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2018年  38卷  第6期

本期特稿
南海半封闭边缘海碳酸盐台地兴衰史
南海发育了广泛的碳酸盐台地,具有分布面积广和时空变化大的特点。南海碳酸盐台地的生命演化史总体上经历了萌生期、扩展期、繁盛期、淹没期和残留期等演化阶段。根据近年来国内外关于南海地质地球物理研究进展,发现南海碳酸盐台地是伴随着华南陆缘张裂、陆海巨变而萌生,台地基底往往发育在两个共轭陆缘伸展地块的伸展断块构造高地。随着大陆岩石圈进一步伸展、减薄和地幔剥露等过程,台地经历了晚渐新世末至早中新世初的萌生,到中中新世的勃发。此外,张裂和扩张期的岩浆构造也成为台地发育的重要控制因素,比如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控制了不同级序生物礁碳酸盐台地的沉积旋回,而晚中新世构造作用导致半封闭边缘海的形成和大量碳酸盐台地淹没。最后,10.5Ma半封闭边缘海的形成,造成南海海盆古海洋环境的巨大变化,限制了台地的广泛发育,仅残留了数量少、面积小的现代孤立碳酸盐台地。
吴时国, 朱伟林, 马永生
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.001
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 1-17
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现代碳酸盐台地沉积过程
南海中建礁的地震反射特征及其沉积演化
新近纪以来,在南海海域陆架边缘、陆坡隆起和深海火山岩隆等构造背景上,发育了大量的生物礁滩沉积体。受沉积环境和基底的控制,不同地区的生物礁发育时间与沉积特征有所不同。中建礁位于西沙群岛西侧,与西沙群岛区生物礁不同,是在南海北部陆坡隆起背景上发育形成的孤立生物礁。在前人现代生物礁调查的基础上,首次对中建礁开展了船载重磁、二维地震和三维地震勘查,并采用地震层序地层和地震沉积学解释方法,对中建礁重力、磁力和地震资料进行了系统分析,在中建礁区识别出5个地震层序界面,明确了中建礁基底的岩性特征及形成时间;并通过对礁前斜坡扇的研究,认为中建礁经历了中中新世、晚中新世和上新世以来等3个发育阶段。
王彬, 吴时国, 吕福亮, 李林, 杨涛涛, 鲁银涛, 吴敬武
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.002
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 18-24
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西沙群岛宣德环礁的地震层序发育特征
宣德环礁是一个新生代的碳酸盐台地,也是永兴岛所在地。为了更好地了解台地的结构演化,我们在宣德环礁首次开展了高分辨率地震试验,试验得到了高分辨率的过现代岛礁区域的地震剖面,利用这些地震剖面将岛礁地层划分为5个地震层序,分别是SQ1(下中新统)、SQ2(中中新统)、SQ3(上中新统)、SQ4(上新统)、SQ5(第四系)。在层序格架的约束下,探讨了不同时期台地发育特征和演化规律,希望能为西沙海域关于岛礁地层地震层序的研究提供一定的素材。
杨朝云, 韩孝辉, 罗昆, 冯亚生, 刘刚, 陈万利, 李学林, 吴时国
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.003
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 25-36
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西沙群岛宣德环礁晚第四纪灰砂岛沉积地层
灰砂岛沉积能记录碳酸盐台地上地表的沉积过程,了解这些过程对于古灰砂岛沉积的资源勘探和现代岛屿的工程建设都有着重要意义。结合最新的岛上钻孔数据和近期野外地质考察结果对西沙群岛宣德环礁晚第四纪灰砂岛沉积地层的平面分布特征和纵向演化规律进行了研究,结果显示南岛的灰砂岛沉积的百年尺度沉积过程复杂,不同期次沉积相互混杂,不利于开展百年尺度的灰砂岛沉积研究。永兴岛18.39m可能为更新统和全新统的分界面,其下为珊瑚礁灰岩硬底,为灰砂岛的淹没期,其上为灰砂岛沉积时期的初始期、扩张期和稳定期,发育珊瑚、贝壳生物碎屑的松散沉积物。宣德环礁的灰砂岛沉积最早是更新世晚期暴露时(MIS4)开始形成,且主要分布在石岛,从全新世中期开始,宣德环礁其他岛屿上快速发育灰砂岛沉积。灰砂岛的形状受到季风和海岸地貌的影响显著,其主要是通过控制海滩岩的发育来影响灰砂岛形状。
王雪木, 陈万利, 薛玉龙, 刘刚
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.004
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 37-45
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碳酸盐台地周缘西沙海槽现代地质过程——来自“深海勇士号”载人潜器深潜观测
西沙海槽长期活跃于南海北部,记录了南海的深部演变过程,有特殊的地质研究意义。基于对西沙海槽的深潜实地考察,发现了槽底平原可分为小型谷、大型对称脊和顶平对称脊等次级地貌,可能是槽坡上较强的重力流和近东西向的槽底等深流共同作用的结果。此外,还发现一些成群分布的小型丘体,推测可能是超压气体释放喷口或者为生物栖居巢穴;西沙海槽生物类型相对单一,数量小,其生物生存条件较为苛刻,为海底中的“沙漠”。该区的泥质沉积中含有异常高压气体,其成因可能是沉积物快速堆积导致。
陈万利
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.005
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 46-55
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西沙石岛末次冰期风成沉积序列新划分及其旋回特征
西沙石岛的风成碳酸盐岩是东亚季风末次冰期的产物,以砂丘与古土壤二元旋回的形式记录了东亚季风气候的干湿变化。利用西石2井钻井岩芯资料结合石岛野外地质剖面的详细考察,对石岛风成沉积序列进行了重新的地层划分,将石岛风成沉积分为三层砂丘与两层古土壤的沉积组合。通过对测年数据及东亚季风末次冰期气候变化特征的分析,认为石岛末次冰期风成沙丘与古土壤记录与黄土高原L1黄土的5个次级气候阶段一一对应,都是对东亚季风末次冰期气候背景下,气候干、湿变化在岁差尺度的沉积响应,是具有稳定周期的气候旋回。
赵强, 许红
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.006
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 56-68
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西沙群岛永乐环礁瀉湖沉积速率及地球化学特征
西沙群岛环礁海底沉积物的沉积速率及其地球化学特征是环礁沉积地貌环境演化研究的重要指标。为了探讨永乐环礁晚全新世以来沉积速率的变化和常量化学元素垂向分布与变化特征,我们在西沙群岛永乐环礁瀉湖内进行了详细的取样,开展了重力柱状样的AMS14C同位素测年和沉积物地球化学分析。永乐环礁晚全新世海底沉积物沉积速率约0.778mm/a;根据沉积物常量地球化学含量测试,CaO含量最高,其次是MgO,其他元素含量均小于1%,可以将常量元素组分分为5类。CaCO3含量和MgO/Al2O3含量比值都非常高,说明本区沉积物的来源主要为生物成因,极少量来自其他物质输入;与晚全新世气候相比,总体上永乐环礁瀉湖沉积速率随SST增加而升高。
刘刚, 何其江, 李亮, 吴时国, 韩孝辉, 王雪木, 蔡观强, 王大伟
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.007
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 69-77
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西沙地区XK-1井主要造礁生物特征及生物礁环境演化
生物礁为南海周边区域重要的油气储层类型,本次基于XK-1井岩心及薄片中主要造礁生物种类、数量、分布规律与生态特征的分析,开展了西沙地区中新世以来碳酸盐岩-生物礁演化过程的研究,并推测了盆地内生物礁的发育特征。研究认为西沙地区中新世以来主要发育珊瑚、钙藻及苔藓虫三类造礁生物,同时,根据其分布特征,结合建立的礁、滩复合体沉积模式将XK-1井中新世以来的沉积环境划分为13个演化阶段。提出伴随着海平面的上升,造礁生物有从珊瑚逐渐向钙藻及苔藓虫演变的趋势,而伴随着海平面的下降,造礁生物又从钙藻和苔藓虫逐渐向珊瑚演变。明确了该区中新世以来发育早中新世三亚组一段沉积时期、晚中新统黄流组沉积时期、上新统莺歌海组沉积晚期至第四纪乐东组沉积时期3个主要造礁期和早中新世三亚组二段沉积早期、中中新世梅山组沉积中期2个次要造礁期。
罗威, 胡雯燕, 王亚辉, 何卫军, 焦祥燕, 张建新
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.008
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 78-90
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采薇平顶海山群的多级山顶平台及成因
基于“海洋六号”实测的全覆盖多波束数据,分析了西太平洋麦哲伦海山链采薇平顶海山群的多级山顶平台地形特征,并结合2015年最新采集的浅剖数据探讨了多级山顶平台成因。多波束数据显示海山群的山顶平台水深为1350~1735m,发育多级山顶平台,平台高差为300~450m。浅剖资料表明海山群山顶平台的沉积物厚度为35~100m。除掉沉积物的厚度差,多级山顶平台的基底依然存在200m以上的高差,说明沉积物厚度的不均一并非是形成多级山顶平台的主要原因。通过对比海山群多级山顶平台地形特征与南海甘泉海台及永暑礁多级水下阶地特征,否定了海平面相对变化是形成海山群多级山顶平台的主要原因。山顶平台周缘发育的碳酸盐岩表明海山曾经位于浅水环境,不同山顶平台的基底应该曾经均位于同一海平面位置,多级山顶平台很可能由垂直相对运动产生。结合区域地质背景和地形特征,认为海山群发育两条西北向正断裂,其中一条断裂倾向东北,另一条断裂倾向西南。
张伙带, 姚会强, 杨永, 张衡
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.009
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 91-97
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古代碳酸盐台地结构与演化
南海南部礼乐盆地上渐新统—下中新统生物礁生长模式及分布规律
生物礁具有良好的油气聚集能力,故一直是石油地质学家关注的焦点。礼乐盆地具有优良的成礁条件,但受限于资料品质,生物礁的研究仅仅处在起步阶段。本文借助重新处理的2D地震数据,利用地质-地球物理精细刻画技术,对礼乐盆地T70—T50时期生物礁进行了精细解剖。研究认为,T70—T60时期是礁体初始发育阶段,T60—T50时期是礁体主发育阶段。盆内可以识别出断棱型和断垒型两种礁体结构模型,其中断棱型又细分为多棱型和单棱型。断棱型是研究区的主要礁体构型。礁体的空间生长表现为侧向退积和垂向加积耦合过程。礁体结构可以细分为6期生长单元,前三期是加积慢退型生长,后三期为快退型生长。礁体的空间展布形态与生长速度受海平面升降、可容纳空间变化和古地貌形态联合控制。
杜学斌, 陆永潮, 裴建祥, 张道军, 段亮, 李祥权, 张亚震, 杨盼
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.010
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 98-107
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礼乐盆地深水区新生代生物礁的发育条件与地震特征
礼乐盆地位于南沙海域东缘,为新生代大型含油气盆地,勘探前景可观。以礼乐-巴拉望地块区域构造事件及古地理演化为指导,结合钻井、拖网等资料,对礼乐盆地地震剖面T100、T70、T50三个关键界面进行了解释,分析了T70、T50两个界面的地震特征及地质意义。论证了在晚渐新世至早中新世南海扩张时期,礼乐-巴拉望地块为远离物源的浅水环境,适宜碳酸盐岩沉积,碳酸盐岩的发育范围较为广泛。通过与邻区巴拉望盆地已证实生物礁对比,分析了礼乐盆地深水区生物礁的地震识别特征及平面展布规律。解决了礼乐盆地深水区是否存在大型储集体的问题,提升了礼乐盆地深水区的勘探潜力,为礼乐盆地下一步的油气勘探提供了有利的依据。
张亚震, 李俊良, 裴健翔, 张道军, 杜艺可, 鲁海鸥, 赵晔
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.011
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 108-117
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南海南部北康盆地中新世碳酸盐台地地震响应及分布特征
以大量高精度2D地震资料分析为基础,对北康盆地碳酸盐台地地震反射特征、演化期次及分布特征开展了系统研究。北康盆地碳酸盐台地自早中新世开始发育,中中新世广泛分布,而从晚中新世开始衰退淹没。中新世碳酸盐台地多为孤立台地,台地边缘常发育断层,台地顶部在地震剖面上多呈现为两条平行和亚平行强反射轴,内部呈杂乱和亚平行空白及弱反射轴,底部则多为一条光滑的平行和亚平行弱反射轴。北康盆地中新世碳酸盐台地发育可以划分为3个期次,第1期台地发育范围大且厚度较薄;第2期台地范围缩小,受到断层控制明显;第3期台地范围进一步缩小直至被淹没。北康盆地中新世碳酸盐台地主要为北东向和北西向,这与周边盆地和现今碳酸盐台地走向一致,其平面分布受到构造隆起和断裂的控制。
鄢伟, 张光学, 张莉, 夏斌, 杨振, 雷振宇, 骆帅兵, 钱星
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.012
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 118-126
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南海西北深水区中新世碳酸盐台地类型及控制因素
开展西沙海域碳酸盐台地识别及模式总结, 不仅具有油气勘探指导意义, 而且能丰富碳酸盐岩沉积学理论.基于高分辨率三维、区域二维地震资料, 利用古地貌分析, 结合碳酸盐岩沉积学类比, 确定了南海西北深水区碳酸盐台地类型及展布, 分析了其演化过程.认为南海西北深水区中中新世开始发育碳酸盐台地, 据构造背景(Ⅰ级)、地理位置(Ⅱ级)将其划分为离岸碳酸盐台地(中中新世)和孤立碳酸盐台地(晚中新世)两大类, 据镶边性(Ⅲ级)和坡度(Ⅳ)进一步细分为:离岸台地镶边岛架、离岸台地缓坡、离岸台地陡坡, 孤立台地镶边岛架、孤立台地缓坡、孤立台地陡坡等亚类.南海西北部台地经历了由西向东的迁移过程.古地貌和海平面变化是该地区碳酸盐台地生长、持续、消亡的两大主控因素, 陆坡隆起控制碳酸盐台地发育范围、规模和迁移方向; 凸起控制碳酸盐台地类型、相带和迁移速度; 半地堑作为外源容纳空间和输出通道而保证了碳酸盐台地发育的“水清”环境; 台地边缘形态决定碳酸盐台地高能相带的分布、类型和规模.海平面上升导致碳酸盐台地由西向东退积, 台地面积减小, 环礁发育程度趋向成熟。
何永垚, 王英民, 王霞, 胡礼国, 姜建群
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.013
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 127-135
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南海北部珠江口盆地深水区碳酸盐岩发育特征及地震识别
由于南海的多次扩张、拉伸、消减运动,在珠江口盆地白云深水区发生了陆架裂陷和海水入侵等地质现象,形成了海相碳酸盐岩生长发育的基础地质条件。对珠江口盆地深水区碳酸盐岩的发育地质背景、地质特征、发育规律、地震响应特征以及深水区灰岩发育的主控因素进行了探讨,结果表明白云深水区主要发育两种类型的碳酸盐台地;古隆起镶边台地以及火山建隆孤立台地。台地沉积主要发育在古隆起周缘、构造高部位、火山隆起周缘,并被钻井所证实。在白云深水区东沙隆起西南缘、云荔低凸起、荔湾凹陷北缘、荔湾凹陷南缘及顺鹤隆起发育典型的生物礁,钻井证实有珊瑚、红藻、苔藓虫等造礁生物。生物礁地震特征具有强的连续反射顶、底界面,丘状反射外形,内部结构或空白、或杂乱,具有前积、加积、退积等层序结构。
周小康, 卫哲, 傅恒, 吴婷婷, 梁杰, 曾驿, 李颖薇
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.014
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 136-148
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南海珠江口盆地深水区混合沉积类型及其形成机制
珠江口盆地是研究深水沉积过程和南海油气勘探的热点区域。利用地震、测井和钻井岩屑等资料,发现珠江口盆地深水区晚渐新世至中中新世期间,发育混合沉积体系。该混合沉积体系岩相主要表现为碳酸盐岩与硅质碎屑以不同比例的混合堆积,垂向岩相变化存在突变式、渐变式和交互式三种递变类型。根据地震反射以及岩相特征,混合沉积体系可划分为4个沉积阶段:第1阶段主要为原位混合沉积,形成渐变式或突变式混合沉积;第2阶段为相缘混合,产生渐变式混合沉积层系;第3、4阶段为间断混合,形成交互式混合沉积。在硅质碎屑沉积为主的背景下,混合沉积由于碳酸盐碎屑的加入,可能会形成潜在的油气储层,对今后深水油气勘探有一定的启示意义。
马本俊, 秦志亮, 吴时国, 米立军, 高微, 王磊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.015
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 149-158
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西沙海区中新世广乐碳酸盐台地的发育演化及其控制因素
南海自海底扩张以来,在南北共轭大陆边缘发育了一系列的新生代碳酸盐台地,且碳酸盐台地分布面积广、厚度巨大。中新世时期,南海西北部陆缘发育有大量的生物礁碳酸盐台地,形成了重要的油气储层。在前期对南海西北部陆缘中新世碳酸盐台地与生物礁识别研究的基础上,结合对西沙海区地震资料与区域地质资料的分析,对广乐碳酸盐台地进行了深入研究。广乐碳酸盐台地位于西沙海区广乐隆起之上,地震反射特征具有分段性特点,自早中新世开始广泛发育,在构造作用控制下,一直持续发育至晚中新世,发育过程中表现出自西向东迁移的特点,最终由于构造沉降加速和西部中南半岛的陆缘碎屑物质注入导致水体环境改变,广乐碳酸盐台地在晚中新世被淹没。
张新元, 吴时国
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.016
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 159-171
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碳酸盐台地地震探测技术
岛礁地震资料特征分析及处理流程——以西沙永乐环礁为例
岛礁为国际科学研究前沿,其内部结构是揭示深海地质演变、古环境古气候变化等科学问题和解决岛礁建设、人造岛礁等工程问题的关键。西沙永乐环礁历经南海地质演变过程,发育了世界最深海洋蓝洞,为我国岛礁研究重点区域,但受限于探测手段和成像方法目前尚未窥得其内部结构。以西沙永乐环礁为例,利用3.125m道间距高分辨地震探测试验数据,开展岛礁地震资料特征分析,探索岛礁地震资料处理流程和岛礁地震处理方法,提升岛礁地震资料信噪比、分辨率和成像准确度,获取反映岛礁内部结构的高精度地震成像剖面。研究结果表明:本文提出的岛礁地震资料处理流程在海底珊瑚礁绕射波偏移归位、岛礁内部浅层结构和深水盆地区域地震同相轴刻画方面具有优势,将为我国下一步的南海岛礁地震资料采集和处理提供借鉴。
张汉羽, 吴时国, 韩孝辉, 刘刚, 陈万利, 刘怀山, 邢磊
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.017
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 172-184
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无井区生物礁储层与流体识别技术在南海西部深水区的应用
南海西部深水区生物礁油气藏潜力巨大,但对生物礁储层的物性、流体识别,前人较少研究,为了更深入地对该区生物礁油气藏进行评估,本次研究采用古地貌控制下地震反射特征点到面对比,识别逐级抬升的松南低凸起区发育了大范围生物礁;深度偏移速度认为生物礁具有顶底面显高速、内部显低速且分布不均的特征;基于Berryman(1992)和Kuster-Toksöz(1974)模型的岩石物理正演模拟和无井反演半定量判断研究区储层为中—低孔隙度生物礁。依据叠前弹性反演,结合Vp/Vs属性异常范围和深度构造的匹配关系,预测含油气范围位于生物礁群的南部。
李明, 邓勇, 范彩伟, 潘光超, 党亚云
doi: 10.16562/j.cnki.0256-1492.2018.06.018
海洋地质与第四纪地质. 2018, 38(6): 185-191
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