南海北部琼东南盆地第四系陆架边缘轨迹迁移及深水沉积模式

陆架边缘迁移轨迹综合受控于构造、物源、海平面和气候等多种因素,其迁移演化与深水沉积体系发育关系密切。陆架边缘迁移规律及沉积物输送体制与深水砂体预测是当前国际地学领域的热点议题。本文通过基于琼东南盆地新采集的高精度地震资料,定量表征了第四系陆架边缘轨迹,识别了低角度缓慢上升型、中等角度上升型和高角度急剧上升型等3类陆架边缘轨迹类型。2.4 Ma以来,陆架边缘轨迹时空演化可分为3个阶段且具有侧向差异性:2.4~1.9 Ma以低角度缓慢上升型为主,1.9~0.8 Ma西北部以低角度缓慢上升型为主,东北部则以中等角度上升型为主,0.8 Ma至今西北部以中等角度上升型为主,东北部以高角度急剧上升型为主。琼东南盆地第四系陆架边缘迁移轨迹研究表明:当陆架边缘轨迹角0°<α<4°时,陆坡区峡谷规模较小且下切浅,深海平原区发育多期大型海底扇沉积,块体搬运沉积(MTDs)较少;当4°<α<35°时,陆坡区峡谷规模有所增加,深海平原区海底扇沉积与块体搬运沉积均有出现;当35°<α<90°时,陆坡区峡谷发育较少但下切深,深水平原区沉积以大型块体搬运沉积为主,海底扇几乎不发育。琼东南盆地更新世以来气温不断下降,以及东亚冬季风的显著增强,物源供给增强加之海平面的下降进而导致了西北部陆架边缘表现为进积特征;研究区东北部的断裂活动频繁以及物源供给弱,导致了研究区东北部陆坡推进距离远远小于研究区西北部且发育多期次块体搬运沉积物。以上认识对南海北部陆架边缘体系及深水扇预测具有一定的理论意义。

琼东南盆地莺歌海组陆架边缘轨迹演化及主控因素

陆架边缘连接浅水陆架及深水区,其迁移轨迹动态演化可记录和反馈浅水—深水物质输送过程及样式,开展陆架边缘轨迹量化分析,对预测深水沉积体系及油气勘探意义重大。基于井—震资料并选取过研究区LS33a钻井的地震剖面,利用典型的地震同相轴接触关系在琼东南盆地上新统莺歌海组顶底及内部共计识别出5个层序界面,将莺歌海组自下而上划分为4套三级层序。依据地震反射特征量化统计琼东南盆地莺歌海组陆架边缘轨迹,识别并划分出超高角度滑塌型(50°<α<180°)、高角度上升型(5°<α<50°)和低角度上升型(0°<α<5°)等三种陆架边缘轨迹类型。琼东南盆地上新世陆架边缘迁移轨迹经历了4个演化阶段:阶段一(5.5~4.2 Ma)构造稳定且盆地北部陆架物源供给充足,该阶段陆架边缘轨迹迁移角度大多低于5°;阶段二(4.2~3.2 Ma)由于海平面迅速下降、物源供给减弱,陆架边缘滑塌致使陆架边缘轨迹迁移角度增大;阶段三(3.2~2.7 Ma)由于青藏高原隆升、气候转变(3 Ma开始南海及周边地区冬季风增强),指示物源供给增强,陆架边缘轨迹迁移角度再次减小;阶段四(2.7~1.8 Ma)联合受控于东亚冬季风气候及伴随的物源供给增强,陆架坡折带迅速向盆地方向推进且迁移角度迅速减小,陆架边缘整体为低角度上升型迁移轨迹。由于琼东南盆地西部整体物源供给速率高于东部地区,西部陆架边缘轨迹以低角度上升型为主,东部则以发育高角度上升型及高角度滑塌型为特征。莺歌海组时期大规模滑塌体系与陆架边缘轨迹迁移角度存在一定的相关性:即当陆架边缘轨迹迁移角度大于50°时,陆架边缘体系往往失稳并向下陆坡及深水平原区输送大规模块体搬运沉积体系。研究结果对深化南海北部陆架边缘体系理论认知及深海矿产资源评价具有积极意义。

琼东南盆地上新统莺歌海组陆架边缘迁移轨迹及其对深水油气勘探的启示

基于琼东南盆地陆架边缘高精度二维地震资料,利用典型的上超、局部削截、下超及顶超和大型水道下切等地震接触关系,在上新统莺歌海组识别了6套三级层序(自下而上命名为YGH-SQ1、YGH-SQ2、YGH-SQ3、YGH-SQ4、YGH-SQ5和YGH-SQ6)。利用陆架边缘轨迹定量化表征方法,将琼东南盆地上新统莺歌海组邻近陆坡的陆架边缘轨迹划分为负角度下降型、低角度平缓上升型和高角度上升型。上新统莺歌海组6套三级层序发育时期东西两侧的陆架边缘轨迹的演化差异性明显。西部均以下降型或平缓型陆架边缘轨迹为特征;东部以上升型陆架边缘轨迹(YGH-SQ1、YGH-SQ3和YGH-SQ5)为主,在YGH-SQ2和YGHSQ6时期发育平缓型陆架边缘轨迹,YGH-SQ4时期对应负角度下降型陆架边缘轨迹。侧向上西部陆架边缘进积距离远远大于东部,形成了“西宽东窄”的陆架坡折地貌。综合研究认为,研究区陆架边缘轨迹的垂向迁移由气候变化所引起的海平面升降以及物源供给增强共同控制;而陆架边缘轨迹侧向迁移则主要由构造活动与物源供给的差异性控制。研究区西部物源供给远大于东部且断裂带活动性小于东部,导致西部发育低角度-负角度平缓型陆架迁移轨迹,东部陆坡对应高角度上升型陆架迁移轨迹;负角度下降型和低角度缓慢上升型陆架边缘轨迹则对应陆坡区及深海平原区广泛发育的深水扇,是深水油气富集的有利勘探区。