220 ka以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素

蒋富清, 周晓静, 李传顺

蒋富清,周晓静,李传顺. 220 ka以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素[J]. 海洋地质与第四纪地质,2023,43(5): 85-95. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2023082402
引用本文: 蒋富清,周晓静,李传顺. 220 ka以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素[J]. 海洋地质与第四纪地质,2023,43(5): 85-95. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2023082402
JIANG Fuqing,ZHOU Xiaojing,LI Chuanshun. Variation in clay mineral input and the control factors in the Western Philippine Sea since 220 ka[J]. Marine Geology & Quaternary Geology,2023,43(5):85-95. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2023082402
Citation: JIANG Fuqing,ZHOU Xiaojing,LI Chuanshun. Variation in clay mineral input and the control factors in the Western Philippine Sea since 220 ka[J]. Marine Geology & Quaternary Geology,2023,43(5):85-95. DOI: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2023082402

220 ka以来西菲律宾海黏土矿物输入变化及其控制因素

基金项目: 国家自然科学基金“西太平洋暖池 8.5 Ma 以来风尘输入变化及其古气候效应”(42076049);崂山实验室科技创新项目“新生代西太平洋环境演化的沉积记录及机制”(LSKJ20224200);中国科学院战略性先导科技专项“印太交汇区海洋物质能量中心形成演化过程与机制”(XDB42000000);辽宁省教育厅项目“北黄海西部陆架环流与沉积体系”(JL201905)
详细信息
    作者简介:

    蒋富清(1972—),男,研究员,主要从事海洋沉积学研究,E-mail:fqjiang@qdio.ac.cn

  • 中图分类号: P736.21

Variation in clay mineral input and the control factors in the Western Philippine Sea since 220 ka

  • 摘要: 为揭示晚更新世以来西太平洋暖池黏土矿物输入变化的控制因素,对采自西菲律宾海本哈姆隆起上的Ph05-5孔沉积物中的黏土矿物组成、来源和堆积速率进行了分析。结果表明,220 ka以来,该孔沉积物中的黏土矿物主要以伊利石(13%)和蒙皂石(8%)为主,其次为绿泥石(6%)和高岭石(2%)。伊利石和绿泥石主要来源于亚洲大陆,蒙皂石主要源于菲律宾海周围岛屿的火山物质在海底遭受海水侵蚀后形成的自生Fe-蒙皂石和西菲律宾海周围岛屿上的物质风化后形成的他生Al-蒙皂石。220 ka以来,伊利石和绿泥石的堆积速率表现出明显的冰期高-间冰期低的旋回变化,与该孔总的风尘堆积速率、亚洲风尘和北太平洋风尘堆积速率一致。冰期/间冰期太阳辐射降低/增强、亚洲内陆干旱程度加强/减弱,是导致伊利石等源于亚洲内陆的黏土矿物向菲律宾海输入增加/减少的主控因素。Ph05-5孔蒙皂石的堆积速率同样表现出明显的冰期高-间冰期低的特征,与该孔总的火山物质堆积速率一致。蒙皂石在轨道尺度的变化,主要受到海平面变化和热带类ENSO过程影响的降雨过程控制。冰期低海平面,菲律宾岛和海水的混合作用加强,使得蒙皂石的输入增加。此外,冰期在热带太平洋类拉尼娜较强,降雨量增加,导致向菲律宾海输入的火山物质(蒙皂石)增加,间冰期则相反,由于类厄尔尼诺增强,菲律宾岛区域干旱,火山物质(蒙皂石)向菲律宾海的输入减少。
    Abstract: To reveal the controlling factors of clay minerals input in the Western Pacific Warm Pool since the Late Pleistocene, we analyzed the composition, source, and mass accumulation rates (MARs) of clay minerals in the sediment from Core Ph05-5 recovered from the Benham Rise in the Western Philippine Sea. The results indicate that the clay minerals in the core sediment are mainly composed of illite (13%) and smectite (8%), followed by chlorite (6%) and kaolinite (2%). Over the last 220 ka, illite and chlorite are derived mainly from the Asian continent, and smectite is mainly authigenic Fe-smectite in volcanic origin from islands around the Philippine Sea after erosion by seawater at the seabed, and smectite formed by weathering of volcanic material from islands around the West Philippine Sea. The MARs of illite and chlorite displayed significant high value during the glacial period and low value during the interglacial period, which is consistent with the total MARs of eolian dust of Core Ph05-5, MARs of Asian dust and North Pacific dust over the last 220 ka. The decrease/enhancement of solar radiation during the glacial/interglacial period, as well as the strengthening/weakening of arid in Asian continent are the main controlling factors for the increase/decrease in the input of clay minerals, such as illite from Asian continent into the Philippine Sea. The MARs of smectite in Core Ph05-5 also exhibits high value during the glacial period and low value during interglacial period, which is consistent with the total MARs of the volcanic material in Core Ph05-5. The changes of smectite in the orbital scale are mainly controlled by global sea level change and precipitation influenced by tropical ENSO processes. The low sea level during the glacial period resulted in the strengthened mixing effect between the Philippine Island and seawater, and led to an increase of smectite input in the Philippine Sea. In addition, during the glacial period, La Niña-like process was stronger in the tropical Pacific, resulting in an increase in rainfall and increased volcanic materials (smectite) input into the Philippine Sea. On the contrary, during interglacial period, the strengthened El Niño-like process resulted in the drought in the Philippine islands, and the decreased volcanic materials (smectite) input in the Philippine Sea.
  • 南海地处欧亚板块、太平洋板块和印度-澳大利亚板块巨型汇聚地带,是西太平洋最大的边缘海,先后受到特提斯构造域和太平洋构造域联合作用的影响[1-3],构造活动十分复杂。其不同的演化阶段与印支块体、南沙块体和沙捞越-苏禄增生系的相互作用密切相关,并在南海周缘形成了一批大中型的沉积盆地。尽管国内外学者针对南海演化模式的相关研究取得一定的进展[4-13],但是对于南海南部廷贾-西巴兰线断裂对其两侧盆地油气成藏规律尚未引起足够的重视。廷贾-西巴兰线断裂两侧曾母盆地和文莱-沙巴盆地发育有巨厚的新生代沉积[14, 15],对廷贾-西巴兰线断裂两侧盆地油气成藏规律研究仍是南海研究的热点和难点之一。

    南沙地块处于新南海洋盆和已经俯冲消亡的古南海之间,地理位置上位于南海西南部,对于了解晚中生代以来古南海俯冲消亡、新南海海底扩张等构造运动过程具有重要的意义。南沙地块构造格架受深大断裂控制,其西北界是从南海西南海盆中部的残留扩张脊及其向西南延伸段断裂;南部被卢帕尔断裂阻断,为西北婆罗洲向斜;东部以中南-礼乐断裂为边界与礼乐-东北巴拉望地块相接。南沙地块中—新生代构造活动复杂,沉积沉降受构造活动影响,主要分布着曾母盆地、北康盆地、南薇西盆地、南薇东盆地和永暑礁盆地等众多沉积盆地(图 1图 2)。廷贾-西巴兰线断裂位于曾母盆地和北康盆地的交界处,是一条规模巨大的北西向走滑断裂[16, 17]。该断裂在加里曼丹岛上沿廷贾河发育,向海延伸为西巴兰断裂,正好截止了南沙海槽向西南延伸,继续向西延伸至万安东断裂(图 1)。本文通过研究廷贾-西巴兰线断裂两侧重磁特征、地热流分布及地壳性质,结合廷贾-西巴兰线断裂在曾母盆地形成演化中的控制作用,分析断裂活动对两侧盆地油气影响,探讨断裂和曾母盆地油气藏特征的关系。

    图  1  南海及邻区构造单元划分
    Figure  1.  Division of tectonic units of South China Sea and its adjacent area

    南海南部的沉积盆地规模普遍较大,大都是挤压型新生代前陆或弧前盆地。这些盆地都是在婆罗洲地块北缘早期被动大陆边缘减薄的过渡壳上发育起来的[18]。廷贾-西巴兰线断裂两侧主要盆地为曾母盆地、文莱-沙巴盆地、南沙海槽盆地和北康盆地。新生代早期这些盆地的地理位置大多不在现今的位置,新生代期间经过复杂的构造运动,盆地发生旋转和平移,逐渐形成现今南海南部的盆地分布格局。

    曾母盆地位于南沙地块之上,被万安东断裂、卢帕尔断裂、廷贾-西巴兰线断裂所夹持。盆地地壳平均厚度为20 km,南部为西婆罗洲锡布带在海域的延伸,基底是晚白垩世—始新世浅变质深海浊积岩;西部和西南部可能代表南海张裂前和张裂初期的岩浆-构造带,基底岩性主要为中生代—古新世火成岩[19]。钻井资料及前人研究成果揭示曾母盆地内新生代地层发育较齐全,本次研究针对新处理的地震剖面,主要解释了T1、T2、T3、T31、T4、T5、Tg等7个地震界面(表 1)。受各期构造运动的影响,盆地内断裂发育,主要有NW、NE、近EW向3组,并伴有新生代岩浆侵入和喷发活动。盆地岩浆岩类型主要为中酸性火成岩类,活动期主要为中新世—上新世。

    表  1  曾母盆地地层划分
    Table  1.  The stratigraphic column of the Zengmu Basin
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    根据曾母盆地的基底性质、构造、沉积特征以及地球物理资料分析,结合前人研究成果,本次研究将盆地内部进一步划分为8个二级构造单元,分别为:索康坳陷、拉奈隆起、塔陶垒堑、西巴林坚隆起、东巴林坚坳陷、南康台地、康西坳陷和西部斜坡[20](图 2)。盆地内新生代沉积厚度分区性明显,具有东北厚、西南薄的特点。康西坳陷面积较大,构成曾母盆地的主体,坳陷内沉积厚度基本上超过10 km,是盆地的主要沉积中心。曾母盆地油气资源丰富,针对廷贾-西巴兰线断裂与曾母盆地油气成藏、运聚关系的研究,可以对盆地下一步的油气勘探起到指导作用。

    图  2  南海南部盆地分布及曾母盆地次级构造单元划分
    ①索康坳陷,②拉奈隆起,③西部斜坡,④康西坳陷,⑤塔陶垒堑,⑥西巴林坚隆起,⑦东巴林坚坳陷,⑧南康台地
    Figure  2.  Distribution of basins in the southern South China Sea and secondary tectonic units in the Zengmu Basin

    廷贾-巴兰线断裂的走滑作用导致不同部位的掀斜作用强度不同,因此断裂处对应的各地层厚度不一样[16, 21]。廷贾-巴兰线断裂带表现高角度负花状构造,向下深切基底,向上贯穿新生代构造反转-走滑期之前沉积的大部分地层(图 3)。断裂两侧地层厚度、产状及地震相存在明显差异。Hutchison C S[22]研究认为,西巴兰线分割了北康和西巴兰盆地,地震剖面上有明显的显示,西北婆罗洲海槽向南西的延伸被西巴兰线截断。中部北康地区含油气碳酸盐岩建造一直延伸到西巴兰线,西北婆罗洲海槽向西巴兰线方向变浅,这是由于沙捞越地区大量的中中新世以及中新世以后的碎屑沉积物进入海槽引起的。位于巴兰线南西方向的北康盆地与西婆罗洲海槽处的巴兰盆地沉积差异性显著,北康盆地主要以含气的碳酸盐岩建造为特征。

    图  3  廷贾-西巴兰线断裂地震剖面
    Figure  3.  Seismic profiles across theTinjar- West Baram Line

    廷贾-西巴兰线断裂两侧布格重力异常差异特征十分明显,断裂处显示出正异常,为NE向展布的高值和EW—NW向展布的低值的分界线,断裂南部曾母盆地布格重力表现为负异常(图 4a)。

    图  4  南沙地区布格重力(a)及化极磁异常(b)图
    (修改自文献[3, 23])
    Figure  4.  Bouguer gravity anomaly (a) and RTP magnetic anomaly(b)in the Nasha area of South China Sea
    (Modified from references[3, 23])

    南沙海槽化极磁力异常表现为明显的NE向高磁异常带,与海槽形态吻合,曾母盆地表现中低磁异常(图 4b)。虽然断裂两侧南沙海槽和曾母盆地都发育了渐新统—第四系的沉积,但是重、磁异常清晰地反映出二者具有明显不同的基底属性。南沙地块上发育晚中生代基底,已被钻井证实,而曾母盆地可能只接受了晚始新世的基底沉积[24, 25]。结合前人研究成果综合分析认为,南沙海槽基底既有陆壳同时也有洋壳,其中东北部为陆壳,西南侧为古南海俯冲后的残留洋壳。

    廷贾-西巴兰线断裂两侧地壳厚度呈东北薄、西南厚分布(图 5),断裂西侧为卢卡尼亚地块,周蒂等[20]在北康中北部测得下地壳波速度为洋壳的波速度,速度顶界深度为10~11 km;上覆沉积层厚度3 km,速度为5.05~5.15 km/s;根据其反射波组特征不规则,表现为洋壳火山岩基底[26];卢卡尼亚地块其余部分皆为陆壳性质。断裂东侧南沙海槽地壳厚度从东北向西南变薄,东北部为陆壳,其南缘可能残留有洋壳[27]。巴兰盆地和南沙地块具有陆壳性质[28, 29]。南沙地块在张裂演化过程中地壳拉张的差异性较大,块体内部伸展程度不一,莫霍面埋深从24到17 km不等,起伏较大。廷贾-西巴兰线断裂两侧岩石圈厚度呈现明显差异,断裂南部曾母盆地岩石圈平均厚度为90~100 km,断裂北部南沙海槽岩石圈厚度较薄[30, 31]

    图  5  南海及其邻区地壳及岩石圈厚度分布
    (修改自文献[23, 31])
    Figure  5.  Thicknesses of crust and lithosphere in the South China Sea and its adjacent region
    (Modified after references[23, 31])

    综合廷贾-西巴兰线断裂两侧重磁特征及地壳与岩石圈厚度的差异性分析,南沙海槽南端紧邻廷贾-西巴兰线断裂的部分为古南海俯冲的残留洋壳,断裂两侧分别属于不同的两大地块,南侧为卢卡尼亚地块,东北侧为南沙地块。曾母盆地是渐新世以来在卢卡尼亚地块上发育起来的盆地。

    沉积盆地内地热流分布与油气的富集、成藏、运聚规律存在密切的关系,且盆地地热流及地温场展布控制和影响了盆地内油气运聚成藏模式和分布富集规律[32]。南海南部各个盆地现今地热特征是盆地热演化的产物,海底热流分布具有南高北低、西高东低的趋势[33]。地热流值和地质构造分区具有紧密的相关性,曾母盆地的平均热流值一般为97 mW/m2。南海南部高热流值反映这里的地温梯度大,更有利于沉积中的有机质转化成烃类[34]

    廷贾-西巴兰线断裂两侧热流值呈现明显不同的高、低差异。断裂西侧曾母盆地有显著的高热流值,盆地西北部分布一高热流值区,热流值为90~130 mW/m2,NNE走向;盆地南部分布另一个高热流值区,SN走向,热流值为100~130 mW/m2;而断裂东侧南沙海槽呈现明显的低热流值,热流值为30~50 mW/m2(图 6)。

    图  6  南海地区现今大地热流与油气田分布
    (修改自文献[34])
    Figure  6.  Spatial relationship between the present-day heat flow values and the distribution of gas fields in the South China Sea
    (Modified after reference[34])

    受早中新世后期廷贾-西巴兰线断裂右旋走滑活动,曾母地块逆时针旋转影响,曾母盆地出现构造反转活动。万安东断裂和廷贾-西巴兰线断裂人字形帚状走滑断裂体系控制盆地南部发育一系列NW向断裂,这些断裂总体呈“北西收拢、东南撒开”的趋向,它们构成盆地南部塔陶垒堑区和西巴林坚隆起地堑和地垒的相间格局。盆地内地堑中主力烃源岩由堆积的大量下中新统上部和中中新统下部地层构成。断裂沟通深部热源,影响了盆地烃源岩成熟热演化程度,形成了廷贾-西巴兰线断裂两侧盆地“南气北油”的格局。同时,由于中中新世廷贾-西巴兰线断裂和万安东断裂对盆地北部进行走滑改造,使盆地北部发育大量走滑断层。受走滑挤压作用影响,曾母盆地内发育大量的碳酸盐岩建造,形成礁灰岩储层,有利于盆地内油气储藏。

    曾母盆地的形成演化主要受控于古南海俯冲消亡和新南海扩张打开的复杂的构造演化过程,廷贾-西巴兰线断裂伴随着古南海逐渐消亡和新南海打开,控制着曾母盆地的形成演化,并影响着盆地内的油气成藏作用。新生代以来,曾母盆地构造演化阶段可以划分为晚白垩世—始新世前陆断坳、渐新世—早中新世走滑改造、中中新世—第四纪区域沉降三大构造演化阶段。

    曾母盆地的沉积沉降主要受断裂的控制和影响,盆地内沉积中心的出现以及随时间的迁移过程都是受控于盆地内断裂的性质和活动时间的变化。晚白垩世—早始新世,由于古南海向南俯冲作用影响,曾母盆地基底抬升形成了一系列垒堑构造,晚始新世—晚渐新世,伴随着廷贾-西巴兰线断裂开始活动,沉降作用开始,主要受控于基底断裂(图 7f)。早中新世末期,盆地南部进一步剧烈沉降,沉积厚度较大,成为盆地的沉积中心(图 7e)。继承性基底断裂对地层的发育仍起着重要的控制作用,形成隆、坳相间的格局。中中新世—晚中新世,断层持续活动,盆地内沉积中心向北迁移,盆地发生大规模沉积-沉降(图 7d, c)。此时,曾母盆地内大部分断裂停止活动。自第四纪以来,盆地发生显著的沉降差异,在剖面上反映明显(图 7b),沉积中心向北迁移至北康盆地(图 7a)。总体上曾母盆地的沉积中心表现出自南向北迁移的趋势。

    图  7  曾母盆地新生代构造演化剖面
    (修改自文献[35])
    Figure  7.  Cenozoic tectonic evolution sections of Zengmu Basin
    (Modified after reference[35])

    晚白垩世—始新世:曾母盆地所在的卢卡尼亚地块晚白垩世末期位于婆罗洲的北部,随着古南海西南向朝婆罗洲陆块俯冲,在古新世—中始新世期间,卢卡尼亚地块不断向南漂移,但并未与婆罗洲发生碰撞(图 8a)。在晚始新世时期,卢卡尼亚地块持续漂移,地块南侧与婆罗洲增生系首先发生碰撞(图 8b),此时,曾母盆地主要受控于卢帕尔和武吉米辛等基底断裂,发生挠曲,沉降作用开始,盆地局部可能发生裂陷作用。盆地内沉积沉降主要发生于俯冲带边缘上,延贾断裂西南侧的南康台地此时是盆地的一个沉降中心[36]

    图  8  新生代东南亚板块重建
    (修改自文献[37-39])
    Figure  8.  Plate reconstruction of Southeast Asia in Cenozoic
    (Modified after references[37-39])

    渐新世—早中新世:廷贾-西巴兰线断裂渐新世开始走滑,曾母盆地受挤压和断裂走滑作用影响,在盆地南部发育沉积地层。早中新世时期,南沙地块逐渐向南俯冲于沙巴之下导致曾母地块向南漂移受到阻挡,廷贾-西巴兰线断裂走滑性质表现为右旋[16]。卢卡尼亚地块与婆罗洲地块继续陆-陆碰撞,古南海逐渐消亡(图 8c)。卢卡尼亚地块南部抬升幅度较大形成了前陆造山带,古地理格局发生明显变化,由先前的“北高南低”转为“南高北低”,为曾母盆地后期的沉积提供了物源保证。盆地东南部由于受廷贾-西巴兰线断裂的右旋走滑作用控制产生了一系列NE向雁行排行的断裂构造,在这些断裂构造的基础上形成了大量断块,发育大量礁块,这些构造成为良好的圈闭,为之后油气生成提供了条件。

    中中新世—第四纪:随着新南海扩张作用的逐渐停止,自中中新世开始,碰撞挤压作用不再影响曾母盆地南部。此时,婆罗洲地块逆时针旋转活动加强,廷贾-西巴兰线断裂走滑活动加剧,带动曾母盆地发生逆时针旋转。盆地受廷贾-西巴兰线断裂右行走滑作用影响发生强烈的隆升和剥蚀,发育大量的碳酸盐岩建造,形成了一套优质的焦灰岩储层。同时盆地北部大量走滑断层对盆地北部进行走滑改造,南部受影响较弱。晚中新世以来,曾母盆地以整体区域沉降为主,盆地及周边区域构造活动相对稳定。由于望加锡海海峡张开,南沙块体向南漂移的趋势逐渐被遏制,廷贾-西巴兰线断裂的走滑性质由右旋变为左旋(图 8d),曾母盆地内康西坳陷北部泥底辟构造发育,发育一套天然气有利储层,盆地内沉积和沉降中心逐渐向北、向东迁移。廷贾-西巴兰线断裂在陆地上错断NE向东穆卢断裂和克拉维特断裂,从错断的情况来看,该断裂现今的走滑性质应该为右旋[17],因此,更新世到第四纪,该断裂走滑性质由左旋再次反转变为右旋,沿断裂有大量的岩浆侵入说明廷贾-西巴兰线断裂具有深大断裂特征,而且直到近代还在活动。

    断裂活动不仅影响了新生代以来两侧盆地的构造演化,而且还影响着盆地内部油气的成藏、储存和运移。廷贾-西巴兰线断裂两侧的油气主要分布于南侧的曾母盆地和北侧的北康盆地、文莱-沙巴盆地,断裂两侧盆地油气分布具有明显的差异聚集特点,断裂南侧曾母盆地主要发育生物礁灰岩圈闭,东侧的文莱-沙巴盆地则主要发育三角洲砂岩圈闭。断裂控制着盆地内部的烃源岩分布、储层发育、圈闭形成、油气聚集成藏和输导运移。

    曾母盆地内烃源岩有机质类型以Ⅱ-Ⅲ型干酪根为主,烃源岩主要为渐新统海-陆过渡相炭质页岩、煤层和海相泥岩以及下—中中新统海相泥岩[40, 41]。盆地不同构造单元构造差异和沉积厚度的差异性,以及地热场分布不均匀,决定了盆地内各构造单元之间烃源岩发育、展布及有机质热演化成烃特征具有明显的差异性[19]。上渐新统烃源岩主要分布在盆地东部的东巴林坚坳陷、西巴林坚隆起和南康台地地区,上渐新统—下中新统烃源岩分布在盆地西部,主要集中在康西坳陷、塔陶垒堑和索康坳陷中。由于廷贾-西巴兰线断裂走滑活动沟通深部热源,地温梯度较高,其烃源岩有机质成熟度高,烃类产物类型以生成大量天然气为主伴生少量凝析油及轻质油,断裂旁康西坳陷和南康台地主要以产气为主。

    渐新统—中新统砂岩和中—上中新统灰岩或礁灰岩组成了曾母盆地内油气的主要储集层。盆地南部隆起和东巴林坚凹陷主要为砂岩储层,盆地北部的南康台地和西部斜坡主要分布碳酸盐岩储层。始新世—早中新世期间,盆地南部由于和婆罗洲碰撞挤压形成隆起,南部缓坡的成藏组合模式为自生自储自盖,由三角洲沉积体系砂体与海岸平原相泥岩、浅海相泥岩组成(表 2)。中中新世,廷贾-西巴兰线断裂继续走滑,盆地西部斜坡和南康台地形成了一套碳酸盐岩储层。自晚中新世开始,盆地以整体区域沉降为主,发育一套厚层、分布广泛的浅海-半深海相泥岩盖层,为该区油气藏的保存提供了良好的条件。

    表  2  曾母盆地生储盖组合(修改自文献[44])
    Table  2.  Association of source rock, reservoir rock, seal rock in the Zengmu Basin (Modified after reference[44])
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    受卢卡尼亚地块和婆罗洲碰撞挤压背景及廷贾-西巴兰线断裂控制,曾母盆地有潜山构造、花状构造、断块构造、反转构造和底辟构造等众多构造样式,这些局部构造伴生有不同的油气圈闭,影响着盆地内油气运聚。在盆地南部压扭型构造发育,主要发育断块、断背斜、披覆背斜及滚动背斜等构造圈闭;盆地内西部斜坡和南康台地内生物礁灰岩圈闭发育,构成了盆地内主要的圈闭类型[42, 43]

    渐新世以来廷贾-西巴兰线断裂的走滑活动形成的一系列伴生断层是盆地油气运移的主要通道,断裂的右旋走滑为盆地内油气输导提供了便利条件。由于晚中新世断裂由右旋走滑变为左旋走滑,为油气封闭创造了条件。走滑活动北强南弱,造成盆地中北部南康台地和西部斜坡众多花状构造,盆地内渐新统—下中新统烃源岩和上部中—上中新统碳酸盐岩储层被深大断裂所沟通,形成下生上储油气藏。而在盆地南部东巴林坚坳陷,由于断裂大部分于下中新统之后不再活动,因此该区域主要为渐新统—下中新统自生自储油气藏(图 9)。

    图  9  曾母盆地油气成藏模式
    (修改自文献[45])
    Figure  9.  Hydrocarbon accumulation model in the Zengmu Basin
    (Modified after reference[45])

    廷贾-西巴兰线断裂不仅形成了盆地内大量的有利局部构造,沟通深部热源,利于油气生成,而且由于后期断裂走滑性制的转变,产生的众多伴生断裂,这些断裂构成了盆地内油气运移的良好通道。同时断裂后期的挤压又使其对油气藏起到良好的封闭遮挡作用,导致曾母盆地内形成了大量油气。

    (1) 曾母盆地的形成和演化受廷贾-西巴兰线断裂控制,断裂活动为曾母盆地后期的沉积提供了丰富的物源,后期的反向走滑使得盆地的沉积中心由南向北移动。

    (2) 廷贾-西巴兰线断裂在渐新世开始活动,早期具有强烈的右旋走滑特征,晚中新世以来走滑方向变为左旋,更新世至今,走滑方向变为右旋。

    (3) 廷贾-西巴兰线断裂沟通深部热源,有利于油气生成,断裂线的走滑作用导致曾母盆地具有良好的圈闭,形成的伴生断层是盆地油气运移的主要通道,形成了大量油气田。

  • 图  1   Ph05-5孔位置

    Figure  1.   Location of Core Ph05-5

    图  2   Ph05-5孔图像、δ18O曲线[21-22]和深度-年龄模式[5]及其与SPCMAP氧同位素曲线[23]对比图

    其中4个AMS14C测年数据,LAD为粉红色G. ruber的末现面,MIS1—7为海洋氧同位1—7期,橙色的条带T1,T2,T3,T4为4个火山灰层。

    Figure  2.   Images, oxygen isotopic stratigraphy[21-22], and depth-age model for core Ph05-5[5] in comparison with the δ18O curve of SPECMAP[23]

    Showing four AMS14C age points, the LAD (last appearance datum) of pink G. ruber , and the MIS1—7 boundaries. The orange bars T1, T2, T3, and T4 indicate the four tephra layers.

    图  3   Ph05-5孔黏土矿物的典型X-射线衍射图谱

    样品为Ph05-5孔8~10 cm沉积物。

    Figure  3.   Typical X-Ray diffraction spectrum of clay minerals in Core Ph05-5

    The sample is sediment at 8~10 cm in Core Ph05-5.

    图  4   Ph05-5孔黏土矿物含量及其特征参数变化

    δ18O为Ph05-5孔氧同位素数据[21-22]

    Figure  4.   Contents and characteristic parameters of clay minerals in Core Ph05-5

    δ18O is the oxygen isotope data of core Ph05-5[21-22].

    图  5   Ph05-5孔黏土矿物堆积速率变化

    δ18O为Ph05-5孔氧同位素数据[21-22]

    Figure  5.   MARs of clay minerals in Core Ph05-5

    δ18O is the oxygen isotope data of core Ph05-5[21-22].

    图  6   Ph05-5孔黏土矿物堆积速率之间的相关性分析

    Figure  6.   Correlation analysis between MARs of clay minerals in Core Ph05-5

    图  7   Ph05-5孔伊利石和风尘堆积速率及其可能控制因素

    Ph05-5孔风尘堆积速率、西峰风尘堆积速率、全球海平面和太阳辐射(65°N)数据分别引自文献[5]、[40]、[34]和[41]。

    Figure  7.   MARs of illite and eolian dust in core Ph05-5 sediment and the potential controlling factors

    The MARs of eolian dust from the Xifeng profile, the global sea level data, and the insolation data are from references [5], [40], [34] and [41], respectively.

    图  8   Ph05-5孔蒙皂石和火山物质堆积速率及可能控制因素

    Ph05-5孔火山物质堆积速率和全球海平面数据分别引自文献[5]和[34]。

    Figure  8.   MARs of smectite and bulk volcanic materials in core Ph05-5 sediment and the potential controlling factors

    The MARs of volcanic materials in core Ph05-5 sediment and the global sea level data are adopted from references [5] and [34], respectively.

  • [1]

    Asahara Y, Tanaka T, Kamioka H, et al. Asian continental nature of 87Sr/86Sr ratios in north central Pacific sediments[J]. Earth and Planetary Science Letters, 1995, 133:105-116. doi: 10.1016/0012-821X(95)00048-H

    [2]

    Jiang F, Frank M, Li T et al. Asian dust input in the western Philippine Sea: Evidence from radiogenic Sr and Nd isotopes[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2013, 14:1538-1551. doi: 10.1002/ggge.20116

    [3]

    Xu Z K, Li T, Wan S M, et al. Evolution of East Asian monsoon: Clay mineral evidence in the western Philippine Sea over the past 700 kyr[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 2012, 60:188-196. doi: 10.1016/j.jseaes.2012.08.018

    [4]

    Yu Z J, Wan S M, Colin C, et al. Co-evolution of monsoonal precipitation in East Asia and the tropical Pacific ENSO system since 2.36 Ma: New insights from high-resolution clay mineral records in the West Philippine Sea[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2016, 446:45-55. doi: 10.1016/j.jpgl.2016.04.022

    [5]

    Jiang F, Zhou Y, Nan Q, et al. Contribution of Asian dust and volcanic material to the western Philippine Sea overthe last 220 kyr as inferred from grain size and Sr-Nd isotopes[J]. Journal of Geophysical Research-Oceans, 2016, 121:6911-6928. doi: 10.1002/2016JC012000

    [6]

    Ingle J C, Karig D E, Bourma A H e a. Site 292. In: Karig, DE, Ingle, JC et la, (Eds), Init Reports of the Deep-Sea Drilling Project Washington, DC, US Government Printing Office, 1975, 31: 67-79.

    [7]

    Wei K-Y, Lee T-Q, Cruise(LegII) t S S P o I I M-I. Nannofossil biochronology of tephra layers in Core MD972143, Benham Rise, Western Philippine Sea. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 1998, 9: 153-156.

    [8]

    Wan S, Yu Z, Clift P D, et al. History of Asian eolian input to the West Philippine Sea over the last one million years[J]. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 2012, 326-328(2):152-159.

    [9]

    Xu Z, Li T, Clift P D, et al. Quantitative estimates of Asian dust input to the western Philippine Sea in the mid–late Quaternary and its potential significance for paleoenvironment[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2015, 16:3182-3196. doi: 10.1002/2015GC005929

    [10] 俞旭, 江超华. 现代海洋沉积物矿物及X射线研究. 北京: 科学出版社. 1984, 113-156

    YU Xu, JIANG Chaohua. Modern Marine Sediment Minerals and X-ray Studies [M]. Beijing: Science Press. 1984, 113-156.

    [11] 石学法, 陈丽蓉, 李坤业, 等. 西菲律宾海西部海域黏土沉积物的成因矿物学研究[J]. 海洋地质与第四纪地质, 1995, 15(2):61-72

    SHI Xuefa, CHEN Lirong, LI Kunye, et al. Study on mineralogy of the clay sediment in the west of Philippine Sea[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 1995, 15(2):61-72.

    [12] 王诗佾. 伊利石“开形指数”的地质意义探讨[J]. 沉积学报, 1987, 5:48-57 doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.1987.01.007

    WANG Shiyi. Geological significance of illite opening index[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1987, 5:48-57. doi: 10.14027/j.cnki.cjxb.1987.01.007

    [13] 刘东生 等. 黄土与环境[M]. 北京: 科学出版社, 1985: 191-263

    LIU Dongsheng et al. Loess and Environment [M]. Beijing: Science Press, 1985, 191-263.

    [14]

    Krumm S, Buggisch W. Sample preparation effects on illite crystallinity measurements: grain size gradation and particle orientation. Journal of Metamorphic Geology, 1991, 9: 671-677.

    [15]

    Esquevin J. Influence de la composition chimique des illites sur-cristallinite. Bull Centre Rech Rau-SNPA, 1969, 3: 147-153.

    [16] 秦蕴珊, 赵一阳, 陈丽蓉, 等. 东海地质[M]. 北京: 科学出版社, 1987: 81-92

    QIN Yunshan, ZHAO Yiyang, CHEN Lirong, et al. Geology of the East China Sea [M]. Beijing: Science Press, 1987: 81-92.

    [17]

    Ming J, Li A, Huang J, et al. Assemblage characteristics of clay minerals and its implications to evolution of eolian dust input to the Parece Vela Basin since 1.95 Ma[J]. Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2014, 32:174-186. doi: 10.1007/s00343-014-3066-x

    [18] 肖春晖, 王永红, 林间. 近1Ma以来帕里西维拉海盆沉积物物源和古气候: 粒度和黏土矿物特征的指示[J]. 沉积学报, 2022, 40(2):508-524

    XIAO Chunhui, WANG Yonghong, LIN Jian. Provenance and paleoclimate of sediments in the Parece Vela Basin in past 1 Ma: inferences from grain-size and clay mineral distribution[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2022, 40(2):508-524.

    [19] 杨佳毅, 蒋富清, 颜钰, 等. 上新世以来伊豆-小笠原海脊黏土矿物的来源与古气候意义[J]. 地学前缘, 2022, 29(4):73-83 doi: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.8

    YANG Jiayi, JIANG Fuqing, YAN Yu, et al. Provenance and paleoclimatic significance of clay minerals from Izu-Ogasawara Ridge since Pliocene[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(4):73-83. doi: 10.13745/j.esf.sf.2022.1.8

    [20] 颜钰, 蒋富清, 曾志刚, 等. 近2.1 Ma以来帕里西-维拉海盆黏土矿物输入变化及其对中更新世气候转型的响应[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2022, 42(6):150-161

    YAN Yu, JIANG Fuqing, ZENG Zhigang, et al. Variations in clay mineral input in the Parece Vela Basin since the last 2.1 Ma and their response to the mid-Pleistocene transition[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2022, 42(6):150-161].

    [21]

    Li T, Zhao J, Sun R, et al. The variation of upper ocean structure and paleoproduc-tivity in the Kuroshio source region during the last 200 kyr[J]. Marine Micropaleontology, 2010, 75:50-61. doi: 10.1016/j.marmicro.2010.02.005

    [22] 赵京涛, 常凤鸣, 李铁刚等, 近190 ka BP以来菲律宾海黑潮源区的碳酸盐旋回及其控制因素[J]. 岩石学报, 2008, 24(6): 1401-1410

    ZHAO Jingtao, CHANG Fengming, LI Tiegang et al. Carbonate cycle and its control factors in Kuroshio source region during the last 190 ka BP. Acta Petrologica Sinica, 2008, 24(6): 1401-1410.

    [23]

    Martinson D G, Pisias N G, Hays J D, et al. Age dating and the orbital theory of the ice ages: Development of a high-resolution 0 to 300, 000-year chronostratigraphy[J]. Quaternary Research, 1987, 27:1-29. doi: 10.1016/0033-5894(87)90046-9

    [24]

    Biscaye P E. Mineralogy and sedimentation of recent deep-sea clay in the Atlantic Ocean and adjacent seas and oceans[J]. Geological Society of American Bulletin, 1965, 76:803-832. doi: 10.1130/0016-7606(1965)76[803:MASORD]2.0.CO;2

    [25]

    Ji J, Chen J, Lu H. Origin of illite in the loess from the Luochuan area, Loess Plateau, Central China[J]. Clay Minerals, 1999, 34:525-532. doi: 10.1180/000985599546398

    [26]

    Griffin J J, Windom H, Goldberg E D. The distribution of clay minerals in the World Ocean[J]. Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts, 1968, 15(4):433-459. doi: 10.1016/0011-7471(68)90051-X

    [27] 张天乐和王宗良. 中国黏土矿物的电子显微镜研究[M]. 北京: 地质出版社, 1978, 1-175

    ZHANG Tianle, WANG Zongliang. Electron Microscopic Study of Clay Minerals in China [M]. Beijing: Geological Publishing House, 1978, 1-175.

    [28] ΓοрσуноЬа З Н. 蒙脱石在世界大洋沉积物中的堆积史[J]. 海洋石油, 1990, 10(6):45-48

    ΓοрσуноЬа З Н. The Accumulation History of Montmorillonite in World Ocean Sediments[J]. Offshore Oil, 1990, 10(6):45-48.

    [29] 游仲华. 太平洋中部沉积物中黏土矿物的初步研究[J]. 沉积学报, 1985, 3(3):115-124

    YOU Zhonghua. Preliminary study on the clay minerals of sediments in the middle of the Pacific Ocean[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1985, 3(3):115-124.

    [30] 张德玉. 马里亚纳海槽和西菲律宾海盆更新世以来沉积物中的黏土矿物[J]. 沉积学报, 1993, 11(1):111-120

    ZHANG Deyu. Clay Mineralogy of the Sediments Deposited Since the Pleistocene in the Mariana Trough and the West Philippine Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 1993, 11(1):111-120.

    [31] 石学法, 陈丽蓉, 李坤业 等. 西菲律宾海沉积物矿物组合及其地质意义[J]. 海洋与湖沼, 1994, 25(3):328-335 doi: 10.3321/j.issn:0029-814X.1994.03.015

    SHI Xuefa, CHEN Lirong, LI Kunye. The mineral assemblages in the sediments in the west Philippine Sea and their geological implication[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 1994, 25(3):328-335. doi: 10.3321/j.issn:0029-814X.1994.03.015

    [32]

    Rampino M R, Stephen S. Climate-volcanism feedback and the Toba erutping of ~74, 000 years ago. Quaternary Research, 1993, 40: 269-280.

    [33]

    Chamley H. Clay sedimentation and paleoenvironment in the Shikoku Basin since the Middle Miocene (Deep Drilling project, Leg 58, North Philippine Sea). Initial reports of DSDP, 1980, 58: 669-678.

    [34]

    Lambeck K, Chappell J. Sea level change through the last glacial cycle. Science, 2001, 292: 677-686.

    [35]

    Hovan S A, Rea D K, Pisias N G. Late Pleistocene continental climate and oceanic variability recorded in northwest Pacific sediments. Paleoceanography, 1991, 6: 349-370.

    [36]

    Rea D K. The paleoclimatic record provided by eolian deposition in the deep sea: the geologic history of wind[J]. Reviews of Geophysics, 1994, 32:159-195. doi: 10.1029/93RG03257

    [37]

    Petit J R, Jouzel J, Raynaud D, et al. Climate and atmospheric history of the past 420000 years from the Vostok ice core, Antarctica[J]. Nature, 1999, 399:429-436. doi: 10.1038/20859

    [38]

    An Z, Kukla G, Porter S C, et al. Late Quaternary dust flow on the Chinese Loess Plateau. Catena, 1991, 18: 125-132.

    [39]

    Zhang X Y, Lu H Y, Arimoto R, et al. Atmospheric dust loadings and their relationship to rapid oscillations of the Asian winter monsoon climate: two 250-kyr loess records[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2002, 202:637-643. doi: 10.1016/S0012-821X(02)00797-5

    [40]

    Guo Z T, Berger A, Yin Q Z, et al. Strong asymmetry of hemispheric climates during MIS-13 inferred from correlating China loess and Antarctica ice records[J]. Climate Past, 2009, 5:21-31. doi: 10.5194/cp-5-21-2009

    [41]

    Berger A, Loutre M F. Insolation values for the climate of the last 10 million years. Quarternary Science Review, 1991, 10: 297-317.

    [42]

    Zhang Z, Jiang F, Li T et al. Sea-level changes controlled detrital sediment inputs to the Bicol Shelf in the western Philippine Sea since 150 ka[J]. Journal of Oceanology and Limnology, 2020, 38(4):1153-1168. doi: 10.1007/s00343-020-0051-4

    [43]

    Bolliet T, Holbourn A, Kuhnt W, et al. Mindanao Dome variability over the last 160 kyr: Episodic glacial cooling of the West Pacific Warm Pool[J]. Paleoceanography, 2011, 26:PA1208. doi: 10.1029/2010PA001966

    [44]

    Jose A M, Francisco R V, Cruz N A. A study on the impact of climate variability/change on water resources in the Philippines[J]. Journal of Philippine development, 1999, 26:115-134.

    [45]

    Lyon B, Cristi H, Verceles E R et al. Seasonal reversal of the ENSO rainfall signal in the Philippines[J]. Geophysics Research Letters, 2006, 33:L24710. doi: 10.1029/2006GL028182

    [46]

    Hughen K A, Schrag D P, Jacobsen S B, et al. El Niño during the Last Interglacial Period recorded by a fossil coral from Indonesia[J]. Geophysics Research Letters, 1999, 26:3129-3132. doi: 10.1029/1999GL006062

    [47]

    Ropelewski C F, Halpert M S. Quantifying Southern Oscillation-precipitation relationships[J]. Journal of Climate, 1996, 9:1043-1059. doi: 10.1175/1520-0442(1996)009<1043:QSOPR>2.0.CO;2

    [48]

    Mason S J, Goddard L. Probabilistic precipitation anomalies associated with ENSO[J]. Bulletin of the American Meteorological Society, 2001, 82:619-638. doi: 10.1175/1520-0477(2001)082<0619:PPAAWE>2.3.CO;2

    [49] 刘天昊, 常凤鸣, 李铁刚, 等. 450ka以来冰期旋回中冷暖期热带太平洋的类ENSO状态[J]. 第四纪研究, 2020, 40(3):646-657 doi: 10.11928/j.issn.1001-7410.2020.03.05

    LIU Tianhao, CHANG Fengming, LI Tiegang, et al. ENSO like state in the tropical Pacific Ocean during the cold and warm periods of the glacial cycle since 450ka[J]. Quaternary Sciences, 2020, 40(3):646-657. doi: 10.11928/j.issn.1001-7410.2020.03.05

    [50]

    Kissel C, Laj C, Kienast M, et al. Monsoon variability and deep oceanic circulation in the western equatorial Pacific over the last climatic cycle: Insights from sedimentary magnetic properties and sortable silt[J]. Paleoceanography, 2010, 25:PA3215. doi: 10.1029/2010PA001980

图(8)
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-08-23
  • 修回日期:  2023-09-14
  • 录用日期:  2023-09-14
  • 网络出版日期:  2023-10-29
  • 刊出日期:  2023-10-27

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