南海珠江口外峡谷深水沉积作用及响应

论文摘要

深海环境沉积类型多样且过程复杂,系统地认识不同类型的深水沉积作用及其间交互作用对于揭示深水沉积地貌的形成过程和砂质沉积物的展布规律具有重要意义。南海北部珠江口外峡谷地区受重力流、等深流及内波（潮）的共同作用,是研究复合深水沉积作用及其间交互作用的理想地区。因此,本次研究利用珠江口外峡谷地区的三维地震资料和重力活塞样,结合前人水文观测资料,对该地区的重力流、等深流及内波（潮）沉积作用及其响应进行了探讨。结果表明,珠江口外峡谷中重力流成因的地貌单元主要有陆坡迁移峡谷群、陆坡水道和海底滑坡。其中,西部陆坡迁移峡谷群受陆架边缘三角洲影响较大,主要发育三角洲前缘滑塌重力流,峡谷规模相对较大;而东部陆坡迁移峡谷群头部远离珠江三角洲,在新构造运动的影响下,主要发育峡谷头部、侧壁垮塌重力流,其对应峡谷规模较西部陆坡迁移峡谷更小。现今陆坡水道发育区的古陆坡迁移峡谷自上新世以来逐渐废弃,使得该区域在第四纪期间主要发育陆坡重力流水道。这些陆坡水道最初主要是由陆架边缘三角洲快速进积所导致的前缘滑塌重力流侵蚀而成;而当陆架坡折处水深较大（>130 m）,且远离滨线位置（>44 km）时,陆坡水道内仍有浊流活动,其触发机制主要为黑潮南海分支对陆架边缘三角洲前缘的长期侵蚀作用。研究区内规模最大的滑坡体系主要分布在珠江口外峡谷中游段的峡谷中心,其主要可以分为两期,可能分别发生在0.54 Ma和0.19 Ma左右,且早期规模更大。这两期海底滑坡的发生主要受控于沉积物性质、陆坡迁移峡谷地貌、陆架沉积物供给以及新构造活动。珠江口外峡谷内等深流沉积地貌主要有等深流漂积体、等深流阶地及沉积物波,并在峡谷上游段的峡谷中心发育砂质等深流沉积。研究区的等深流沉积作用主要受黑潮南海分支（<450 m水深）与南海中层水环流（>450 m水深）影响。其中,黑潮南海分支相对较强,使得陆架坡折—上陆坡地区表现出侵蚀与过路不沉积特征,且对陆架坡折处的早期滑塌壁根部进行侵蚀而形成平行陆坡的“V”型侵蚀沟道;中层水环流在峡谷上游段的峡谷中心较为强劲,最大流速可以达到30-42 cm/s,其对该区域底床沉积物进行强烈改造,进而形成砂质等深流沉积。峡谷北坡相对于南海北部的内波（潮）表现为临界—超临界地形,内波（潮）更易于发生破碎而对底床沉积物产生影响:一方面可以使底床沉积物发生再悬浮形成雾状层;另一方面内波（潮）破碎产生的平行陆坡底流可以对底床造成侵蚀形成平行陆坡的侵蚀沟道,与此同时,破碎所产生的顺陆坡底流和触发的浊流,可以将陆架边缘三角洲前缘的部分粗粒沉积物搬运至陆坡迁移峡谷上—中游段发生沉积,主要表现为频繁的砂—泥岩薄互层。对珠江口外峡谷地区等深流、重力流以及内波（潮）沉积作用进行综合分析的结果表明,在陆架边缘三角洲发育的背景下,不同沉积作用之间相互影响,它们共同造就了现今海底地貌和沉积物的展布特征。基于珠江口外峡谷区深水沉积作用的综合分析,本次研究提出深水交互沉积作用可分为三种主要类型,即前期沉积作用对后期沉积作用的诱发、同期同位置处不同沉积作用的叠加和后期沉积作用对早期沉积产物的改造。在珠江口外峡谷地区,前期等深流与内波（潮）作用分别可以触发后期的重力流;同期同地的重力流与等深流、等深流与内波（潮）之间可以发生叠加交互作用;早期等深流漂积体可在晚期发生重力滑塌、后期内波可以侵蚀夷平早期等深流漂积体顶界面、后期等深流也可以改造早期重力流沉积。在这些交互作用的影响下,珠江口外峡谷中的富砂质沉积物目前主要分布在三个区域:1)陆架边缘三角洲前缘未被漂积体所覆盖区域;2)珠江口外峡谷上游段的峡谷中心;3)西部陆坡迁移峡谷上—中游段。其中珠江口外峡谷上游段砂质沉积物分布范围最广且较为连续,泥质含量也相对较低,对应储层物性也相对较好。本次研究指出了综合深水沉积作用对深水沉积地貌及砂质油气储层形成及展布的控制作用,对于全球其他地区的相关研究具有一定的启示意义。

论文目录

致谢

摘要

ABSTRACTS

1 绪论

1.1 选题依据及意义

1.2 国内外研究现状及存在问题

1.2.1 深水沉积作用研究现状

1.2.2 南海北部珠江口外峡谷沉积学研究现状及存在问题

1.3 拟解决的关键问题

1.4 研究内容及技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 技术路线

1.5 主要完成工作量

1.6 主要创新点

2 区域地质概况

2.1 研究区概况

2.2 构造—沉积演化

2.3 第四纪古珠江三角洲概况

2.4 南海北部海洋水动力特征

3 数据及方法

3.1 数据资料

3.2 研究方法

3.2.1 地震地貌学

3.2.2 沉积特征分析

3.2.3 重力活塞样年代地层格架对比分析

4 珠江口外峡谷重力流沉积作用

4.1 陆坡迁移峡谷群重力流沉积作用分析

4.1.1 陆坡迁移峡谷群地貌差异

4.1.2 陆坡迁移峡谷群沉积作用及其主控因素分析

4.2 陆坡重力流水道沉积过程分析

4.2.1 陆坡重力流水道地震地貌学特征

4.2.2 珠江口外峡谷上游段沉积岩相特征

4.2.3 珠江口外峡谷中游段沉积特征

4.2.4 陆坡重力流水道成因及沉积过程

4.3 陆坡重力流水道与陆坡迁移峡谷的横向对比

4.4 白云滑坡体系沉积作用分析

4.4.1 滑坡区海底地貌特征

4.4.2 块状搬运体的地层分布

4.4.3 块状搬运体地震地貌学特征

4.4.4 晚第四纪白云滑坡沉积演化过程及其主控因素

5 珠江口外峡谷等深流沉积作用

5.1 等深流沉积体系地震地貌学特征

5.1.1 沉积型地貌特征

5.1.2 沉积—侵蚀混合型地貌特征

5.2 不同水动力影响下的等深流沉积作用

5.2.1 黑潮南海分支影响下的等深流沉积作用

5.2.2 中层水环流影响下的等深流沉积作用

6 珠江口外峡谷内波（潮）沉积作用

6.1 珠江口外峡谷内孤立波、内潮观测结果

6.2 珠江口外峡谷内潮临界—超临界地形分布

6.3 内波（潮）影响下的陆坡地貌特征与沉积特征

6.3.1 地震地貌学特征

6.3.2 沉积岩相特征及地层对比

6.4 珠江口外峡谷北部对内波（潮）沉积作用的响应

6.5 晚第四纪内波（潮）沉积作用对海平面变化的响应

7 珠江口外峡谷综合沉积作用及其对深水砂体展布的控制

7.1 深水交互沉积作用方式

7.2 前期沉积作用对后期沉积作用的诱发

7.2.1 前期等深流诱发后期重力流

7.2.2 前期内波（潮）诱发后期重力流

7.3 同期同位置不同沉积作用的叠加

7.3.1 同期同位置等深流与重力流的叠加交互作用

7.3.2 同期同位置等深流与内波（潮）的叠加交互作用

7.4 后期沉积作用对前期沉积产物的改造

7.4.1 等深流沉积发生重力滑塌

7.4.2 内波（潮）对等深流漂积体顶界面的侵蚀

7.4.3 后期等深流改造早期重力流沉积

7.5 珠江口外峡谷浅层砂体形成与展布模式

7.5.1 重力流输送砂质物源

7.5.2 重力流控制砂体宏观展布

7.5.3 等深流与内波（潮）的后期沉积物的改造

8 结论

参考文献

作者简历及攻读学位期间发表论文情况

文章来源

类型: 博士论文

作者: 王星星

导师: 王英民,Benjamin Kneller

关键词: 珠江口外峡谷,重力流,等深流,内波潮,沉积作用

来源: 浙江大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,地质学

单位: 浙江大学

基金: 国家自然科学基金项目《深水单向迁移水道的成因机理及其内的浊流,内潮流与等深流交互作用研究》,中海石油(中国)有限公司深圳分公司外协项目《韩江组中部(SB14.8-SB12.5)古珠江沉积体系精细沉积相研究》,《陆缘陆架边缘三角洲-深水扇砂体沉积动力模型构建和数值模拟》

分类号: P736.21

总页数: 172

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南海珠江口外峡谷深水沉积作用及响应

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