墨西哥湾Sureste盆地中新统深水沉积特征及盐构造制约作用
发布时间：2021-02-03 09:27
墨西哥湾南部中侏罗统盐岩被挤入到新生代地层中,形成复杂多样的盐构造,同时对深水碎屑岩沉积体系发育展布产生了深刻影响。本文以三维地震、钻/测井、古生物与岩心等资料为基础,对墨西哥湾南部Sureste盆地中新统盐构造发育特征、深水沉积展布和演化进行详细研究,通过重点区解剖,结合三维沉积正演模拟,探讨盐构造对深水沉积物分散堆积过程和充填演化的控制作用。研究区显示为挤压收缩体系,可划分为6个次级构造单元,南部和东南部的盐株-盐蓬区刺穿盐体数量大、成熟度高,向西和西北方向,数量减少、连片性变差,由逆冲推覆褶皱向低幅盐核或泥岩拆离褶皱过渡。中新世时期,自东向西、由南向北,盐构造活动表现出时间变晚、强度减弱的总体趋势。在中新统识别了块体搬运沉积、供给水道体系、水道化朵叶、近端朵叶和远端席状砂等5种深水沉积单元。研究区西部和西北部构造活动弱,表现为“供给水道-分支水道-叠置朵叶”构成的简单陆坡（弱限定）背景沉积模式,朵叶复合体具有补偿充填（或叠置）的特征。研究区中部、东部和南部沉积单元延伸方向和展布受变形盐体和褶皱带控制,表现为复杂陆坡（限定性）背景沉积模式。该模式总体由“朵叶-浊积水道-朵叶”在空间...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：200 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
陆架边缘至深水盆地主要沉积单元概要图(修改自Posamentier,2003)
深水浊积水道以沉积作用和侵蚀过程相互交替为特征,平面形态从中等到高度弯曲均有发育,其深度一般数十米至数百米,宽度从数百米至几十千米,延伸距离通常可达几十到几百千米,有的甚至可达上千千米(e.g.Normark et al.,1993;Stow and Mayall,2000;李华等,2011;张文彪等,2015;Peakall and Sumner,2015;廖计华等,2016)。水道的内部充填和外部结构非常多样,Janocko等(2013)通过对西非陆坡三维地震解释和露头类比分析,在水道内识别出5种结构要素:侧积体、外岸丘状强反射体、堤岸、块体搬运沉积和晚期水道充填体,这些要素通常以不同的组合方式出现;在此基础上,他们根据水道带平面形状、剖面几何形态和内部结构要素组成,划分出4个端元类型:蛇曲水道带、堤岸型水道带、侵蚀型水道带和混合型水道带,这些水道带可能是孤立的,但通常是相互叠置的,从而形成水道带复合体(图1-2)。除了垂向加积和侧向摆动,大多数情况下深水浊积水道会向下游或盆地方向迁移(Wynn et al.,2007;孙立春等,2014)。蛇曲水道在迁移过程中内侧可形成侧向加积体,这些侧积体一般下部为砂、砾混合沉积,向上粒度变细,也可以成为规模性储集体(Abreu et al.,2003)。在水道带内通常还发育有阶地,Hansen等(2017b)通过对尼日利亚近海海底水道带的研究表明,不同的水道形态和弯曲度极大地影响了与这些水道相邻的阶地内沉积物的分布、特征和堆积方式。地震剖面中,高振幅反射特征表明水道中可能发育砂质沉积(Posamentier and Kolla,2003;De Ruig and Hubbard,2006;Deptuck et al.,2007)。在浊积主水道两侧可发育有堤岸或溢岸沉积,是浊流上部或者是河道方向发生突然变化时在离心力作用下漫溢沉积的结果(Normark et al.,1993;Kane et al.,2010;Mulder,2011;李冬等,2011;马贵明等,2016)。Hansen等(2017a)通过对墨西哥Rosario组露头的观察表明,堤岸主要发育薄层浊积岩,这些砂岩厚度由水道向两侧逐渐减薄,堤岸沉积中还发育一定的生物扰动构造,堤岸垮塌后通常堆积在水道边缘,增加了水道充填的复杂性。在高弯曲水道的堤岸远端有时发育沉积物波,尤其是在弯曲水道的外侧。这些沉积物波高度一般达几十米,展布范围数千米,其波峰与水道延伸方向斜交(Normark et al.1980;Migeon et al.2000)。沉积物波与浊流、流体溢出和扩散有关,仍是水道两侧溢岸沉积的组成部分,底流则对沉积物波的展布和沉积物分异存在改造作用(e.g.Piper and Savoye,1993;McHugh and Ryan,2000;Posamentier,2003;Wynn et al.2010;孙辉等,2017)。
在发育盐岩的被动大陆边缘,不同区域盐构造活动存在明显差异。在被动陆缘外陆架和上陆坡,常见伸展背景下的盐构造活动(e.g.Jackson and Vendeville,1994;Fort et al.,2004;Brun and Fort,2011)。在没有先存底辟情况下,控制伸展构造样式的主要因素是盐岩的厚度(Hudec and Jackson,2007)。薄层盐岩在一定程度上决定了滑脱层的位置,但不能形成底辟或大型的盐撤退盆地。其对应的构造样式以铲式生长断层和像盐滚这样的低幅盐构造为主。在厚层盐岩之上,可以发育较大规模的底辟和盐撤退盆地。一些盐构造经历了从反动底辟、活动底辟到被动底辟整个演化过程,只要有盐岩供其生长,盐底辟就会一直出露于地表(图1-3)。在被动陆缘的下倾坡脚处,主要发育横向收缩的盐构造(e.g.Letouzey et al.,1995;Rowan et al.,2004;Fort et al.,2004;Hudec and Jackson,2006,2007;Gradmann et al.,2009;Dooley et al.,2013;Duffy et al.,2017)。在没有先存盐构造的情况下,盐岩主要起滑脱层的作用。在薄盐层之上,盐相关构造主要是逆冲构造和狭窄的箱状褶皱背斜。如果背斜的核部被较厚的盐充填,则可能出现更开阔、幅度更大的拆离褶皱。除非褶皱带背斜被侵蚀得很厉害(图1-3c),否则挤压收缩会使盐上地层变厚,加强了上覆层的强度,从而阻碍盐岩底辟的形成。如果存在早期盐底辟,因为它们的机械强度较弱,在挤压收缩过程中会优先被重新激活,形成褶皱和逆冲断层(Rowan and Vendeville,2006;Fernandez and Kaus,2014;Kergaravat et al.,2017)。总体来看,墨西哥湾、巴西和西非等被动大陆边缘均由上坡的伸展区和下坡的挤压区构成(e.g.Morley and Guerin,1996;Rowan et al.,2004;Dooley et al.,2009;Jahani et al.,2009;Callot et al.,2012)。不过,这种简单的分区和概念模型却表现出一系列复杂的构造:在大陆架和斜坡的向陆部分存在正断层和对偶正断层,盐筏构造(raft tectonics)区多为平面型正断层、盐墙和盐枕,向海一侧发育盐相关褶皱带、冲断带、挤压底辟带、挤压盐推覆体和微盆等。例如,Fort等(2004)利用地震资料,结合室内物理模拟实验,对安哥拉大陆边缘的盐上地层变形进行了研究,他们将上斜坡伸展域进一步划分为三个子域:旋转断块区、生长断层和滚动体系区以及伸展底辟区,将下陆坡收缩域也划分为三个子域:晚期挤压底辟区、早期发育的多重褶皱和逆冲断层区以及晚期发育的褶皱和逆冲推覆区,他们认为这种构造分带是在离盐尖(趾)较远的地方开始收缩和收缩进一步向坡下和坡上迁移的结果(图1-4A,B)。相比之下,墨西哥湾北部异地盐蓬更加发育(图1-4C),如Bouroullec和Weimer(2017)对密西西比峡谷等区域的新近系异地盐体系进行了分析,基于异地盐体和相关断层、褶皱和微盆的几何结构差异,进一步划分了四种次级异地盐体系,这些体系在平面上分区分带发育,其分布受原地盐厚度、基底构造和区域沉积负载样式的综合控制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巴西坎波斯盆地深水沉积体系特征[J]. 康洪全,孟金落,程涛,贾怀存,白博,李明刚. 石油勘探与开发. 2018(01)
[2]东非鲁伍马盆地渐新统深水水道-朵体沉积特征及控制因素[J]. 陈宇航,姚根顺,吕福亮,鲁银涛,陈亮,唐鹏程,曹全斌. 石油学报. 2017(09)
[3]东非鲁武马盆地海底水道—朵体体系粗粒浊流沉积物波特征及主控因素[J]. 孙辉,刘少治,马宏霞,鲁银涛,许小勇. 沉积学报. 2017(04)
[4]盐构造与深水水道的交互作用——以下刚果盆地为例[J]. 陈亮,赵千慧,王英民,孙红军,万琼华,唐武,赵鹏. 沉积学报. 2017(06)
[5]尼日尔三角洲盆地某油田深水海底扇沉积特征[J]. 陈志鹏,鲍志东,任战利,赵艳军,于春勇. 地质科技情报. 2017(03)
[6]莺歌海盆地东方区黄流组重力流砂体的底流改造作用[J]. 黄银涛,姚光庆,朱红涛,周锋德. 石油学报. 2016(07)
[7]白云-荔湾凹陷珠江组大型深水水道体系沉积特征及成因机制[J]. 廖计华,徐强,陈莹,王颖,蔡露露,邹梦君,曾清波,焦振华. 地球科学. 2016(06)
[8]Submarine fans: A critical retrospective（1950-2015）[J]. G.Shanmugam. Journal of Palaeogeography. 2016(02)
[9]琼东南盆地中中新世重力流海底扇沉积特征及控制因素[J]. 谢玉洪,范彩伟,周家雄,张迎朝,谭建财,任科英. 天然气地球科学. 2016(02)
[10]孟加拉湾若开盆地深水沉积体系结构单元类型及演化模式[J]. 马贵明,马宏霞,邵大力,范国章,刘艳红,丁梁波,孙辉. 海相油气地质. 2016(01)
本文编号：3016273
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：200 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
陆架边缘至深水盆地主要沉积单元概要图(修改自Posamentier,2003)
深水浊积水道以沉积作用和侵蚀过程相互交替为特征,平面形态从中等到高度弯曲均有发育,其深度一般数十米至数百米,宽度从数百米至几十千米,延伸距离通常可达几十到几百千米,有的甚至可达上千千米(e.g.Normark et al.,1993;Stow and Mayall,2000;李华等,2011;张文彪等,2015;Peakall and Sumner,2015;廖计华等,2016)。水道的内部充填和外部结构非常多样,Janocko等(2013)通过对西非陆坡三维地震解释和露头类比分析,在水道内识别出5种结构要素:侧积体、外岸丘状强反射体、堤岸、块体搬运沉积和晚期水道充填体,这些要素通常以不同的组合方式出现;在此基础上,他们根据水道带平面形状、剖面几何形态和内部结构要素组成,划分出4个端元类型:蛇曲水道带、堤岸型水道带、侵蚀型水道带和混合型水道带,这些水道带可能是孤立的,但通常是相互叠置的,从而形成水道带复合体(图1-2)。除了垂向加积和侧向摆动,大多数情况下深水浊积水道会向下游或盆地方向迁移(Wynn et al.,2007;孙立春等,2014)。蛇曲水道在迁移过程中内侧可形成侧向加积体,这些侧积体一般下部为砂、砾混合沉积,向上粒度变细,也可以成为规模性储集体(Abreu et al.,2003)。在水道带内通常还发育有阶地,Hansen等(2017b)通过对尼日利亚近海海底水道带的研究表明,不同的水道形态和弯曲度极大地影响了与这些水道相邻的阶地内沉积物的分布、特征和堆积方式。地震剖面中,高振幅反射特征表明水道中可能发育砂质沉积(Posamentier and Kolla,2003;De Ruig and Hubbard,2006;Deptuck et al.,2007)。在浊积主水道两侧可发育有堤岸或溢岸沉积,是浊流上部或者是河道方向发生突然变化时在离心力作用下漫溢沉积的结果(Normark et al.,1993;Kane et al.,2010;Mulder,2011;李冬等,2011;马贵明等,2016)。Hansen等(2017a)通过对墨西哥Rosario组露头的观察表明,堤岸主要发育薄层浊积岩,这些砂岩厚度由水道向两侧逐渐减薄,堤岸沉积中还发育一定的生物扰动构造,堤岸垮塌后通常堆积在水道边缘,增加了水道充填的复杂性。在高弯曲水道的堤岸远端有时发育沉积物波,尤其是在弯曲水道的外侧。这些沉积物波高度一般达几十米,展布范围数千米,其波峰与水道延伸方向斜交(Normark et al.1980;Migeon et al.2000)。沉积物波与浊流、流体溢出和扩散有关,仍是水道两侧溢岸沉积的组成部分,底流则对沉积物波的展布和沉积物分异存在改造作用(e.g.Piper and Savoye,1993;McHugh and Ryan,2000;Posamentier,2003;Wynn et al.2010;孙辉等,2017)。
在发育盐岩的被动大陆边缘,不同区域盐构造活动存在明显差异。在被动陆缘外陆架和上陆坡,常见伸展背景下的盐构造活动(e.g.Jackson and Vendeville,1994;Fort et al.,2004;Brun and Fort,2011)。在没有先存底辟情况下,控制伸展构造样式的主要因素是盐岩的厚度(Hudec and Jackson,2007)。薄层盐岩在一定程度上决定了滑脱层的位置,但不能形成底辟或大型的盐撤退盆地。其对应的构造样式以铲式生长断层和像盐滚这样的低幅盐构造为主。在厚层盐岩之上,可以发育较大规模的底辟和盐撤退盆地。一些盐构造经历了从反动底辟、活动底辟到被动底辟整个演化过程,只要有盐岩供其生长,盐底辟就会一直出露于地表(图1-3)。在被动陆缘的下倾坡脚处,主要发育横向收缩的盐构造(e.g.Letouzey et al.,1995;Rowan et al.,2004;Fort et al.,2004;Hudec and Jackson,2006,2007;Gradmann et al.,2009;Dooley et al.,2013;Duffy et al.,2017)。在没有先存盐构造的情况下,盐岩主要起滑脱层的作用。在薄盐层之上,盐相关构造主要是逆冲构造和狭窄的箱状褶皱背斜。如果背斜的核部被较厚的盐充填,则可能出现更开阔、幅度更大的拆离褶皱。除非褶皱带背斜被侵蚀得很厉害(图1-3c),否则挤压收缩会使盐上地层变厚,加强了上覆层的强度,从而阻碍盐岩底辟的形成。如果存在早期盐底辟,因为它们的机械强度较弱,在挤压收缩过程中会优先被重新激活,形成褶皱和逆冲断层(Rowan and Vendeville,2006;Fernandez and Kaus,2014;Kergaravat et al.,2017)。总体来看,墨西哥湾、巴西和西非等被动大陆边缘均由上坡的伸展区和下坡的挤压区构成(e.g.Morley and Guerin,1996;Rowan et al.,2004;Dooley et al.,2009;Jahani et al.,2009;Callot et al.,2012)。不过,这种简单的分区和概念模型却表现出一系列复杂的构造:在大陆架和斜坡的向陆部分存在正断层和对偶正断层,盐筏构造(raft tectonics)区多为平面型正断层、盐墙和盐枕,向海一侧发育盐相关褶皱带、冲断带、挤压底辟带、挤压盐推覆体和微盆等。例如,Fort等(2004)利用地震资料,结合室内物理模拟实验,对安哥拉大陆边缘的盐上地层变形进行了研究,他们将上斜坡伸展域进一步划分为三个子域:旋转断块区、生长断层和滚动体系区以及伸展底辟区,将下陆坡收缩域也划分为三个子域:晚期挤压底辟区、早期发育的多重褶皱和逆冲断层区以及晚期发育的褶皱和逆冲推覆区,他们认为这种构造分带是在离盐尖(趾)较远的地方开始收缩和收缩进一步向坡下和坡上迁移的结果(图1-4A,B)。相比之下,墨西哥湾北部异地盐蓬更加发育(图1-4C),如Bouroullec和Weimer(2017)对密西西比峡谷等区域的新近系异地盐体系进行了分析,基于异地盐体和相关断层、褶皱和微盆的几何结构差异,进一步划分了四种次级异地盐体系,这些体系在平面上分区分带发育,其分布受原地盐厚度、基底构造和区域沉积负载样式的综合控制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]巴西坎波斯盆地深水沉积体系特征[J]. 康洪全,孟金落,程涛,贾怀存,白博,李明刚. 石油勘探与开发. 2018(01)
[2]东非鲁伍马盆地渐新统深水水道-朵体沉积特征及控制因素[J]. 陈宇航,姚根顺,吕福亮,鲁银涛,陈亮,唐鹏程,曹全斌. 石油学报. 2017(09)
[3]东非鲁武马盆地海底水道—朵体体系粗粒浊流沉积物波特征及主控因素[J]. 孙辉,刘少治,马宏霞,鲁银涛,许小勇. 沉积学报. 2017(04)
[4]盐构造与深水水道的交互作用——以下刚果盆地为例[J]. 陈亮,赵千慧,王英民,孙红军,万琼华,唐武,赵鹏. 沉积学报. 2017(06)
[5]尼日尔三角洲盆地某油田深水海底扇沉积特征[J]. 陈志鹏,鲍志东,任战利,赵艳军,于春勇. 地质科技情报. 2017(03)
[6]莺歌海盆地东方区黄流组重力流砂体的底流改造作用[J]. 黄银涛,姚光庆,朱红涛,周锋德. 石油学报. 2016(07)
[7]白云-荔湾凹陷珠江组大型深水水道体系沉积特征及成因机制[J]. 廖计华,徐强,陈莹,王颖,蔡露露,邹梦君,曾清波,焦振华. 地球科学. 2016(06)
[8]Submarine fans: A critical retrospective（1950-2015）[J]. G.Shanmugam. Journal of Palaeogeography. 2016(02)
[9]琼东南盆地中中新世重力流海底扇沉积特征及控制因素[J]. 谢玉洪,范彩伟,周家雄,张迎朝,谭建财,任科英. 天然气地球科学. 2016(02)
[10]孟加拉湾若开盆地深水沉积体系结构单元类型及演化模式[J]. 马贵明,马宏霞,邵大力,范国章,刘艳红,丁梁波,孙辉. 海相油气地质. 2016(01)
本文编号：3016273
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