中国南海西北部早更新世大陆架边缘斜坡形态的构造与演化：对高频序列结构的启示

《Sedimentary Geology》：Architecture and evolution of early Pleistocene shelf margin clinoforms, northwestern South China Sea: Implications for high-frequency sequence architecture

第四序层序沉积结构及其与陆架边缘轨迹的响应关系研究——以南中国海西北部被动大陆边缘早期更新世为例，通过高分辨率地震数据与钻孔资料结合，揭示5个第四序层序（平均持续160kyr）的陆架边缘轨迹（下降、平缓上升、陡升、回退）与沉积内结构（进积、退积、顶积、底积）的耦合机制，表明海平面波动、沉积物供应与构造活动共同控制了陆架边缘的沉积充填模式，为区域油气勘探提供新思路。

　　在现代地质研究中，对大陆边缘沉积体系的结构变化和高频率沉积界面发展的控制因素仍然存在诸多未解之谜。随着技术的进步，特别是高分辨率地震数据的获取，为深入理解这些沉积体系提供了新的视角。本研究聚焦于中国南海西北部被动大陆边缘的早更新世（2.6至1.8百万年前）沉积序列，利用高密度、高分辨率的二维地震数据和钻井资料，探讨了其高频率序列的内部结构特征及沉积边缘轨迹的变化模式。

研究区域位于中国南海西北部的琼东南盆地，该盆地总面积约为4×10^4平方公里，地处红河断裂带以西，珠江口盆地以东。盆地的水深在研究的外陆架区域变化范围为90至200米，而在深水坡地区则从200米逐渐增加至2500米。这种水深变化为研究沉积边缘轨迹及其与沉积体系结构之间的关系提供了独特的地理背景。通过分析该区域的地震数据，研究团队识别出了五个高频率沉积序列，每个序列的持续时间约为160千年，属于第四纪的第四阶序列。这些序列表现出不同的内部结构特征，并与四种沉积边缘轨迹类型相关联：下降型、轻微上升型、陡峭上升型和回退型。

研究发现，沉积边缘轨迹的变化与沉积体系内部结构之间存在密切的关联，这种关联反映了沉积空间中容纳空间（accommodation）与沉积供给（sediment supply）之间的动态平衡。在高频率海平面变化的背景下，沉积边缘轨迹的形态不仅受到海平面波动的影响，还受到气候、沉积供给以及构造活动的共同作用。因此，理解这些沉积边缘轨迹的演变对于预测沉积体系的形成过程和分析古气候演变具有重要意义。

在早更新世时期，海平面波动的幅度较小且对称性较强，这导致了沉积体系中退积阶段系统地层（falling-stage systems tract, FSST）的主导地位相对减弱。与之相反，在晚更新世，由于海平面变化幅度更大，退积阶段系统地层的特征更为明显。研究中提到的反向沉积单元（transgressive and regressive units）的保存状况良好，表明在这一时期沉积供给充足，且容纳空间的形成过程受到一定的控制。这些沉积单元的特征为识别和分析早更新世沉积体系提供了重要的依据。

在研究中，团队还强调了高频率沉积序列的内部结构特征受到多种因素的影响，而不仅仅是海平面变化。例如，构造活动可能通过改变盆地的沉降速率，影响沉积边缘轨迹的形态和位置。同时，沉积供给的变化也可能导致沉积体系的结构出现显著的局部差异。这些因素的综合作用使得沉积边缘轨迹的识别和分析变得复杂，尤其是在研究区域相对较小的情况下，局部因素可能对沉积序列的对比产生重要影响。

通过分析高分辨率地震数据，研究团队建立了早更新世沉积序列的第四阶框架，并明确了沉积边缘轨迹与沉积体系内部结构之间的关系。这一研究框架不仅有助于识别沉积体系中的不同系统地层（如低水位系统地层、高水位系统地层、过渡水位系统地层和退积阶段系统地层），还为理解沉积过程提供了新的视角。此外，研究还揭示了早更新世时期沉积边缘轨迹的演变模式，为后续研究提供了重要的参考。

研究还指出，沉积边缘轨迹的变化模式与沉积体系内部结构之间存在复杂的相互作用，这种相互作用在不同地质时期可能表现出不同的特征。例如，在高频率海平面波动的背景下，沉积边缘轨迹的变化可能更加敏感，而构造活动的介入则可能改变这一变化的路径和速度。因此，研究沉积边缘轨迹与沉积体系结构之间的关系，不仅有助于理解沉积过程，还能够为资源勘探和古气候重建提供重要的信息支持。

在数据处理方面，研究团队采用了高密度的地震数据，每个地震剖面的采样间隔为2米，数据经过零相位处理，以提高分辨率和准确性。研究区域的地震数据覆盖面积约为7000平方公里，包括32条二维地震剖面，总长度达到200公里。这些数据为识别和分析沉积边缘轨迹提供了坚实的基础。同时，团队还结合了钻井资料，进一步验证了地震数据的可靠性，并为沉积体系的结构特征提供了更多的细节。

研究还强调了在沉积体系分析中，沉积边缘轨迹的识别和解释是一个关键环节。沉积边缘轨迹不仅能够反映海平面的变化，还能够提供关于沉积供给和构造活动的重要信息。然而，由于沉积边缘轨迹在许多沉积环境中可能受到侵蚀或缺失，这给研究带来了挑战。因此，研究团队通过高分辨率地震数据和钻井资料的综合分析，尽可能地还原了沉积边缘轨迹的原始形态，并对其变化模式进行了详细探讨。

此外，研究还探讨了早更新世时期沉积边缘轨迹的演变与沉积体系结构之间的关系。研究发现，沉积边缘轨迹的变化模式与沉积体系内部结构特征之间存在紧密的联系，这种联系在不同的地质时期可能表现出不同的特征。例如，在海平面波动较为频繁的时期，沉积边缘轨迹的变化可能更加显著，而在海平面变化较为平缓的时期，沉积边缘轨迹的变化可能更加稳定。因此，理解沉积边缘轨迹的变化模式对于分析沉积体系的形成过程和演化历史具有重要意义。

在结论部分，研究团队指出，早更新世时期琼东南盆地的沉积序列由五个第四阶序列组成，分别标记为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4和SQ5。这些序列的内部结构特征与沉积边缘轨迹的变化模式密切相关，反映了沉积空间中容纳空间与沉积供给之间的动态平衡。研究还强调了沉积边缘轨迹的识别和分析在理解沉积过程中的重要性，特别是在高频率海平面波动的背景下。同时，研究团队还指出了沉积边缘轨迹的变化模式可能受到多种因素的影响，包括海平面波动、气候、沉积供给和构造活动等，这些因素的综合作用使得沉积体系的结构特征呈现出复杂的多样性。

总之，本研究通过高分辨率地震数据和钻井资料的综合分析，揭示了早更新世时期琼东南盆地沉积序列的内部结构特征及其与沉积边缘轨迹变化之间的关系。研究不仅为理解沉积过程提供了新的视角，还为资源勘探和古气候重建提供了重要的信息支持。同时，研究还强调了沉积边缘轨迹的变化模式可能受到多种因素的影响，这些因素的综合作用使得沉积体系的结构特征呈现出复杂的多样性。