深水重要油气储层--琼东南盆地中央峡谷体系

南海北部海域琼东南盆地发育一个大型中央峡谷体系,平面上呈“S”型NE向展布,西起莺歌海盆地中央拗陷带东缘,横穿琼东南盆地中央拗陷带,向东延伸进入西沙海槽。通过2D及3D地震资料的精细解释和钻井资料综合分析,研究揭示该峡谷体系可以划分为4个区段,不同区段不仅具有明显不同的剖面形态,而且具有不同沉积物构成、沉积微相以及不同沉积物源。不同区域峡谷形态及充填分析表明,自西向东,中央峡谷下切深度越来越大,下切层位越来越老。其下切剖面形态发育有“V”、“U”、“W”和复合型。其中“V”型峡谷下切深度最大,冲刷、削截特征最明显。峡谷西段以浊积水道沉积为主,峡谷东段为浊积水道与块体流沉积互层沉积,但在不同区带不同沉积物所占比例有一定差异。浊积水道沉积的物源主要来自于盆地西侧,块体流沉积的物源主要来自于盆地北部陆坡体系,从而,来自于西部浊积水道沉积与来自于北部块体流沉积在中央峡谷内形成了多源多期发育的复杂的峡谷系统。     

琼东南盆地第四纪中央峡谷体系沉积演化与油气前景

基于琼东南盆地中央峡谷已有钻井和高品质新地震资料，对第四纪中央峡谷体系的外部形态、内部构成、沉积演化过程及其主控因素等进行了系统梳理和研究，明确中央峡谷体系经历了晚中新世侵蚀充填期(Ⅰ期)，早上新世平静充填期(Ⅱ期)和第四纪早期回春充填期(Ⅲ期)3期演化阶段，提出控制中央峡谷体系前两期形成的负地貌和物源供给在第四纪峡谷西段仍然存在.进一步研究表明西段早期多物源体系在第四纪变为昆嵩隆起秋盆河单物源，进积型陆坡控制了半限制型负地貌和砂质沉积逐渐向南东迁移，并在第四纪早期(S₁₄)填平峡谷.在此认识指导下首次在峡谷西段浅层发现了3期第四纪半限制型海底扇群，具备"深浅双源供烃-优势通道复合输导-浅层水合物地层封盖-海底扇成藏"的成藏模式，是下一步深水区浅层寻找大中型气田的有利新领域.     

琼东南盆地中央峡谷西段莺歌海组沉积演化及储层预测

发育于琼东南盆地乐东凹陷、陵水凹陷、松南低凸起的中央峡谷西段,早期充填了厚达700 m的深海重力流沉积.基于两口钻井和两块三维地震资料,对研究区内中央峡谷早期的沉积演化进行了研究.通过分析地震剖面波组特征和对比井震资料,将峡谷充填划分为5个沉积期次;在井震对比的基础上,结合反射特征、地震切片及属性分析,识别出四种主要的沉积类型:水道复合体、水道-天然堤、浊积席状砂、块体流.沉积期次1主要为水道复合体,沉积期次2和3主要为水道-天然堤,沉积期次4主要为块体流和水道-天然堤,沉积期次5主要为块体流和浊积席状砂.峡谷DS1~DS3主要受轴向物源控制,以浊流沉积为主,富砂;DS4~DS5逐渐受北部陆坡物源控制,以块体流沉积为主,富泥.浊流沉积是峡谷内优良的储集体,普遍发育于峡谷充填下部,与上部块体流沉积可以形成良好的储盖组合,具有较好的油气勘探潜力.     

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。     

琼东南盆地中央峡谷体系东段形态-充填特征及其地质意义

通过对琼东南盆地东部水深数据和高精度地震资料的综合分析,对盆地东段中央峡谷体系的形态特征和内部充填结构进行了详细的描述和刻画。研究结果显示:琼东南盆地中央峡谷体系东段呈NEE向分布于长昌凹陷中央,峡谷具有相对笔直的通道,较为狭窄,剖面上表现为明显的“V型”形态,两侧发育陡峭的峡谷侧壁;东段峡谷的内部充填沉积物由滞留沉积体、块体流-席状砂复合体、浊流沉积体和垮塌沉积体构成,垂向上显示出多期的形成演化过程。形态特征和充填结构表明,盆地东段峡谷主要受到该区域古地貌特征的影响和控制,形成于晚中新世早期的长条状负地形为中央峡谷的形成提供了有利的空间,限制了盆地东段峡谷的形态特征,该地貌特征将持续影响峡谷内部的沉积物输送和堆积样式。更新世以来充分的沉积物供给在陆架坡折处形成了大量的陆坡峡谷,沉积物以垂向输送的方式沿着坡降向下运移,在下陆坡位置形成现代深水扇,并被现今中央峡谷的头部区域所捕获,在地貌特征的限制下,沉积物将发生转向输送,沿着盆地东段峡谷的走向,自西向东发生轴向运移。盆地东段构造控制型峡谷是造成琼东南盆地东西部中央峡谷体系在形态和充填上具有明显差异的原因。研究区内3种不同的现代沉积物输送方式,对于更好地理解盆地西部沉积物运移和西段峡谷的形成过程也具有一定的指示和对比意义。     

南海北部古河流演变对欧亚大陆东南缘早新生代古地理再造的启示

欧亚大陆东南缘早新生代古地理演变包含了华南沿海中生代山脉的逐步消减与南海的逐步扩张形成等重大事件。南海北部始新统—下中新统“源-汇”路径研究发现,南海沉积物物源在该时期发生了巨大改变。在始新世和早渐新世,源自南海西部古隆起的“昆—莺—琼”河流系统向南海东部地区输送了大量沉积物,包括珠二坳陷在内的南海北部南侧大部分地区受南海西部物源的控制,仅在珠一坳陷接受来自华南大陆珠江的沉积物;晚渐新世,南海西部物源逐步被北部珠江物源取代;到早中新世,珠江来源沉积物全面越过番禺低凸起进入珠二坳陷,大量来自华南内陆的沉积物被珠江运输至南海盆地,“昆—莺—琼”古河流进一步萎缩,仅在南海西部琼东南盆地分布,并且由西向东沉积物源区昆嵩地块逐渐被海南岛取代。南海西部自晚中新世以来发育的中央峡谷正是该古河流的残余。南海新生代早期“昆—莺—琼”河流系统的发现及珠江演变过程的构建,对于深刻认识该地区新生代早期古地理特征、整个欧亚大陆东南缘的古地貌重建以及盆地的油气勘探均具有重要意义。     

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.      

琼东南盆地陵水区中央峡谷水道沉积数值模拟

深水峡谷是当今海洋油气勘探领域的研究热点。南海西北部琼东南盆地的中央峡谷已部署了多口深水钻井来勘探沉积充填的岩性油气藏,然而,由于这些探井数量相对有限、井间距离大以及地震资料分辨率较低,峡谷内砂体的叠复关系、边界接触关系以及沉积演化等问题尚不清楚,严重制约着储层空间分布与储层物性的精细刻画。对琼东南盆地陵水区中央峡谷开展了沉积数值模拟研究,根据研究区具体地质背景建立了地质模型和数学模型,通过流体动力学软件ANSYS FLUENT正演模拟了多个沉积期次和多套砂组在不同初始条件(如物源和入流速度)下的浊流沉积几何形态,包括砂体平面分布特征和隔夹层分布特征。模拟结果表明:峡谷平直段内,浊流受底床摩擦力的持续影响,流速降低且湍流强度减弱,使得较粗颗粒可沉降于底床,细颗粒可随浊流头部涡流悬浮;峡谷狭窄段内,浊流头部的湍流较强,侵蚀峡谷壁并使峡谷走向发生偏移,悬浮颗粒受离心力作用形成溢岸沉积;峡谷内砂体展布具有垂向分异性,砂体内部泥岩以夹层为主,厚度一般较小且横向连续性差。与现有地震、钻井资料的对比分析显示本次数值模拟结果具有有效性。本研究成果揭示了中央峡谷不同沉积期次和不同砂组的沉积水动力学过程,进而预测了砂体的空间展布特征,为储层物性预测提供了坚实支撑。     

南海北部中央峡谷水道的岩相-地球化学特征及其源区性质

峡谷水道是南海北部琼东南盆地深水区主要储集层,乐东-陵水凹陷黄流组储集岩以粉、细砂岩为主,储层物性好.然而目前针对不同期水道主要物源供给及水道形成的母岩区性质、古风化程度等研究甚少.对中央峡谷西段水道的砂泥岩进行了岩石薄片与重矿物成分观察统计、岩石主量、微量/稀土元素分析,结果表明:岩石类型以岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩为主,崖城、陵水区重矿物分别为磁铁矿、白钛矿、锆石、电气石与白钛矿、石榴石、电气石、锆石的组合;地球化学特征表现为泥岩较砂岩SiO₂含量低,Fe₂O₃、MgO、K₂O、稀土含量偏高,与其含有高粘土矿物有关.砂、泥岩Al₂O₃/TiO₂、K₂O/Al₂O₃、K₂O/Na₂O比值说明物源区富石英、贫钾长石,分别为石英质沉积与中性火成岩源区;砂岩较泥岩具有较高SiO₂/Al₂O₃比值、低ICV、CIA、CIW值,表明源区经历了低-中等程度的风化作用,是稳定构造环境再循环沉积而成,泥岩的形成环境较砂岩动荡.      

东营凹陷胜坨地区沙二上亚段古物源输送路径研究

应用330余口井的钻、测井资料,绘制地层对比图与地层厚度图,建立了地层格架,揭示了地层发育情况,并通过砂岩厚度图与百分含量图,描绘了砂体沉积的分布范围.分析结果表明：胜坨油田沙二上亚段沉积时期存在3个主要物源和1个次要物源,3个主要物源分别是来自陈家庄凸起的西北部物源与东北部物源,以及来自青坨子凸起的东部物源;1个次要物源是来自陈家庄凸起的北部物源,在个别小层沉积时发育.各小层砂岩厚度分布情况揭示出研究区内部物源分配过程,即西北部物源区的碎屑物质向东南方向搬运并控制一区的沉积物质展布;东北部物源区的碎屑向西南方向搬运;东部物源区的碎屑向西搬运,来自东北部与东部的物源两者交汇并控制二、三区的沉积物质展布.物源在不同砂组或小层中其位置在一定区域内不断迁移,碎屑物质在盆地内搬运方向也随之发生变化,造成不同时期（小层）来自物源区的沉积物相互叠置.物源也同时受同沉积断层的影响,同沉积断层的走向控制了地层展布与碎屑物质在研究区内的搬运方向.     

南海晚中新世-上新世红河沉积体系研究

红河沉积体系为南海西北部近期新发现的大型远源沉积体系,其主要发育于南海莺歌海盆地和琼东南盆地。重点利用大量二维地震剖面资料,根据地震反射特征对晚中新世-上新世红河沉积体系的识别特征以及平面展布进行了研究,以此为基础划分了红河沉积体系在晚中新世-上新世演化阶段。研究结果表明:通过地震反射特征的分析,可以识别出三角洲、水下下切水道、海底峡谷、水道堤岸复合体以及海底扇朵体等沉积;依据红河沉积体系的平面组合和展布特征,可将晚中新世至上新世的红河沉积体系演化划分为3个阶段:10.5～5.5 Ma（SQ1、SQ2）为红河海底扇发育阶段,以发育大型“三角洲-水下下切水道-海底扇”为特征;5.5～3.6 Ma（SQ3、SQ4）为限制性海底扇-中央峡谷发育阶段,以先发育限制性海底扇,后发育大型海底峡谷为特征;3.6～1.8 Ma（SQ5、SQ6）为红河沉积体系衰弱阶段,在研究区内以红河沉积体系主体不发育,海南岛陆坡发育为特征。红河沉积体系是青藏高原隆升的产物,研究红河沉积体系除有利于制定油气勘探方向外,还有助于青藏高原隆升历史恢复、红河袭夺等问题的研究。     

Morphology,sedimentary features and evolution of a large palaeo submarine canyon in Qiongdongnan basin,Northern South China Sea

The large Miocene-aged palaeo canyon that extents through the Qiongdongnan basin (QDNB) and Yinggehai basin (YGHB) of Northern South China Sea has been of considerable interest both economically and scientifically over the past decade. Stemmed from this, significant research has been employed into understanding the mechanism for its existence, incision, and sedimentary fill, yet debate remains. In the first case the canyon itself is actually quite anomalous. Alone from the size (over 570 km in length and more than 8 km in width (Yuan et al., 2009)), which is considerably more than most ancient deep-water channels (REFS), the canyon’s sedimentary fill is also distinctly different. Some explanations have been given to explain the canyon’s origin and existence, these include increased sediment supply from the Red River which is genetically linked to uplift of the Tibetan Plateau, lowstand turbidite and mass-transport activity, reactivation and dextral displacement of the Red River Fault zone inducing erosive gravity-flows, regional tilt of the QDNB and YGHB, paleo-seafloor morphology and seal-level fluctuations. With the application of new data obtained from interpretations of a large number of 2D seismic profiles, core and well log data, and tectonic and sedimentary analysis this contribution aims to: (1) Present models to explain the Canyon’s sedimentary fill and basin plain deposits, which provided significant understanding of processes pre-, syn- and post-incision and; (2) review the plausibility and likelihood of each of the controlling mechanisms, hoping to shed light on this controversial aspect. We conclude that the final erosive event that shaped the canyon is dated at 5.5 Ma. The Canyon’s unusual fill is a product of variation in the interaction between turbidity currents and MTD that blocked the canyon’s axis, and the reduction in gravity flow energy through time; and therefore the complete succession represents one major erosive and cut event at 5.5 Ma and thereafter multi-gravity currents fills unlike in most slope channel-fills.     

渤海钻孔物源示踪和河流沉积物扩散研究: 碎屑锆石U-Pb年龄和磷灰石原位地球化学元素双重约束

锆石和磷灰石是河流沉积物中常见的副矿物,由于各自的U-Pb年龄组成和原位地球化学元素组成在不同区域内存在显著差异,是进行河流物源示踪研究的理想矿物。基于此,利用在环渤海湾盆地主要汇入河流已发表的碎屑锆石U-Pb年龄,结合盆地晚第四纪钻孔的近地表碎屑物质的锆石U-Pb年龄,综合Kolmogorov-Smirnov统计方法的多维判别图（MDS）,系统对比分析了辽东湾、渤海中央盆地和莱州湾的物质来源。结果显示,辽东湾的物质主要来自辽河;渤海中央盆地和莱州湾的碎屑物质主要来自黄河。同时,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）,对黄河下游（n=70）、胶东半岛的威海湾（n=120）、银滩湾（n=60）的现代河流沉积物和海岸砂开展了碎屑磷灰石微区原位（in situ）主微量元素分析。结果发现黄河与威海湾、银滩湾的碎屑物质不存在物源关系,结合该区域碎屑钾长石原位主微量元素的已有分析结果,进一步说明黄河与胶东半岛的海湾内的碎屑物质不存在物源关系。新的研究结果表明,将碎屑锆石、磷灰石原位地球化学分析相结合有助于更精准地判定河流的物源关系。     

Provenance analysis of the Upper Miocene turbidite sand-bodies in deep-sea basin of northern South China Sea

The International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 367/368 reported massive Upper Miocene deep-sea turbidite in the northern South China Sea basin. The Upper Miocene turbidite sand-bodies at Site U1500 were examined with detrital zircon U-Pb dating to conduct the source-to-sink analysis. This study shows that the U-Pb age spectrums of Site U1500 sample are similar to those detrital zircons from the Miocene Qiongdongnan Basin and the Pearl River Mouth Basin. Multidimensional scaling (MDS) plot also shows that the turbidite sand-bodies at Site U1500 are closely related to the sediments in the Pearl River Mouth Basin and Qiongdongnan Basin. It is likely that the thick deep-sea turbidite succession in the deep-water basin of northern South China Sea was formed by a mixed provenance pattern during the late Miocene. On the one hand, terrigenous sediments from the west of the South China Sea were transported along the Central Canyon to the eastern South China Sea deep-sea basin in the form of turbidity current. On the other hand, terrigenous sediments were also transported from the Pearl River through the slope canyon system to the northern South China Sea in the form of gravity flow . Those mixed sediments from two different source areas have collectively deposited at the deep-sea basin and thus, give rise to turbidite sequence of hundred meters. Provenance analysis of the thick turbidites sand-bodies in the deep-sea basin is of great significance to the profound understanding of the tectonic evolution, filling processes, provenance evolution, and the palaeogeographic characteristics of the Cenozoic basins of the South China Sea.     

南海西部表层沉积物碎屑矿物分布特征及其物源

南海西部海域的物源研究程度相对较低,尤其对中段的物源有较大的争议。通常认为中部没有大河注入,其物源主要来自其南北的湄公河和红河。笔者通过对该区表层沉积物的系统取样及碎屑矿物分析鉴定认为,碎屑矿物主要分布于南部陆架区和中部陆坡区域。根据因子分析,南海西部碎屑矿物可以明显分为南部、中部、北部三区。南区陆架碎屑矿物主要由重矿物金红石、锐钛矿、白钛矿、锆石、透闪石、十字石及轻矿物石英、长石等组成,原岩应以岩浆岩类为主,包括部分变质岩;中区陆坡以十字石、透闪石、电气石、褐铁矿及黑云母、白云母为主,原岩可能主要为变质岩类;北区陆坡碎屑矿物少,组合特征不明显。各区不仅组合特征明显不同,且各区分界明显,表明其物质来源明显不同,南区物源主要来自红河和加里曼丹岛;中部海域的碎屑矿物组合与中南半岛大量出露的变质岩基本吻合,表明其物源主要来自中南半岛,而不是来自其南北的湄公河和红河。     

南海北部深海盆地上中新统浊积砂体物源分析*

IODP367/368航次在南海北部深海盆地多个站位发现上中新统厚达数百米的大规模深海浊积岩。采用碎屑锆石U-Pb年龄谱系分析方法对U1500站上中新统浊积砂体进行源汇对比分析。研究结果表明U1500站上中新统浊积岩碎屑锆石年龄谱系与其西侧琼东南盆地和北侧珠江口盆地中新世沉积物特征类似。多维排列分析(MDS)结果也显示,该站位样品与珠江口盆地、琼东南盆地沉积物关系密切,表明南海北部深海盆地内厚达数百米的上中新统浊积砂体为南海北部物源和南海西部物源混合堆积形成。南海西部陆源输入物质以浊流搬运的方式,沿中央峡谷从西到东搬运至南海东部深海盆地;南海北部珠江物源以重力流的形式,经南海北部陆坡峡谷搬运至深海盆地中,两种来源的沉积物在深海盆地发生混合沉积,形成U1500站厚达数百米的浊积砂体。南海北部深海盆地厚层浊积砂体物质来源的准确识别,对深刻理解南海新生代盆地的构造演化、沉积物充填过程、物源演变以及古地理特征均具有重要意义。     

红河盆地的化学风化作用:主要和微量元素地球化学记录

河流沉积物的元素含量有助于反映其流域的自然风化过程。红河是世界上重要的河流之一,但其沉积物的地球化学研究却几乎没有。本文通过开展红河盆地干流和主要支流40个样品的主要和微量元素地球化学分析,发现红河流域硅酸盐岩的化学风化作用为中等强度,与长江及亚马逊河的风化强度相近,而高于黄河,低于珠江;且化学风化作用受该区域的气候和构造作用控制。     

晚中新世红河海底扇碎屑锆石SHRIMP U-Pb年龄：物源区制约及红河袭夺事件探讨

为确定晚中新世红河海底扇物源区以及“红河袭夺”事件,对钻遇红河海底扇的C2井中的53颗锆石颗粒进行了SHRIMP U-Pb年龄的测定。结果表明,该扇体碎屑锆石存在6个年龄段：230~300Ma,400~500Ma,700~1000Ma,1700~1900Ma,2400~2500Ma和~2700Ma。研究结果表明,红河海底扇碎屑锆石年龄频谱特征与红河最为相似,230~300Ma的锆石主要来自呵叻高原-昆嵩地块;400~500Ma、1700~1900Ma的锆石主要来自松潘甘孜地块;700~1000Ma的锆石来自扬子克拉通;2400~2500Ma和~2700Ma的锆石主要来自松潘甘孜地块古老的扬子克拉通的基底;年龄为400~500Ma、1700~1900Ma以及大于2.4Ga的锆石说明了古红河源头曾经延伸至松潘-甘孜地区,红河袭夺现象确实存在。红河物源的存在,为在琼东南盆地深水区中央峡谷水道实施油气勘探提供了重要的理论基础。     

宜昌第四纪砾石层钾长石主、微量元素物源研究及其地质意义

位于长江三峡出口的宜昌地区分布着一套第四纪砂砾石层,详细记录了区域内古环境变迁以及长江的形成与演化,但这些砾石层何时与长江上游物质建立物源关系一直存在较大争议。而钾长石是河流沉积物中常见的矿物,其地球化学元素组成在不同区域内存在显著差异,是进行河流物源对比研究的理想矿物。基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对宜昌第四纪砾石层和宜昌以上长江流域开展碎屑钾长石原位主微量元素和主成分（PCA）分析,结合砾石层已发表的地层沉积年龄,综合区域内已发表的研究结果,系统对比分析宜昌砾石层与长江上游物质建立物源联系的时间,结果表明在1.15 Ma时宜昌砾石层和长江流域存在物源关系;在0.75 Ma时随着长江上游水系的拓展与调整,有新物源区的物质进入长江。这些物源变化现象,主要体现了1.2~0.7 Ma期间长江流域受东亚和南亚夏季风的气候影响出现的沉积过程。