综述:具有构造继承性的欠充填裂谷盆地中陆架边缘过程与深水系统的变异性(爱尔兰近海豪猪盆地)

【字体: 时间:2025年07月26日 来源:Earth-Science Reviews 10.8

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  这篇综述运用定量三维地震地层学(QSS)方法,揭示了豪猪盆地(Porcupine Basin)古近纪陆架边缘演化特征,重点探讨了低沉积物供给(low-supply)条件下构造继承性(structural inheritance)对陆架边缘结构(shelf-margin architecture)和沉积物转移机制(sediment transfer mechanisms)的控制作用,为裂谷盆地深水油气勘探提供了新见解。

  

陆架边缘过程与深水系统的变异性研究

地质背景
位于爱尔兰近海的豪猪盆地是一个典型的欠充填裂谷盆地,形成于晚古生代至侏罗纪的多期裂陷事件。盆地呈南北走向,面积约44,000 km2,被基底隆起分隔为北豪猪盆地和主盆地两部分。研究聚焦于古新世-中始新世(约61-33.7 Ma)的陆架边缘沉积体系,这一时期盆地处于裂后热沉降阶段(post-rift II),发育于温室气候条件下。

研究方法
研究采用创新的定量三维地震地层学(Quantitative 3D Seismic Stratigraphy, QSS)方法,对覆盖面积达16,566 km2的四块三维地震数据体进行全体积解释。通过生成高密度等时地层格架(约500层/数据体),识别出15个进积型斜坡体(clinothems),并定量测量了陆架边缘轨迹角(Tse)、斜坡梯度(αc)等关键参数。结合地震地貌学技术,对浅海沉积系统和深水沉积系统进行了分类。

主要发现

  1. 陆架边缘结构特征
    陆架边缘整体呈现低进积速率(平均2.15 km/Myr),发育于低沉积物供给条件下。识别出三种陆架边缘结构类型:
  • 下降型轨迹(Falling shelf-edge trajectory):Tse为负值,At/Ab≈0,指示强制海退
  • 平坦型轨迹(Flat shelf-edge trajectory):0°<>se<1°,At/Ab=0.5-1.5
  • 上升型轨迹(Rising shelf-edge trajectory):Tse>1°,At/Ab=1-3
  1. 沉积过程与深水系统
    浅海沉积系统以波浪主导(W)为主(56%),其次为波浪主导-河流影响(Wf,42%)。深水系统可分为三类:
  • Type 1:非限制性斜坡席状体,与波浪主导海岸线相关
  • Type 2:块体搬运沉积(MTDs),主要发育于陡坡(平均坡度4.73°)
  • Type 3:短程浊积系统,与河流影响海岸线相关
  1. 构造继承性的控制作用
    研究发现斜坡梯度与海岸过程呈现反常关系:波浪主导区域坡度更陡(达6.45°),而河流影响区域坡度较缓。这被解释为裂谷地形(rift topography)的继承性控制超越了沉积过程的影响。盆地两侧的构造翼部通过形成陡坡地形,促进了浊积系统的长程输运(最远15 km)。

科学意义
该研究揭示了在低沉积物供给条件下,裂谷盆地的构造继承性对陆架边缘结构和沉积物分配机制具有主导控制作用。这一认识挑战了传统认为河流过程形成陡坡、波浪过程形成缓坡的观点,为理解低供给型陆架边缘系统提供了新框架,对深水油气勘探具有重要指导价值。

应用前景
研究成果不仅适用于豪猪盆地的油气勘探,也可推广至全球类似构造背景的盆地。特别是在碳捕获与封存(CCS)领域,对深水储层分布规律的深入认识将助力能源转型。未来研究可结合更高分辨率的数据,进一步揭示构造-沉积相互作用细节。

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