南海北部深水西區(qū)中中新世混合沉積模式及控制因素

楊濤濤，呂福亮，王彬，胡冰，賀曉蘇，魯銀濤

（中國石油杭州地質研究院）

南海北部深水西區(qū)中中新世混合沉積模式及控制因素

楊濤濤，呂福亮，王彬，胡冰，賀曉蘇，魯銀濤

（中國石油杭州地質研究院）

以新采集的地震資料為基礎，對南海北部深水西區(qū)的混合沉積作了初步研究。混合沉積在地震剖面上表現(xiàn)為平行—亞平行，振幅強—中，頻率中等及連續(xù)性中等的反射特征?；旌铣练e分布在研究區(qū)地震資料覆蓋范圍的西北角，發(fā)育規(guī)模較大，最大長度達44.7km，最大寬度33.2km，面積1084km2，最大厚度為138m，縱向上分布在中中新統(tǒng)梅山組。綜合南海北部構造演化、地震勘探等研究成果，建立了混合沉積模式。該混合沉積分布于半深海沉積區(qū)，由其南東東方向的西沙—廣樂臺地提供碳酸鹽巖碎屑（同時也提供部分硅質碎屑），由其西側的中南半島提供主要的硅質碎屑。在南海北部深水西區(qū)，控制混合沉積分布的主要因素為構造作用（包括海平面變化）、物源供給及水動力條件等三個方面，這三者之間又具有密切的內在聯(lián)系。

混合沉積；沉積分布；沉積模式；控制因素；新近紀；南海盆地

楊濤濤

楊濤濤1981年生，工程師。2004年和2007于長安大學分別獲學士和碩士學位。目前主要從事油氣勘探與綜合評價工作。通訊地址：310023杭州市西溪路920號；電話：（0571）85229302

陸源碎屑沉積和碳酸鹽巖沉積作為兩大類沉積體系，地質學家已從巖類學、巖相學及沉積環(huán)境等方面做了詳細深入研究，而對這兩類巖石的混合沉積體系研究則很薄弱，遠落后于對它們的單一沉積體系的認識。事實上，由碳酸鹽巖和陸源碎屑組成的混合沉積無論是在現(xiàn)代或是古代的沉積中都頗為常見［1］。對混合沉積體系的研究，不僅對解決沉積環(huán)境的沉積動力學、海（湖）平面變化以及沉積速率、構造運動、古氣候及物源等問題有著特殊的意義，而且在該類沉積中往往具有良好的油氣生、儲、蓋組合，對尋找新的油氣勘探區(qū)也具有重要意義［2-3］。在南海海域，現(xiàn)代碳酸鹽巖和硅質碎屑的混合沉積分布廣泛，在寬廣陸架陸坡上都有發(fā)育［4］，而對南海北部深水區(qū)尚無混合沉積的報道。近年來在該深水區(qū)西區(qū)展開地震勘探，初步揭示其發(fā)育有混合沉積，本文詳細探討了這一混合沉積的發(fā)育特征及其控制因素。

1 混合沉積研究概況

混合沉積是指碳酸鹽巖與陸源碎屑的混合所發(fā)生的沉積，相應的地層稱為混積地層?；旌铣练e于20世紀80年代就引起了國內外學者的注意，至今已對其涵義、分類、成因、沉積模式以及與油氣的關系等作了大量細致的研究（表1）［1-2,4-16］。

2 南海北部深水西區(qū)地質背景

南海北部深水西區(qū)位于海南島以南海域，包括瓊東南盆地南部、鶯歌海盆地東部、中建南盆地北部、西沙隆起西側和廣樂隆起北部，水深300～2000m（圖1）。該區(qū)是南海北部大陸邊緣的一部分，屬于陸、洋過渡殼，是伴隨南海的形成而形成的，具有“下斷上拗”雙層結構特征［17］，它經(jīng)歷了兩個構造演化階段，古近紀斷陷階段和新近紀以來的拗陷階段，形成上下兩個構造層。下構造層代表斷陷作用形成的半地塹或地塹充填的產(chǎn)物，主要受控于多凸多凹的構造格局，充填有始新統(tǒng)領頭組、漸新統(tǒng)崖城組和陵水組［18］巖層，屬湖相和海陸過渡相含煤沉積及半封閉淺海相沉積。上構造層為坳陷期沉積，基本為整體南傾單斜型的坳陷沉積，充填中新統(tǒng)三亞組、梅山組及黃流組，上新統(tǒng)鶯歌海組和第四系樂東組［18］，為一套厚的海相地層（圖2）。

表1 國內外混合沉積研究歷程表

圖1 南海北部深水西區(qū)及其相鄰區(qū)域構造簡圖

本文以研究區(qū)新采集的二維、三維地震資料為依據(jù)，探討混合沉積的分布及其來源，該區(qū)尚無鉆井資料，勘探程度還較低。西沙周緣共有二維地震資料20056km，測網(wǎng)不規(guī)整，三維地震資料1168 km2，其分布范圍見圖1。

3 混積地層的識別及分布

根據(jù)已發(fā)表的研究成果，以地震資料為基礎，參考南海北部深水西區(qū)沉積演化特征，筆者在研究區(qū)識別出了混積地層（圖3）?；旆e地層在地震剖面上表現(xiàn)為平行—亞平行，振幅強—中，頻率中等及連續(xù)性中等反射特征。其下伏或上覆地層均為平行—亞平行，弱振幅反射，能明顯與混積地層相區(qū)別。這種碳酸鹽巖和陸源碎屑的混合沉積是一個漸變混合過程，混合沉積與非混合沉積之間不存在截然的分界線［4］，在地震剖面上也反映出了這一特點。

本次研究以二維地震資料為主，測網(wǎng)密度4km× 4km，局部4km×8km，繪制出混積地層平面分布（圖1），它分布在研究區(qū)地震資料覆蓋范圍的西北角。該混合沉積發(fā)育規(guī)模較大，最大長度達44.7km，最大寬度達33.2km，發(fā)育面積1084km2，最大厚度為138m；縱向上分布在中中新統(tǒng)梅山組。

4 混合沉積的沉積模式及控制因素

4.1 沉積模式

在上述研究的基礎上，建立了南海北部深水西區(qū)梅山組混合沉積模式（圖4）。該區(qū)從早中新世起進入拗陷期沉降階段，中中新世總體上東部和南部為西沙隆起和廣樂隆起，此時隆起被淹沒，碳酸鹽巖發(fā)育，不僅能提供碳酸鹽巖物源，尚未被淹沒的隆起高部位同時還能提供碎屑物質。深水西區(qū)的西側緊鄰中南半島，該半島為持續(xù)性隆起，一直提供陸緣硅質碎屑。在深水西區(qū)的西部，屬于半深海沉積相區(qū)，地勢相對較低，為沉積物卸荷的有利部位，東西兩側物源提供的物質，在此堆積形成混合沉積。

圖2 南海北部深水西區(qū)新生代沉積特征（據(jù)文獻［18］修改）

圖3 研究區(qū)混合沉積地震反射特征

4.2 控制因素

圖4 南海北部深水西區(qū)混合沉積模式

混合沉積的影響因素較多，但在研究區(qū)的主要控制因素為構造作用（包括海平面變化）、物源供給及水動力條件，而且這三者之間又具有密切的內在聯(lián)系。構造作用控制物源的性質及方向；物源是對構造作用的響應且影響構造狀況；水動力條件受構造的影響，同時也對物源供給有直接影響。

4.2.1 構造作用

構造運動（包括海平面變化）控制著物源區(qū)和沉積區(qū)的分布和狀態(tài)，對物源的供給量和供給方向有很大的影響。構造活動緩和時期，水域分布廣泛，可使生物大量生長和繁殖，從而濱淺海（湖）的生物碳酸鹽巖發(fā)育。研究區(qū)在早中新世開始海侵，整體處于熱沉降階段，東部和南部分別為西沙隆起和廣樂隆起［19］（圖1，圖4），水下地形平緩，水體淺，為大量原地生物繁盛提供了合適的生態(tài)環(huán)境，表現(xiàn)出較大的碳酸鹽發(fā)育潛力，可提供碳酸鹽巖和陸源兩種物源。研究區(qū)以西的中南半島為繼承性古隆起，提供碎屑物質。研究區(qū)西部為淺海—半深海環(huán)境，是有利的物源卸荷區(qū)，所述的兩種物源在此混合形成混積地層。

4.2.2 物源供給

混合沉積發(fā)育區(qū)具有多個不同性質的物源區(qū)，它們提供兩類物源，一是陸源物質注入的硅質碎屑巖，二是碳酸鹽巖物源。研究區(qū)東部為西沙隆起，它在中新世為一臺地，生物礁大量發(fā)育［20］，提供碳酸鹽巖碎屑物源，同時隆起高部位尚未被淹沒，還能提供少部分硅質碎屑。三維地震資料屬性圖（圖5）表明，中中新世研究區(qū)東部有眾多的小型水道，將西沙隆起的物質向西運送。姚根順等［21］的研究表明，研究區(qū)南部廣樂隆起在中新世已被淹沒，發(fā)育碳酸鹽巖，能提供碳酸鹽巖物源。根據(jù)區(qū)域資料，研究區(qū)西側中南半島一直呈持續(xù)性隆起，長期有碎屑帶入［21］，提供硅質碎屑物源，其中可能還夾雜碳酸鹽巖碎屑。

圖5 南海深水西區(qū)三維工區(qū)梅山組均方根振幅屬性圖

4.2.3 水動力條件

活躍的水動力條件包括海流、潮流，特別是風暴潮流的作用能破壞并搬運各種沉積物，并使它們充分地混合，在一定的部位堆積下來形成混合沉積。中中新世研究區(qū)東部為構造高部位，海流、潮流比較發(fā)育，利于礁源碎屑和陸緣碎屑的混合并在較低部位堆積，形成混合沉積。

5 結論

（1）中中新世南海深水西區(qū)混合沉積主要分布在地震資料覆蓋區(qū)的西側，影響其分布的因素主要有構造作用（海平面變化）、物源供給及水動力條件等。

（2）研究區(qū)混合沉積的物源為：西沙—廣樂臺地能提供碳酸鹽巖物源，陸緣碎屑則主要來自中南半島。

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編輯：吳厚松

Modeling and Controlling Factors of Miocene Mixed Sediments in Western Deepwater Area,Northern South China Sea

Yang Taotao,Lü Fuliang,Wang Bin,Hu Bing, He Xiaosu，Lu Yintao

Mixed sediments mean the mixed sedimentary carbonate clast and siliceous clast,which are common in modern and ancient sediments.Based on the new seismic data,elementary study is finished to mixed sediments in west deepwater area,Northern South China Sea.The mixed sediments have some reflection features such as parallel-subparallel,medium-strong amplitudes,medium frequency and medium continuity on seismic profiles. The according area of mixed sediments that lies in the northwest of seismic area develop in a relatively wide range with an area of 1,084km2 and up to 138m of vertical thickness in middle Miocene Meishan Formation.A model of mixed sediments is set up based on the tectonic evaluation and seismic exploration in northern South China Sea. These mixed sediments that lie in the semi-deepwater area derive from carbonate clast and parts of siliceous clast,which are provided by Xisha-Guangle Terrace on the east-southeast,and siliceous clast,which are supplied by Indochina peninsula on the west.The main factors controlling the mixed sediments are tectonic action(including changes of sea levels),source supply and hydrodynamic condition,which are closely relative each other.

Mixed sediment；Sedimentary distribution；Sedimentary modeling；Controlling factor；Neocene；South China Sea

book=30,ebook=32

TE111.3

A

1672-9854(2010)-04-0030-05

2009-11-16

本文受國家重大專項“西沙海域油氣地質綜合研究及有利勘探區(qū)”（批準號：2008ZX05025-004）資助

Yang Taotao：male,Master,Geologist.PetroChina Hangzhou Institute of Geology,Hangzhou,Zhejiang,310023 China