物波。大型长条状漂积体外形为丘状, 水道在靠陆一侧发育。限制型漂积体主要沉积于地形突起之间的地势相对低洼处, 外形多平坦, 水道较为发育。陆坡席状漂积体外形为席状。沉积物波面积较大, 部分与漂积体伴生。深层等深流在自北东向南西沿南海陆架运动过程中, 在中上陆坡由于地形变化相对较大及科氏力作用影响形成螺旋型等深流, 进而产生次生环流, 形成大型长条状漂积体及限制型漂积体。在中下陆坡因地形相对平坦、开阔, 等深流为层状水流, 多形成陆坡席状漂积体。本研究不仅能提高对南海深层等深流沉积的认识, 还能为油气勘探服务。     

南海北缘一统暗沙附近深水等深流沉积体系特征

利用高分辨率2D地震资料揭示南海北缘一统暗沙附近(水深700~1 000 m)发育海山相关的深水等深流沉积体系, 为南海北部陆缘深水洋流循环和深海动力学研究, 以及深水油气矿产资源勘探提供了新的资料.一统暗沙南、北两侧发育边缘侵蚀槽沟, 其中北缘的边缘槽沟可称为"环槽", 反映底流(可能属于南海中层水循环体系)自西向东流经海山.一套等深流沉积的伸长状-丘状漂积体沿环槽北岸发育.一统暗沙南侧和背侧还发育黏附型漂积体、南侧沉积区和补丁型漂积体.地震沉积记录显示该区稳定底流侵蚀-沉积活动可追溯至晚中新世早期.      

南海北部珠江口盆地重力流与等深流交互作用沉积特征、过程及沉积模式

通过地震及钻孔资料对南海北部珠江口盆地重力流及等深流沉积进行了研究。南海北部重力流及等深流沉积类型多样,包括峡谷、单向迁移水道、堤岸、朵叶及漂积体。单向迁移水道迁移方向分别为北东向和南西西向,为重力流与等深流交互作用形成。漂积体有大型长条状漂积体、限制型漂积体和陆坡席状漂积体,岩性为粘土、泥质粉沙。南海北部陆坡水深200~1200m范围内发育北东向迁移水道及小规模的漂积体,而水深约1200~3000m内则以朵叶及大规模的漂积体为主,见少量南西西向迁移水道。其中,漂积体多分布于峡谷、水道及朵叶的两侧,为等深流改造堤岸、朵叶等"细粒"沉积物而成。     

中国南海西北次海盆西北陆缘洋陆过渡区深水沉积体系特征

高分辨率二维地震资料显示中国南海西北次海盆西北陆缘（水深1 000 m及以下）发育如下深水沉积体系:珠江口盆地南部隆起区缓坡带（水深约1 000~1 500 m、坡度<1.2°）出露神狐南海山,该海山附近发育“海山相关等深流沉积体系”,可能受南海中层水循环（自西向东）底流控制;神狐南海山以南水深约1 500~2 500 m的陆坡区（坡度>2°）普遍发生坡移,发育“重力流滑塌体系”和“峡谷体系”,鲜见等深流沉积;下陆坡区（水深>2 500 m,坡度稍缓<2°）滑塌现象明显减少,主要发育“峡谷体系”以及“席状等深流沉积体系”,席状等深流沉积体系可能受分散的、流速较低的南海深层水循环底流控制。地震沉积记录显示,神狐南海山附近等深流侵蚀特征最早出现于晚中新世早期,其后至现今该区较稳定发育等深流沉积/侵蚀的加积序列,说明南海西北次海盆西北陆缘的稳定底流沉积/侵蚀可追溯至晚中新世早期。     

南海北部陆坡区新近系沉积体系特征与天然气水合物分布的关系

南海北部陆坡区新生界含有丰富的油气资源和各种矿产资源，对其沉积体系的分析可以指导资源勘探和开发。笔者在对南海北部陆坡区的西沙海槽和东沙海域的地震剖面解释与研究的基础上，依据“外部形态＋内部属性”的分类原则，在中新世以来的沉积层中共识别出8种典型的地震相：席状平行相、席状波形相、席状空白相、席状杂乱相、席状前积相、帚状前积相、透镜状前积相和丘状杂乱相。结合地震相分析，在南海北部陆坡区识别出6种典型的沉积体系：三角洲体系、等深流、低位扇、滑塌块体、浊积扇和扇三角洲体系；其中等深流、滑塌块体和各种扇体的前缘与BSR分布的吻合率最高，是最有利于天然气水合物聚集成矿的相带。     

中建海底峡谷地貌及沉积特征的分段性

中建海底峡谷具有分段性,但分段的关键地貌特征、各段沉积充填及其控制因素缺乏精细描述和系统论证.综合利用高分辨率二维和三维地震资料,结合水深地貌数据,对中建海底峡谷地貌及沉积特征进行了详细分析,总结了其南北段沉积过程的主控因素.中建海底峡谷呈NW向顺直展布于广乐隆起与西沙隆起之间,以华光礁附近的地貌高点为拐点被分为南北两段.中建海底峡谷北段沉积体系包括重力流沉积（水道、席状沉积、滑塌体）和底流沉积（漂积体、环槽、谷槽）,南段以重力流水道和海底扇为主.北段沉积体系受底流和重力流交互作用控制,底流自中中新世开始出现,改造重力流水道,使其出现侧向迁移或翼部不对称现象,上新世以后重力流作用减弱,底流作用增强,沉积物波和漂积体广泛发育;峡谷南段水道表现出侵蚀-沉积-废弃的沉积旋回,未见底流沉积现象.相对海平面变化导致碳酸盐生产率变化影响物源供应,从而控制水道沉积演化,碳酸盐台地的“高位溢流”作用决定水道在高水位时发育.      

南海北部陆坡高速堆积体的构造成因

南海北部陆坡是南海海域沉积活动最为活跃的地区之一,发育着迄今为止所发现的南海最高沉积速率堆积体。构成该堆积体的沉积物究竟来自何方,仍是南海沉积学研究中未解决的问题之一。通过对南海北部多道地震剖面的解释和海底底流观测资料的分析,指出南海北部中新统披覆层是南海北部断陷阶段结束后开始沉积的一套地层,直到上新世开始前,该地层在很大一个区域内是保持水平的;上新世后,由于构造抬升,中新统披覆层随之隆起,并在东沙隆起的部位遭受很大程度的剥蚀,其剥蚀量和南海北部珠江、韩江以及台湾西南部高屏溪和曾文溪向南海的输沙量相当,为南海北部一个非常重要的沉积物来源。研究分析指出,如果珠江和韩江所携带的沉积物全部沉积到南海北部陆坡区,则可获得的沉积速率为12 cm/ka,这一数值远低于该高速堆积体上的沉积速率值。从南海北部现今的沉积动力条件和地形上看,来自珠江和韩江的沉积物几乎不可能经过平坦的陆架区,再绕过东沙岛,优先沉积到该高速堆积体上。本研究中的高速堆积体的沉积物也不可能主要来自台湾西南的高屏溪和曾文溪,因为台西南河流所携带的沉积物被特殊的洋流体系圈闭于台湾周边一个较小的范围内沉积下来。观测数据表明,南海北部东沙隆起区有足够强的水动力环境能够剥蚀海底隆起的沉积地层,并将剥蚀下来的沉积物向南经陆架输运到陆坡区;该高速堆积体紧邻东沙隆起剥蚀区,其沉积物来源应该主要来自东沙隆起剥蚀区。     

等深流沉积研究进展

等深流沉积研究已有约50年的历史,其研究成果极为丰富。近10余年,随着科学技术的发展和海洋意识的提高,等深流沉积研究工作开展迅速,涌现出了大量的新成果。简要回顾了等深流沉积研究的历程,结合最新研究成果,对其进展及认识进行了总结。等深流沉积以细粒沉积为主,沉积构造及生物扰动发育,多呈细-粗-细沉积序列。其类型可分为长条形丘状漂积体、水道型漂积体、补丁型漂积体等7类。沉积模式根据地形、水动力、路径等可分为简单路径模式、复杂路径模式以及等深流与重力流交互作用模式。等深流与重力流交互作用是深水沉积研究热点之一。等深流沉积研究面临的问题及发展方向主要有三方面,即,1）完善识别标志,推广研究成果;2）综合运用多种手段和理论,探讨沉积过程与构造演化、古海洋及气候变化的耦合关系;3）加大油气勘探潜力研究力度。     

深水单向迁移水道-堤岸沉积体系特征及形成过程

南海珠江口盆地白云深水区及西非下刚果盆地发育一种深水单向迁移水道-堤岸沉积体系,主要包括轴部沉积、侧积体沉积、滑塌/块状搬运复合体沉积、堤岸沉积,另见阶地。该沉积体系水道整体具有单向迁移特征,为重力流和等深流共同作用而成,水道迁移方向与等深流运动方向大致相同。其影响因素包括重力流及等深流相对能量的大小、物源、海平面升降、气候、地形、科氏力及陆架宽度等。阶地成因可分为3种,即重力流侵蚀侧积体成因、沉积失衡滑塌或断层作用成因和重力流在水道内部的差异侵蚀成因。对该沉积体系的研究不仅能加深深水沉积的认识,还可为油气进一步勘探服务。     

深水重力流与底流交互作用研究进展

重力流和底流是深水环境下的两大基本流动体制,对二者交互作用的研究是当前沉积学研究的前缘和薄弱环节.底流及底流改造沉积物在岩芯上具有上部侵蚀面、双泥层、牵引流成因的各种层理等识别标志;底流成因的漂积体在剖面上呈现透镜状单元、迁移性特征及波状发射等地震反射特征.本文通过综述重力流与底流交互作用的研究成果,认为依据某段地质时期内深水盆地中主导沉积机制的不同,将重力流与底流的交互作用分为以下4种表现形式:①底流对前期重力流沉积进行改造;②重力流对前期底流沉积进行改造;③重力流与底流交互主导同一地区的沉积以及④底流与重力流同时作用于沉积物.相对海平面变化、气候(冰期～间冰期)变化、构造活动、地形地貌等因素,主要通过影响重力流与底流机制的相对强度大小,控制深水重力流与底流交互作用的进行.中国南海具有重力流与底流交互沉积的优越地质条件,发育有单向迁移水道、沉积物波等特色沉积记录.加强现今海流观测,对于南海底流循环格架的建立意义重大.     

深水沉积物波及其在南海研究之现状

深水沉积物波的研究始于20世纪50年代。根据成因和结构特征，可以将深水沉积物波划分为细粒底流、细粒浊流、粗粒底流和粗粒浊流等类型。不同类型的沉积物波具有不同的形态、物质组成及分布特征。已提出的深水沉积物波的形成模式主要有背流波模式、逆行沙波模式、内波模式及底形和斜坡失稳混合模式等。1994年太阳号95航次和1999年ODP184航次揭示并证实，南海北部东沙岸外1144站所处的深水陆坡区发育有一高速沉积物牵引体。根据最新的地震资料分析发现，该牵引体实际上由一系列逆陆坡向上倾方向迁移的沉积物波组成，这一发现对于南海北部大陆边缘古海洋、古环境和古气候研究，以及南海深水油气勘探具有重要意义。     

A Lower Ordovician Carbonate Contourite Drift on the Margin of the South China Paleocontinent at Jiuxi,Northern Hunan

Carbonate contourite drift at Jiuxi. Taoyuan, northern Hunan, was developed in a deepwater area ofnorthern Hunan on the margin of the Early Ordovician South China palcocontinent. The Lower Ordoviciansequence in the area is more than 350 m thick and contains well-developed contourites that can be groupedinto the following five types: the calcilutitic, the arenitic, the siltitic. the fine ruditic and the bioclastic. Thefirst three often constitute a complete or incomplete contourite succession. The arenitic contourite is nearlyuniformly distributed as interlayers throughout the succession, creating a monotonously rhythmic texture inthe contourite drift. The pattern of spatial distribution of the succession shows that the contourite drift is ahuge ridge-like sedimentary body extending along the trend of paleoslope. Numerous marks of flow direc-tion have pointed to an eastward paleoflow direction along the slope.     

中国南海天然气水合物沉积成藏条件初探及其分布

中国南海是西太平洋最大的边缘海之一 ,具备良好的天然气水合物成藏条件和勘探前景。根据沉积条件 (沉积速率、沉积相和含砂率等 )分析 ,综合多方面的地质条件 ,认为气水合物存在于水深30 0～ 35 0 0m的区域 ;陆坡和靠近沉积中心的高沉积速率的厚层沉积为天然气水合物聚集的有利部位 ,与BSR分布的吻合率在 6 0 %～ 80 %之间 ;等深流、重力流沉积和各类扇体 (如三角洲、扇三角洲、低位扇等 )的前缘为水合物沉积的有利相带 ,与BSR分布的吻合率在 5 0 %～ 75 %之间 ;赋存气水合物的沉积物的含砂率通常在 35 %～ 70 %之间。依据多方面资料的研究 ,在南海海域划分出 1 1个有利的天然气水合物勘探远景区块 ,面积共 1 2 .5 (± 1 .5 )× 1 0 4km2 ,约占整个南海总面积的 3.6 %。     

Contour current imprints and contourite drifts in the Bahamian archipelago

New data collected along the slopes of Little and Great Bahama Bank and the abyssal plain of the Bahama Escarpment provides new insights about contour current‐related erosive structures and associated deposits. The Bahamian slope shows abundant evidence of bottom current activity such as furrows, comet‐like structures, sediment waves and drifts. At a seismic scale, large erosion surfaces and main periods of drift growth resulted from current acceleration related to plate tectonic processes and progressive opening and closure of gateways and long‐term palaeoclimate evolution. At present‐day, erosion features and contourite drifts are either related to relatively shallow currents (<1000 m water depth) or to deep currents (>2500 m water depth). It appears that the carbonate nature of the drifts does not impact the drift morphology at the resolution addressed in the present study. Classical drift morphologies defined in siliciclastic environments are found, such as mounded, plastered and separated drifts. In core, contourite sequences show a bi‐gradational trend that resembles classical contourite sequences in siliciclastic deposits showing a direct relationship with a change in current velocity at the sea floor. However, in a carbonate system the peak in grain size is associated with increased winnowing rather than increased sediment supply as in siliciclastic environments. In addition, the carbonate contourite sequence is usually thinner than in siliciclastics because of lower sediment supply rates. Little Bahama Bank and Great Bahama Bank contourites contain open‐ocean input and slope‐derived debris from glacial episodes. Inner platform, platform edge and open ocean pelagic input characterize the classical periplatform ooze during interglacials. In all studied examples, the drift composition depends on the sea floor topography surrounding the drift location and the type of sediment supply. Carbonate particles are derived from either the slope or the platform in slope and toe of slope drifts, very deep contourites have distant siliciclastic sources of sediment supply. The recent discovery of the importance of a large downslope gravitary system along Bahamian slopes suggests frequent interactions between downslope and along‐slope (contour currents) processes. The interlayering of mass flow deposits and contourites at a seismic scale or the presence of surface structures associated with both contour currents and mass flow processes shows that both processes act at the same location. Finally, contour currents have an important impact on the repartition of deep‐water coral mounds. Currents can actively interact with mounds as a nutrient and oxygen supplier or have a passive interaction, with mounds solely being obstacles orienting erosion and deposition.