南海IODP U1499和U1500站位濁積巖的沉積特征及巖石物理響應(yīng)

蘇晶，鐘廣法

同濟大學海洋地質(zhì)國家重點實驗室，上海 200092

南海是西太平洋地區(qū)最大的新生代邊緣海，四周被陸地和島嶼環(huán)抱，物源供應(yīng)充分，構(gòu)造活躍，是濁流沉積發(fā)育的有利場所。前人基于沉積物柱狀樣對南海海盆的濁流沉積進行過一些研究[1-5]，主要局限于全新世或更新世末期以來濁流沉積的特征及分布，對于更新世及以前南海海盆濁流沉積的沉積特征及分布規(guī)律缺乏應(yīng)有的了解，也缺乏對海盆濁流沉積巖石物理特征方面的研究。本文利用IODP 367航次U1499和U1500兩個站位的巖芯及巖石物性測試資料研究南海海盆北部中新世以來濁流沉積的類型、沉積特征、巖石物理響應(yīng)及縱向發(fā)育規(guī)律。

1 地質(zhì)背景

南海深海盆總體為NE-SW向的菱形，面積約46.2 萬 km2，平均坡度小于 0.1°，水深主要為 3 300～4 000 m。它形成于 33～15 Ma 的海底擴張[6]，其四周被不同性質(zhì)的大陸邊緣包圍：南、北為被動大陸邊緣，西側(cè)為走滑邊緣，東側(cè)為俯沖邊緣。以中南斷裂為界，南海海盆可以進一步細分為3個次盆，分別是東部次海盆、西北次海盆和西南次海盆。本文研究對象為IODP 367航次U1499與U1500站位（圖1），位于南海東部次海盆北緣近洋陸過渡帶部位。大洋鉆探揭示，南海海盆基底為玄武巖，其上接受了漸新世以來的深海沉積[6-7]。

2 數(shù)據(jù)與方法

本文研究數(shù)據(jù)來自大洋鉆探IODP 367航次U1499與U1500站位（圖1）。這兩個站位分別鉆有A、B 兩孔[7]。U1499A孔（18°24.5698′N、115°51.5881′E，水深 3 760.20 m）取芯深度為 0～659.20 mbsf，取芯長度為417.05 m（取芯率63%），地層年代為晚中新世—晚更新世；U1499B孔（18°24.5705′N、115°51.5990′E，水深 3 758.10 m）取芯深度為 655.00～1 081.80 mbsf，取芯長度為150.64 m（取芯率35%），地層年代為漸新世—晚中新世[7]。U1500A 孔（18°18.2762′N、116°13.1916′E，水深 3 801.70 m）取芯分為兩段：378.20～494.60 mbsf，取芯長度為 26.50 m（取芯率23%）；641.20～854.60 mbsf，取芯長度為 67.20 m（取芯率31%），地層年代均為晚中新世。U1500B孔（18°18.2707′N、116°13.1951′E，水深 3 801.70 m）取 芯 深度為 846.00～ 1 529.00 mbsf，取 芯 長度為279.62 m（取芯率41%），地層年代為漸新世—晚中新世[7]。

本文所用到的兩個站位的數(shù)據(jù)有：（1）高分辨率巖芯掃描照片；（2）巖芯樣品薄片和涂片（薄片125個，涂片250個）；（3）物性測試參數(shù)，包括磁化率、顏色反射率亮度參數(shù)（以下簡稱“亮度”）、GRA密度、自然伽馬。其中，磁化率和亮度參數(shù)的采樣間隔為 1 cm 或 2 cm，GRA 密度的采樣間隔為 2 cm，自然伽馬采樣間隔為10 cm。巖芯照片、巖芯樣品及物性測試數(shù)據(jù)由IODP提供。兩個站位的年代地層數(shù)據(jù)來源于IODP 367航次科學報告[7]。

通過巖芯觀察，結(jié)合高分辨率巖芯掃描照片，根據(jù)侵蝕底界、遞變層理等宏觀沉積標志識別濁積巖。根據(jù)薄片（或涂片）鑒定濁積巖的巖石類型（陸源碎屑、鈣質(zhì)或混積濁積巖）。將巖芯中識別出的濁積巖與對應(yīng)的物性參數(shù)進行對比，研究不同類型濁積巖的巖石物理響應(yīng)特征。在巖芯分析基礎(chǔ)上，根據(jù)巖芯標定分析不同類別濁積巖的巖石物性參數(shù)，包括磁化率、亮度、GRA密度、自然伽馬的分布特征。其中，磁化率主要對鐵磁性礦物敏感，而陸源碎屑沉積物中常含有鐵磁性礦物，故磁化率可用于識別陸源碎屑濁積巖[9]；亮度主要受到樣品中碳酸鈣含量的影響，可用于識別鈣質(zhì)沉積層[10]；GRA密度主要與顆粒大小、礦物成分、孔隙度、固結(jié)程度等因素相關(guān)，可以反映不同的礦物組分，也可幫助確定沉積類型[11]；自然伽馬反映沉積物的放射性含量（主要是U、Th、K的豐度），由于U、Th易吸附在黏土礦物和有機質(zhì)表面，所以黏土含量高的細粒沉積物中自然伽馬值一般較高[12]。

圖1 研究區(qū)位置及 IODP U1499 和 U1500 站位分布圖[8]Fig.1 Topographic map of the northern SCS showing the location of IODP Sites U1499 and U1500[8]

3 結(jié)果

3.1 濁積巖的類型及沉積特征

U1499和U1500站位中新世以來主要由黏土、黏土質(zhì)粉砂、鈣質(zhì)軟泥等組成，含有豐富的砂質(zhì)或粉砂質(zhì)濁流沉積，局部見碎屑流沉積和滑塌沉積，此外還見少量的火山灰層[7]。

根據(jù)巖芯和薄片（或涂片）所反映的沉積特征，特別是濁積巖中鈣質(zhì)顆粒和陸源碎屑顆粒的相對百分含量，識別濁積巖并將濁積巖劃分為以下3種類型：鈣質(zhì)濁積巖，鈣質(zhì)顆粒占總顆粒含量的70%以上；陸源碎屑濁積巖，陸源碎屑顆粒占總顆粒含量的70%以上；陸源碎屑—鈣質(zhì)混積濁積巖，鈣質(zhì)顆粒和陸源碎屑顆粒在總顆粒含量中的占比均小于70%。

鈣質(zhì)濁積巖的顆粒組分以鈣質(zhì)生物化石為主，主要為有孔蟲，亦見雙殼類、珊瑚等淺水生物化石碎片，可含少量石英等陸源碎屑顆粒（圖2）。碎屑顆粒間多數(shù)為泥晶碳酸鹽基質(zhì)充填（圖2a，圖5a-b），少數(shù)為亮晶碳酸鹽膠結(jié)物充填（圖2b，圖5c-d）。鈣質(zhì)濁積巖的顏色淺，一般為淺灰—灰白色。

陸源碎屑濁積巖的顆粒組分以陸源碎屑為主，主要為石英，其次為長石和巖屑，見云母、角閃石、海綠石等，可含少量生物或其他碳酸鹽顆粒（圖3）。碎屑顆粒間主要為泥質(zhì)基質(zhì)（圖3a）或亮晶鈣質(zhì)膠結(jié)物（圖3b）充填。按填隙物的成分可細分為以泥質(zhì)基質(zhì)為主的雜砂巖類和以亮晶膠結(jié)物為主的凈砂巖類。陸源碎屑濁積雜砂巖顏色偏深，一般為綠灰—深綠灰色（圖3a，圖5e-f）；陸源碎屑濁積凈砂巖顏色偏淺，多為灰色—綠灰色（圖3b，圖5g-h）。

圖2 鈣質(zhì)濁積巖的巖心、薄片（左側(cè)為單偏光，右側(cè)為正交光）及物性特征a.U1500B 孔 5R-1 巖芯（874.93～875.01 mbsf）；b.U1499B 孔 17R-4 巖芯（804.98～805.04 mbsf）。eb，底界侵蝕面；Ta-Te，鮑馬序列 a-e段；bs，遠洋-半遠洋泥質(zhì)背景沉積。Fig.2 Characteristics of calcareous turbidites in cores,thin sections （right panel,plane polarized light on the left and perpendicular polarized light on the right）,and physical properties（a） Core 5R-1 （874.93～875.01 mbsf）,Hole U1500B; （b） Core 17R-4（804.98～805.04 mbsf）,Hole U1499B.eb,erosional base; Ta-Te,Ta to Te intervals in Bouma sequence; bs,background sediments.

陸源碎屑-鈣質(zhì)混積濁積巖中，顆粒組分以陸源碎屑和鈣質(zhì)顆粒兩者混合為主，主要包括石英、長石、云母、巖屑等陸源碎屑顆粒和鈣質(zhì)生物化石碎片等鈣質(zhì)顆粒（圖4）。碎屑顆粒間主要為鈣泥質(zhì)基質(zhì)充填（圖4），屬于雜砂巖類。按顆粒含量可以進一步細分為：鈣質(zhì)含量偏多的混積濁積巖和陸源碎屑含量偏多的混積濁積巖。視陸源碎屑和鈣質(zhì)顆粒含量的多寡，混積濁積巖的顏色變化較大。鈣質(zhì)顆粒偏多的混積濁積巖一般為綠灰色（圖4a，圖5i-j），而陸源碎屑顆粒偏多的混積濁積巖一般為深綠灰色（圖4b，圖5k-l）。

圖3 陸源碎屑濁積巖的巖心、薄片（左側(cè)為單偏光，右側(cè)為正交光）及物性特征a.U1500B 孔 23R-1 巖芯（1 049.55～1 049.72 mbsf）；b.U1500A 孔 29R-1 巖芯（777.00～777.26 mbsf）。eb，底界侵蝕面；Ta-Te，鮑馬序列a-e段；bs，遠洋-半遠洋泥質(zhì)背景沉積。Fig.3 Characteristics of terrigenous clastic turbidites in cores,thin sections （right panel,plane polarized light on the left and perpendicular polarized light on the right）,and physical properties（a） Core 23R-1 （1 049.55～1 049.72 mbsf）,Hole U1500B; （b） Core 29R-1 （777.00～777.26 mbsf）,Hole U1500A.eb,erosional base;Ta-Te,Ta to Te intervals in Bouma sequence;bs,background sediments.

圖4 混積濁積巖的巖心、薄片（或涂片）（左側(cè)為單偏光，右側(cè)為正交光）及物性特征a.U1499B 孔 15R-1 巖芯（781.20～781.35 mbsf）；b.U1499A 孔 5H-6 巖芯（43.57～43.68 mbsf）。eb，底界侵蝕面；Ta-Te，鮑馬序列a-e段；bs，遠洋-半遠洋泥質(zhì)背景沉積；S，滑塌沉積。Fig.4 Characteristics of mixed turbidites in cores,thin sections （or smear slide）（right panel,plane polarized light on the left and perpendicular polarized light on the right）,and physical properties（a） Core 15R-1 （781.20～781.35 mbsf）,Hole U1499B;（b） Core 5H-6 （43.57～43.68 mbsf）,Hole U1499A.eb,erosional base; Ta-Te,Ta to Te intervals in Bouma sequence; bs,background sediments;S,slump deposits.

所有濁積巖的底界均表現(xiàn)為明顯的侵蝕突變面，頂界漸變或突變，內(nèi)部顯示正向的粒度或顏色遞變（粒度向上變細、顏色向上變深）或呈塊狀，可以發(fā)育平行紋理、砂紋交錯紋理或包卷紋理等沉積構(gòu)造。垂向序列主要有Ta、Tb、Tbc、Tde、Tbce、Tbde、Tcde、Tbcde等不完整的鮑馬序列組合（圖2-5）。

3.2 濁積巖的縱向分布

根據(jù)上述各類濁積巖的特征，在U1499和U1500兩個站位取芯井段內(nèi)共識別出了740個濁積巖，其中U1499站位513個（圖6），U1500站位227個（圖7）。分時段對不同類型濁積巖的發(fā)育豐度包括單位地質(zhì)時間內(nèi)濁積巖的層數(shù)（圖8a）和單位地層厚度內(nèi)濁積巖的厚度（圖8b）進行了統(tǒng)計。結(jié)果表明，晚中新世和中—晚更新世這兩個時段內(nèi)濁積巖最發(fā)育，然后依次為早更新世、上新世和早—中中新世。晚中新世單位時間內(nèi)濁積巖的層數(shù)最多（圖8a），而中—晚更新世單位地層厚度內(nèi)濁積巖的厚度最大（圖8b），這說明晚中新世濁流事件發(fā)生的頻率高，而中—晚更新世單次濁流事件的規(guī)模更大。

3.3 濁積巖的巖石物性參數(shù)

不同類型濁積巖的巖石物性參數(shù)存在一定的差異。

鈣質(zhì)濁積巖總體表現(xiàn)為低磁化率、高顏色反射率亮度、密度變化較大和低自然伽馬特征（圖2，圖9-10）。與背景沉積相比，鈣質(zhì)濁積巖的磁化率比背景沉積低約40%～60%，亮度比背景沉積高約30%～40%，密度略高于或低于背景沉積（?10%～10%），自然伽馬比背景沉積低約5%～10%。

圖5 典型濁積巖巖芯照片a-d.鈣質(zhì)濁積巖；e-h.陸源碎屑濁積巖；i-l.混積濁積巖。a.U1499A 孔 5H-1 巖芯（36.85～37.00 mbsf）；b.U1499A 孔 36X-2 巖芯（329.67～329.77 mbsf）；c.U1499A 孔 48X-5 巖芯（449.85～450.24 mbsf）；d.U1500A 孔 26R-6 巖芯（754.85～755.07 mbsf）；e.U1500A 孔 33R-1 巖芯（816.58～817.03 mbsf）；f.U1500B 孔 31R-1 巖芯（1 127.72～1 127.90 mbsf）；g.U1500B 孔 8R-1 巖芯（904.43～904.57 mbsf）；h.U1500B 孔37R-1 巖芯（1 184.80～1 185.03 mbsf）；i.U1499A 孔 70X-CC 巖芯（650.27～650.32 mbsf）；j.U1500A 孔 27R-1 巖芯（757.65～757.71 mbsf）；k.U1499A 孔 6H-1 巖芯（46.37～46.41 mbsf）；l.U1499A 孔 6H-2 巖芯（47.65～47.86 mbsf）。eb，底界侵蝕面；Ta-Te，鮑馬序列a-e段；bs，遠洋-半遠洋泥質(zhì)背景沉積；D，碎屑流沉積。Fig.5 Core photos of typical turbidites（a-d） calcareous turbidites; （e-h） terrigenous clastic turbidites; （i-l）mixed turbidites.（a） Core 5H-1 （36.85～37.00 mbsf）,Hole U1499A; （b） Core 36X-2（329.67～329.77 mbsf）,Hole U1499A; （c） Core 48X-5 （449.85～450.24 mbsf）,Hole U1499A; （d） Core 26R-6 （754.85～755.07 mbsf）,Hole U1500A;（e） Core 33R-1 （816.58～817.03 mbsf）,Hole U1500A; （f） Core 31R-1 （1 127.72～1 127.90 mbsf）,Hole U1500B; （g） Core 8R-1 （904.43～904.57 mbsf）,Hole U1500B; （h） Core 37R-1 （1 184.80～1 185.03 mbsf）,Hole U1500B; （i） Core 70X-CC （650.27～650.32 mbsf）,Hole U1499A;（j） Core 27R-1 （757.65～757.71 mbsf）,Hole U1500A; （k） Core 6H-1 （46.37～46.41 mbsf）,Hole U1499A; （l） Core 6H-2 （47.65～47.86 mbsf）,Hole U1499A.eb,erosional base; Ta-Te,Ta to Te intervals in Bouma sequence; bs,pelagic to semipelagic background sediments; D,debrites.

圖6 U1499站位濁積巖的縱向分布序列及其與巖性和巖石物性參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系（左側(cè)巖性柱狀剖面圖據(jù)文獻[7]）Fig.6 Vertical distribution of various turbidites at Site U1499,in comparison with lithology and physical properties The lithographic column on the left panel is adapted from reference [7]

陸源碎屑濁積巖包含以泥質(zhì)基質(zhì)為主的雜砂巖和以亮晶膠結(jié)物為主的凈砂巖兩個亞類。陸源碎屑濁積雜砂巖的巖石物性表現(xiàn)為低磁化率、中—低亮度、中等密度、中—低自然伽馬；與背景沉積相比，該類濁積巖的磁化率比背景沉積低約30%～60%，亮度比背景沉積低約5%～15%，密度比背景沉積高約5%～10%，自然伽馬與背景沉積沒有明顯差異（圖3a，圖9-10）。陸源碎屑濁積凈砂巖的巖石物性表現(xiàn)為：低磁化率、中—高亮度、中—高密度、低自然伽馬；與背景沉積相比，該類濁積巖的磁化率比背景沉積低約30%～60%，亮度比背景沉積高約20%～25%，密度比背景沉積高約20%～25%，自然伽馬比背景沉積低約5%～10%（圖3b，圖9-10）。

混積濁積巖細分為鈣質(zhì)含量偏多的混積濁積巖和陸源碎屑含量偏多的混積濁積巖。鈣質(zhì)含量偏多的混積濁積巖在巖石物性上表現(xiàn)為中—低磁化率、中—高亮度、中等密度、中等自然伽馬。與背景沉積的物性相比，其磁化率比背景沉積低約20%～30%，亮度比背景沉積高10%～15%，密度比背景沉積高約5%～6%，自然伽馬與背景沉積無明顯差異（圖4a，圖9-10）。陸源碎屑含量偏多的混積濁積巖的巖石物性主要有兩種情形：（1）巖石物性表現(xiàn)為低磁化率、中—低亮度、中—高密度和中等自然伽馬，與背景沉積的物性相比，該類濁積巖的磁化率比背景沉積低約30%～50%，亮度與背景沉積無明顯差異，密度比背景沉積高約10%～15%、自然伽馬與背景沉積無明顯差異（圖4b，圖9-10）；（2）巖石物性表現(xiàn)為高磁化率、中—低亮度、中—高密度和高自然伽馬，與背景沉積的物性相比，該類濁積巖的磁化率比背景沉積高約30%～40%，亮度與背景沉積無明顯差異，密度比背景沉積高約10%～15%，自然伽馬比背景沉積高約10%～15%（圖9-10）。

圖7 U1500站位濁積巖的縱向分布序列及其與巖性和巖石物性參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系（左側(cè)巖性柱狀剖面圖據(jù)文獻[7]）Fig.7 Vertical distribution of various turbidites at Site U1500,in comparison with lithology （left panel）and physical properties （right panel）The lithographic column on the left panel is adapted from reference [7]

不同類型濁積巖的物性參數(shù)在縱向上總體有兩種表現(xiàn)形式：一是鐘形，自下而上磁化率逐漸增加，顏色反射率逐漸減小，對應(yīng)于正向遞變的濁積巖（圖2a，圖4a）；二是箱型，自下而上磁化率和顏色反射率等參數(shù)基本穩(wěn)定，對應(yīng)于塊狀或遞變不明顯的濁積巖（圖2b，圖3，圖4b）。圖3b塊狀濁積巖整體物性參數(shù)呈箱型，但下部磁化率有明顯的鋸齒狀抖動，推測與樣品破碎導致測量誤差有關(guān)。

4 討論

4.1 不同類型濁積巖巖石物性參數(shù)的分布特點

沉積巖的磁化率主要對鐵磁性礦物（磁鐵礦和赤鐵礦）的濃度敏感，鐵磁性礦物含量越高，則磁化率的值越大。通常認為，濁積巖底部粒度粗，含有較多的鐵磁性礦物，其磁化率較高，往往對應(yīng)著濁積巖內(nèi)磁化率的峰值，且相比于半遠洋背景沉積，也表現(xiàn)為正異常[14-16]。

圖8 IODP U1499與U1500站位不同地質(zhì)年代鈣質(zhì)、陸源碎屑及混積濁積巖的發(fā)育豐度直方圖（a-b）及全球海平面曲線(c)a.單位地質(zhì)時間內(nèi)濁積巖的層數(shù)（層/Ma），b.單位地層厚度內(nèi)濁積巖的厚度（cm/m），c.Haq 全球海平面曲線[13]。Fig.8 Histograms showing the abundance of calcareous,terrigenous clastic,and mixed turbidites in different geological ages at IODP Sites U1499 and U1500 (a-b),and Haq et al.global eustatic curve a.histogram of the layer number of the turbidites per unit time（layers/Ma）,b.histogram of the layer thickness of the turbidites per stratigraphic thickness（cm/m）,c.global eustatic curve[13].

本文研究結(jié)果表明，不同年代不同類型的濁積巖其磁化率表現(xiàn)存在差異。鈣質(zhì)濁積巖表現(xiàn)為低磁化率，134個樣品的磁化率比背景沉積低約20%～60%；而陸源碎屑和混積濁積巖也并不總是表現(xiàn)為高磁化率，183個前者樣品和392個后者樣品的磁化率比背景沉積低約30%～60%，只有粒度較粗、鐵磁性礦物含量較高的陸源碎屑偏多的混積濁積巖才表現(xiàn)出較高的磁化率，31個樣品的磁化率比背景沉積高約30%～40%?？v向上，單個濁積巖的磁化率通常表現(xiàn)為鐘形或箱型特征，鐘形曲線自下而上磁化率由高到低，反映濁積巖粒度自下而上逐漸變細（圖2a，圖4a）；箱型曲線自下而上磁化率變化不大，反映濁積巖內(nèi)部粒度變化不大（圖2b，圖3，圖4b）。

亮度反映的是沉積層的亮度。該參數(shù)主要與鈣質(zhì)含量、泥質(zhì)含量有關(guān)。一般而言，鈣質(zhì)含量越高，則亮度值越高；泥質(zhì)含量越高，則亮度值越低[10]。因此，鈣質(zhì)濁積巖表現(xiàn)為高亮度，134個樣品的亮度值比背景沉積高約30%～40%；鈣質(zhì)偏多的混積濁積巖表現(xiàn)為中—高亮度，351個樣品的亮度值比背景沉積高約10%～15%；陸源碎屑濁積雜砂巖層與陸源碎屑偏多的混積濁積巖表現(xiàn)為低—中低亮度，149個前者樣品和31個后者樣品的亮度值比背景沉積低約0～15%。

鈣質(zhì)濁積巖的顆粒組成主要是有孔蟲等鈣質(zhì)生物化石，多數(shù)情況下密度高于背景沉積（圖2a），103個樣品的密度值比背景沉積高約5%～10%；少數(shù)密度低于背景沉積，31個樣品的密度值比背景沉積低約5%～10%，可能與其內(nèi)部有孔蟲等生物化石體腔孔較發(fā)育有關(guān)（圖2b）。其他類濁積巖的密度通常都大于背景沉積。

鈣質(zhì)濁積巖為盆內(nèi)沉積，其礦物組成以無放射性的碳酸鈣（生物碎屑的主要成分）為主，而陸源碎屑濁積凈砂巖中顆粒間亦主要為亮晶鈣質(zhì)膠結(jié)充填，碳酸鈣含量較高，故兩者均表現(xiàn)為低自然伽馬放射性，一般低于背景沉積：134個前者樣品與34個后者樣品的自然放射值均比背景沉積低5%～10%。黏土（泥質(zhì)）含量較高的陸源碎屑濁積雜砂巖與陸源碎屑偏多的混積濁積巖因含較多黏土礦物，

部分含較多陸源碎屑長石等原因，通常表現(xiàn)為中—高自然伽馬放射性，但是149個前者樣品和41個后者樣品的自然伽馬值與背景沉積物無明顯差異，僅31個后者樣品的自然伽馬值比背景沉積高10%～15%，這可能是自然伽馬數(shù)據(jù)的分辨率較低造成的。因為自然伽馬的采樣間隔為10 cm，但濁積巖的厚度絕大多數(shù)小于10 cm（663層，占全部濁積巖的89.59%），亦即絕大多數(shù)濁積巖在自然伽馬數(shù)據(jù)中難以分辨，因此自然伽馬數(shù)據(jù)僅具參考意義。

圖9 U1499與U1500站位各類濁積巖的巖石物性參數(shù)分布直方圖圖中的曲線為不同類別濁積巖、不同巖性物性數(shù)據(jù)的正態(tài)擬合曲線。a1-a4，中—晚更新世；b1-b4，早更新世；c1-c4，上新世；d1-d4，晚中新世；e1-e4，早—中中新世。Fig.9 Histograms of the petrophysical parameters for different types of turbidites at U1499 and U1500 sites The curves in the figure represent normal distribution curves by fitting the physical property data of different turbidites.a1-a4,middle-late Pleistocene; b1-b4,early Pleistocene; c1-c4,Pliocene; d1-d4,late Miocene; e1-e4,early-middle Miocene.

圖10 U1499與U1500站位各類濁積巖的巖石物性參數(shù)交會圖a1-a3，中—晚更新世；b1-b3，早更新世；c1-c3，上新世；d1-d3，晚中新世；e1-e3，早—中中新世。Fig.10 Crossplots of the petrophysical parameters for different types of turbidites at U1499 and U1500 sites a1-a3,middle-late Pleistocene; b1-b3,early Pleistocene; c1-c3,Pliocene; d1-d3,late Miocene; e1-e3,early-middle Miocene.

4.2 濁積巖發(fā)育的影響因素

綜上所述，南海U1499和1500站位陸源碎屑濁積巖主要發(fā)育于晚中新世和中—晚更新世兩個時間段。與這兩個時段恰好對應(yīng)的是晚新生代全球海平面的兩個相對低位時期（圖8c）[13]。這說明低海平面時期有利于陸源碎屑濁積巖的發(fā)育。這一認識與前人一致。低海平面時期，由于陸架部分或大部出露，河流搬運來的陸源碎屑物質(zhì)更容易抵達陸架邊緣至上陸坡區(qū)，并進一步以重力流形式向深海盆地搬運[17-19]。

與陸源碎屑濁積巖相比，南海海盆鈣質(zhì)濁積巖的豐度總體較低（圖8），且隨著時間推移，自晚中新世以來鈣質(zhì)濁積巖的豐度呈逐漸降低趨勢。晚中新世以來鈣質(zhì)濁積巖發(fā)育豐度的這種變化，可能與南海擴張期后洋殼逐漸冷卻、海盆水深逐漸增大，以及南海碳酸鹽產(chǎn)率總體逐漸下降有關(guān)。前人研究表明，南海的碳酸鹽臺地經(jīng)歷了晚漸新世至早中新世的萌生，到早—中中新世達到鼎盛；從晚中新世開始，碳酸鹽臺地逐漸被淹沒，其分布范圍逐漸萎縮[20-22]。同時，我們也注意到，早—中中新世南海洋盆鈣質(zhì)濁積巖的豐度很低，而這一時期恰好處在南海碳酸鹽臺地發(fā)育的鼎盛期，臺地邊緣斜坡區(qū)應(yīng)該有很多的重力流沉積。導致這一時期鈣質(zhì)濁積巖豐度低的原因可能與該時期全球海平面處于高位期有一定聯(lián)系。按照層序地層學觀點，全球低水位期有利于重力流沉積的發(fā)育，高水位期陸坡重力流相對不活躍。統(tǒng)計表明，地質(zhì)歷史時期濁積巖的發(fā)育主要分布于全球海平面低位期，低位期濁積巖的豐度要遠高于高位期[23]。

影響濁積巖發(fā)育的因素很多，除全球海平面變化外，構(gòu)造、物源供應(yīng)及氣候等均可能對南海洋盆濁流沉積的發(fā)育產(chǎn)生影響。晚新生代全球氣候變化主要受冰期和間冰期交替控制，后者直接與全球海平面變化相關(guān)聯(lián)。物源供應(yīng)對濁流沉積的影響除了與低海平面有關(guān)外，還直接受區(qū)域構(gòu)造控制。晚中新世以來南海洋盆周邊存在一系列的構(gòu)造事件，包括南海海盆向東沿馬尼拉海溝的俯沖及臺灣自晚中新世晚期以來的隆升等，這些事件對南海洋盆濁積巖發(fā)育的影響尚需進一步的研究予以證實。

5 結(jié)論

（1）根據(jù)巖芯觀察和薄片鑒定將U1499和U1500站位的濁積巖劃分為鈣質(zhì)濁積巖、陸源碎屑濁積巖、陸源碎屑—鈣質(zhì)混積濁積巖3大類，其中豐度最高的是陸源碎屑濁積巖（約占49%）和混積濁積巖（約占36%）。

（2）不同類型濁積巖具有不同的巖石物性參數(shù)特征。鈣質(zhì)濁積巖總體表現(xiàn)為低磁化率、高亮度、密度變化較大和低自然伽馬特征；陸源碎屑濁積巖表現(xiàn)為低磁化率、中—低亮度、中—高密度、中—低自然伽馬；混積濁積巖的磁化率、顏色反射率和自然伽馬變化大，密度中—高。

（3）U1499與U1500站位所反映的南海海盆濁積巖的發(fā)育程度以晚中新世和中—晚更新世這兩個時段最高，然后依次為早更新世、上新世和早—中中新世，可能與這兩個時期全球海平面處于低位期有關(guān)。

（4）U1499與U1500站位所反映的南海海盆鈣質(zhì)濁積巖的發(fā)育豐度自晚中新世以來逐漸降低，推測與海盆擴張期后水深逐漸加深及南海碳酸鹽產(chǎn)率總體逐漸下降有關(guān)。