被动大陆边缘的深水沉积物记录着丰富的古海洋学、古气候学、深水沉积动力学等方面的信息,深水沉积体系已引起世界范围内地质学家的广泛关注,尤其在近年来深水油气勘探取得不少成果的情况下尤为突出,但对深水区,由于钻井少,取样困难,且存在复杂的地质情况,人们对深水沉积认识还较为薄弱,迫切地需要对深水沉积体系进行系统的研究。本文基于此,通过琼东南盆地2D、高分辨率3D地震资料,结合深浅水区多口钻井资料,在地震层序学、地震沉积学、深水沉积学的基础上,辅以地球物理手段,分析琼东南盆地北礁凹陷中新统深水沉积体系特征;对其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研究,尤其是对北礁地区地震三维区梅山组顶面丘-水道、梅山组和黄流组底部长条形强振幅地质体的沉积演化机制进行详细的探讨,研究其形成过程及主控因素,建立相应的沉积演化模式;同时也对中新统的多边形断层进行了分析,推测了其成因,对该区的石油地质意义进行了简要的探讨。1、北礁凹陷中中新统梅山组顶面丘形反射目前引起广泛关注,前人推测为生物礁、重力蠕动与底流叠加成因、等深积丘等。本文精细刻画了这类丘状反射(残丘)及丘间水道特征及其成因。残丘及水道在北礁凸起不发育,而在边缘斜坡中部和边缘斜坡高地较发育,且有向边缘斜坡高地两边规模减小趋势,不具对称性,残丘和水道呈平行-亚平行近E-W向展布,局部有合并分叉现象,其走向与北礁凸起走向呈一小角度;丘宽562～1223m,丘高29～87m,丘长10km左右,存在丘翼削蚀,部分丘内具有波状反射特征,水道底蚀现象。地震属性分析表明三维工区西南部残丘间水道山砂泥岩互层充填,形成长条形强振幅地质体,而残丘具有中-低振幅地震属性;地震、钻井资料分析表明丘状反射(残丘)由钙质泥岩和泥岩组成,属于半深海沉积,且残丘内部波阻抗为5.0×106～6.5×106kg/m3·m/s,低于火山岩、灰岩波阻抗,属于砂泥岩地层范畴;根据三维北东部梅山组下段水道由西向东强振幅变弱、分叉、前积反射和海山附近底流(等深流)沉积侵蚀特征综合判定底流古流向自西向东,海山两翼地震反射特征推测底流活跃期至少可追溯至晚中新世早期(11.6Ma),综合分析认为,研究区中中新统梅山组顶部丘状反射具有晚中新世早期底流切割梅山组地层形成的残丘特征。2、针对目前梅山组顶面丘-水道的成因争议,利用覆盖整个盆地高测网密度的二维地震、深浅水钻井和三维地震资料,分析了中新世北礁凹陷在盆地中的沉积背景和古地形以及古地形对底流的影响。研究认为中新世北礁凹陷处于半深海的沉积环境,其古地形平面上呈近互相对称的漏斗状(中间窄,两端宽的狭窄通道),这样的古地形对底流的流速有加速的作用,晚中新世早期(11.6Ma)海平面的上升,底流变强,在底流通过狭窄通道处变的异常活跃,从而底蚀北礁凹陷中中新统梅山组地层,形成底流水道和丘(残丘),且古地形(对称漏斗的狭窄通道)越窄处底流水道和丘的规模越大。首次在北礁凹陷发现中中新世漏斗状古地形对丘的分布有控制作用,且对具有漏斗状古地形的其它凹陷丘状反射具有参考意义。3、研究区的谷-丘互相对称(下伏地层的谷与丘分别对应上覆地层的丘与谷)的地震反射很少引起关注,但随着地震勘探技术的广泛应用,这类地震反射发现的越来越多,其成因也各不相同。本文总结了五类谷-丘互相对称的地震反射,其成因有蛋白石-A转变成蛋白石-CT、泥岩密度反转、底流侵蚀沉积、在深水环境中以砂岩充填为主的水道(富砂水道)的差异压实、侵入岩浆岩岩床,把南海琼东南盆地北礁凹陷谷-丘互相对称的地震反射与这五类反射做了对比,认为北礁凹陷谷-丘互相对应的地震反射属于这五类中的底流侵蚀沉积成因类型,同时揭示了北礁凹陷中中新统谷-丘为晚中新世早期等深流(底流)侵蚀的结果,之后底流相对减弱以沉积为主,在中中新统谷-丘的上方形成各自对应的丘-谷,上中新统的谷具有明显的迁移削截现象且伴有浊流沉积,这是与其它四类(无迁移无浊流)谷-丘互相对称地震反射特征的根本区别,这也从侧面佐证了梅山组顶面丘-水道(谷)是底流成因。本文的研究对南海其它凹陷谷-丘反射成因的研究具有重要的参考意义。4、目前地质学家对垂直大陆斜坡走向发育的重力流扇体研究日渐成熟,而对于平行大陆斜坡走向的扇体(异常扇)研究较少。本文通过最新三维地震资料发现一平行斜坡走向的强振幅异常锥形扇体,再结合覆盖整个琼东南盆地的高测网密度二维地震和深浅水钻井,发现异常扇处于漏斗状狭窄古地形处,沉积于半深海环境,并探讨了成因。讨论结果推测异常扇体可能是等深流(底流)侵蚀/沉积形成的砂质等深积(底流)扇,中中新世向东的等深流(底流)流经漏斗状狭窄通道使流速增加,并在科氏力(右偏)的作用下侵蚀狭窄通道南侧的下伏地层,形成凹槽和侧积反射,在这一过程中,细碎屑(泥质)被带运走,而较粗碎屑(砂质)沉积下来,底流流至开阔地区,随着底流速度降低粗碎屑逐渐被卸载沉积下来,从而形成砂质底流扇,并总结了该类扇的形成特征。砂质底流扇在我国首次发现,是优质储层,目且有着重要的古海洋、古气候意义,不仅丰富了我国深水砂体类型,而且可能是南海深水油气勘探的潜在新区。5、三维区南西部中中新统和上中新统底部分别发育一套长条形强振幅地质体(浊积水道),都顺直展布,但却有各自的特点;梅山组浊积水道垂直于南部隆起北部斜坡走向,在地震剖面中具有逆底流流向向南西方向发生单向迁移的特点,单个浊积水道南西侧(凹岸)陡,且伴有削截现象和振幅强度较大的特点,而北东侧(凸岸)缓,没有明显削截现象,且振幅强度由凹岸向凸岸逐渐减弱,推测前期浊流下切形成负向地貌单元(水道或次峡谷)规模较小,深度较浅,NE向的底流对该水道两侧进行改造,对凹岸进行侵蚀变陡,而凸岸未侵蚀或侵蚀较弱,变得较缓;当发生阵发性浊流时,底流把低密度低速度的上部浊流吹拂(winnow)到凸岸沉积,从而形成凸岸沉积速率大于凹岸沉积速率,驱使浊积水道向凹岸发生迁移,形成逆底流方向的单向迁移的浊积水道。黄流组底部浊积水道与南部隆起北斜坡走向斜交,呈近EW向展布,其平面分布受控于前期底流形成的梅山组顶部呈近EW向丘-水道(槽)相间的负向地貌单元的限制,该强振幅地质体分布在丘间水道中,该地质体向两侧振幅强度由强逐渐变弱,充填在水道中,认为平行南部隆起北斜坡的顺时针(NE向)底流,流经近EW向丘-水道(槽)负向地貌单元的底形时,产生了在水道中的螺旋状向东流动的底流,于来自南部隆起阵发性浊流相遇时,这种底流对低密度低速度的上部浊流干扰,形成向两侧流动的溢岸浊流,从溢岸浊流中,沉积物由粗到细的依次沉积;而三维区南西部强振幅地质体反射区的最北西部,存在一垂直南部隆起斜坡的浊流改造前期底流水道,南西侧(凸岸)缓,北东侧(凹岸)陡,发育的强振幅浊积砂岩分布在水道的凹岸,偏离水道(槽)中心,认为是底流的吹拂(winnow)或驱使浊流在水道中向凹岸偏转,形成浊积砂岩非对称沉积。南部物源、顺时针流动的南海中层水、晚中新世早期下伏底形和北礁西低凸起、古气候和海平面的变化是控制研究区这种特殊强振幅地质体的主要因素。这三种类型的强振幅地质体是底流与浊流交互作用的结果,往往能形成高孔高渗的优质储层,是深水油气勘探的潜在区。6、基于三维地震资料,通过精细的地震解释和相干属性分析,发现在琼东南盆地北礁凹陷三维区中新统三亚组～黄流组发育大量的多边形断层,梅山组顶面呈近EW向展布的长条形丘和底流水道,西南部黄流组底部发育近EW向的底流水道砂岩,梅山组下段发育近NW向浊积水道砂体。北部泥岩区,丘顶上方发育近EW向断层密集带,底流水道上方发育近SN向横截底流水道断层,丘规模越大,断层密集带规模也越大,断层密集带主要向分布在黄流组下部和梅山组上段地层中,横截底流水道断层向上延伸较短,向下延伸至梅山组或三亚组,平面上梅山组至三亚组多边形断层逐渐呈现出多边形形态。西南部砂岩区,黄流组底部近EW向断层密集带和近SN向横截底流水道砂岩断层比北部规模小,延伸短,梅山组下段发育近NE向横截浊积水道砂岩断层和近NW向平行浊积水道边界断层,其规模更小。重力扩展可以很好的解释黄流组断层密集带和横截底流水道断层的形成,梅山组和三亚组的多边形断层是超压水力破裂的结果,大颗粒砂岩抑制多边形断层的形成。在我国首次发现发育于丘顶上方的断层密集带和横截水道的断层,同时研究区多边形断层对油气运移、强振幅地质体和丘形反射成因分析具有重要的意义。