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。     

深水等深流与重力流交互作用沉积（2000—2022年）研究进展

等深流与重力流在深水环境中较为常见,两者在地质历史时期中可存在相互作用进而形成交互作用沉积。结合近20年研究成果,对深水等深流与重力流交互作用的沉积类型、鉴别标志、形成机理及地质意义进行了总结。1）等深流与重力流交互作用沉积可分为等深流与重力流沉积互层、等深流改造重力流及等深流与重力流同时作用沉积。2）等深流沉积和重力流沉积的有效鉴别是等深流与重力流沉积互层沉积研究的前提。3）等深流改造重力流沉积发育重力流和牵引流沉积构造,双向交错层理最为典型;常具顺斜坡向下及大致平行斜坡的两个水流方向;概率累积曲线呈1~3段式等特征。4）等深流与重力流同时作用沉积主要发育单向迁移水道、不对称的水道—堤岸体系及偏转型朵叶。5）交互作用形成过程主要受等深流与重力流相对能量大小的影响。当重力流活跃时,发育重力流沉积,在重力流末期及间歇期,等深流沉积发育,进而形成重力流与等深流沉积互层。等深流能量较强时,可改造重力流沉积,形成等深流改造重力流沉积。高能等深流在重力流能量较弱时,可对重力流沉积物进行横向搬运,形成迁移水道、不对称水道—堤岸体系及偏转型朵叶。6）主要问题及下一步的主攻方向主要包括四个方面:①重视综合研究,增加实例分析;②完善鉴别标志,推广研究成果;③多方法、多尺度、多条件、多维度综合探讨交互作用沉积过程及主控因素;④加强油气勘探潜力、古环境演化及地质灾害预防等方面的研究。     

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。     

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.     

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.      

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。     

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组等深流沉积*

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组发育石灰岩、泥岩和砂岩,夹放射虫硅岩及凝灰岩,深水原地沉积、重力流沉积及等深流沉积发育。等深流沉积主要为砾屑、砂屑、粉屑、灰泥及粉砂—砂质等深积岩。粉屑等深积岩顶部发育波痕及生物扰动,波痕不对称,迁移方向明显,波长1~5,cm,波高0.2~0.5,cm。等深流沉积具有灰泥等深积岩、粉屑等深积岩、砂屑等深积岩及砾屑等深积岩叠置组成的完整及不完整的细—粗—细沉积层序,厚度几毫米至数厘米。该层序既可由多层叠置而成,也可由单层组成或在相邻泥质纹层或缝合线之间直接出现,并存在向上变粗的逆递变和向上变细的正递变厚度不对称特征。等深流从东向西,大致平行于斜坡运动。平凉组下部发育深水原地沉积和重力流沉积,上部则发育深水原地沉积和等深流沉积。等深流沉积主要受构造运动、相对海平面升降、古地貌、流体能量及运动路径的影响。     

甘肃平凉地区奥陶系平凉组重力流与等深流交互作用的沉积研究

以野外露头资料为基础,对甘肃平凉地区奥陶系平凉组重力流及等深流交互作用沉积进行了研究。研究表明,平凉组以砂屑灰岩及泥岩为主,局部见砾屑灰岩;典型岩相包括水平层理页岩相、块状层理砾屑灰岩相、块状层理砂屑灰岩相、粒序层理砂屑灰岩相及透镜状交错层理砂屑灰岩相等5种类型,相应地分别代表深水原地沉积、碎屑流沉积、浊流沉积和等深流沉积。等深流在从东向西大致平行斜坡的运动过程中,在西部由于秦岭—祁连海槽的限制作用,可能导致能量局部增强。平凉组从下至上,重力流沉积规模逐渐减小,等深流沉积逐渐增加。在相对海平面较低时期,重力流极为活跃,等深流作用较弱;在相对海平面上升时期,重力流能量则减弱,等深流作用逐渐显著。等深流可对早期重力流沉积进行搬运、改造、再沉积,进而形成等深流沉积;相反,早期等深流沉积可能会受到后期重力流沉积的侵蚀、破坏。     

贺兰山地区中奥陶统樱桃沟组深水牵引流沉积的发现及其意义

鄂尔多斯盆地西缘贺兰山地区的中奧陶统樱桃沟组发育一套夹有碳酸盐滑塌重力流沉积的陆源碎屑浊积岩,研究程度颇高。笔者在野外调查过程中于樱桃沟组浊流沉积体发育的环境中发现了相当数量的交错层理,如大型交错层理,板状交错层理,波状、脉状、透镜状层理和波痕等,曾一度被前人解释为浅水沉积环境的识别标志。本文结合当时的古地理背景、沉积环境和区域构造演化特征,通过对樱桃沟组野外露头的详细描述和岩石特征的精细刻画以及对该组沉积序列的详细分析,认为上述疑似浅水沉积环境的交错层理实为底流(深水牵引流)对浊流改造的结果,并分别形成了内波、内潮汐沉积和等深流沉积,这在研究区为首次发现。据此将其归纳为7种岩石类型:(1)双向交错层理粉砂岩;(2)束状透镜体叠加的交错纹理粉砂岩;(3)具波状层理粉砂岩;(4)单向交错层理砂岩;(5)水流波痕细砂岩;(6)平行层理细-中砂岩;(7)大型交错层理细砂岩。其中,前5种岩石类型为内波、内潮汐沉积,后两种为等深流沉积。研究表明樱桃沟组为深水牵引流沉积(内波、内潮汐沉积、等深流沉积)、重力流沉积(碳酸盐滑塌角砾岩、浊积岩)和原地沉积的复合沉积,并建立了该区水道型内波、内潮汐沉积模式。     

桌子山地区中奥陶统克里摩里组深水等深流沉积模式

等深流沉积是深水环境中牵引流沉积的重要类型之一。虽然研究程度相对较高,但主要以深海测量和大洋钻探为平 台对现代海洋中的等深流进行研究,特别是大洋钻探339航次的执行,将等深流沉积研究推向一个新的阶段（等深岩丘结 构剖析）,而对地层记录中的等深流沉积研究却非常薄弱,从而也制约了对等深流沉积的研究,特别是等深流沉积模式的建 立。鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区中奥陶统达瑞威尔阶克里摩里组广泛发育等深流沉积,此次在详细的野外观察基础 上,对内蒙古乌海市海南区石峡谷剖面进行沉积学研究,该剖面克里摩里组从下到上可分为三段：下段以薄－中层叠置石 灰岩为特征、中段以石灰岩－泥岩岩组与泥岩互层为特征,上段以条纹状泥岩为特征。三段沉积分别代表了深水环境下等 深流水道沉积、天然堤沉积和深水盆地平原区极弱等深流沉积,在垂向上组成了一个完整的等深流水下水道－天然堤沉积 体系。     

Distinguishing between fine-grained turbidites and contourites on the Nova Scotian deep water margin

Review of the criteria which have been proposed for distinguishing between the deposits of turbidity currents and bottom currents in deep water sedimentation shows no general agreement on their validity. It is important to compare finegrained turbidites and contourites, to recognize that different turbidity current and bottom current mechanisms exist, and that their deposits may be closely inter-bedded in a continental rise environment. Interbedded turbidites and contourites have been recognized in cores from the deep-water margin off Nova Scotia. The most useful criteria for distinguishing between the two deposits were found to be: (1) fining and sorting trends: perpendicular or parallel to the contours; (2) marked textural differences between interbedded turbidites and contourites indicating differences in source and transport distance; (3) mineralogy and textural composition: regional patterns indicating transport perpendicular or parallel to the contours; (4) grain fabric: indication of downslope or along-slope transport at the time of final deposition; (5) sedimentary structures: turbidites show a structural sequence and evidence of rapid burial; contourites are bioturbated and contain irregular lag concentrations of biogenic sand. Other criteria include grain-size parameters, and the regional setting, distribution and depositional rate of the various facies. With due care these criteria can be applied to other regions. Previously used characteristics of silt-laminae abundance, layer thickness, heavy mineral cross lamination, sorting, and the nature of bed contacts are not applicable to fine-grained turbidites and contourites. Compositional criteria depend on regional features.     

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.     

深水重力流水道沉积研究进展*

深水水道是深水区常见的地貌单元,既是深水重力流沉积物的搬运通道,又是其主要沉积场所。对重力流水道沉积研究已有60余年的历史,成果极为丰富。本文简要回顾了深水水道沉积研究历程及最新研究成果,总结了主要水道类型沉积特征及形成机理。重力流水道可分为复合型水道、垂向加积型水道、迁移型水道和分支小水道。复合型水道形成与重力流演化过程密切相关,其内部发育轴部沉积、碎屑流/滑塌沉积、水道—堤岸沉积体系及迁移型水道。弯曲型迁移水道多为重力流自生环流而成,顺直型迁移水道为等深流与重力流共同作用而成。重力流水道研究的发展方向主要有3个方面,即:(1)积极开展多手段和方法综合研究;(2)深入系统对比研究其形成机制及主控因素;(3)加强储集层分布规律研究。     

石门杨家坪下寒武统杷榔组三段内波和内潮汐沉积研究

湖南石门杨家坪下寒武统杷榔组第三段主要为一套深灰色、灰绿色页状至薄层含粉砂水云母泥(页)岩与泥质粉砂岩夹透镜状、条带状粉砂岩，其沉积环境为斜坡环境。中上部透镜状、条带状粉砂岩中交错层理极为发育，纹层倾向既有沿斜坡向上和向下双向倾斜的，也有沿斜坡向下或沿斜坡向上单向倾斜的，它们不应是等深流沉积或浊流沉积，而应为内波、内潮汐产生的沿斜坡上下交替流动所形成的。笔者对寒武系内波、内潮汐沉积做了首次研究。     

广西凭祥盆地深水底流沉积类型及其研究意义

内波、内潮汐沉积和复合流沉积是二十余年来在古代深水环境中新发现的一种具牵引流性质的沉积相类型,由于地层沉积记录十分有限,制约了深水底流沉积的沉积学研究。大比例尺实测地质剖面和精细露头测量表明,底流沉积发育于凭祥盆地深水沉积之中,通过对其沉积构造精细剖析和古水流测量,识别出内波、内潮汐沉积和复合流沉积,其中内波、内潮汐沉积以双向交错层理、单向交错层理、透镜状层理为特征,复合流沉积以复合流层理、丘状交错层理和较陡的爬升波纹层理为特征,进一步表明存在浊流和底流的交互作用,为古代地层中的深水底流沉积提供了又一研究实例。