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        南海上中新世深水水道識別及成因探討

        2014-12-01 07:55:46嚴(yán)文芬尹俊
        關(guān)鍵詞:陸坡珠江口盆地水道

        嚴(yán)文芬,尹俊

        (中石化勘探南方分公司,四川 成都610041)

        珠江口盆地是中、新生代時期發(fā)育的被動大陸邊緣斷陷盆地,自北向南依次劃分為北部斷階帶、北部拗陷帶、中央隆起帶、南部拗陷帶和南部隆起帶等5個次級構(gòu)造單元。白云凹陷位于珠江口盆地南部拗陷區(qū),它是一個長期繼承性發(fā)育的封閉與半封閉拗陷,拗陷面積約25500km2,沉積厚度大于11100m。最近在對南海白云凹陷的油氣勘探中,在上中新世地層中發(fā)現(xiàn)了一系列海底水道。研究區(qū)主要位于珠江口盆地白云凹陷陸坡深水區(qū),主要研究上中新統(tǒng)地層中的水道,由于區(qū)內(nèi)鉆井較少,筆者主要基于地震資料,提取均方根振幅屬性圖來刻畫水道形態(tài),并探討了水道成因及演化模式。

        圖1 珠江口盆地深水水道形態(tài)

        1 深水水道形態(tài)

        深水水道作為油氣勘探中重要的儲集體,已經(jīng)越來越引起人們的重視。對于深水水道的研究最常用的手段就是借助于地震剖面進(jìn)行識別,因此地震是識別深水水道的有效途徑,筆者基于高分辨率2D、3D地震資料,提取均方根振幅屬性圖來刻畫水道形態(tài)。在珠江口盆地陸坡區(qū)深水盆地中識別出上中新世多條深水水道體系(見圖1)。

        限于3D地震資料的局限性,只能看到水道的中部和下部。

        水道中部表現(xiàn)為 “U”字形,水道能量有所減弱,下切侵蝕作用不明顯。水道在遷移擺動的過程中向凹岸侵蝕,在凸岸沉積,導(dǎo)致彎曲度明顯增加。在地震剖面上表現(xiàn)為在原有連續(xù)地層基礎(chǔ)上的下切和側(cè)向連續(xù)侵蝕形成地塹狀構(gòu)造;在主水道兩側(cè)發(fā)育有堤壩,連續(xù)性較好,從水道中央軸線向兩側(cè)方向下傾,反射較弱(見圖1①~④剖面)。

        水道下部呈 “V”字形,由于受濁流能量、地形和其他因素影響,水道彎曲度降低,但是下切侵蝕作用再次增強(qiáng)。水道右側(cè)側(cè)向加積體發(fā)育十分明顯,并且振幅相對較強(qiáng),說明水道在濁流消亡的末期仍然有強(qiáng)烈的側(cè)向侵蝕能力(見圖1⑤~⑥剖面)。這些水道具有平面上由北向南由寬變窄,垂向上由淺變深再變淺的特點。

        2 深水水道成因探討

        在過去的幾十年里,通過常規(guī)3D地震資料和露頭識別出許多深水水道的曲流特征,也提出了許多理論來解釋這種特征。目前,關(guān)于深水水道的成因與遷移類型,人們提出了2種普通理論。一種理論認(rèn)為,海底曲流水道與河道類似,盡管它們是沉積在不同的環(huán)境中;另一種理論認(rèn)為,海底曲流水道的形成過程與河道明顯不同,深水水道為重力流沉積,而河道為牽引流沉積,兩者沉積力學(xué)機(jī)制完全不同。

        筆者嘗試對這些水道成因作出解釋。按照Vail層序地層學(xué)的觀點,深水水道一般形成于海平面下降時期,由于河流回春作用在陸坡區(qū)水道下切侵蝕使下伏地層形成大型的下切溝谷。珠江口盆地在10.5Ma左右時期,發(fā)生了一次大規(guī)模的滑塌作用,形成了大規(guī)模的重力流。珠江口盆地中上新世深水水道為重力流體系,由泥石流沉積、濁積水道-天然堤復(fù)合體及海相泥巖等組成,是典型的侵蝕型水道,是在海平面明顯下降期侵蝕下切,隨后在海進(jìn)時期被充填形成的,它們沿陸架斜坡前緣帶平行于岸線發(fā)育,形成壯觀的環(huán)帶狀下切谷和重力流體系。

        這種說法能很好的解釋侵蝕型水道的成因。但對于有些繼承性的水道很難解釋清楚。水道形成后會不斷的遷移擺動(見圖2),水道不斷側(cè)向遷移,從水道形成期到現(xiàn)今的海底都能見到水道的下切形象。這種水道為繼承性成因的水道,由于缺乏沉積物的供給,水道一般為泥質(zhì)沉積。與深水水道形成有關(guān)的幾個可能因素包括:深海海底地形、海底坡度、沉積物密度、輸送體系性質(zhì)以及流體流經(jīng)水道的頻率和速度等。

        圖2 珠江口盆地側(cè)向遷移型水道

        3 深水水道沉積模式

        深水水道形成后,在陸架區(qū),水道下切侵蝕下伏老地層,形成低彎度的侵蝕型水道,以天然堤發(fā)育處為上部邊界。在陸坡區(qū),當(dāng)天然堤開始出現(xiàn),水道演化進(jìn)入反復(fù)切割充填階段,水道的側(cè)向侵蝕現(xiàn)象不明顯,由于有天然堤的限定性作用,水道形成于一個相對封閉的環(huán)境,以發(fā)育多個寬淺的垂向加積型水道為特征(見圖3)。當(dāng)水道進(jìn)入深海平原后,天然堤不發(fā)育,水道形成于非限制性環(huán)境,水道發(fā)生急劇的側(cè)向遷移,形成多個側(cè)向遷移型的小型水道。圖2中的4條水道不斷地側(cè)向遷移,不斷地繼承發(fā)育。即便是在現(xiàn)今的海底,依然能看見大型的水道。

        圖3 珠江口盆地垂向加積型水道

        深水水道沉積多發(fā)育于被動大陸邊緣陸坡位置,上部連接峽谷,下部連接朵葉體和席狀砂(見圖4)。在地震剖面上表現(xiàn)為水道底部強(qiáng)振幅反射;側(cè)翼側(cè)向加積,呈疊瓦狀反射;這些濁積水道主體是由砂巖充填,可以作為有利儲層,同時深水水道深入深海泥巖中,具有良好的烴原巖和蓋層條件,具有良好的油氣勘探前景。但后期繼承性成因的水道由于基本以泥質(zhì)沉積為主,不具備作為良好儲層的條件,勘探潛力不大。

        圖4 深水水道沉積模式

        4 結(jié)論

        1)深水水道在不同部位,水道形態(tài)表現(xiàn)不同。水道中部表現(xiàn)為 “U”字形,在主水道兩側(cè)發(fā)育有堤壩,連續(xù)性較好,水道表型為高彎曲度特征。在水道下方,呈 “V”字形,天岸堤不發(fā)育,水道彎曲度較低。

        2)南海上中新世深水水道為10.5Ma時期,海平面下降時期發(fā)生的一次大規(guī)模的滑塌作用形成了重力流,河流在陸坡區(qū)下切侵蝕使下伏地層形成大型的下切水道。

        3)深水水道通常作為油氣有利的儲層,同時深水水道深入深海泥巖中,具有良好的烴原巖和蓋層條件,具有良好的油氣勘探前景。

        [1]彭大鈞,陳長民,龐雄,等.南海珠江口盆地深水扇系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn) [J].石油學(xué)報,2004,25(5):17-23.

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        [3]袁圣強(qiáng),曹鋒,吳時國,等.南海北部陸坡深水曲流水道的識別及成因 [J].沉積學(xué)報,2010,28(1):68-74.

        [4]吳時國,秦蘊珊.南海北部陸坡深水沉積體系研究 [J].沉積學(xué)報,2009,27(5):922-930.

        [5]趙曉明,吳勝和,劉麗,等.西非陸坡區(qū)深水復(fù)合水道沉積構(gòu)型模式 [J].中國石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,36(6):1-6.

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