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本世纪以来,随着深水油气勘探理论和技术的进步,国际上深水油气勘探领域取得了很大的进步。在北海、墨西哥湾、南美大西洋沿岸、澳大利亚陆坡深水区和南海相继发现了很多大型的油气田,油气勘探深度已经扩展到3000m水深以下。根据预测,到2010年深水油气开发水深也将达到3000m。南海北部属于准被动大陆边缘,与典型的被动大陆边缘具有很好的相似型,蕴藏着丰富的油气资源,被认为是与波斯湾、墨西哥湾和北海等海区齐名的世界四大海洋油气勘探区。
本文以南海北部琼东南盆地陆坡区为主要研究对象,结合南海北部其它盆地的陆坡体系发育特征,对该盆地陆坡体系的发育时间进行了厘定,确定盆地陆坡体系开始发育时间为10.5Ma。同时,在这个时间盆地构造演化由热沉降期向加速热沉降期转变。通过对整个琼东南盆地层序地层学分析研究,建立了陆坡体系发育期盆地内的等时层序地层格架,将其分为7个三级层序。根据陆坡的外部形态和经历的沉积过程、内部沉积构成等将陆坡划分为4种类型,并对每种类型陆坡的内部精细构成及其演化模式进行识别和归纳总结。研究区陆坡体系的发育主要受到断裂活动、沉积物供给的影响,同时相对海平面升降、沉积时期古陆坡形态对陆坡体系的发育也有一定的控制作用。
论文取得的主要成果如下:
1、琼东南盆地至陆坡形成以来可划分为7个三级层序,组成一个加速热沉降层序组。在盆地东部的缓坡上,由于沉积物供给不充分,低位体系域和海侵体系域相对不发育,高位体系域时期发育一系列微弱进积沉积体。在盆地西部物源供给相对充分的区域,三级层序发育了完整的低位、海侵和高位体系域。低位体系域发育有典型的斜坡扇和盆底扇沉积,在海侵体系域发育之后的高位体系域中,发育有一系列的进积单元,在这些进积单元中,能再次在陆坡和深海盆地形成沉积物重力流成因的深海扇体。
2、自S40层序界面之后,琼东南盆地开始发育陆坡沉积体系,且其初始发育的空间顺序为由东至西。10.5Ma以来,琼东南盆地演化进入裂后的加速热沉降时期。在经历了S40时期的相对海平面下降之后,琼东南盆地相对海平面开始逐渐上升。这个阶段开始,沉积物能够越过宽缓的陆架,在陆架坡折附近形成陆坡体系。同时,沉积物重力流的二次搬运能将沉积物再次向下陆坡和深海盆地搬运,形成众多的深海扇体。
3、根据陆坡的外部形态和沉积过程、内部沉积构成特征将琼东南盆地陆坡体系划分为4个基本类型:进积型陆坡体系、滑塌型陆坡体系、水道化型陆坡体系和宽缓渐变型陆坡体系。进积型陆坡构成了以快速进积体和S型的陆坡形态为特征,其内部层序叠加方式为S型前积和斜列型前积;滑塌型陆坡以较陡的陆坡形态及陆坡处发育的滑塌沉积为特征,其内部层序叠加样式为微弱的斜列前积和加积;水道化型陆坡以最陡的陆坡形态和陆架陆坡上发育的大量峡谷水道为特征,其内部层序叠加样式以加积为主;宽缓渐变型陆坡以其宽缓的角度和高位时期其微弱加积的层序叠加方式为特征。
4、在等时性层序地层格架内对陆坡体系的内部构成进行识别。在琼东南陆坡体系下具有6种沉积类型:陆坡峡谷、浊积扇、滑塌沉积体、碎屑流沉积体、滑移沉积体和沉积物波。每种类型的陆坡具有不同的内部沉积构成,进积型陆坡由于其充足的沉积物供给在其内部往往发育浊积成因的斜坡扇和盆底扇沉积;滑塌型陆坡主要发育滑塌体沉积,在对应的下陆坡和深海盆地有碎屑流或重力流成因的深海扇体;水道化型陆坡上发育有大量的水道化峡谷,陆坡上发育有大量的滑塌沉积体;宽缓渐变型陆坡上发育有滑移沉积体和沉积物波。
5、琼东南盆地陆坡体系演化主要受到断裂活动、沉积物供给的影响,相对海平面升降和沉积时期古陆坡形态对陆坡体系的演化也有一定的影响。在不同的背景条件下,陆坡体系的演化模式有很大差别。盆地西部由于一直具有很高的沉积物供给速率,同时断裂的活动性较弱,在这种情况下形成了进积型陆坡。滑塌型和水道化型两种类型的陆坡发育盆地中东部,这里沉积物供给速率相对较低,同时断裂的活动性较强,在这两种因素的影响下形成了陡倾的陆坡类型。宽缓的陆坡发育主要受控于沉积物的低速供给以及沉积时期的古陆坡形态。
6、琼东南盆地四种陆坡类型之间有一定的演化关系,能形成一个完整的陆坡演化序列。早期的宽缓渐变型陆坡由于沉积物供给速率的增大而发育为具有明显陆架坡折的进积型陆坡;后期由于局部沉积物供给速率降低和断裂的活动,造成了陆坡坡度的变陡,在进积型陆坡基础上发育了滑塌型陆坡;大量的滑塌为陆坡峡谷形成的初始原因,随后的沉积物重力流的持续作用造成了峡谷向上陆坡和陆架的上溯,滑塌型陆坡演化为水道化型陆坡。
本文的创新点:
1、研究了琼东南盆地陆坡体系的内部精细构成,识别出了6种基本的沉积构成类型,论述了每种陆坡类型的内部构成的差异性;
2、分析得出琼东南盆地陆坡体系演化模式,认为研究区内陆坡体系发育的主要控制作用为断裂活动和沉积物供给,海平面的升降和沉积时期古陆坡形态对陆坡体系的发育也有一定的影响。