南海北部珠江口盆地重力流与等深流交互作用沉积特征、过程及沉积模式

通过地震及钻孔资料对南海北部珠江口盆地重力流及等深流沉积进行了研究。南海北部重力流及等深流沉积类型多样,包括峡谷、单向迁移水道、堤岸、朵叶及漂积体。单向迁移水道迁移方向分别为北东向和南西西向,为重力流与等深流交互作用形成。漂积体有大型长条状漂积体、限制型漂积体和陆坡席状漂积体,岩性为粘土、泥质粉沙。南海北部陆坡水深200~1200m范围内发育北东向迁移水道及小规模的漂积体,而水深约1200~3000m内则以朵叶及大规模的漂积体为主,见少量南西西向迁移水道。其中,漂积体多分布于峡谷、水道及朵叶的两侧,为等深流改造堤岸、朵叶等"细粒"沉积物而成。     

深水单向迁移水道-堤岸沉积体系特征及形成过程

南海珠江口盆地白云深水区及西非下刚果盆地发育一种深水单向迁移水道-堤岸沉积体系,主要包括轴部沉积、侧积体沉积、滑塌/块状搬运复合体沉积、堤岸沉积,另见阶地。该沉积体系水道整体具有单向迁移特征,为重力流和等深流共同作用而成,水道迁移方向与等深流运动方向大致相同。其影响因素包括重力流及等深流相对能量的大小、物源、海平面升降、气候、地形、科氏力及陆架宽度等。阶地成因可分为3种,即重力流侵蚀侧积体成因、沉积失衡滑塌或断层作用成因和重力流在水道内部的差异侵蚀成因。对该沉积体系的研究不仅能加深深水沉积的认识,还可为油气进一步勘探服务。     

等深流沉积研究进展

等深流沉积研究已有约50年的历史,其研究成果极为丰富。近10余年,随着科学技术的发展和海洋意识的提高,等深流沉积研究工作开展迅速,涌现出了大量的新成果。简要回顾了等深流沉积研究的历程,结合最新研究成果,对其进展及认识进行了总结。等深流沉积以细粒沉积为主,沉积构造及生物扰动发育,多呈细-粗-细沉积序列。其类型可分为长条形丘状漂积体、水道型漂积体、补丁型漂积体等7类。沉积模式根据地形、水动力、路径等可分为简单路径模式、复杂路径模式以及等深流与重力流交互作用模式。等深流与重力流交互作用是深水沉积研究热点之一。等深流沉积研究面临的问题及发展方向主要有三方面,即,1）完善识别标志,推广研究成果;2）综合运用多种手段和理论,探讨沉积过程与构造演化、古海洋及气候变化的耦合关系;3）加大油气勘探潜力研究力度。     

深水重力流与底流交互作用研究进展

重力流和底流是深水环境下的两大基本流动体制,对二者交互作用的研究是当前沉积学研究的前缘和薄弱环节.底流及底流改造沉积物在岩芯上具有上部侵蚀面、双泥层、牵引流成因的各种层理等识别标志;底流成因的漂积体在剖面上呈现透镜状单元、迁移性特征及波状发射等地震反射特征.本文通过综述重力流与底流交互作用的研究成果,认为依据某段地质时期内深水盆地中主导沉积机制的不同,将重力流与底流的交互作用分为以下4种表现形式:①底流对前期重力流沉积进行改造;②重力流对前期底流沉积进行改造;③重力流与底流交互主导同一地区的沉积以及④底流与重力流同时作用于沉积物.相对海平面变化、气候(冰期～间冰期)变化、构造活动、地形地貌等因素,主要通过影响重力流与底流机制的相对强度大小,控制深水重力流与底流交互作用的进行.中国南海具有重力流与底流交互沉积的优越地质条件,发育有单向迁移水道、沉积物波等特色沉积记录.加强现今海流观测,对于南海底流循环格架的建立意义重大.     

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组等深流沉积*

鄂尔多斯盆地南缘奥陶系平凉组发育石灰岩、泥岩和砂岩,夹放射虫硅岩及凝灰岩,深水原地沉积、重力流沉积及等深流沉积发育。等深流沉积主要为砾屑、砂屑、粉屑、灰泥及粉砂—砂质等深积岩。粉屑等深积岩顶部发育波痕及生物扰动,波痕不对称,迁移方向明显,波长1~5,cm,波高0.2~0.5,cm。等深流沉积具有灰泥等深积岩、粉屑等深积岩、砂屑等深积岩及砾屑等深积岩叠置组成的完整及不完整的细—粗—细沉积层序,厚度几毫米至数厘米。该层序既可由多层叠置而成,也可由单层组成或在相邻泥质纹层或缝合线之间直接出现,并存在向上变粗的逆递变和向上变细的正递变厚度不对称特征。等深流从东向西,大致平行于斜坡运动。平凉组下部发育深水原地沉积和重力流沉积,上部则发育深水原地沉积和等深流沉积。等深流沉积主要受构造运动、相对海平面升降、古地貌、流体能量及运动路径的影响。     

甘肃平凉地区奥陶系平凉组重力流与等深流交互作用的沉积研究

以野外露头资料为基础,对甘肃平凉地区奥陶系平凉组重力流及等深流交互作用沉积进行了研究。研究表明,平凉组以砂屑灰岩及泥岩为主,局部见砾屑灰岩;典型岩相包括水平层理页岩相、块状层理砾屑灰岩相、块状层理砂屑灰岩相、粒序层理砂屑灰岩相及透镜状交错层理砂屑灰岩相等5种类型,相应地分别代表深水原地沉积、碎屑流沉积、浊流沉积和等深流沉积。等深流在从东向西大致平行斜坡的运动过程中,在西部由于秦岭—祁连海槽的限制作用,可能导致能量局部增强。平凉组从下至上,重力流沉积规模逐渐减小,等深流沉积逐渐增加。在相对海平面较低时期,重力流极为活跃,等深流作用较弱;在相对海平面上升时期,重力流能量则减弱,等深流作用逐渐显著。等深流可对早期重力流沉积进行搬运、改造、再沉积,进而形成等深流沉积;相反,早期等深流沉积可能会受到后期重力流沉积的侵蚀、破坏。     

鄂尔多斯盆地西缘上奥陶统拉什仲组深水等深流沉积

为缩小等深流沉积研究中的现代海洋研究与地层记录研究之间的不平衡和探索中-晚奥陶世鄂尔多斯盆地西缘大洋环流体系在海相深水油气勘探中的意义,在详细的野外观测的基础上,对有关沉积构造进行了古水流和流体动力学分析.结果表明:（1）非水道环境下约有1/3的小型交错层理古水流方向与区域斜坡方向垂直;（2）水道环境下普遍发育双向递变沉积构造,包括平行层（沙纹层）-均匀层-平行层（沙纹层）、条纹条带和双向粒序层3种类型.上述特征可解释为深水斜坡环境下的等深流沉积,并识别出非水道型和水道型2类,后者又分为部分改造型和完全改造型2亚类.      

坦桑尼亚盆地渐新统深水重力流沉积特征及控制因素

近年来,在东非坦桑尼亚盆地深水区相继发现大型气藏,但其沉积特征、形成机理及主控因素研究较为薄弱。综合利用钻井、测井及二维地震资料,对其沉积特征进行分析,发现研究区渐新统发育深水重力流沉积,包括水道、堤岸、朵叶等,并以水道—朵叶沉积为主。根据水道的发育位置、外部形态、内部构型、沉积方式等,将其进一步分为复合型、侧向迁移型、垂向加积型和孤立型水道。研究区渐新统自南向北重力流沉积特征存在差异:盆地南部以小规模孤立型水道、朵叶沉积为主,呈近SW-NE向展布;盆地中部以复合型、垂向加积型、侧向迁移型水道、朵叶沉积为主,整体呈NW-SE向展布;盆地北部以侧向迁移型水道、堤岸及朵叶沉积为主,展布方向与中部基本一致。针对南北差异,以源-汇系统耦合关系研究为主旨,对盆地各部源-汇系统要素进行对比分析,结果表明,研究区深水重力流沉积体系的发育与展布主要受构造运动(构造抬升、洋中脊扩张运动、断层活动)、供源体系、陆架—陆坡地形3大因素共同控制。     

深水单向迁移水道建造模式与成因机制研究进展*

深水水道是发育于大陆坡—海底平原的一种常见地貌。单向迁移水道是深水水道中的一种特殊类型,其成因主要源于垂直陆坡走向浊流与平行陆坡走向底流(即等深流)的交互作用。单向迁移水道的迁移—建造特征目前存在2种截然不同的模式。其一为下游迁移模式,即水道顺着等深流的流动方向单向迁移,该模式下水道建造特征表现为非对称“U”形或“V”形剖面形态、顺直—低弯度平面特征、外堤岸缺乏,以水道内的侵蚀—充填建造为主。其二为上游迁移模式,即水道向等深流的来源方向单向迁移,该模式下水道建造特征表现为非对称“鸥翼”状剖面形态、低—高弯度平面特征、外堤岸单侧较发育,以水道—堤岸建造为主。这2种截然不同的迁移—建造特征表明交互作用成因的深水单向迁移水道的形成机制及古海洋学意义目前还存在较大争议。现代化的重力流与底流交互作用模拟实验(如数值模拟、水槽模拟)、地质露头分析和近海底流体原位观测可能是解决该争议的最有力手段。     

坦桑尼亚盆地渐新统深水重力流沉积特征及控制因素*

近年来,在东非坦桑尼亚盆地深水区相继发现大型气藏,但其沉积特征、形成机理及主控因素研究较为薄弱。综合利用钻井、测井及二维地震资料,对其沉积特征进行分析,发现研究区渐新统发育深水重力流沉积,包括水道、堤岸、朵叶等,并以水道—朵叶沉积为主。根据水道的发育位置、外部形态、内部构型、沉积方式等,将其进一步分为复合型、侧向迁移型、垂向加积型和孤立型水道。研究区渐新统自南向北重力流沉积特征存在差异: 盆地南部以小规模孤立型水道、朵叶沉积为主,呈近SW-NE向展布;盆地中部以复合型、垂向加积型、侧向迁移型水道、朵叶沉积为主,整体呈NW-SE向展布;盆地北部以侧向迁移型水道、堤岸及朵叶沉积为主,展布方向与中部基本一致。针对南北差异,以源-汇系统耦合关系研究为主旨,对盆地各部源-汇系统要素进行对比分析,结果表明,研究区深水重力流沉积体系的发育与展布主要受构造运动(构造抬升、洋中脊扩张运动、断层活动)、供源体系、陆架—陆坡地形3大因素共同控制。     

桌子山地区中奥陶统克里摩里组深水等深流沉积模式

等深流沉积是深水环境中牵引流沉积的重要类型之一。虽然研究程度相对较高,但主要以深海测量和大洋钻探为平 台对现代海洋中的等深流进行研究,特别是大洋钻探339航次的执行,将等深流沉积研究推向一个新的阶段（等深岩丘结 构剖析）,而对地层记录中的等深流沉积研究却非常薄弱,从而也制约了对等深流沉积的研究,特别是等深流沉积模式的建 立。鄂尔多斯盆地西缘北部桌子山地区中奥陶统达瑞威尔阶克里摩里组广泛发育等深流沉积,此次在详细的野外观察基础 上,对内蒙古乌海市海南区石峡谷剖面进行沉积学研究,该剖面克里摩里组从下到上可分为三段：下段以薄－中层叠置石 灰岩为特征、中段以石灰岩－泥岩岩组与泥岩互层为特征,上段以条纹状泥岩为特征。三段沉积分别代表了深水环境下等 深流水道沉积、天然堤沉积和深水盆地平原区极弱等深流沉积,在垂向上组成了一个完整的等深流水下水道－天然堤沉积 体系。     

河南省济源盆地下侏罗统鞍腰组重力流沉积特征及其构造意义*

在详细野外剖面工作的基础上,通过岩性特征、沉积构造及沉积序列等的系统观察研究,发现济源盆地下侏罗统鞍腰组重力流沉积由滑塌沉积、砂质碎屑流沉积和浊流沉积构成。滑塌沉积以砂岩和泥岩的混杂、岩层的滑动变形以及泥岩呈碎块被卷入砂岩层中为特征;砂质碎屑流沉积常呈厚层块状,颗粒分选和磨圆较差,杂基较多,可见漂浮于层内的石灰岩砾石;常见的浊流沉积分为2种类型: 具有明显正粒序结构的浊流沉积和砂泥岩薄互层的浊流沉积,可用鲍马序列来描述。鞍腰组重力流沉积可划分为3个沉积序列: 序列A记录了滑塌沉积→砂质碎屑流沉积→浊流沉积→深湖沉积的转换过程;序列B表现为砂质碎屑流与浊流沉积的叠覆;序列C由浊流及湖泊沉积构成,并经历了由序列A→序列B→序列C的沉积演化过程。重力流的形成受秦岭造山带于早侏罗世沿三门峡—鲁山—舞阳断裂发生逆冲推覆作用的控制,其沉积演化指示了秦岭造山带造山作用由强到弱的过程。     

鄂尔多斯盆地南部三叠系延长组湖相重力流沉积细粒岩及其油气地质意义

随着页岩油气勘探开发和相关领域研究的不断深入,细粒沉积物的搬运和沉积已成为当前沉积学研究的热点问题之一,但中国中生代湖泊环境中的泥质重力流沉积尚未引起应有的关注。通过岩心观察、薄片鉴定等手段及综合研究,分析了鄂尔多斯盆地晚三叠世湖相泥质重力流沉积特征,探讨了其形成机制与成因分类。鄂尔多斯盆地三叠系延长组湖相泥页岩结构类型多样,发育泥质块体流沉积、泥质碎屑流沉积、泥质浊流沉积和泥质异重流沉积等多种重力流沉积类型。按照泥质含量将重力流划分为砂质重力流、泥质重力流和混合重力流3种亚类,并根据成因将重力流划分为滑塌体、碎屑流、浊流及异重流等4种亚类;结合成因和泥质含量,将重力流沉积共划分为12种类型。滑塌岩、碎屑岩分布于三角洲前缘斜坡脚附近;浊积岩、异重岩广泛分布于三角洲斜坡至沉积中心。认为泥质沉积物可以在强水动力条件下搬运-沉积;重力流沉积细粒物质在湖相沉积中占据很大的比例;泥质重力流对泥页岩中的碎屑物质、黏土矿物及有机质的搬运和沉积起到重要作用,因而对于页岩油气的生烃、储集性能和压裂工艺研究具有重要意义。     

Distinguishing between fine-grained turbidites and contourites on the Nova Scotian deep water margin

Review of the criteria which have been proposed for distinguishing between the deposits of turbidity currents and bottom currents in deep water sedimentation shows no general agreement on their validity. It is important to compare finegrained turbidites and contourites, to recognize that different turbidity current and bottom current mechanisms exist, and that their deposits may be closely inter-bedded in a continental rise environment. Interbedded turbidites and contourites have been recognized in cores from the deep-water margin off Nova Scotia. The most useful criteria for distinguishing between the two deposits were found to be: (1) fining and sorting trends: perpendicular or parallel to the contours; (2) marked textural differences between interbedded turbidites and contourites indicating differences in source and transport distance; (3) mineralogy and textural composition: regional patterns indicating transport perpendicular or parallel to the contours; (4) grain fabric: indication of downslope or along-slope transport at the time of final deposition; (5) sedimentary structures: turbidites show a structural sequence and evidence of rapid burial; contourites are bioturbated and contain irregular lag concentrations of biogenic sand. Other criteria include grain-size parameters, and the regional setting, distribution and depositional rate of the various facies. With due care these criteria can be applied to other regions. Previously used characteristics of silt-laminae abundance, layer thickness, heavy mineral cross lamination, sorting, and the nature of bed contacts are not applicable to fine-grained turbidites and contourites. Compositional criteria depend on regional features.     

重力流沉积：理论研究与野外识别

重力流沉积是（半）深海和深湖环境中一种重要的沉积现象,因此准确识别重力流沉积对恢复古代沉积环境具有重要意义。从沉积物重力流的基本理论出发,介绍四类重力流沉积的特点和野外鉴别特征。碎屑流沉积表现为颗粒大小混杂,底面平坦,板条状砾石平行层面排列;超高密度流沉积的砂岩呈厚层状或块状,砂岩内部经常出现较大砾石或泥岩碎片,泄水构...     

深水重力流水道沉积研究进展*

深水水道是深水区常见的地貌单元,既是深水重力流沉积物的搬运通道,又是其主要沉积场所。对重力流水道沉积研究已有60余年的历史,成果极为丰富。本文简要回顾了深水水道沉积研究历程及最新研究成果,总结了主要水道类型沉积特征及形成机理。重力流水道可分为复合型水道、垂向加积型水道、迁移型水道和分支小水道。复合型水道形成与重力流演化过程密切相关,其内部发育轴部沉积、碎屑流/滑塌沉积、水道—堤岸沉积体系及迁移型水道。弯曲型迁移水道多为重力流自生环流而成,顺直型迁移水道为等深流与重力流共同作用而成。重力流水道研究的发展方向主要有3个方面,即:(1)积极开展多手段和方法综合研究;(2)深入系统对比研究其形成机制及主控因素;(3)加强储集层分布规律研究。