综述:来自大陆源区的沉积物向大陆架内盆地的输送:质量平衡、控制因素及层序地层学(阿拉伯板块,白垩纪)

《Earth-Science Reviews》:Sediment export from continental source areas to Intra-Shelf Basins: Mass balancing, controls and sequence stratigraphy (Arabian Plate, Cretaceous)

【字体: 时间:2025年11月22日 来源:Earth-Science Reviews 10

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  定量分析阿拉伯板块白垩纪陆源区向陆架内盆地沉积物输运,揭示砂前缘迁移(最大+200公里陆架推进,-100公里 континент???ward退缩)、沉积物供应速率在1.3-10 Myr尺度上达14:1差异,主导因素为陆源区构造重组(周期性大型抬升、区域断层活动),而非海平面变化。沉积供应波动导致陆架沉积体系推进/后退,低stand侵蚀概念需谨慎应用。气候变化(低纬度)通过改变陆源碎屑比例影响沉积充填。

  本研究围绕沉积物供给的量化理解、关键机制以及在碎屑岩序列地层学中的常用理论展开。文章以阿拉伯板块上的白垩纪源-汇系统为研究案例,通过详尽的地质数据分析,探讨了大陆源区向陆架盆地的沉积物输送过程。该系统拥有超过1500口井的地下数据,覆盖面积达1700×1500公里,为研究提供了独特的数据支持。研究发现,沉积物供给的时空变化对陆架顶部的沉积系统具有重要影响,其变化程度与全球海平面变化周期相当,甚至更显著。这表明,在地层学分析中,不能简单地将沉积物供给的变化归因于海平面变化,而应考虑更复杂的地质过程。

在阿拉伯板块的白垩纪沉积系统中,沉积物供给的变化呈现出显著的不均衡性。通过对沉积物输入量和速率的分析,研究人员发现,在某些时间区间内,沉积物输入量与输出量的比例可达14:1。这种差异表明,沉积物供给的动态变化在塑造陆架沉积系统方面发挥了关键作用。例如,在特定的地质时期,沉积物输入量的增加可能导致陆架顶部沉积系统的前积(progradation),而输入量的减少则可能引发后积(retrogradation)。这种现象与许多传统地层学研究中认为的海平面变化主导的沉积模式有所不同,提示我们需要重新审视沉积系统演化与海平面变化之间的关系。

研究还指出,沉积物供给的动态变化主要受到大陆源区结构变化的影响。例如,周期性的大规模隆起、区域性的块体断层活动以及走滑断层的发育都会显著影响沉积物的输送路径和速率。这些地质过程不仅改变了沉积物的供给模式,还对沉积系统的分布和演化产生了深远影响。因此,在进行地层学分析时,必须充分考虑这些结构性因素,而不仅仅是依赖于海平面变化的理论模型。

此外,研究强调了沉积物供给与气候条件之间的关联。在白垩纪低纬度地区的某些时期,沉积物输入量的变化与中等强度的气候波动密切相关。这种气候-沉积物供给的相互作用可能影响到沉积系统的稳定性、沉积物的搬运效率以及最终沉积物的堆积模式。因此,在解释沉积系统演化时,结合气候数据可能是提高分析准确性的关键。

在传统地层学研究中,常常将沉积物供给的变化视为与海平面变化无关的独立变量。然而,本研究提出,这种假设可能导致对沉积系统演化过程的误解。例如,低海平面期的沉积物供给模式可能与高海平面期存在显著差异,而这些差异可能被误认为是海平面变化的直接结果。因此,研究人员需要更加谨慎地评估沉积物供给的动态变化,特别是在缺乏直接海平面数据的情况下。

沉积物供给的动态变化还影响了沉积系统内部的沉积边界迁移。例如,砂前缘轨迹(sand front trajectories)的分析显示,砂前缘在盆地向内迁移时可达200公里,而在大陆向内迁移时则可能减少至100公里。这种迁移模式不仅反映了沉积物供给的时空变化,还可能揭示出大陆源区与盆地之间的相互作用。因此,砂前缘轨迹可以作为评估沉积系统演化的重要工具,但其解释必须结合具体的沉积物供给数据,而不仅仅是基于海平面变化的假设。

在进行沉积系统演化分析时,研究人员通常依赖于沉积物供给的定量数据。这些数据可以通过多种方法获取,例如井数据、地震剖面分析以及三维建模。通过这些方法,研究人员可以更准确地追踪沉积物供给的变化趋势,并评估其对沉积系统的影响。然而,获取这些数据往往需要大量的地质调查和数据整合,这在大规模、长期的沉积系统研究中可能是一个挑战。

研究还提到,沉积物供给的变化可能与沉积系统的构造演化密切相关。例如,在某些地质时期,大陆源区的构造活动可能导致沉积物供给的显著增加或减少。这种构造控制的沉积物供给模式可能与海平面变化的周期性不同,因此在进行地层学分析时,需要综合考虑构造活动和气候条件的影响。这提示我们,在解释沉积系统演化时,不能仅依赖于单一因素,而应建立一个更全面的模型,以反映沉积物供给的多因素控制。

在阿拉伯板块的白垩纪沉积系统中,研究人员还发现,沉积物供给的变化可能与沉积系统的内部结构变化有关。例如,沉积物的输入速率可能影响沉积系统的垂向沉积模式,而这种模式又可能与沉积物的搬运路径和沉积环境密切相关。因此,在进行沉积系统分析时,必须结合沉积物供给的定量数据,以更准确地解释沉积物的分布和演化。

研究进一步指出,沉积物供给的变化可能对沉积系统的储层质量产生重要影响。例如,在某些地质时期,沉积物输入量的增加可能导致储层的压实程度降低,从而提高储层的渗透性和孔隙度。相反,沉积物输入量的减少可能导致储层的压实程度增加,从而降低储层的质量。因此,在进行油气勘探和开发时,了解沉积物供给的变化趋势对于评估储层潜力具有重要意义。

综上所述,本研究通过对阿拉伯板块白垩纪源-汇系统的深入分析,揭示了沉积物供给在塑造陆架沉积系统中的关键作用。研究强调,沉积物供给的变化不仅受到海平面变化的影响,还受到大陆源区构造活动和气候条件的共同控制。因此,在进行地层学分析时,必须综合考虑这些因素,以更全面地理解沉积系统的演化过程。这为未来的沉积系统研究提供了新的视角和方法,有助于提高地层学分析的准确性和实用性。
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