南海西北部深水区重力流沉积体系特征及其控制因素分析

发布时间：2016-11-24 09:31

  本文关键词：南海西北部深水区重力流沉积体系特征及其控制因素分析，由笔耕文化传播整理发布。

《中国地质大学》 2015年

南海西北部深水区重力流沉积体系特征及其控制因素分析

孙辉  

【摘要】：近年来,随着沉积学研究和油气勘探逐步向深水区推进,深水沉积学研究已成为当前国际地质学界的前沿和热点领域之一,受到越来越多沉积学家和石油地质学家的关注。本研究以南海西北部莺歌海-琼东南盆地深水区重力流沉积体系,尤其是海底扇和深水水道为研究对象,综合利用地震、岩芯和测井数据,通过地质-地球物理-地球化学综合分析,运用层序地层学、地震沉积学和深水沉积动力学等理论方法,对南海西北部深水区海底扇和深水水道等重力流沉积体系的发育特征及其时空展布进行了系统的研究,进而分析了相对海平面变化、构造活动和物源体系等对重力流沉积体系的控制作用,探讨了南海西北部深水区重力流沉积体系演化过程。论文研究取得的主要成果如下：1.综合利用地震-测井-岩性资料,研究了南海西北部深水区海底扇发育特征,提出南海西北部深水区主要发育5种类型海底扇沉积：北部多点物源富砂质海底扇、南部多点物源富砂质海底扇、北部多点物源富泥质海底扇、西部点物源富砂质海底扇和复合物源海底扇。不同类型海底扇的分布具有明显的时空差异性。其中,北部多点物源富砂海底扇主要发育于早中新世和中中新世盆地北部,南部多点物源海底扇发育于早中新世盆地南部,北部多点富泥海底扇主要发育于晚中新世末期和上新世盆地北部,西部点物源海底扇发育于上新世中期陵水凹陷,复合物源海底扇则发育十晚中新世早期乐东凹陷。2.在建立高精度层序地层学框架基础上,总结了南海西北部深水区海底扇沉积体系时空演化过程,将南海西北部深水区海底扇沉积体系演化划分为三个阶段,即早中新世到中中新世的富砂质海底扇发育阶段；晚中新世的富砂-富泥质海底扇转换阶段和上新世的富泥质海底扇发育阶段。其中,早中新世盆地北部和南部发育大规模的北部多点物源海底扇和南部多点物源富砂海底扇,中中新世以盆地北部多点物源富砂海底扇沉积为主,这个阶段海底扇规模大、数量多。晚中新世,盆地内海底扇规模小且数量少,由黄流组二段北部多点物源富砂海底扇转换到黄流组一段的北部多点物源富泥质海底扇。上新世,盆地内发育北部多点物源富泥海底扇沉积,此时海底扇展布面积大,但厚度薄,且受到块体流活动的影响。3.综合利用地震-测井-岩性资料,确定了中央峡谷起源时间和沉积物供给特点,指出中央峡谷开始发育时间为晚中新世早期(11.6Ma),由琼东南盆地乐东凹陷大型海底扇沉积物沿琼东南盆地轴线二次搬运侵蚀而成。此时,中央峡谷以无头水道的形式活动,表现出明显的溯源侵蚀特征。但绝大部分区段被后期中央峡谷侵蚀殆尽,仅琼东南盆地乐东凹陷段局部残留。从乐东凹陷大型海底扇的沉积构成来看,黄流组二段沉积时期中央峡谷浊流以越南物源的沉积物为主,其次有少量海南岛西部河流的沉积物。4.运用地震沉积学的方法,详细追踪和解释了各时期中央峡谷的侵蚀-充填过程,恢复了南海西北部深水区深水水道体系时空演化过程,提出自黄流组一段开始,中央峡谷主要由海南岛西部河流供给沉积物,并在侵蚀规模和沉积充填上均表现出明显的萎缩特征。黄流组二段沉积时期,由乐东凹陷大型海底扇沉积物的二次搬运形成了深水水道体系的雏形；黄流组一段沉积时期,深水水道体系由源自海南岛西部河流的多条小型侵蚀水道汇聚而成,贯穿莺歌海盆地南部和整个琼东南盆地,随着浊流沿斜坡地形的搬运,侵蚀能力逐渐增强,以“V”型侵蚀为主,水道浊流充填于陵水凹陷段,其中,松南凹陷和宝岛凹陷段北部泥质碎屑流的加入导致了该段充填的复杂性；莺歌海组二段C亚段沉积时期,深水水道体系平面展布特征同黄流组一段时期类似,但以小型曲流水道摆动的“箱”型侵蚀为主,侵蚀规模和水道浊流充填均明显减小,且浊流充填退至琼东南盆地乐东凹陷段,南部水道在乐东凹陷的汇入导致该段快速的加宽和加深,并侵蚀了局部黄流组一段水道；莺歌海组二段B亚段沉积时期,深水水道体系表现出明显的“分段发育,多物源供给”的特征,其头部表现为局部的过路不侵蚀-沉积,水道侵蚀规模进一步减小,且最终在陵水凹陷和松南凹陷形成水道尾部的海底扇沉积,预示着深水水道体系西段活动历史的终结,随后仅东段在长昌凹陷和宝岛凹陷陆坡垮塌的块体流冲刷下活动至今。莺歌海-琼东南盆地深水水道体系自黄流组一段至今,在侵蚀-充填规模和浊流充填位置上均表现出明显的萎缩趋势。5.通过对盆地内构造活动的详细分析,探讨了构造活动对重力流沉积体系的控制作用,认为构造活动主要从陆架宽度、陆架角度和可容纳空间三个方面控制了南海西北部深水区重力流沉积体系的发育。莺歌海盆地1号断层中新世的活动导致该区域狭窄陆架的形成,控制莺歌海盆地中新世海底扇和深水水道的发育。琼东南盆地1号断层晚中新世的活动构建了莺歌海盆地到琼东南盆地的地形斜坡,并为乐东凹陷大型海底扇提供了沉积空间。琼东南盆地北部隆起区多阶正断层则控制了早中新世和中中新世盆地北部高角度陆架的形成,这为盆地北部大规模发育的海底扇提供了地形条件。琼东南盆地2号断层早中新世到中中新世的隐伏活动,一方面控制了松南凹陷和宝岛凹陷陡直陆坡,另一方面导致了琼东南盆地西高东低地形格局的形成,为随后深水水道沿琼东南盆地轴向搬运提供了地形条件。6.通过对盆地内相对海平面变化特征的分析,探讨了相对海平面变化对重力流沉积体系的控制作用,提出相对海平面低位期是陆源碎屑沉积物向深海搬运的主要时期,控制了南海西北部重力流沉积的大规模发育。其中,相对海平面从长周期和短周期两个方面对重力流沉积体系的控制作用,中新世相对海平面逐渐变浅的趋势影响了盆地中海底扇沉积体系有富砂到富泥的转变,三级层序内的相对海平面低位期有利于陆源碎屑沉积物通过河流向外陆架和陆坡的搬运,进而以重力流的形式在深海形成海底扇沉积。此外,晚中新世的强制性海退事件导致了越南方向沉积能够搬运至琼东南盆地乐东凹陷以及海南岛西部河流直接延伸至陆坡进而以深水水道的形式向琼东南盆地延伸,这决定性的控制了南海西北部深水区深水水道沉积体系的发育。7.综合研究区物源区和盆地中沉积充填特征的研究成果,探讨了物源对重力流沉积体系的控制作用,提出海南岛和越南物源的供给为南海西北部深水区重力流的发育提供了沉积物基础。南海西北部主要受到了海南岛物源、红河物源和越南物源的控制,其中,早-中中新世研究区内主要受到了海南岛物源的影响,控制了盆地北部大规模发育的多点物源富砂海底扇的沉积；晚中新世,越南物源的加强控制了莺歌海盆地南部水道复合体和琼东南西部大型海底扇的发育；上新世,海南岛物源供给能力的加强控制了盆地北部多点物源富泥质海底扇的大规模发育。8.系统总结南海西北部深水区各时期重力流发育特征,将南海西北部深水区重力流演化历史划分为三个演化阶段：早-中中新世富砂海底扇主导阶段、晚中新世深水水道主导阶段和上新世深水水道萎缩-富泥海底扇发育阶段。早-中中新世,盆地内以大规模发育的富砂质海底扇沉积为主；晚中新世,盆地内以大型的侵蚀型深水水道沉积体系为主,海底扇发育规模较小；上新世,深水水道体系在侵蚀和充填规模表现出明显的萎缩,在水道充填区域上表现出向物源区的后退,但在海南岛物源供给加强的影响下,大规模发育受宽缓陆架控制的富泥质海底扇沉积。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P736.21;P618.13
【目录】：

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