南海上中新世深水水道識(shí)別及成因探討

嚴(yán)文芬，尹俊

（中石化勘探南方分公司，四川 成都610041）

珠江口盆地是中、新生代時(shí)期發(fā)育的被動(dòng)大陸邊緣斷陷盆地，自北向南依次劃分為北部斷階帶、北部拗陷帶、中央隆起帶、南部拗陷帶和南部隆起帶等5個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元。白云凹陷位于珠江口盆地南部拗陷區(qū)，它是一個(gè)長(zhǎng)期繼承性發(fā)育的封閉與半封閉拗陷，拗陷面積約25500km2，沉積厚度大于11100m。最近在對(duì)南海白云凹陷的油氣勘探中，在上中新世地層中發(fā)現(xiàn)了一系列海底水道。研究區(qū)主要位于珠江口盆地白云凹陷陸坡深水區(qū)，主要研究上中新統(tǒng)地層中的水道，由于區(qū)內(nèi)鉆井較少，筆者主要基于地震資料，提取均方根振幅屬性圖來(lái)刻畫水道形態(tài)，并探討了水道成因及演化模式。

圖1 珠江口盆地深水水道形態(tài)

1 深水水道形態(tài)

深水水道作為油氣勘探中重要的儲(chǔ)集體，已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視。對(duì)于深水水道的研究最常用的手段就是借助于地震剖面進(jìn)行識(shí)別，因此地震是識(shí)別深水水道的有效途徑，筆者基于高分辨率2D、3D地震資料，提取均方根振幅屬性圖來(lái)刻畫水道形態(tài)。在珠江口盆地陸坡區(qū)深水盆地中識(shí)別出上中新世多條深水水道體系（見(jiàn)圖1）。

限于3D地震資料的局限性，只能看到水道的中部和下部。

水道中部表現(xiàn)為 “U”字形，水道能量有所減弱，下切侵蝕作用不明顯。水道在遷移擺動(dòng)的過(guò)程中向凹岸侵蝕，在凸岸沉積，導(dǎo)致彎曲度明顯增加。在地震剖面上表現(xiàn)為在原有連續(xù)地層基礎(chǔ)上的下切和側(cè)向連續(xù)侵蝕形成地塹狀構(gòu)造；在主水道兩側(cè)發(fā)育有堤壩，連續(xù)性較好，從水道中央軸線向兩側(cè)方向下傾，反射較弱（見(jiàn)圖1①～④剖面）。

水道下部呈 “V”字形，由于受濁流能量、地形和其他因素影響，水道彎曲度降低，但是下切侵蝕作用再次增強(qiáng)。水道右側(cè)側(cè)向加積體發(fā)育十分明顯，并且振幅相對(duì)較強(qiáng)，說(shuō)明水道在濁流消亡的末期仍然有強(qiáng)烈的側(cè)向侵蝕能力（見(jiàn)圖1⑤～⑥剖面）。這些水道具有平面上由北向南由寬變窄，垂向上由淺變深再變淺的特點(diǎn)。

2 深水水道成因探討

在過(guò)去的幾十年里，通過(guò)常規(guī)3D地震資料和露頭識(shí)別出許多深水水道的曲流特征，也提出了許多理論來(lái)解釋這種特征。目前，關(guān)于深水水道的成因與遷移類型，人們提出了2種普通理論。一種理論認(rèn)為，海底曲流水道與河道類似，盡管它們是沉積在不同的環(huán)境中；另一種理論認(rèn)為，海底曲流水道的形成過(guò)程與河道明顯不同，深水水道為重力流沉積，而河道為牽引流沉積，兩者沉積力學(xué)機(jī)制完全不同。

筆者嘗試對(duì)這些水道成因作出解釋。按照Vail層序地層學(xué)的觀點(diǎn)，深水水道一般形成于海平面下降時(shí)期，由于河流回春作用在陸坡區(qū)水道下切侵蝕使下伏地層形成大型的下切溝谷。珠江口盆地在10.5Ma左右時(shí)期，發(fā)生了一次大規(guī)模的滑塌作用，形成了大規(guī)模的重力流。珠江口盆地中上新世深水水道為重力流體系，由泥石流沉積、濁積水道－天然堤復(fù)合體及海相泥巖等組成，是典型的侵蝕型水道，是在海平面明顯下降期侵蝕下切，隨后在海進(jìn)時(shí)期被充填形成的，它們沿陸架斜坡前緣帶平行于岸線發(fā)育，形成壯觀的環(huán)帶狀下切谷和重力流體系。

這種說(shuō)法能很好的解釋侵蝕型水道的成因。但對(duì)于有些繼承性的水道很難解釋清楚。水道形成后會(huì)不斷的遷移擺動(dòng)（見(jiàn)圖2），水道不斷側(cè)向遷移，從水道形成期到現(xiàn)今的海底都能見(jiàn)到水道的下切形象。這種水道為繼承性成因的水道，由于缺乏沉積物的供給，水道一般為泥質(zhì)沉積。與深水水道形成有關(guān)的幾個(gè)可能因素包括：深海海底地形、海底坡度、沉積物密度、輸送體系性質(zhì)以及流體流經(jīng)水道的頻率和速度等。

圖2 珠江口盆地側(cè)向遷移型水道

3 深水水道沉積模式

深水水道形成后，在陸架區(qū)，水道下切侵蝕下伏老地層，形成低彎度的侵蝕型水道，以天然堤發(fā)育處為上部邊界。在陸坡區(qū)，當(dāng)天然堤開(kāi)始出現(xiàn)，水道演化進(jìn)入反復(fù)切割充填階段，水道的側(cè)向侵蝕現(xiàn)象不明顯，由于有天然堤的限定性作用，水道形成于一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境，以發(fā)育多個(gè)寬淺的垂向加積型水道為特征（見(jiàn)圖3）。當(dāng)水道進(jìn)入深海平原后，天然堤不發(fā)育，水道形成于非限制性環(huán)境，水道發(fā)生急劇的側(cè)向遷移，形成多個(gè)側(cè)向遷移型的小型水道。圖2中的4條水道不斷地側(cè)向遷移，不斷地繼承發(fā)育。即便是在現(xiàn)今的海底，依然能看見(jiàn)大型的水道。

圖3 珠江口盆地垂向加積型水道

深水水道沉積多發(fā)育于被動(dòng)大陸邊緣陸坡位置，上部連接峽谷，下部連接朵葉體和席狀砂（見(jiàn)圖4）。在地震剖面上表現(xiàn)為水道底部強(qiáng)振幅反射；側(cè)翼側(cè)向加積，呈疊瓦狀反射；這些濁積水道主體是由砂巖充填，可以作為有利儲(chǔ)層，同時(shí)深水水道深入深海泥巖中，具有良好的烴原巖和蓋層條件，具有良好的油氣勘探前景。但后期繼承性成因的水道由于基本以泥質(zhì)沉積為主，不具備作為良好儲(chǔ)層的條件，勘探潛力不大。

圖4 深水水道沉積模式

4 結(jié)論

1）深水水道在不同部位，水道形態(tài)表現(xiàn)不同。水道中部表現(xiàn)為 “U”字形，在主水道兩側(cè)發(fā)育有堤壩，連續(xù)性較好，水道表型為高彎曲度特征。在水道下方，呈 “V”字形，天岸堤不發(fā)育，水道彎曲度較低。

2）南海上中新世深水水道為10.5Ma時(shí)期，海平面下降時(shí)期發(fā)生的一次大規(guī)模的滑塌作用形成了重力流，河流在陸坡區(qū)下切侵蝕使下伏地層形成大型的下切水道。

3）深水水道通常作為油氣有利的儲(chǔ)層，同時(shí)深水水道深入深海泥巖中，具有良好的烴原巖和蓋層條件，具有良好的油氣勘探前景。

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