河流—波浪—潮汐混合作用过程研究进展

河流、波浪和潮汐混合作用过程是当前沉积学的热点问题。通过梳理三角洲与其他一些海（湖）陆过渡沉积体系中关于河流—波浪、河流—潮汐、波浪—潮汐和河流—波浪—潮汐相互作用的相关研究,归纳总结了目前几种沉积过程的相互作用以及相应的沉积特征。河流和波浪的相互作用一般发生在河口附近,两者的相对强度以及波浪入射方向共同控制三角洲的形态和沉积物分布。长期的河流和波浪共同作用能够形成非对称性三角洲以及浪控复合斜坡型三角洲。河流和潮汐的相互作用通常发生在强潮汐或中潮汐区域的三角洲或河口湾的河流—海洋过渡带;随着相对海平面升降、沉积物供给变化和气候变化等因素的影响,潮汐和河流相互作用的三角洲和河口湾沉积体系经常反复叠加发育。潮汐和波浪的相互作用主要体现在潮汐不仅直接控制沉积物的沉积过程,而且间接性地移动波浪带进而影响相应的沉积相带。尽管目前河流、波浪、潮汐混合作用过程已经有一定程度的研究,但无论是短期小尺度的相互作用过程,还是长期受宏观因素（包括沉积物供给、海平面升降、构造沉降等）影响下的相互作用与演化过程,均有待进一步研究。     

深水源—汇系统对多尺度气候变化的过程响应与反馈机制

源—汇系统对多尺度气候变化的响应与反馈是当前深水沉积学研究的前缘和新动向。通过梳理外陆架—深水盆地沉积物搬运分散系统（深水源—汇系统）对从构造尺度到人类尺度气候变化的过程响应,揭示了两种（迟滞和瞬态）深水源—汇系统的过程响应与反馈机制。迟滞响应深水源—汇系统的过渡区较宽、响应尺度较大（T_eq≥104年）,有利形成条件为:宽陆架且无峡谷延伸到内陆架以及冰室气候;其沉积物搬运分散过程主要受到可容空间的驱动（吻合经典的Exxon层序地层学理论）。在迟滞响应深水源—汇系统中,构造—轨道尺度的冰室气候期浊流活动较强、形成的沉积体相对富砂,温室气候期浊流活动较弱、形成的沉积响应相对富泥;而亚轨道—人类尺度的气候波动常被快速海平面上升所“淹没”、不能调控深水沉积物搬运分散过程。瞬态响应源—汇系统过渡区较局限、响应尺度较小（T_eq≤104年）,有利形成条件有:窄陆架、温室气候、峡谷头部和河口相接或相邻、断陷湖盆以及三角洲越过陆架坡折,其沉积物搬运分散过程对物源供给更为敏感,主要受物源供给驱动（偏离经典的Exxon层序地层学理论）。在瞬态响应深水源—汇系统中,不论是构造—轨道尺度的气候变化还是亚轨道—人类尺度的气候波动,只要其能够诱发物源供给的变化（而不论可容空间是上升还是下降）,都能够对深水源—汇过程响应进行调控。     

深海碎屑岩层序地层学50年(1970—2020)重要进展

层序地层学是当前地球科学研究颇为关注的领域,被广泛应用于沉积盆地分析和油气勘探.碎屑岩层序地层学理论方法源于海相盆地,是在被动大陆边缘油气勘探实践的基础上凝练而来的,至今已经历了约50年的发展历程.本文梳理了深海碎屑岩层序过去50年发展历程中的重要进展(包括1970—2000年的经典海相碎屑岩层序地层学、2000—20...     

河流相砂体识别预测及古气候响应: 以渤中坳陷石南地区明下段为例

河流相砂体的识别预测及其发育演化对古气候变化的响应是当前河流相沉积研究的热点。基于地震沉积学方法,采用三步走的河流相砂体识别预测方法(井震结合建格架→90°相位调整标岩性→切片属性辨砂体),在渤海湾盆地渤中坳陷石臼坨凸起南部(石南)新近系明化镇组下段(简称“明下段”)识别出了顺直和蜿蜒河道砂、河道—堤坝复合体、点砂坝、河口坝、牛轭湖和决口扇6种河流相砂体。依据明下段泥岩颜色,结合藻类种属记录和孢粉记录分析,认为石南地区明下段沉积早期到中期经历了干湿交替→湿润主导的湿润化气候演变; 而明下段沉积中期到晚期经历了湿润主导→干旱主导的干旱化气候演变。润湿化气候演变使得明下段沉积中期河流相砂体宽度和单层厚度减小、弯曲度增大,且带状孤立河道砂体更发育; 而干旱化气候演变使得明下段沉积晚期流相砂体宽度和单层厚度增大、弯曲度减小,且带状河道—溢岸复合带和河口坝砂更发育。研究成果可为其他断陷盆地河流相砂体识别、预测提供参考,对指导构造活动相对较弱的湖盆萎缩期油气勘探实践具有一定的实践价值。     

孟加拉扇上扇某区块深水沉积体的特征及演化模式

利用高分辨率三维地震资料分析了孟加拉扇上扇某区块的深水沉积体特征。发现了六种典型地震相:下切充填相、海鸥翼状相、楔形发散相、透明相、强振幅平行相和弱振幅平行相。下切充填相代表粗粒的水道充填沉积;海鸥翼状相代表水道-天然堤复合体;楔形发散相代表细粒的天然堤沉积;透明相代表块体搬运沉积;强振幅平行相代表朵叶体沉积;弱振幅平行相代表深海披覆沉积。通过对典型地震剖面特征和平面属性分布分析可知:上扇垂向上依次沉积了朵叶体、水道和堤岸、朵叶体、水道-天然堤复合体。     

海底扇规模优质储集体的分布模式与成因分析——以上新世—更新世孟加拉扇为例

利用高品质3D地震资料搜索刻画深水水道—朵叶复合体的沉积构成并揭示油气储集体的分布模式对于深水油气勘探具有重要的指导意义。利用PaleoScan全三维智能解释手段和三色(RGB)混相分频技术识别解剖了孟加拉扇上新统—更新统深水水道—天然堤体系6种富砂沉积单元,包括补给水道、分支水道、似点坝、决口扇、漫溢扇和末端朵叶。研究认为:补给水道、决口扇、末端朵叶是潜在的规模且优质深水油气储集体类型;而漫溢扇、分支水道和似点坝分别是潜在的规模非优质、非优质非规模以及优质非规模深水油气储层类型。补给水道主要分布在水道—朵叶复合体的上游和中游;决口扇、漫溢扇、分支水道和似点坝主要发育在水道—朵叶复合体的中游;而分支水道和末端朵叶主要分布在水道—朵叶复合体的下游。漫溢扇向供源水道一侧楔状增厚,形成“砂盖泥”的格局;而决口扇向供源水道一侧楔状减薄直至尖灭形成“泥包砂”的格局,相应形成海底扇岩性圈闭。     

珠江口盆地惠州凹陷古近纪源汇过程及其控储作用

源汇系统定量化研究是沉积学领域的前缘,是精细重构源汇过程、指导油气储层预测的重要手段。利用重矿物和锆石U Pb年龄对珠江口盆地惠州凹陷惠州27转换带进行物源示踪、定量恢复源区沉积物相对贡献,进而重构古近纪源汇过程,探讨源汇控储作用。研究结果表明,中始新统文昌组重矿物类型复杂、ZTR指数(碎屑岩中碎屑锆石（Zircon）、电气石（Tourmaline）、金红石（Rutile）在透明重矿物碎屑中所占的比例)小,上始新统恩平组重矿物类型简单、ZTR指数大。研究区文昌组—恩平组主要受盆内中生界岩浆岩基底和盆外珠江水系供源。其中文昌组沉积物98%来自于盆内中生界岩浆岩基底;下恩平组沉积物58.4%来自于盆外珠江东北部支流、36.5%来自于盆内中生界岩浆岩基底;上恩平组沉积物73.7%来自于盆外珠江东北部支流、22.2%来自于盆内中生界岩浆岩基底。研究认为,恩平组沉积期现代珠江尚未形成,但珠江东北部支流（即古珠江）已独立发育且携带大量华夏地块碎屑物质汇入惠州凹陷,导致了惠州27转换带“文昌期盆内近源—恩平期盆外、盆内混源”的源汇转换过程,而非简单的“盆内近源—盆外远源”转换。源汇转换过程改变了恩平组储层的岩石组分,进而改善了储层物性,也使得其储层非均质性变强。本研究定量解析了惠州凹陷古近纪源汇转换过程,为陆相断陷盆地定量源汇及其应用提供了新视角。     

晚中新世以来孟加拉-尼科巴扇跷跷板式沉积转换及其源-汇成因机制

利用沉积转换事件再造关键变革期的构造活动和气候演变是源-汇系统研究的新动向和切入点。新生代以来,印度大陆与亚洲大陆的汇聚隆升以及喜马拉雅-青藏高原的剥蚀、向孟加拉湾的物质输入,形成了当今世界上最大的源-汇系统(喜马拉雅-孟加拉湾源-汇系统)。利用3D地震数据和IODP 354与362航次获取的碎屑锆石数据揭示了晚中新世以来孟加拉-尼科巴扇沉积转换事件及其源-汇成因机制。研究认为尼科巴扇和孟加拉扇经历了此消彼长的沉积建造过程:尼科巴扇经历了“晚中新世快速进积→上新世缓慢建造→第四纪相对静止”的建造过程;而孟加拉扇经历了“晚中新世相对静止→上新世缓慢建造→第四纪快速进积”的沉积建造过程。喜马拉雅-孟加拉湾源-汇系统碎屑锆石年龄核密度统计结果显示:晚中新世以来,指示古布拉马普特拉河迁移演化路径的60~0 Ma碎屑锆石在若开-尼科巴扇呈现出逐渐减少的变化趋势,而在孟加拉扇呈现出逐渐增多的变化趋势。这一碎屑锆石年龄核密度变化特征表明:(1)在晚中新世,古布拉马普特拉河主沉积物分散路径靠近孟加拉湾东部一侧发育且大量碎屑颗粒向尼科巴扇搬运分散,形成“快速进积的尼科巴扇和相对静止的孟加拉扇”;(2)在上新世初,青藏高原隆升所诱发的西隆高原抬升使古布拉马普特拉河向西迁移分流,在古西隆高原北缘Mikir山附近分流为东西两支,东支向尼科巴扇搬运分散的碎屑颗粒开始减少,而西支向孟加拉扇搬运分散的碎屑颗粒开始增多,形成“以缓慢建造为演化特征的尼科巴-孟加拉扇”;(3)在第四纪初,印度板块-亚洲板块最强碰撞造成青藏高原最强隆升并达到最大海拔高度,古布拉马普特拉河东支袭夺废弃,向尼科巴扇卸载的沉积物相应显著减少,而古布拉马普特拉河西支与恒河并流后向孟加拉扇卸载的沉积物亦相应显著增加,形成“相对静止的尼科巴扇和快速进积的孟加拉扇”。由此可见,尼科巴-孟加拉扇“此消彼长的跷跷板式沉积转换事件”是古布拉马普特拉河沉积物分散路径迁移演化的源-汇响应;其在上新世-第四纪之交发生了一起最为显著的沉积转换事件,其是上新世晚期印度板块-亚洲板块碰撞的源-汇响应。     

北波拿巴盆地构造演化与层序地层学

北波拿巴盆地油气资源十分丰富,是具有重要价值的战略远景区,其构造演化模式和层序地层学发育样式具有一定的特殊性。通过对北波拿巴盆地的地震资料、钻、测井资料和岩心资料的综合研究,分析北波拿巴盆地的构造演化模式和层序地层学发育样式,提出了陆裾转换不整合和俯冲碰撞不整合的划分依据和识别标志。     

台湾峡谷的成因及其对沉积的控制

台湾浅滩陆坡处于被动大陆边缘环境,发育众多的海底峡谷,其中台湾峡谷的走向与沿陆坡向下的侵蚀沟壑明显不同,呈近45°相交;在峡谷的下部又出现一次明显的转向,随后平行于陆坡自西向东延伸,最终汇入马尼拉海沟.本次研究利用多波速水深数据、高分辨地震资料和沉积柱状样,描述了台湾峡谷的地形地貌特征,初步讨论了峡谷的成因及其对沉积的控制作用.台湾峡谷的地形、地貌和沉积特征具有分段性:上段以侵蚀作用为主,呈V形下切,广泛发育滑动、滑塌等重力流类型;中段以侵蚀-沉积过渡作用为主,呈U形,发育内堤岸;下段以沉积作用为主,发育沉积物波,底流对峡谷内部沉积物有明显的改造(reworked sand).台湾峡谷的形成演化与沉积物供给、重力滑动(滑塌)、断裂活动和海底刺穿密切相关:(1)由于陆源碎屑物质供应较充足,陆架边缘沉积物不断向海方向推进,在前缘形成滑动、滑塌,为峡谷的形成提供了动力;(2)断裂活动导致地层破碎,重力流优先侵蚀较脆弱的地层,使峡谷的延伸方向与周边侵蚀沟壑呈明显斜交;(3)海底刺穿形成海山,由于海山的阻挡作用,峡谷的下段转为近东西走向,同时大量沉积物在拐弯处溢流出来形成沉积物波.