琼东南盆地气烟囱构造特点及其与天然气水合物的关系

气烟囱是由于天然气(或流体)垂向运移在地震剖面上形成的异常反射,是气藏超压、构造低应力和泥页岩封隔层综合作用而形成。气烟囱在形成过程中携带大量富含甲烷气的流体向上运移到天然气水合物稳定带,其形成之后仍可作为后期活动的油气向上运移的特殊通道。在中中新世后,气烟囱是琼东南盆地气体向上运移的通道。地震识别出的似海底反射(BSR)分布区存在大量的气烟囱构造,通过速度、泥岩含量、流体势等属性参数及钻井资料,判断该烟囱构造为有机成因的泥底辟型烟囱构造。     

南海北部陆缘盆地与坎坡斯盆地

我国南海是西太平洋最大的边缘海,其北部陆缘盆地深水区位于琼东南与珠江口盆地南侧.通过对该地区烃源条件、储层条件、圈闭条件及成藏模式等的初步研究,认为其具有良好的石油地质条件,有效勘探面积和勘探潜力巨大,具有良好的勘探前景.坎坡斯盆地位于巴西大西洋大陆边缘,是一个中生代到古新近纪含油气盆地,其内部的Garoupa, Carapeba, Namorado, Roncador, Marlim等深水油田的地质储量十分丰富,随着各个油田开发的深入,对该地区的深水含油气系统有了更加清晰的了解.本文通过两个地区在构造演化,烃源条件,储层条件,圈闭条件以及成藏模式的对比研究,对南海北部陆缘盆地深水区有了进一步的认识.     

南沙海区万安盆地中新世碳酸盐台地的地震响应与沉积特征

利用反射地震并结合部分钻井资料,通过对万安盆地大量地震资料的详细解释,对研究区内碳酸盐台地进行地震识别,进而探讨台地的沉积特征与时空分布.万安盆地碳酸盐台地最初发育于早中新世,并于中中新世时达顶盛时期,呈南北向展布,主要分布在盆地中部走滑断块构造高部位及盆地南部边缘.东西两带台地具有不同的构造沉积背景,西带为被断层复杂...     

南海东北部973剖面BSR及其热流特征

对南海东北部973项目采集的地震测线进行了处理,阐明了恒春海脊处天然气水合物似海底反射（BSR）的特征.不同类型剖面的分析表明,单道地震剖面可以揭示南海东北部地区BSR一定的分布,但地震处理对揭示BSR分布全貌起重要作用.南海东北部的BSR具有世界大陆边缘BSR典型的特征,切穿了沉积层理反射,与海底起伏大体平行,为一强振幅的负极性反射.该BSR特征明显,意味着南海东北部地区存在含天然气水合物沉积.利用甲烷水合物与多组分天然气水合物相平衡曲线,计算了稳定带底界的埋深,并与BSR深度进行了对比分析.无论是甲烷水合物稳定带底界还是多组分天然气水合物稳定带的底界,单一地温梯度计算的结果不可能与BSR深度在整个剖面上对应.可知本区横向上地温梯度变化较大.利用BSR资料估算了地温梯度并求得热流值.计算表明,地温梯度与热流值由西向东,随着离海沟距离的增大、离岛弧距离的减小而减小.BSR计算得到的热流值为28～64 mW/m2,与台湾西南实测热流值的结果基本可以对比.     

马尼拉海沟俯冲带热结构的模拟研究

俯冲带热结构的数值模拟研究是对地表观测研究的重要补充,也是验证地球动力学模型的重要方法.本文沿马尼拉海沟俯冲带东火山链(EVC)和西火山链(WVC)各取一条剖面,依据地质、地球物理条件,进行了有限元热模拟计算.计算过程中,分析了摩擦和剪切热对俯冲带热结构的影响,模拟了EVC和WVC两条测线下俯冲带的热结构,并结合岩石学实验结果预测了俯冲板块发生脱水和部分熔融的位置.模拟结果表明,在100 km深度处,考虑摩擦和剪切热时,俯冲板块表面的温度约为865 ℃;而不考虑摩擦和剪切时,俯冲板块表面的温度仅为770 ℃,二者温差可达95 ℃.在相同深度处,考虑摩擦和剪切热时,在EVC和WVC测线下俯冲板块表面的温度分别为865 ℃和895 ℃,俯冲洋壳底部温度分别为560 ℃和605 ℃.俯冲板块表面少量矿物开始脱水的深度小于50 km,但大量脱水和部分熔融主要发生在深度100 km左右,这与地表观测的火山活动位置一致.     

南海共轭陆缘新生代碳酸盐台地 对海盆构造演化的响应

南海新生代碳酸盐台地分布面积广、厚度巨大,但大部分已经淹没,成为淹没碳酸盐台地,它们孕育着南海海盆演变的 重要信息.南海碳酸盐台地伴随着南海陆缘张裂而发育,最初主要发育在两个共轭陆缘伸展地块的构造高地.南海经历了大陆 边缘伸展、岩石圈减薄和地幔剥露等过程,始新世到早渐新世的第二期NE-SW 向扩张,形成了破裂不整合面,随之发生了晚 渐新世至早中新世的海底扩张,形成中央海盆.构造沉降提供了台地生长的可容纳空间,构造掀斜作用、断裂作用和前陆盆地 前沿挤压褶皱的迁移控制了台地各单元厚度、沉积相和地震反射终止特征在横向上的变化,构造控制的相对海平面的变化控 制了不同级序生物礁碳酸盐台地的沉积旋回,而后期加速沉降导致碳酸盐台地淹没.      

西沙石岛风成碳酸盐沉积的早期成岩作用

西沙石岛风成碳酸盐沉积形成于晚更新世,正处于早期成岩阶段。通过薄片、扫描电镜、稳定碳、氧同位素、常量元素和微量元素分析,对石岛风成碳酸盐岩的早期大气淡水成岩作用进行了研究。发现石岛风成碳酸盐沉积的早期成岩固结主要在大气淡水作用下完成,其中蒸发成岩作用在初始固结中可能起着主要作用;在大气淡水作用影响下,部分碎屑颗粒发生溶蚀和新生变形,新生的微亮晶低镁方解石（5~15 μm）镶边胶结在颗粒及孔隙周围,并成为主要的胶结物;而作为大气渗流带和潜流带典型产物的亮晶胶结物则很少占据主导地位。海水成岩作用主要表现为对早期成岩作用的改造,会造成锶、镁含量的增高,但影响范围仅止于浅表层,而且对δ13C和δ18O值的影响微弱。生物化学作用可能参与了古土壤中灰质壳与根管石的形成,但在风成碳酸盐沉积的整体成岩上不具意义。大气淡水成岩作用会造成石岛风成碳酸盐岩δ13C和δ18O值的降低,并使碎屑发生新生变形而导致锶、镁的淋溶。成壤风化作用会导致Al、Fe、Mn、Y、Cr元素在古土壤中明显富集,其中Al、Fe、Mn的富集与成壤风化作用有关,而Y、Cr元素则可能源于长期暴露引起的风尘或火山灰的相对富集。     

西沙海区碳酸盐台地地震反射特征及沉积模式

随着南海海盆的持续扩张,西沙海区整体沉降,从早中新世起西沙碳酸盐台地开始发育,而且在台地之上生长了不同类型的生物礁。通过地震识别认为,西沙海区生物礁在地震剖面上表现为顶底强振幅的丘形连续反射、内部弱振幅杂乱反射;碳酸盐台地表现为顶部强振幅连续平行反射、底部界面局部模糊、内部强弱相间亚平行连续反射。通过对西沙海区地层层序的分析以及大量地震资料的解释认为,在西沙碳酸盐台地的发育早期它受基底构造的控制,而在后期主要受多期海平面变化的影响,其发育演化经历了初始生长—加积—出露—二次生长—淹没等一系列阶段,复杂的演化过程也使西沙碳酸盐岩具有较好的储集条件和油气远景。     

南海西北次海盆构造演化的沉积响应

通过对南海西北次海盆新获得的地震资料进行综合解释和层序地层分析,揭示了海盆中的沉积对构造演化阶段的响应。始新世-早渐新世陆缘裂陷期,盆地以对称裂谷形式,发育地堑裂谷层序,沉积以近物源为特征,相变大,发育了冲积扇-扇三角洲-湖相沉积,沉积体系的配置受同沉积断裂控制明显,快速沉降和充分的物源供给决定了沉积体系的构成特征。晚渐新世海底扩张期,岩石圈破裂,陆缘进一步拉开并开始海底扩张,出现海相沉积,来自陆坡的陆架边缘三角洲越过陆坡进入海盆,在海盆内沉积了一套向海盆中部逐渐减薄的楔状地层,并伴有大量的火山碎屑沉积物。早-中新世以来热沉降期,随着构造沉降增大,相对海平面总体不断上升,进入深水盆地,形成陆架陆坡体系,大量的碎屑物质以重力流、深水底流等深水作用方式进入海盆;沉降晚期陆架-陆坡物源供应减弱,琼东南中央峡谷成为其主要的物质供应来源通道,在此期间二次海平面下降、回升的综合作用下,海盆内发育了多期以下切水道为特征的低水位域沉积体系。     

Focused fluid flow in the Baiyun Sag, northern South China Sea: implications for the source of gas in hydrate reservoirs

The origin and migration of natural gas and the accumulation of gas hydrates within the Pearl River Mouth Basin of the northern South China Sea are poorly understood. Based on high-resolution 2D/3D seismic data, three environments of focused fluid flow: gas chimneys, mud diapirs and active faults have been identified. Widespread gas chimneys that act as important conduits for fluid flow are located below bottom simulating reflections and above basal uplifts. The occurrence and evolution of gas chimneys can be divided into a violent eruptive stage and a quiet seepage stage. For most gas chimneys, the strong eruptions are deduced to have happened during the Dongsha Movement in the latest Miocene, which are observed below Pliocene strata and few active faults develop above the top of the Miocene. The formation pressures of the Baiyun Sag currently are considered to be normal, based on these terms: 1) Borehole pressure tests with pressure coefficients of 1.043–1.047; 2) The distribution of gas chimneys is limited to strata older than the Pliocene; 3) Disseminated methane hydrates, rather than fractured hydrates, are found in the hydrate samples; 4) The gas hydrate is mainly charged with biogenic gas rather than thermogenic gas based on the chemical tests from gas hydrates cores. However, periods of quiet focused fluid flow also enable the establishment of good conduits for the migration of abundant biogenic gas and lesser volumes of thermogenic gas. A geological model governing fluid flow has been proposed to interpret the release of overpressure, the migration of fluids and the formation of gas hydrates, in an integrated manner. This model suggests that gas chimneys positioned above basal uplifts were caused by the Dongsha Movement at about 5.5 Ma. Biogenic gas occupies the strata above the base of the middle Miocene and migrates slowly into the gas chimney columns. Some of the biogenic gas and small volumes of thermogenic gas eventually contribute to the formation of the gas hydrates.