南海北部陆缘东部中生代沉积的地震反射特征

本文介绍了中美合作在南海北部陆缘进行的双船地震（合成排列剖面）工作，讨论了新生代沉积之下的中生代沉积之地震反射特征，在今日陆架新生代沉积之下的中生代沉积之地震反射表现杂乱，低振幅和不连续特性，而在今日上陆坡新生代沉积之下的中生代沉积之地震反射呈现连续，较强振幅和可和距离对比的特征。根据地球物理特征及区域地质资料，我们指出燕山运动时间广东大陆边缘的构造格架：今日东沙群岛－彭湖列岛一带火山弧，今日陆架     

南海北部陆坡西沙海域沉积发育史及含油气远景初步探讨

在对南中国海西沙海域地震资料综合对比分析的基础上，本文描述了西沙海域的地震反射特征，并依据地震地层学原理，利用地震反射波的振幅、连续性、内部结构和外部形态等地震反射参数特征，将该区域地层自上而上划分为Ａ．Ｂ．Ｃ．Ｄ四个地震层序：层序Ａ代表从海底到Ｔ＾１１反射界面的地层；层序Ｂ代表从Ｔ＾１１反射界面到Ｔ２反界面的地层；层序Ｃ代表从Ｔ２反界面到５３反射界面的地层；层序Ｄ代表从Ｔ３反射层界面到Ｔｇ反射界     

南海北部陆坡30 ka以来的沉积环境演变

南海是西太地区最大的边缘海,汇集了周边陆地大量碎屑物质。这些陆源碎屑通过复杂的洋流系统经陆坡大量的输送到南海深海海盆中,使陆坡成为研究深海沉积物源汇体系不可缺少的重要环节。但陆坡区域水深变化大,洋流体系复杂,加之冰期间冰期海平面升降和季风的变化,使陆坡沉积环境一直成为研究的难点。为了研究陆坡沉积环境的演变过程,本文选用了南海北部陆坡中部和底部的两个重力柱开展元素地球化学方面的研究,探讨陆坡区域近三万年以来的沉积环境特征。研究发现海平面和季风是影响区域沉积环境的两个重要因素：（1）海平面变化是控制陆坡陆源物质/深海钙质碎屑变化的主要因素;（2）研究区域地层发育有“碳酸盐稀释事件”与东亚夏季风在全新世初期（11.5～8.5 kaBP）增强有关。     

南海北部陆坡的地貌形态及其控制因素

利用精细地貌图、高分辨率多道地震剖面等资料研究南海北部大陆边缘深水陆坡的地貌形态及控制因素。莺琼陆坡具有不同于其他部分的特殊性,红河物源是造成它的地貌形态的主控因素,南海北部陆坡的其他部分的地貌形态依然受控于古新世—渐新世的断陷期所形成的凹凸格局,其空间分布状况决定了陆坡地貌的形态和演变;物源类型和供给数量是陆坡地貌形态的次级因素,决定着陆坡地貌在总体框架下的局部特征,地震和海流等外动力因素则在一定程度上决定了陆坡沉积类型和微地貌形态。南海北部的这种特点与大西洋两岸的大部地区有显著区别,后者在晚侏罗—早第三纪的断陷期所形成的构造格局对陆坡地貌的影响已次于物源状况和向深水的物质分散体系。南海北部陆坡可自西而东依次划分为五段:莺琼陆坡段、神狐陆坡段、珠江海谷段陆坡、东沙陆坡段和台湾浅滩陆坡段;各陆坡段的地貌形态和走向上的差异全面反映了以上三个因素,尤其反映了断陷期构造格局分布状况的效应。     

南海北部东沙隆起西侧陆坡坡折处浊流沉积

为了分析南海北部上陆坡东沙隆起西侧海域海底稳定性,对A和B两个岩芯进行了AMS14C测年、浮游有孔虫氧同位素分析、粉色红拟抱球虫Globigerinoides ruber鉴定、粒度分析等工作。综合研究表明,A、B岩芯分别发育了距今920 ka BP、960 ka BP以来的更新世、全新世地层。A岩芯3.3~14.08 m层位地层发生了倒转,这与3.3m、6.12~6.18 m发育的两个浊积层有关。在71.5~71.63 m(冰期370 ka BP左右)也发育一浊积层。B岩芯在9.2 m、25.2~28.6 m等层位发育了浊积层。同样位于陆坡坡折,水深较大的A岩芯,由于滑坡导致的浊流活动略强一些。     

南海北部陆坡海底峡谷形成机制探讨

通过对南海北部地震剖面的解释,并结合地貌以及区域地质特征等,对发育于南海北部陆坡区的珠江口外、台湾浅滩南以及澎湖海底峡谷的地貌和构造特征进行分析和对比,并对其形成机制进行探讨。研究结果显示,各海底峡谷具有相似的走向,并均具有转向的特征,但是其形成机制却各不相同,由此形成的地貌特征也各不同:珠江口外海底峡谷的形成与珠江带来的大量陆上沉积物的搬运相关,形成了喇叭型的水道;台湾浅滩南海底峡谷的形成受到NW向断裂构造的控制,这些断裂构造形成了薄弱带,经过沉积流的侵蚀而形成狭长的水道,当进入下陆坡后由于海山的阻隔作用而转为近EW向;澎湖海底峡谷带的上段主要是由陆坡沉积流的下向侵蚀、崩塌和滑移形成的,而其下段则主要具有沿马尼拉海沟北向延伸段发育的特征。     

南海北部陆坡50 ka 以来黏土矿物来源与输运机制分析

在 AMS14C 定年的基础上,对南海北部 KNG5站和 KNG7站柱状沉积物中的粒度和黏土矿物进行了研究.KNG5孔黏土矿物组合的基本特点是以伊利石、绿泥石和高岭石为主,蒙脱石含量次之.而 KNG7孔黏土矿物组合的基本特点是以伊利石、绿泥石和蒙脱石为主,高岭石含量次之.物源分析进一步表明, KNG5和 KNG7孔高岭石主要来自于珠江,蒙脱石主要由吕宋岛提供,伊利石和绿泥石分别由珠江和台湾提供.相对于 KNG5孔而言, KNG7孔沉积物受珠江影响较小,而受台西南影响较大.由物源分析推测,珠江对南海北部的物源供应存在一个明显的界线,而这一界线可能位于 KNG5孔和KNG7孔之间,越过这一界线随着离岸距离的增加,南海北部陆坡陆源沉积物受珠江影响明显减弱,而主要由台湾贡献.     

南海北部陆缘天然气水合物初探

根据天然气水合物存在的温度－压力条件,研究了南海北部的地球物理资料,发现有些地方在地震剖面上出现的海底反射ＢＳＲ,而在另一些地方海底第一沉积的层速度偏高,比一般海洋沉积高０．２－０．６４ｋｍ／ｓ。将这些地方海底第一层沉积界面处的温度－压力参数投于甲烷形成天然气水合物的温度－压力图上,发现它们的出现于水合物存在之区域中。     

2015年6月南海北部陆坡气旋-反气旋涡对陆坡水文和环流影响的观测

利用2015年6月南海北部现场观测的水文数据,结合卫星高度计资料,分析了2015年6月13日—28日南海北部陆坡在气旋涡-反气旋涡的双涡结构影响下的水文和环流特征。结果表明,2015年6月南海北部陆坡调查海区表层50 m以浅盐度存在NE—SW向低盐区,表层盐度最小值低于32,这表明南海北部陆坡存在跨陆架海水输送。在观测期间,南海北部陆坡调查海区受气旋涡和反气旋涡双涡结构影响,使得南海北部陆坡表层100 m以浅存在跨陆坡流,流速最大值出现在两涡交汇区域。此外,通过潜标连续海流资料,发现南海北部陆坡环流呈现了“深入浅出”(100 m以深层为向岸的入侵、以浅层为离岸的出流)的“两层结构”。     

南海北部陆坡神狐海域沉积物失稳类型探讨

利用广州海洋地质调查局采集的2D和准3D地震资料,从整体形态、期次性和内部结构等方面对南海北部陆坡神狐海域内广泛发育的沉积物失稳进行了类型划分和特征描述,并将沉积物失稳的分布特征和陆坡限制型海底峡谷群的分段性进行耦合关联,进而分析沉积物失稳的空间变化规律。研究结果显示,沉积物失稳可以划分为两种类型：第一种类型位于峡谷群的下游段,几乎不受峡谷群地貌的影响,表现为多期次、内部连续和自北向南的块体运动方式,主要以“残留”的形式位于峡谷群脊部;另一种类型主要表现为沿峡谷群脊部向谷底的块体运动方式,受到峡谷群地形起伏的影响,在峡谷群头部,主要为多期次滑移体,中游段变形强度最大,滑塌体是主要的类型,而在下游段-嘴部,表现为滑移块体。第四纪以来,源自北部珠江水系充足的沉积物供给和自北向南较陡的海底地形,是沉积物失稳发育的关键控制因素;陆坡限制型海底峡谷群可能造成了沉积物的再次变形作用,使得沉积物失稳的空间变化规律与峡谷群分段性具有对应关系。此外,神狐海域含气流体的垂向运移以及水合物矿体的存在,也是研究区内沉积物失稳的重要控制因素。     

南海北部陆架陆坡沙波底形

南海北部珠江口-台湾岛南端一线以南、东沙岛以东海区的水深变化较大,地形起伏亦较大,海底水流动力较强,沙源丰富,发育大片海底沙波底形。按成因可分成A、B、C 3个海底沙波区:A区在珠江口外的内陆架上,水深80和200~250 m,在陆架底流(潮、浪、洋流)作用下,海底沙波波高数十厘米至2~3 m,属于两坡强烈不对称、现代仍然运动的正常沙波;B区在陆坡上部,水深200~600 m,在斜坡间局部平台上发育大片波高数米至数十米、波长相应较短的特大型砂质沙波,一些专家认为是不同密度水层间的偶发性内波能通量强烈集中并突然释放而塑造的底形;C区在陆坡下部水深3 200~3 400 m的数条海底峡谷交汇处,峡谷西和南侧有粉砂泥质沉积物波,波高数十米,波长数十千米,是深水细粒浊流形成的非正常沙波。陆架底流变化、沙波迁移、陆坡上部偶发性内波塑造的巨型沙波和陆坡下部的细粒浊流沉积物波均对油气勘探海底管线和平台的稳定性构成威胁。     

南海北部陆坡某海域浅层气的声学特征及其对水合物勘探的指示意义

海底天然气渗漏是海洋环境中广泛分布的自然现象,在世界各大洋中都有发现。海底渗漏的气体赋存于浅部地层,可以改变近表层沉积物的物理性质,使其在声学剖面上得以反映。通过对南海北部陆坡某海域研究区浅地层剖面和地震数据分析,在浅地层剖面上发现了声空白、声混浊、增强反射层、速度下拉等特征,在地震剖面上则识别出气烟囱或泥底辟、亮点、速度下拉、增强反射层等特征。以似海底反射层(BSR)作为地震剖面上明显的含气层标志,划分了2套含气系统。通过浅地层剖面与地震剖面联合解释认为,BSR之下气烟囱/泥底辟的发育导致了亮点、速度下拉、增强反射层等声学特征的发生,BSR之上水合物层的存在则可能起到封堵天然气而使其发生侧向运移的作用,在气体封堵相对薄弱的位置,天然气向上运移形成声空白、声混浊、增强反射层、速度下拉等特征。以声空白代表的天然气聚集带可能成为块状水合物的发育场所,可能成为较有潜力的勘探目标。     

琼东南盆地陆坡区深水浊积水道的地震相特征

水道-天然堤体系作为油气储集圈闭日益引起沉积学家和勘探家的重视。地震相特征是识别深水水道的有效途径,本文基于高分辨率2D、3D地震资料的地震相分析,在琼东南盆地陆坡区深水盆地中识别出早中新世、上新世和第四纪多期深水水道体系。早中新世深水水道在地震剖面上具有强、弱振幅交替反射和相互叠置的地震反射特征,局部具有杂乱反射特点;上新世水道整体表现为强振幅,横向上连续或者半连续,纵向上为强振幅的叠加;第四纪水道在地震剖面上具有典型下切反射特点,该水道整体振幅相对较弱,但其水道轴部充填具有典型的强反射特征,这与世界典型地区的水道轴部粗粒充填强振反射一致。这几期深水水道都发育于低水位时期,为上部物源搬运引起的浊流事件而形成。     

南海北部大陆边缘琼东南盆地有利油气聚集带及勘探方向

琼东南盆地处于欧亚板块、印-澳板块及太平洋板块三大板块交汇区,新生代构造沉积演化及油气地质条件较复杂。盆地基本构造格架具有下断上拗及南北分带、东西分块的特征,造成了盆地凹陷构造展布格局,以及地层、层序系统与沉积体系发育,有效烃源岩类型及其分布,储、盖层发育及其展布特征,油气运移输导特征以及油气成藏主控因素等均存在较大的差异。根据盆地构造演化与沉积充填特征,结合该区油气勘探实践,笔者总结出环崖南凹陷有利油气聚集带、宝岛凹陷北坡有利油气聚集带、2号断裂带有利油气聚集带、南部隆起(低凸起区)有利油气聚集带四大有利油气聚集区,且根据这些有利油气勘探区带油气地质特征,重点对主要烃源岩、储盖组合类型、油气输导条件及油气运聚成藏模式等进行了深入分析探讨,在此基础上阐明了不同油气聚集带的成藏主控因素,指出了有利油气勘探方向,为该区进一步油气勘探部署及油气资源预测评价等提供了参考与借鉴。     

南海北部陆架和陆坡区小型底栖动物群落的比较研究

为了解南海北部陆架与陆坡区小型底栖动物的群落特征,以及影响群落特征的环境因素,2015年6月对南海北部海域(19.3°—21.4°N, 112.4°—115.1°E)7个站位的小型底栖动物及环境因子进行了采样,并对陆架和陆坡区小型底栖动物群落的丰度、生物量、类群组成和群落结构进行比较。结果表明,在陆架站位,小型底栖动物由13个类群组成,平均丰度为(132±130)ind./10cm2,平均生物量为(169±79)μgdwt/10cm2;在陆坡站位由8个类群组成,平均丰度为(33±14)ind./10cm2,平均生物量为(56±35)μgdwt/10cm2。单因素方差分析结果表明,陆坡区小型底栖动物的总丰度和总生物量以及线虫和多毛类的丰度均显著低于陆架区,但优势类群的相对丰度组成没有显著不同,海洋线虫占总丰度的83%,其次为多毛类和桡足类,分别占7%和3%。环境因子的主成分分析(Principal ComponentsAnalysis,PCA)将陆架和陆坡站位沿第一主分量轴分开,小型底栖生物丰度和生物量与沉积物叶绿素a和脱镁叶绿酸含量以及底层水温呈最大正相关,与水深呈负相关;聚类(Cluster)和排序(non-metric Multidimensional Scaling, MDS),以相似性系数65%将7个站位划分为2组,与按照水深划分的陆架和陆坡组基本吻合;单因素相似性分析(one-way ANOSIM)显示陆架和陆坡区小型底栖动物群落结构差异显著;生物-环境分析(Biota-Environment,BIOENV)表明影响群落结构的最佳环境因子组合为叶绿素a和底层水温。综上可知,随水深增加的食物减少和底层水温的下降是限制南海北部研究海域小型底栖动物丰度和生物量及影响群落组成和结构的主要因素。     

南海北部陆坡天然气水合物的沉积物孔隙水地球化学研究进展

孔隙水地球化学异常是天然气水合物勘探的重要工具之一,南海北部陆坡地区拥有良好的天然气水合物成藏潜力,孔隙水地球化学异常在南海的天然气水合物勘探中发挥了重要作用。其中与水合物直接相关的氯离子含量异常被用于识别神狐及东沙海域钻探区的水合物层和计算水合物饱和度。除直接指标外,浅表层沉积物中的硫酸盐含量及其他与早期成岩作用有关的地球化学异常作为间接指标可用于水合物的找矿预测,研究者们通过对硫酸盐还原过程的判别、硫酸盐甲烷接触界面的计算等方面对南海北部陆坡不同海域的沉积物甲烷通量进行了评估,预测出水合物可能的成藏区域。其他如碘含量、氧化还原敏感元素、氯同位素、地球化学模型等新的地球化学指标和计算机手段也被应用于南海北部陆坡区水合物成藏研究并取得了不错的成效。     

南海北部陆缘区中特提斯构造演化研究

通过对南海及周边地区特提斯构造遗迹的综合分析，并与东亚、东南亚地区特提斯构造对比，认为南海北部陆缘区存在可以进行东、西向对比的中特提斯构造。相应的中特提斯洋因北巴拉望－礼乐－南沙地块与华南大陆边缘在白垩纪中期的碰撞而关闭。南海北部陆缘区中特提斯构造向西可以与加里曼丹的Metratus缝合线和苏门答腊的Woyla缝合线对比，向东经台湾海峡、琉球群岛与日本佐用带对比。南海北部陆缘区中特提斯构造的确认对正确解释南海北部陆缘区地壳结构在东西向和南北向的差异、重新认识华南陆域内地质构造演化以及对南海北部陆缘区油气资源勘探均具重要意义。     

南海北部边缘壳内低速层发育特征与尖灭成因

研究表明,南海北部边缘广泛存在壳内低速层,且往海盆方向逐渐尖灭消失。认识壳内低速层为何尖灭是研究南海形成演化不可或缺的环节之一。通过总结前人对华南沿海及南海北部地壳结构调查的成果,对比了南海北部与华南大陆壳内低速层的分布特征,并解释了区域地震剖面等资料,探讨了南海北部边缘壳内低速层的尖灭的原因,认为大型断裂带为壳内低速层提供热散失的渠道,使未彻底固化的早期熔融层冷却固化的过程加速,从而使低速层尖灭消失。研究对认识南海北部深部地壳结构、边缘海形成演化过程有重要意义。