南海西北陆坡区新生代碳酸盐台地周缘深水沉积体系研究

发布时间：2017-03-22 23:13

  本文关键词：南海西北陆坡区新生代碳酸盐台地周缘深水沉积体系研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：被动陆缘深水区沉积物因能反映深水沉积动力学、古海洋学等地质信息,深水沉积体系的研究逐渐受到地质学家的高度关注;又因其是油气及天然气水合物资源的重要储存场所而广受石油行业的关注。现今关于南海北部陆坡区西沙海域的研究主要集中在三个方面,一是碳酸盐台地的发育演化特征及其控制因素,二是西沙海域陆坡区水道发育演化及其控制因素,三是西沙海域深水区块体搬运体系(MTDs)地震特征及其控制因素,缺乏对与碳酸盐台地相关的深水沉积体系的发育演化及其所反映的构造、沉积、古海洋学等信息的系统分析。本文通过高分辨率2D、3D(部分)地震数据,结合西沙海域钻井资料,在层序地层分析的基础上,辅以地球物理手段,分析西沙海域现今水深为300-1500 m区域的碳酸盐台地周缘深水沉积体系特征。对西沙海域碳酸盐台地周缘不同类型深水沉积体系地震特征、地球物理特征及钻井资料进行分析总结,并对其发育演化机制进行探讨,研究其形成过程中所受的控制因素,建立相应的沉积模式。1、西沙海域琼东南盆地深水区北礁凹陷地区NW-SE方向和NE-SW方向的地震剖面上均发育丘形反射特征,其主要发育于T41-T40层位内,对应中中新统梅山组地层。NW-SE方向地震剖面上丘形反射在中部较为明显而向NW和SE方向丘形顶界面变平坦。NE-SW方向地震剖面上具有类似的丘形反射特征,并且具有不对称性及东翼较陡的特征。丘形地质体在平面上表现出底部为圆形-椭圆形的特征。古海洋学分析认为丘形地质体所在的北礁凹陷为半深海-深海相。其波阻抗值远远小于LH11-1生物礁油气田灰岩的波阻抗值,钻井A也证实其岩性为钙质泥岩,排除了丘形地质体为生物礁的可能性,并暗示来自西沙碳酸盐台地的碎屑沉积物被后期改造。综合分析认为西沙碳酸盐台地北部斜坡边缘丘形地质体是重力流与底流共同作用的结果。中新世以来不同构造单元沉降速率的差异造成斜坡坡度变陡,经重力流搬运作用输送的沉积物在斜坡处发生沉积变形而产生似波状沉积物。中中新世时南海底流流速有可能极大,从而造成对深海沉积物的侵蚀、搬运及再沉积作用。2、西沙海域碳酸盐台地前缘发育大型深水水道沉积体系。西沙碳酸盐台地与广乐碳酸盐台地之间的南北向低洼地带-中建海槽内发育大型南北向中建深水水道。由于中建海槽内古地貌高点的存在,中建深水水道被分为南北两个分支。中建深水水道北分支可分为5期,分别为三亚组(i期)、梅山组(ii期)、黄流组(iii期)、莺歌海组(iv期)和乐东组(v期)。每期水道内充填特征不同,且水道具有明显的迁移特征。中建深水水道南分支可分为4期,依次为梅山组(i期)、黄流组(ii期)、莺歌海组(iii期)和乐东组(iv期)。单期水道内可识别出强振幅、连续性好的浊流沉积体和弱振幅、连续性差-杂乱的反射结构的mtds。水道表现出侵蚀-充填-废弃的旋回性。3、西沙海域碳酸盐台地周缘水道类型多样。礁缘水道发育于碳酸盐台地内生物礁周缘。广乐碳酸盐台地斜坡以发育多条相互平行的水道(冲沟)为主。西沙碳酸盐台地南部大型水道自三亚组开始发育。水道发育后期被二次侵蚀,该水道自北向南流入西沙东断坳。东部发育至今仍未沉积的自西向东流的峡谷水道。西沙碳酸盐台地东北部大型环礁周围发育梅山组及乐东组小型水道。4、古构造分析认为西沙碳酸盐台地周缘水道的物源主要来自西沙隆起及广乐隆起。西沙隆起受南海扩张的影响,起源于华南陆块,中新世以后由于西沙海槽和琼东南盆地中央坳陷带的负地形及南部隆起带的隔挡作用,研究区受陆源碎屑影响较小。受越南东部边界断裂带影响,早中新世时广乐隆起与越南陆架经南北向的狭长坳陷分离,而当时越南隆起边缘的陆架-陆坡体系还未形成,陆源碎屑物质无法越过坳陷进入广乐隆起。因此,西沙碳酸盐台地周缘水道的物源主要来自西沙隆起及广乐隆起。西沙海域沉积相分析认为,早中新世-中中新世物源以西沙隆起和广乐隆起的碳酸盐、生物礁碎屑及火成岩碎屑为主;晚中新世至现今由于相对海平面上升导致碳酸盐台地向构造高部位迁移而面积减小,无法提供大量浅海碎屑物质,物源以深海沉积物为主。5、西沙海域隆凹相间的古地貌对水道的发育起到控制作用。发育于西沙隆起及广乐隆起之间的南北向低洼地带限制了水道的流向,古凸起对中建深水水道具有分流作用,将其分为南北两个分支,南分支由北向南流入中建坳陷,北分支由南向北流入华光凹陷。南部限制性空间抑制了水道的迁移,而北分支在北部较为开阔的空间迁移现象较明显。6、相对海平面变化控制水道的发育演化,底流对水道后期埋藏废弃起到重要作用并对其沉积物有再改造作用。西沙海域三级海平面变化与全球海平面变化一致,水道的侵蚀期均发育于海平面下降的海退阶段。三级海平面周期性的旋回变化控制了水道的侵蚀-充填-废弃周期性演化,三级海平面下降时,重力流侵蚀地层,水道发育;三级海平面上升时,重力流作用减弱,底流产生的漂积体埋藏水道。西沙海域二级海平面变化与全球海平面变化相反,裂后期构造沉降加速是其主要原因。二级海平面的持续上升,碳酸盐台地由广泛发育进入淹没阶段,从而使得水道内充填岩性发生变化。二级海平面上升减弱了重力流的侵蚀能力,因此上新世至今中建深水水道南分支下切深度减小。限制性地形的存在使得底流流速增大,从而使底流对水道沉积物进行再改造作用。
【关键词】：深水沉积体系 重力流 底流 西沙海域 碳酸盐台地 南海北部
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P618.13;P736.21
【目录】：

• 致谢4-6
• 摘要6-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 绪论15-22
• 1.1 论文来源、选题目的及意义15-16
• 1.1.1 论文来源15
• 1.1.2 选题目的及意义15-16
• 1.2 研究内容、技术路线及主要结论16-19
• 1.2.1 研究内容16-17
• 1.2.2 研究技术路线17-19
• 1.3 主要结论和创新点19-22
• 1.3.1 取得的主要结论19-21
• 1.3.2 论文的创新点21-22
• 第二章 碳酸盐台地周缘深水沉积体系研究现状及进展22-36
• 2.1 深水环境及其油气勘探进展22-30
• 2.1.1 深水环境及深水沉积体系研究历史22-24
• 2.1.2 深水环境中重力流沉积体系24-28
• 2.1.3 深水环境中底流沉积体系研究28-29
• 2.1.4 深水油气勘探现状29-30
• 2.2 碳酸盐台地周缘深水沉积研究现状及进展30-32
• 2.2.1 国外研究进展30-32
• 2.2.2 国内研究进展32
• 2.3 西沙海域碳酸盐台地研究现状及存在问题32-36
• 2.3.1 研究现状32-34
• 2.3.2 存在问题34-36
• 第三章 区域地质背景及层序地层分析36-50
• 3.1 区域地质背景36-40
• 3.1.1 南海构造演化史36-37
• 3.1.2 南海北部地质构造背景37-38
• 3.1.3 西沙海域地质构造背景38-40
• 3.2 南海陆缘碳酸盐岩层序地层格架40-45
• 3.2.1 碳酸盐岩层序地层学概念40-42
• 3.2.2 西沙海域层序地层学特征42-45
• 3.3 西沙海域碳酸盐岩层序地层特征45-48
• 3.4 南海底流循环及其对沉积的影响48-50
• 第四章 西沙碳酸盐台地周缘丘形地质体研究50-66
• 4.1 研究区沉积物地震特征52-57
• 4.1.1 丘形地质体地震特征52-55
• 4.1.2 沉积物波地震特征55-56
• 4.1.3 西沙碳酸盐台地地震特征56-57
• 4.2 研究区古沉积环境分析57-59
• 4.3 丘形地质体波阻抗及岩性特征59
• 4.4 丘形地质体形成的成因分析59-63
• 4.4.1 斜坡坡度的影响60-61
• 4.4.2 沉积物供给促进重力流的作用61
• 4.4.3 南海底流活动的影响61-63
• 4.4.4 中央峡谷水道浊流溢出的影响63
• 4.5 丘形地质体的沉积模式63-64
• 4.6 本章小节64-66
• 第五章 西沙海域碳酸盐台地周缘深水水道沉积体系66-84
• 5.1 中建深水水道发育区地貌特征66-69
• 5.2 中建深水水道北分支地震特征69-72
• 5.2.1 中建深水水道北分支的地震特征69-71
• 5.2.2 深水朵叶体的地震特征71-72
• 5.3 中建深水水道南分支地震特征72-77
• 5.3.1 中建水道南分支地震特征72-74
• 5.3.2 中建水道南分支演化模式74-77
• 5.4 西沙海域碳酸盐台地周缘深水水道特征77-83
• 5.4.1 广乐碳酸盐台地南北部斜坡水道78-79
• 5.4.2 华光凹陷斜坡小型水道79-81
• 5.4.3 西沙碳酸盐台地南部和东部水道81-83
• 5.5 本章小结83-84
• 第六章 中建深水水道主控因素分析84-113
• 6.1 中建深水水道沉积物源分析84-99
• 6.1.1 西沙海域早中新世至现今沉积相演化86-96
• 6.1.2 被动陆缘的碳酸盐重力流96-98
• 6.1.3 火山碎屑岩98-99
• 6.2 沉积物源输送条件分析99-102
• 6.2.1 礁缘水道99-100
• 6.2.2 斜坡水道（冲沟）100-102
• 6.3 古地貌的控制作用102-106
• 6.3.1 西沙海域新生代古地貌分析102-106
• 6.3.2 古地貌对水道沉积的控制作用106
• 6.4 相对海平面变化106-109
• 6.4.1 西沙海域三级相对海平面变化对水道发育演化的影响106-108
• 6.4.2 西沙海域二级海平面对水道发育演化的影响108-109
• 6.5 南海底流对中建深水水道的影响109-110
• 6.6 南海北部西沙海域孤立碳酸盐台地深水水道沉积模式110-111
• 6.7 本章小结111-113
• 第七章 结论及下一步工作建议113-116
• 7.1 结论113-115
• 7.2 下一步工作建议115-116
• 参考文献116-134
• 个人简历134-135
• 发表文章目录135

【参考文献】

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1 鄢全树;石学法;王昆山;;中沙群岛附近海域沉积物中的轻矿物分区及物质来源[J];海洋学报(中文版);2007年04期

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本文编号：262429