南海西北部中建南海底峡谷群的发现及演化特征

在南海西北部首次发现中建南峡谷群,目前对其地质信息尚未开展相关研究.综合利用水深地形数据和二维多道地震资料,主要分析中建南峡谷群的地形地貌特征、平面展布与分段性特点,精细刻画峡谷沉积充填结构及演化特征,再进一步讨论峡谷形成的控制因素.中建南海底峡谷群分布于中建阶地与中建北海台之间,它是由西侧的一条主轴峡谷和东侧的多条小型分支峡谷组成,整体呈SE-S-SE走向,以走向转折拐点为起点,将峡谷分为三段式:北段、中段和南段,北段以侵蚀作用为主,中段和南段主要受侵蚀作用、沉积作用,东南部的峡谷口外主要受沉积作用.研究区晚中新世?第四纪时广泛分布峡谷沉积体系,包括半深海相、三角洲相、峡谷/水道充填相、滑塌相、块体搬运复合沉积和浊积扇相.揭示了该海底峡谷群的发育和演化主要受海平面变化、沉积物源供给和重力流、底流作用的控制.通过对该峡谷群的地形地貌和沉积演化特征的分析,将对海洋地质灾害、南海深水沉积体系研究及油气资源勘探有重要的科学意义.      

东沙隆起南缘第四系等深流沉积特征及成因机制

珠江口盆地东沙隆起南缘深水陆坡区（水深约900~2 600 m）是西北太平洋和南海水体交换的活跃区域,发育了类型丰富的等深流沉积体,但等深流沉积特征和成因机制尚不明确,相关研究仍缺乏足够证据。通过区域地震资料和ODP1144站钻井数据分析发现,该区第四系地层中可识别5种深水底流成因的等深流沉积:涂抹形漂积体、伸长形-丘形漂积体、限制形漂积体、沉积物波以及席状漂积体。根据等深流沉积特征、发育类型以及分布范围,从陆坡到深海平原大致依次出现涂抹形漂积体、伸长形-丘形漂积体、限制形漂积体和席状漂积体,而具有波状沉积底形的沉积物波主要发育于陆坡区。东沙隆起南缘第四系等深流沉积的形成、演化受控于多种因素,其中主控因素包括:西北太平洋与南海中-深层水体的"双层"环流结构、科里奥利力的"右偏"效应、冰期-间冰期海平面升降所诱导的底流与重力流交互作用机制以及新构造运动时期火山活动对海底地貌的改造。     

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。     

坦桑尼亚滨海盆地陆坡峡谷沉积特征及其控制因素*

东非陆缘深水盆地具有巨大油气资源潜力,但对陆坡峡谷沉积特征研究较少,制约有利储集层预测。本研究利用三维地震资料,对东非坦桑尼亚滨海盆地陆坡峡谷开展精细研究。结果表明:(1)研究区陆坡发育多条大型海底峡谷;上陆坡处,坡度较陡,峡谷内以侵蚀作用为主,沉积物主要局限在褶皱推覆带的翼部;褶皱推覆带之外的下陆坡区,坡度变缓,峡谷末端发育席状砂质沉积及砂泥混杂的碎屑流沉积,同时在峡谷北侧发育向北延伸的泥质漂积体;在陆坡边缘,发育海底滑塌,形成块体搬运沉积。(2)峡谷沉积受陆源物质供给、褶皱推覆带、北大西洋底流以及陆坡边界断层等因素控制。受东非裂谷海域分支活动影响,研究区陆架窄、陆坡陡,陆源物质可迅速通过陆架,进入陆坡峡谷:与河流相连的峡谷,物源充足、规模较大,有沉积物发育而没有与河流直接相连的峡谷物源有限、规模较小,峡谷内无明显沉积;褶皱推覆带通过改变海底地形来控制峡谷内沉积分布,褶皱翼部发育沉积,核部则以侵蚀为主;褶皱推覆带外,北大西洋底流与峡谷末端重力流发生交互作用,细粒物质被搬运至峡谷北岸形成漂积体;陆坡边缘断层活跃,峡谷被断层切割,形成断崖,并引发海底滑塌,陆坡处不发育水道及朵体沉积,陆源物质通过峡谷被搬运至更深的深海盆地内。     

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.      

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.     

台湾峡谷中段沉积特征及流体机制探讨

海底峡谷、高弯度水道等深水沉积单元中的流体活动方式是人们关注的热点.本次研究利用高分辨地震资料,结合地形地貌特征对台湾峡谷中段的沉积特征及流体活动方式进行初步探讨.台湾峡谷中段发育内堤岸(inner levee),它成层性好、地层产状倾斜,地震反射特征与峡谷西岸和下覆滑塌体明显不同,内部结构表现为逐级上超的特征,以侧向加积为主.曲流河和深水高弯度水道的点坝均发育于河(水)道拐弯处,由于离心力作用,沉积物在凸岸堆积形成点坝.该内堤岸位于峡谷中段直线型地段,不具备形成点坝的地形地貌条件,综合分析认为该内堤岸是由垂直于峡谷轴向、自西向东的底流与沿峡谷向下的重力流交互作用形成的.     

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。     

莺歌海盆地中新世沉积体系演化特征及勘探意义

中新世地层是莺歌海盆地近年天然气勘探主要层系,其沉积体系的演化特征对盆地勘探具有重要意义。但由于中新世地层埋藏深,钻井少,周缘供源水系复杂,地震资料响应特征较差,导致该层系的沉积类型、成因机制和时空演化等方面缺少精细研究,这制约了该层系油气勘探的突破。通过岩心、钻井和地震资料的综合解释,深入分析了中新世物源体系、沉积类型、沉积体系特点及时空演化规律,继而探讨了不同沉积类型对岩性圈闭的控制作用。研究表明,中新世主要发育海底扇及轴向重力流水道2类沉积体系。海底扇沉积体系受盆地西部越南昆嵩隆起蓝江、宋河等物源水系控制,在二级坡折带进一步控制下主要发育于盆地中央凹陷带;轴向重力流水道主要受海南隆起北部的昌化江及中部的古莺歌海水系控制,在古地形及洋流作用等进一步控制下,早中新世以水道化型海底扇为主,晚中新世则以峡谷型水道为主。这2类沉积体系在盆地不同位置表现形式不同,对油气的勘探意义也存在较大差异。海底扇发育于盆地沉降中心位置,规模较大,紧临底辟带,易形成规模较大的天然气气藏,而轴向重力流水道多发育于莺东斜坡带位置,规模较小,多以小型气藏为主。     

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。     

东非鲁伍马盆地深水X气藏海底扇储层构型研究:重力流—底流交互作用的指示意义*

底流在陆缘深水环境下广泛存在,可对深水沉积过程及砂体分布产生重要影响。前人对重力流与底流的交互作用机制及沉积产物开展了大量研究,但目前有关底流改造型的海底扇储层构型模式仍然研究不够深入。东非鲁伍马盆地是当前重力流—底流交互作用研究的热点地区,文中以其代表性的下始新统海底扇水道体系为例,综合岩心、测井及三维地震资料开展储层构型精细表征,建立重力流—底流交互作用下的海底扇水道体系构型模式。研究表明,目标水道体系内部发育水道、溢岸及朵叶3种构型要素,其中水道可分为水道复合体、单一水道及其内部不同级次的构型单元。底流对细粒物质的搬运可形成非对称的溢岸沉积,导致水道复合体之间呈逆底流侧向迁移叠置样式,其间泥岩隔层容易保存; 单一水道之间呈顺水道纵向迁移或逆底流侧向迁移样式,其中纵向迁移部位水道切叠连通,而侧向迁移部位容易保存泥质侧向隔挡体。受重力流沉积演化的影响,单一水道内部充填由砂泥交互型逐渐演化为富砂型,且在水道弯曲段的轴部砂体最为发育。     

下刚果盆地中新统重力流沉积演化及控制因素

针对下刚果盆地中新统重力流沉积演化及其控制因素认识不够明确的问题,利用下刚果盆地X区块丰富的三维地震、测井及岩心资料,在建立中新统层序格架的基础上,精细识别了重力流沉积单元类型,系统揭示了重力流沉积演化特征并探讨了其控制因素。区内中新统可划分为SQ1(下中新统)、SQ2(中中新统下段)、SQ3(中中新统上段)及SQ4(上中新统)等4个三级层序,主要发育块体搬运、重力流水道(包括侵蚀过路水道、受限侵蚀水道、弱受限侵蚀—加积水道)、天然堤及朵叶体等沉积单元。SQ1早期,重力流沉积多在拉张区呈NW—SE向分布,主导沉积单元为朵叶体。SQ2早期,重力流沉积分布较广(呈NW—SE向),主导发育弱受限侵蚀—加积水道。SQ3早期,重力流沉积在研究区北部呈NWW—SEE向发育且以受限侵蚀水道为主。SQ4早期,重力流沉积全区发育(E—W走向),主导发育侵蚀过路水道。SQ1～SQ4,重力流沉积总体北迁、进积。刚果河携带大量物源向深水搬运(气候变冷、构造隆升及海平面下降所致)是重力流沉积大规模进积的第一要素,陆缘结构(掀斜陆架和宽缓陆坡)及陆坡坡度变化(断层及盐构造所致)控制了沉积分散过程和砂体横向分布。该...     

Depositional framework and controls on mixed carbonate-siliciclastic gravity flows: Pennsylvanian-Permian shelf to basin transect, south-western Great Basin, USA

Mixed carbonate-siliciclastic sediment gravity flow deposits of Late Pennsylvanian to Early Permian age are exposed in the Death Valley - Owens Valley region of east-central California. The Mexican Spring unit constitutes the upper part of the Keeler Canyon Formation and is characterized by turbidites, debris flow deposits and megabreccias, all of mixed carbonate-siliciclastic composition. The mixed composition of the Keeler Canyon Formation provides an opportunity to link facies architecture to controls on depositional system development. Depositional relationships indicate that the deposits represent a non-channellized base of slope carbonate apron system with inner, outer and basinal facies associations. These gravity flow deposits are characterized by repeated stacked, small scale (<15 m) coarsening and thickening upward cycles with superimposed medium scale (>100 m) coarsening and thickening upward cycles. Contemporaneous outer shelf and upper slope deposits of the Tippipah Limestone are exposed at Syncline Ridge on the Nevada Test Site. The deposits consist of carbonate buildups directly overlain by cross bedded, quartz-rich sandstone and conglomerate which filled channels that traversed across the previously existing carbonate shelf. Detritus was transported to the west, down the upper slope by gully systems that fed the temporally persistent base of slope apron of the upper part of the Keeler Canyon Formation. This style of deposition differs from point-sourced siliciclastic submarine fan depositional systems. However, the Keeler Canyon system has lithofacies similar to some sandy siliciclastic turbidite systems, such as the delta-fed submarine ramp facies model, which is a line-sourced, shelf-fed system that is not supply limited. The mixed clastic apron systems of the Keeler Canyon Formation differ from classical carbonate aprons in that the former is characterized by an abundance of sedimentary cycles. Controls on the development of these cycles and of the facies distribution may have resulted from changes in type and rate of sediment supply, relative sea level changes and/or tectonic events. Interpretation of the data is focused on relative changes in sea level as the most significant control on development of the depositional system. Relative sea level changes serve two important functions: (1) they provide a mechanism for bringing coarse siliciclastic and bioclastic grains together on the outer shelf, and (2) shelf margin collapse may be initiated during relative lowstands allowing for transport of the sediment to the deep basin and development of deep basinal cycles. Therefore, an abundance of mixed clastic gravity flow deposits such as these in the rock record may be an indicator of periods of high frequency changes in relative sea level, which is a characteristic of Late Palaeozoic sea level history.     

台湾峡谷HD133和HD77柱状样的沉积构成和发育背景

分别对南海东北部台湾峡谷内水深3 280 m的HD133和峡谷外水深3 378 m的HD77重力活塞柱状样进行了沉积物粒度、古生物和碳酸钙含量分析,利用AMS14C同位素测年和沉积速率初步认定是属于MIS3a以来的沉积。按沉积物粒度和碳酸钙含量可将两支柱状样划分为3套沉积层段:上部层段1和下部层段3均以粉砂质黏土为主,夹薄层粉砂,深水底栖有孔虫含量高,碳酸钙低于10%,代表受重力流作用较弱的正常深海沉积;中部层段2发育一套以中-细粒为主的厚砂层,含大量浅水底栖有孔虫,碳酸钙含量可高达60%,AMS14C测年出现倒置现象,表明主要为浅水重力流沉积。柱状样的沉积构成响应同期海平面变化,特别表现在深水砂层沉积的两大控制因素:在时间上,低海平面时期大量浅水和陆源碎屑物质直接输送到陆坡之下的深水区,形成富砂的层段2;在空间上,峡谷水道是重力流的物质输送通道,地形优势使得重力流携带物优先在水道中发生沉积,造成HD133柱的含砂量明显高于HD77柱状样。     

Genesis and Characteristics of Miocene Deep‐water Clastic Rocks in Yinggehai and Qiongdongnan Basins,Northern South China Sea

Various deep-water deposits developed in the Yinggehai Basin and Qiongdongnan Basin(Ying-Qiong Basin)in the northern South China Sea,making the two basins significantly hydrocarbon-producing areas and ideal for studying the genetic mechanism and sedimentary characteristics of deep-water clastic rocks.Using cores,image well logging,heavy mineral assemblages,and seismic data,we thoroughly studied the geometry,tectonic background,driving mechanism and source-to-sink process of deep-water deposits in the study area.The results showed that:(1)there were five genetic mechanisms of deep-water clastic rock,i.e.,slides,slumps,debris flows,turbidity currents,and bottom currents.(2)The sliding deposits were distributed from the delta front to the continental slope toe.The slumping deposits were mainly distributed at the continental slope toe or the basin’s central area,far from the delta front The turbidity deposits were widely developed in the deep-water area,but with huge differences in thickness.The bottom currents mainly reworked previous deposits far from the slope.(3)Slip and extension along the preexisting fault zone were the main structural factors that drive the axial channel formation at the slope foot.(4)The sand-rich gravity sediment flows in the Ying-Qiong basin were primarily caused by the direct supply of terrigenous debris into the marine environment over the slope break.     

Sedimentary processes in a submarine canyon excavated into a temperate‐carbonate ramp (Granada Basin,southern Spain)

During the Late Tortonian, shallow‐water temperate carbonates were deposited in a small bay on a gentle ramp linked to a small island (Alhama de Granada area, Granada Basin, southern Spain). A submarine canyon (the ‘Alhama Submarine Canyon’) developed close to the shoreline, cross‐cutting the temperate‐carbonate ramp. The Alhama Submarine Canyon had an irregular profile and steep slopes (10° to 30°). It was excavated in two phases reflected by two major erosion surfaces, the lowermost of which was incised at least 50 m into the ramp. Wedge‐shaped and trough‐shaped, concave‐up beds of calcareous (terrigenous) deposits overlie these erosional surfaces and filled the canyon. A combination of processes connected to sea‐level changes is proposed to explain the evolution of the Alhama Submarine Canyon. During sea‐level fall, part of the carbonate ramp became exposed and a river valley was excavated. As sea‐level rose, river flows continued along the submerged, former river‐channel, eroding and deepening the valley and creating a submarine canyon. At this stage, only some of the transported conglomerates were deposited locally. As sea‐level continued to rise, the river mouth became detached from the canyon head; littoral sediments, transported by longshore and storm currents, were now captured inside the canyon, generating erosive flows that contributed to its excavation. Most of the canyon infilling took place later, during sea‐level highstand. Longshore‐transported well‐sorted calcarenites/fine‐grained calcirudites derived from longshore‐drift sandwaves poured into and fed the canyon from the south. Coarse‐grained, bioclastic calcirudites derived from a poorly sorted, bioclastic ‘factory facies’ cascaded into the canyon from the north during storms.     

豫西太原组、山西组中潮道沉积的类型和特征

豫西太原组中的潮道为陆表海滨岸潮道类型,其特点为:向上变细的层序,冲刷切割下伏的灰岩层,具大型板状、槽状交错层理和双向交错层理,潮道曲流砂坝发育。山西组下段的潮道为障壁后潮道,位于障壁砂坝后的潮坪区;潮道砂岩泥质杂基较高,正粒序,砂体自海向陆分叉尖灭;潮坪、潮道等亚环境组合影响了其上发育的煤层的厚度变化。山西组上段的潮道为下三角洲平原潮道类型,多位于分流河口,砂岩为正粒序,双(单)粘土层和潮汐周期层序发育。     

珠江口盆地白云凹陷晚渐新统-早中新统沉积特征及演化规律

以珠江口盆地白云凹陷钻井、测井、地震和古生物资料为基础,结合前人研究成果,系统的分析了白云凹陷晚渐新统到早中新统沉积相发育特征及凹陷沉积充填演化过程。研究结果表明,珠海组下部发育大型陆架边缘三角洲沉积,地震反射特征表明该三角洲发育三期;钻遇水下分支河道、支流间湾、河口坝及远砂坝微相,沉积物以富砂为特征,发育冲刷-充填构造、递变层理及较粗的水平潜穴等多种构造;珠海组上部为浅海相,沉积物以海相砂泥岩互层为主,此时期陆架坡折带位于白云凹陷南坡;珠江组沉积时期,海平面升降旋回频繁,陆架坡折带迁至凹陷北坡。随着古珠江流域扩大,沉积物输入量增加,在珠江组下部发育了深水扇,沉积物以细-粗砂岩为主,夹少量粉砂岩及深海泥岩,发育颗粒流、液化流、浊流及碎屑流等四种主要的重力流,钻遇内扇水道,中扇废弃水道及水道间漫溢沉积,外扇深海泥沉积;珠江组上部为半深海相,沉积物以深海泥岩为主。      

神农架地区中元古界混合沉积特征及其发育模式

神农架地区中元古界主要发育碳酸盐岩沉积,局部夹少量陆源碎屑岩。乱石沟组、大窝坑组、矿石山组及台子组位于中元古界中部,混合沉积较为发育,其混合沉积类型及其主控因素尚缺乏系统研究,对陆源碎屑来源及台子组石英砂岩形成环境仍存在较大争议。根据岩石类型和沉积构造组合对神农架地区乱石沟组—台子组沉积相进行分析,并结合岩石薄片及阴极发光分析结果对混合沉积类型、陆源组分特征及来源进行研究,以明确中元古代神农架地区沉积背景及其沉积演化历史。岩石薄片及阴极发光分析表明,神农架地区乱石沟组—台子组陆源碎屑主要来自由大量花岗岩、少量变质岩和沉积岩构成的古陆。乱石沟组—台子组岩石组合特征及混积岩类型存在较大差异,沉积环境、海平面变化及构造活动是控制混积岩分布及混合沉积类型的主要因素。乱石沟组及大窝坑组沉积早—中期,神农架地区毗邻古陆,扬子北缘构造活动相对稳定,地形平缓且水深较浅,以广泛发育“相混合”式混合沉积为特征;大窝坑组沉积晚期及矿石山组沉积早期,扬子北缘开始进入强烈拉张时期并导致相对海平面上升,神农架地区与古陆拉分形成相对独立的碳酸盐台地,以发育缺乏陆源碎屑砂的清水碳酸盐沉积为特征;矿石山组沉积晚期及台子组沉积时期,扬子北缘的持续拉张导致神农架地区进入较深水环境,早期滨岸沉积物崩塌形成重力流搬运至神农顶一带,形成“间断式”混合沉积。乱石沟组—台子组沉积时期处于中元古代重要的构造演化阶段,台子组沉积之后,神农架地区彻底与古陆分隔,不再发育“相混合”式混合沉积,乱石沟组—台子组沉积时期为扬子台地北缘由窄大洋向开阔洋盆演化的重要时期。