【好文共享】珠江口盆地白云凹陷碎屑岩—碳酸盐岩混源型深水峡谷体系特征与控制因素

科技   2024-07-23 17:36   甘肃  

柳保军1,2,张向涛1,2,颜晖1,2,吴宇翔1,2,谢世文1,2,石宁1,2,陈淑慧1,2,向绪洪1,2

1. 中海石油深海开发有限公司,广东 深圳 5180542. 中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东 深圳 518054




深水峡谷体系作为从陆架边缘搬运粗粒沉积物到深海区的重要通道和粗粒沉积物沉积区,是目前油气勘探开发和深水沉积过程研究的热点。白云凹陷在晚渐新世以来发育古珠江三角洲体系供源的珠江深水扇系统,陆架坡折带控制了陆架边缘三角洲和深水水道—朵叶体砂岩储层的分布,已有的钻探结果揭示出商业可开发天然气储量的90% 集中在中浅层系的珠江组下段,主要为陆架边缘三角洲及其下方的深水扇重力流水道/朵叶体砂岩储层;这些油气发现集中分布在珠江组下段SQ21.0 层序陆架坡折带及其下方的继承性鼻状构造带上(图1),以构造和构造—岩性油气藏为主,陆架坡折带东西区油气藏分布特征具有明显的差异性,白云凹陷东区为泥质水道下切形成的深水扇砂岩构造—岩性复合天然气藏,而西区主要为陆架边缘三角洲砂岩构造及构造—岩性油气藏。已有学者对白云凹陷东区峡谷水道体系的形态、内部结构和剖面形态进行了描述,并识别出了水道、水道天然堤和水道—朵叶复合体3 类沉积结构,初步探讨了其源汇响应关系等控制因素,并建立了相应的成因模式,揭示白云东区SQ21.0 层序发育陆架边缘坡折带控制下的低位陆架边缘三角洲、陆坡水道、水道化朵叶体和深水扇席状体等陆架边缘—陆坡体系沉积结构单元,为该区发育峡谷水道体系的典型层序。目前,针对该峡谷水道体系的研究存在一个关键问题:主要的供源体系究竟是古珠江三角洲体系还是古珠江和东沙台地双物源供给?如果是双物源供给,碎屑岩和碳酸盐台地物源如何供给峡谷水道体系,峡谷体系演化特征如何,主要的控制因素又是什么?


图1 白云深水区古珠江三角洲与东沙隆起台地供源下的陆架边缘—峡谷体系响应特征图

论文基于层序地层格架下陆架—陆坡体系源汇过程研究思路,利用横跨陆架坡折带到陆坡区的连片高精度三维地震和钻井,采用四分体系域方法开展珠江组下段SQ21.0层序多期陆架边缘三角洲与峡谷体系的识别、陆架坡折带构造地貌和源汇系统构建,以揭示古珠江三角洲与东沙隆起双物源供给下的峡谷水道差异响应特征,探讨其深水扇岩性圈闭勘探潜力。                                             

珠江口盆地位于中国南海北部,是在前古近系基底上发育起来的新生代大型陆缘张裂型含油气盆地;受NE向断裂主控,与NWW向断裂共同控制,盆地整体呈现“南北分带、东西分块、三隆三坳”的构造格局。白云凹陷为珠二坳陷带内的次级负向构造单元,白云凹陷面积超过20 000 km2,受北部的番禺低隆起、西南部的顺鹤隆起、东南部的云荔低隆起和东部的东沙隆起4 个正向构造单元围限,呈现NE 向展布,由白云东低凸、云中低凸分隔成白云东洼、白云主洼、白云西洼和白云南洼4 个次级洼陷,与南部荔湾凹陷一起位于陆坡深水—超深水区。白云凹陷内部的充填以新生代地层为主,局部厚度超过13 km,自下而上分别为始新世文昌组—恩平组,渐新世珠海组,中新世珠江组、韩江组和粤海组,上新世万山组以及第四纪地层(图2)。

图2 珠江口盆地白云深水区新生代地层充填序列图

作者应用四分体系域层序地层学理论方法详细解剖珠江口盆地白云凹陷东区陆坡峡谷水道体系,揭示出:

(1)强制海退期—低位期(21.0 Ma 左右)为碎屑岩沉积作用为主,受控于古珠江三角洲和东沙隆起滨岸两大物源体系、陆架边缘坡折带和陆坡微地貌控制,在陆坡下方形成直线型—面流型的富砂深水重力流峡谷水道沉积体系。

(2)海侵期陆源碎屑物源供给退缩、海侵作用增强导致陆坡陆源碎屑岩重力流衰弱,而东沙隆起区碳酸盐岩礁滩的大规模发育,特别是19.1 Ma 左右东沙隆起主长礁期,台地边缘礁滩广泛发育,大量碳酸盐岩碎屑被打碎、带到陆坡区,受单一碳酸盐岩物源及稳定的峡谷通道等微地貌控制,海侵期从陆架边缘到陆坡区形成规模巨大的碳酸盐岩侵蚀充填型峡谷水道体系。

(3)碎屑岩型峡谷水道发育时,陆架坡折带附近的大规模侵蚀下切出现在强制海退早期;而碳酸盐岩型峡谷水道发育时,受控于生物礁形成的陡坡和高物源供给条件,大规模下切侵蚀则出现在海侵期,同时,高位期也有一定规模的碳酸盐岩碎屑从台地区搬运至深水陆坡区。

(4)该沉积演变也反映出23.03 Ma 事件(白云运动)导致该区强烈的沉降特征,体现出古珠江陆架边缘三角洲和碳酸盐岩台地等两大物源供给体系相互作用及陆架坡折带控制下的巨型陆坡峡谷水道体系混源性沉积响应特征。南北向展布的泥质/灰质大型峡谷体系切割东西向展布的鼻状构造带形成大型岩性圈闭群,成为近期深水区构造—岩性油气勘探新领域。


该成果受国家重大科技专项(编号:2016ZX05026-003-003)和中海石油深海开发有限公司承担“十四五”重大科技项目(编号:KJGG2022-0102)资助,已经在《地球科学进展》2024年第5期发表。

柳保军, 张向涛, 颜晖, 等.珠江口盆地白云凹陷碎屑岩—碳酸盐岩混源型深水峡谷体系特征与控制因素[J].地球科学进展,2024, 39(5): 532-548. DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2024.037.


图3 白云凹陷古珠江三角洲—东沙隆起双物源供给下的层序结构特征

图4 白云深水区混源型峡谷体系典型特征

图5 碎屑岩物源主控陆坡峡谷体系形态与充填特征

图6 混源型峡谷体系地震剖面沉积结构特征

(a)上陆坡峡谷体系结构特征剖面;(b)中陆坡峡谷体系特征剖面;(c)和(d)下陆坡峡谷体系结构特征剖面,位置见图5 和图7

图7 碳酸盐岩物源主控陆坡峡谷体系形态与充填特征

图8 白云凹陷珠江组下段重矿物组合特征

图9 白云凹陷珠江组下段沉积年代与岩石物质组成特征

(a)H1 综合柱状图;(b)H5 井综合柱状图;(c)H1 井1 419 m藻黏微晶藻屑灰岩,藻屑(RH)和有孔虫(FO)分布在造礁骨架之间(-);(d)H5 井2 176.1 m有孔虫和藻屑(-),孔隙发育较差,连通性差;(e)H5 井2 217.5 m生屑灰岩和钙质砂岩,生屑以有孔虫为主,见少量藻屑(-);(f)H5 井2 217.5 m处见有孔虫、红藻碎片和碎屑颗粒紧密接触(+);(g)H5 井2 218.5 m细长石岩屑砂岩,孔隙发育好,连通性中等(-);(h)H5 井2 218.5 m有孔虫及少量白云石分布在碎屑颗粒之间(-)

图10 SQ21.0 古地貌特征图与主要沉积单元叠合图

图11 碳酸盐岩生物礁及灰岩峡谷水道发育特征图

(a)灰质峡谷充填源汇响应特征图;(b)灰岩峡谷体系内部地震反射结构特征

图12 白云东区储层及岩性圈闭发育模式图


--结束--


《地球科学进展》是由中国科学院西北生态环境资源研究院和国家自然科学基金委员会地球科学部联合主办的综合性、学术性刊物,主编傅伯杰院士。期刊多年被国家科技部评为中国精品科技期刊,2023年入选中国地学领域高质量科技分级目录T1区,被《中文核心期刊要目总览》《中国科学引文数据库核心版》(CSCD)、Scopus、EBSCO、美国化学文摘(CA)等国内外重要数据库收录。发文领域涉及:地质科学、大气科学、海洋科学、地理科学、环境科学、地球化学、地球物理学和空间科学等。

《地球科学进展》编辑部

E-mail: adearth@lzb.ac.cn

电 话:0931-8762293

QQ群:114723517

网址:http://www.adearth.ac.cn


“阅读原文”一起来充电吧!

地球科学进展
发布刊物相关信息,为同一领域的科学家提供便捷的交流平台。
 最新文章