大洋通道是连接不同的大洋盆地或大洋盆地与边缘海盆地之间的狭窄通道,在地质学、海洋学、气候学上都具有重要意义,是现今海洋科学研究的热点问题。直布罗陀大洋通道作为地中海与大西洋之间水体交换的唯一通道,直接控制了两侧盆地的洋流与深水沉积体系的发育演化。基于高分辨率二维地震数据、IODP/ODP/DSDP钻孔资料、沉积物测试资料,本文系统研究了直布罗陀大洋通道两侧深水沉积体系发育演化特征,分析了其发育演化的控制因素,重建了上新世以来直布罗陀大洋通道关闭与开启历史,厘定了晚中新世（5.9 Ma）以来直布罗陀大洋通道开启及随后的洋流演化阶段,最后利用大洋钻井所获取的粒度和孔隙度数据、TOC数据探讨了直布罗陀大洋通道两侧深水沉积体系的潜在油气地质意义。直布罗陀大洋通道及其两侧盆地位于欧洲西班牙与非洲摩洛哥之间,欧洲板块与非洲板块的交界处,西侧为大西洋的加迪斯湾,东侧为地中海的阿尔伯兰海。本文聚焦于直布罗陀大洋通道开启后及其两侧沉积体系演化。直布罗陀大洋通道开启时间为晚中新世末。通道东西两侧发育了多种深水沉积体系类型——底流沉积体系、重力流沉积体系、半深海沉积,其中底流沉积体系最为发育。西侧的加迪斯湾的丘状漂积体和泥质席状漂积体发育于加迪斯湾的西北部,即直布罗陀大洋通道的较远端的位置,而砂质席状漂积体则更靠近直布罗陀大洋通道西侧出口处。东侧阿尔伯兰海的丘状漂积体分布在西班牙与摩洛哥这两侧的陆坡以及中部构造高地一侧,席状漂积体发育在中部地形平缓的区域,限制型漂积体发育于构造高地之间。东西两侧也皆有重力流沉积发育,而半深海沉积发育在底流作用很微弱的地方。通道东西两侧上新世以来地层可划分为6个层序,其中上新统和第四系各发育3个层序。西侧加迪斯湾上新世早期发育的深水沉积体系以重力流沉积为主导,不发育底流沉积,4.5Ma之后直到上新世晚期逐步发育席状底流漂积体,第四纪开始发育大规模丘状漂积体及砂质席状漂积体。东侧阿尔伯兰海上新世深水沉积以大范围的席状漂积体为主,而丘状漂积体的规模很小,到第四纪开始大范围发育丘状漂积体,而席状漂积体局限在盆地中部,西阿尔伯兰海的重力流沉积最早可以追溯至上新世早期,随后规模逐渐减小。直布罗陀大洋通道两侧的深水沉积体系发育演化主要受海底地形、气候和海平面和构造脉冲等因素的控制作用。海底地形对深水沉积体系的影响主要体现在西阿尔伯兰海古侵蚀地形对早期底流路径与底流沉积的限制作用;构造高地使底流发生分支和加速,从而在一侧发育丘状漂积体;通道漏斗效应使地中海水团流入并冲出直布罗陀大洋通道时发生加速,从而在加迪斯湾发育底流强度更大的漂积体。气候与海平面主要控制两侧盆地以及通道内不同深度水团的强度和核心位置,从而控制底流沉积的发育演化。构造脉冲的控制作用体现在欧非大陆边缘的间歇性俯冲使直布罗陀大洋通道及其两侧自8Ma开始发生了间隔约1Ma左右的周期性的构造和/或沉积事件,如深水沉积物中记录的含砂量变化、重力流输入、盐底辟活动、沉积间断、构造缩短等,直接或者间接的控制了深水沉积体系的发育演化。晚中新世（5.9 Ma）以来的通道-洋流演化划分为四个阶段,即古通道关闭阶段（5.9-5.3 Ma）、通道开启-洋流萌芽阶段（5.3-4.5 Ma）、通道扩充-洋流发展阶段（4.5-2.5 Ma）、通道及洋流稳定阶段（2.5 Ma至今）。古通道关闭阶段（5.9-5.3 Ma）,该阶段大西洋与地中海通道关闭,导致了地中海形成大规模蒸发岩沉积-即米辛尼亚事件;通道开启-洋流萌芽阶段（5.3-4.5 Ma）始于上新世早期,直布罗陀大洋通道的开启导致的大西洋水注入地中海的赞克林洪水事件,地中海一侧在这一阶段就开始有底流作用,但是底流强度较弱,而大西洋一侧还没有地中海溢出流的活动;通道扩充-洋流发展阶段（4.5-2.5 Ma）,随着大洋通道进一步侵蚀和扩充,通道两侧均有底流作用,但强度较弱,两侧盆地沉积以细粒席状漂积体并伴随重力流沉积为特征;通道及洋流稳定阶段（2.5 Ma至今）时洋流强度增强,两侧盆地有明显的丘状漂积体建造,阿尔伯兰海的泥质席状漂积体仅局限在盆地中部,加迪斯湾较靠近大洋通道的区域发育有砂质席状漂积体。大洋通道开启及其沉积产物的潜在油气地质意义主要体现在两方面,即沉积储层和有机质分布。研究表明,尽管一般底流沉积物以细粒沉积物为主,但直布罗陀大洋通道下游却能发育较粗粒的底流沉积物,西侧加迪斯湾发育了125-500μm的细砂-粗砂底流沉积物,这些底流沉积砂分选磨圆较好。这些砂泥底流沉积物的初始孔隙度都相对较高（50～60%）,在2500米埋深指数函数预测中,泥质底流沉积物孔隙度约为10–17%,砂质约为18–24%,表现出良好的储层特征。此外,大洋通道开启改变了两侧古海洋环境,进而影响生物产率。TOC数据显示加迪斯湾泥质底流沉积物具有较高的TOC值,尤其是U1387站位,底部的沉积物TOC值主要介于1 wt%-2 wt%之间,甚至大于2 wt%,具有成为良好烃源岩的潜力。这一现象说明底流活动还可以携带其他区域的有机质沉积在较开阔海洋环境。因此,大洋通道演化及其沉积响应研究提供了独具特色的沉积储层和有机质分布的新范例,可望为未来的深水油气勘探提供了新的思路与目标。