构造活动影响的边缘海陆架层序构型:以南海莺歌海盆地东部中新统为例

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Sedimentary Geology 2.7

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  本研究针对半封闭边缘海陆架层序构型认知不足的问题,通过三维地震、测井和岩心数据联合分析,揭示了南海莺歌海盆地中新统7个三级层序的构型特征,提出受坡折带几何形态、海平面变化和物源供给共同控制的3类层序模式(A1、A2、B),为构造活跃区边缘海沉积体系研究提供了新范式。

  

边缘海陆架作为连接陆地与深海的过渡带,其沉积记录蕴含着构造-气候-沉积耦合作用的关键信息。传统层序地层学理论主要基于被动大陆边缘建立,而半封闭边缘海受构造活动、多物源供给和复杂地形影响,其层序构型规律长期存在认知空白。南海莺歌海盆地作为典型的构造活跃型边缘海盆地,其中新统沉积体系如何响应构造-海平面协同控制,成为沉积学界亟待破解的科学难题。

针对这一挑战,中国科学院地质与地球物理研究所联合团队在《Sedimentary Geology》发表研究,通过整合三维地震数据、测井曲线和岩心分析,对莺歌海盆地东部中新统开展高精度层序地层解析。研究创新性地识别出7个三级层序(SQ1-SQ7),并首次提出基于坡折带空间配置与相对海平面关系的三类层序构型分类方案,揭示了构造活动背景下边缘海沉积体系的独特响应机制。

关键技术方法包括:1)基于地震反射终止特征的层序界面识别;2)结合测井相与岩相分析的体系域划分;3)坡折带几何参数定量表征;4)南海区域海平面变化曲线对比。研究数据源自盆地内12口钻井和覆盖面积达1500 km2
的三维地震数据体。

层序格架与沉积体系配置
通过地震地层学分析,中新统被划分为7个三级层序(SQ1-SQ7),对应黄流组和梅山组。各层序界面表现为区域性的下超终止或削截特征,内部体系域发育完整,包括早期低位(LST1
)、晚期低位(LST2
)、海侵(TST)和高位体系域(HST)。

三类层序构型模式
研究提出创新性分类:
1)A1型(黄流组及梅一段):以盆缘多级坡折带和盆内次级坡折为特征,海平面下降幅度超过盆内坡折高差。发育完整的重力流主导型LST1
(含峡谷充填复合体)和三角洲进积型LST2

2)A2型(梅二段):仅保留盆缘主坡折带,海平面波动限于坡折高差范围内,TST发育生物礁建造;
3)B型(梅三段):构造稳定期形成的缓坡型层序,以广泛分布的滨岸砂体和浅海泥岩互层为特征。

构造-沉积耦合机制
盆地东缘走滑断裂带控制坡折带差异性发育:断裂上盘形成陡坡型A1层序(坡度达3.5°),下盘发育缓坡型B层序(坡度<1°)。海平面下降期,A1型层序中重力流沉积占比达45%,显著高于全球被动大陆边缘平均值(约20%),揭示构造活动对沉积物搬运路径的强烈改造。

该研究建立了首个边缘海构造活动区的层序构型分类标准,阐明坡折带几何形态是控制体系域空间配置的首要因素。理论突破在于揭示:1)多级坡折带导致层序构型分异;2)构造活动增强重力流沉积占比;3)走滑断裂控制沉积可容空间非均质性。成果为南海深水油气勘探提供新的地层预测模型,并为全球类似构造背景下的层序地层学研究提供重要参考。

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