南海上中新世深水水道识别及成因探讨

2014-12-01严文芬尹俊

长江大学学报(自科版) 2014年32期

严文芬，尹俊

（中石化勘探南方分公司，四川成都610041）

珠江口盆地是中、新生代时期发育的被动大陆边缘断陷盆地，自北向南依次划分为北部断阶带、北部拗陷带、中央隆起带、南部拗陷带和南部隆起带等5个次级构造单元。白云凹陷位于珠江口盆地南部拗陷区，它是一个长期继承性发育的封闭与半封闭拗陷，拗陷面积约25500km2，沉积厚度大于11100m。最近在对南海白云凹陷的油气勘探中，在上中新世地层中发现了一系列海底水道。研究区主要位于珠江口盆地白云凹陷陆坡深水区，主要研究上中新统地层中的水道，由于区内钻井较少，笔者主要基于地震资料，提取均方根振幅属性图来刻画水道形态，并探讨了水道成因及演化模式。

图1 珠江口盆地深水水道形态

1 深水水道形态

深水水道作为油气勘探中重要的储集体，已经越来越引起人们的重视。对于深水水道的研究最常用的手段就是借助于地震剖面进行识别，因此地震是识别深水水道的有效途径，笔者基于高分辨率2D、3D地震资料，提取均方根振幅属性图来刻画水道形态。在珠江口盆地陆坡区深水盆地中识别出上中新世多条深水水道体系（见图1）。

限于3D地震资料的局限性，只能看到水道的中部和下部。

水道中部表现为 “U”字形，水道能量有所减弱，下切侵蚀作用不明显。水道在迁移摆动的过程中向凹岸侵蚀，在凸岸沉积，导致弯曲度明显增加。在地震剖面上表现为在原有连续地层基础上的下切和侧向连续侵蚀形成地堑状构造；在主水道两侧发育有堤坝，连续性较好，从水道中央轴线向两侧方向下倾，反射较弱（见图1①～④剖面）。

水道下部呈 “V”字形，由于受浊流能量、地形和其他因素影响，水道弯曲度降低，但是下切侵蚀作用再次增强。水道右侧侧向加积体发育十分明显，并且振幅相对较强，说明水道在浊流消亡的末期仍然有强烈的侧向侵蚀能力（见图1⑤～⑥剖面）。这些水道具有平面上由北向南由宽变窄，垂向上由浅变深再变浅的特点。

2 深水水道成因探讨

在过去的几十年里，通过常规3D地震资料和露头识别出许多深水水道的曲流特征，也提出了许多理论来解释这种特征。目前，关于深水水道的成因与迁移类型，人们提出了2种普通理论。一种理论认为，海底曲流水道与河道类似，尽管它们是沉积在不同的环境中；另一种理论认为，海底曲流水道的形成过程与河道明显不同，深水水道为重力流沉积，而河道为牵引流沉积，两者沉积力学机制完全不同。

笔者尝试对这些水道成因作出解释。按照Vail层序地层学的观点，深水水道一般形成于海平面下降时期，由于河流回春作用在陆坡区水道下切侵蚀使下伏地层形成大型的下切沟谷。珠江口盆地在10.5Ma左右时期，发生了一次大规模的滑塌作用，形成了大规模的重力流。珠江口盆地中上新世深水水道为重力流体系，由泥石流沉积、浊积水道－天然堤复合体及海相泥岩等组成，是典型的侵蚀型水道，是在海平面明显下降期侵蚀下切，随后在海进时期被充填形成的，它们沿陆架斜坡前缘带平行于岸线发育，形成壮观的环带状下切谷和重力流体系。

这种说法能很好的解释侵蚀型水道的成因。但对于有些继承性的水道很难解释清楚。水道形成后会不断的迁移摆动（见图2），水道不断侧向迁移，从水道形成期到现今的海底都能见到水道的下切形象。这种水道为继承性成因的水道，由于缺乏沉积物的供给，水道一般为泥质沉积。与深水水道形成有关的几个可能因素包括：深海海底地形、海底坡度、沉积物密度、输送体系性质以及流体流经水道的频率和速度等。

图2 珠江口盆地侧向迁移型水道

3 深水水道沉积模式

深水水道形成后，在陆架区，水道下切侵蚀下伏老地层，形成低弯度的侵蚀型水道，以天然堤发育处为上部边界。在陆坡区，当天然堤开始出现，水道演化进入反复切割充填阶段，水道的侧向侵蚀现象不明显，由于有天然堤的限定性作用，水道形成于一个相对封闭的环境，以发育多个宽浅的垂向加积型水道为特征（见图3）。当水道进入深海平原后，天然堤不发育，水道形成于非限制性环境，水道发生急剧的侧向迁移，形成多个侧向迁移型的小型水道。图2中的4条水道不断地侧向迁移，不断地继承发育。即便是在现今的海底，依然能看见大型的水道。

图3 珠江口盆地垂向加积型水道

深水水道沉积多发育于被动大陆边缘陆坡位置，上部连接峡谷，下部连接朵叶体和席状砂（见图4）。在地震剖面上表现为水道底部强振幅反射；侧翼侧向加积，呈叠瓦状反射；这些浊积水道主体是由砂岩充填，可以作为有利储层，同时深水水道深入深海泥岩中，具有良好的烃原岩和盖层条件，具有良好的油气勘探前景。但后期继承性成因的水道由于基本以泥质沉积为主，不具备作为良好储层的条件，勘探潜力不大。