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当期目录

    2022年 第28卷 第5期    刊出日期:2022-10-20
    上一期   
    南海海洋地质、构造与油气资源专辑
    琼东南盆地深水区源—储共控的天然气成藏模式
    甘 军, 张迎朝, 杨希冰, 罗 威, 熊小峰, 李 兴, 梁 刚
    2022, 28(5):  635-643. 
    摘要 ( 219 )   PDF (6166KB) ( 293 )  
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    琼东南盆地深水区天然气成藏过程复杂。通过开展区域构造—沉积演化、烃源岩—储层识别评价及油气运聚等多方法的综合性研究,明确了中央拗陷天然气来源、优势成藏组合及区带。研究表明,崖城组三角洲的发育规模及古地貌控制了煤系和陆源海相烃源岩的分布,形成了生气为主、油气兼生的渐新统陆源海相烃源岩;受早渐新世三角州分布、中中新世以来沉积充填速率及水深变化的控制,预测中央坳陷南斜坡及松南低凸起区优质烃源岩规模更大,且储层在相同的海拔深度条件下,相比北部陡坡带势能较低,油气输导能力更佳。深水区崖城组优质海相烃源岩、大型三角州砂岩输导体及低流体势区的耦合分布控制了天然气初次运移的优势方向,中央坳陷南部斜坡及低凸起是下一步大中型气田的突破方向。
    琼东南盆地深水区构造演化及东西段构造差异对比
    贺婉慧, 汪 伟, 尹宏伟, 刘绍文, 朱继田, 熊小峰
    2022, 28(5):  644-654.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022042
    摘要 ( 421 )   PDF (6938KB) ( 270 )  
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    以琼东南盆地为研究对象,在地震资料构造解释的基础上,选取琼东南盆地6条典型剖面,采用面积守恒法对其进行平衡剖面的恢复,计算出各个剖面在不同时期的拉张量以及拉张率,以此为基础对琼东南盆地的构造演化过程及区域性差异进行了定性以及定量分析。研究表明,在琼东南盆地中部位置,水平拉张率显著减小并较为稳定,表明盆地内部的打开是均匀的;琼东南盆地新生代的构造演化分为四个阶段,65~33.9 Ma: 盆地伸展活动开始;33.9~23 Ma: 盆地伸展活动增强并达到顶峰;23~10.5 Ma: 伸展活动明显减弱,发育了少量继承性断层;10.5~0 Ma: 平静沉积,基本没有断裂活动。琼东南盆地东西段构造样式存在明显差异,盆地西部断裂数量较少,单一断层断距大,有利于油气从烃源岩向内部储层运移填充,上部形成良好的盖层,防止油气的逃逸;盆地东段地堑内部发育较多断裂,断裂期次多、组合复杂,沉积盖层厚度薄,不利于油气的保存。基底性质和先存断裂影响着琼东南盆地东、西部的构造演化。
    基底非均一性对琼东南盆地新生代构造变形差异的影响: 来自物理模拟实验的启示
    杨庚兄, 尹宏伟, 汪 伟, 贾 东, 朱继田, 熊小峰
    2022, 28(5):  655-668.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022037
    摘要 ( 243 )   PDF (7442KB) ( 130 )  
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    琼东南盆地位于南海北部大陆边缘西北部,是新生代形成的北东向伸展盆地,其断裂走向、次级凹陷分布方向、构造样式等在东西部表现出明显差异。文章采用构造解析与构造物理模拟相结合的方式,探究先存的中生代构造几何形态及基底性质差异对琼东南盆地东西部构造差异性演化的控制作用。实验结果表明:(1)先存构造薄弱带几何边界分布方向与区域伸展方向共同控制了琼东南盆地主要断裂的走向以及断裂构造样式。由于先存构造薄弱带边界方向存在东西差异,在早期NW向拉伸阶段(Tg-T80)盆地断裂系统在东西部就已表现出明显的分段特征。西部由于垂向拉伸产生一组NEE向断裂;东部由于斜向拉伸,发育至少两组方向的断裂,一组与应力方向垂直(NEE向),另一组沿着构造薄弱带分布(WE向)。后期断裂活动继承和改造了这一时期的断裂,使断裂系统更加复杂。先存构造薄弱带几何形态变化是导致琼东南盆地东西部构造差异性发育的主控因素。(2)基底强度差异性对上覆构造的断裂数量以及地貌起伏特征有一定影响。琼东南盆地在东西部的断裂走向及构造样式上的差异性受基底强弱、先存构造形态及构造应力方向的共同控制。
    南海北部珠江口盆地珠一坳陷西江凹陷与陆丰凹陷差异裂陷过程定量分析
    马兵山, 漆家福, 王俊怀, 能 源, 于福生, 陈玮常, 邬光辉, 葛家旺
    2022, 28(5):  669-687.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022033
    摘要 ( 398 )   PDF (7646KB) ( 171 )  
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    西江凹陷和陆丰凹陷均位于南海北部珠江口盆地珠一坳陷,前者盆地结构为两条NE向铲式边界断层控制的近对称地堑,后者表现为6条弯曲主干断层控制的“两洼夹一隆”构造格局。文章运用三维地震资料,在盆地结构、断裂系统描述的基础上,选取了两个凹陷共8条地震—地质剖面进行平衡剖面恢复,计算两幕裂陷阶段盆地伸展量、拆离深度等定量参数,并据此分析二者差异裂陷演化过程及与区域构造演化之间的联系。两个凹陷在新生代均经历裂陷一幕、二幕以及裂后拗陷阶段,其中每幕裂陷又可细分为早、晚两个亚幕。西江和陆丰凹陷的裂陷演化具有时空差异性。从裂陷一幕到二幕,二者伸展量都具有随时间减小的一般特征,其中西江凹陷的伸展量随时间持续减小,在裂陷二幕晚期仍具有较大伸展量,而陆丰凹陷在裂陷二幕早期伸展量略有升高,但在晚期伸展量急剧减小,其减弱程度远大于西江凹陷。两个凹陷的拆离深度都具有随时间逐渐加深的特征。在裂陷一幕早、晚亚幕,陆丰凹陷的拆离深度略大于西江凹陷。在裂陷二幕早、晚亚幕,西江凹陷的平均拆离深度由约8 km增长至9 km左右,而陆丰凹陷的平均拆离深度由约8 km跳跃式增长至约35 km。盆地的几何结构、断裂系统以及伸展量和拆离深度变化特征均反映陆丰凹陷在裂陷二幕晚期受热沉降作用或提前结束裂陷阶段,而西江凹陷在裂陷二幕之后结束裂陷作用。研究区的裂陷阶段自东向西逐渐结束可能受控于东北次海盆的扩张及南海的自东向西渐进式扩张。区域板块构造演化提供了珠江口盆地沿其轴向向SW方向伸展作用增强的差异伸展环境。该研究所揭示的盆地裂陷演化差异性对认识珠江口盆地的裂陷时限的时空分布和差异裂陷演化都具有重要的意义,也对认识南海北部大陆边缘裂陷过程提供重要的定量数据约束。
    西沙地块构造—地层特征及其记录的南海洋盆演化过程
    张远泽, 李 林, 雷 超, 任建业, 刘博文, 高圆圆, 杨志力, 王雪峰
    2022, 28(5):  688-697. 
    摘要 ( 320 )   PDF (5480KB) ( 197 )  
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    西沙地块是南海岩石圈地壳拉伸减薄过程中发育于深水区的陆块,其保存了陆缘演化的重要信息。文章研究以西沙地块作为研究对象,基于研究区地质和地球物理资料,开展了地壳结构、盆地构造—地层分析和断层活动特征等研究。研究发现,西沙地块与其周缘的凹陷地壳结构具有显著的差异,西沙地块地壳厚度较大,发育了高角度断层控制的小型断陷盆地,基底断层活动一直可持续到T60地震界面发育时(~23 Ma);而西沙地块周缘发育的是规模较大的拆离断层及其控制的强烈减薄陆壳。结合区域动力学事件,研究认为渐新世早期拆离断层在南海西北次海盆的活动导致了西沙地块北部的岩石圈地壳的减薄,而中新世早期拆离断层在南海西南次海盆构造位置的活动使西沙地块与南沙地块分离。文章研究成果不仅深化了西沙地块裂解规律的认识,而且对该区的油气勘探具有启示意义。
    中国东南地区岩石圈热结构特征及其构造意义
    杨 鹏, 刘绍文
    2022, 28(5):  698-708.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022045
    摘要 ( 396 )   PDF (2225KB) ( 391 )  
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    中国东南地区地质演化复杂,中—新生代构造变形强烈,岩石圈深部热力学状态及其对构造活动的影响有待深入。文章结合最新的大地热流数据与地壳结构Crust 1.0模型,利用稳态热传导方程,以岩石捕虏体温压数据和地震学观测为约束,构建了华南地区扬子克拉通、华夏地块以及南海北缘等不同单元的岩石圈热结构。结果表明该区岩石圈热结构存在强烈的不均一性:除了上扬子地区(四川盆地)为“温壳温幔”的热结构,华南其他大部分地区都表现为“热壳热幔”的特征;同一深度下,华夏地块与南海北缘的深部温度显著高于扬子克拉通;热岩石圈厚度从克拉通内部向沿海地区(NWSE)逐渐降低,也即由四川盆地的~200 km减少到华夏地块的~110 km,再到南海的~70 km。此外,我们还发现陆内地震的分布与岩石圈温度密切相关,地震活动集中分布于600℃等温线以内。总体而言,扬子克拉通中西部岩石圈热结构具有冷而厚的特征,而华夏地块和南海北缘受古太平洋平板俯冲和新生代大陆边缘构造—岩浆作用的改造,表现为热且薄的特征,岩石圈的热弱化进而加速了华南大陆边缘的裂解及随后的南海扩张过程。
    多期岩浆侵入事件对长昌凹陷烃源岩热演化的影响
    曾小宇, 郭明刚, 朱继田, 熊小峰, 段 亮, 彭俊峰
    2022, 28(5):  709-716.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022035
    摘要 ( 245 )   PDF (3733KB) ( 92 )  
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    最新研究表明长昌凹陷发育多期岩浆侵入事件。针对多期岩浆侵入事件对长昌凹陷烃源岩热演化的影响尚不明确的问题,文章依据最新地震、地化、钻井等资料,利用地震相技术在凹陷内识别出9个四期岩浆侵入体;在此基础上,运用三维盆地模拟技术对岩浆侵入事件进行热模拟,定量评价多期岩浆侵入事件对凹陷内烃源岩热演化影响。模拟结果表明,岩浆侵入体对烃源岩热演化有促进,但影响范围有限,岩浆体规模与其影响范围有如下规律:岩浆体直径小于2 km,对烃源岩热演化影响范围的半径小于2 km;岩浆体直径大于2 km而小于5 km,影响范围半径小于5 km;岩浆体直径大于10 km而小于20 km,影响范围半径小于16 km。因此长昌凹陷烃源岩主体热演化基本不受岩浆侵入事件的影响,且其可能带来非烃充注风险。结合岩浆侵入体对研究区两口钻井影响的分析,厘定长昌凹陷生烃门限为海底以下2300~2500 m。这些研究为凹陷下一步油气勘探奠定了基础。
    莺歌海盆地东斜坡超高压气田天然气地球化学特征差异与成因
    郭潇潇, 徐新德, 甘 军, 熊小峰, 汪紫菱, 游君君
    2022, 28(5):  717-725.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2021113
    摘要 ( 324 )   PDF (1295KB) ( 142 )  
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    近年来,在南海北部莺歌海盆地东斜坡南部勘探取得重大进展,发现了超高压高温L气田。但针对该气田内部天然气地球化学特征差异及其成因等问题研究较少,制约了本区勘探的进展。文章基于天然气地球化学数据,结合区域石油地质条件、烃源岩特征及包裹体分析等资料初步揭示天然气的类型和气藏差异成因。从天然气地球化学特征上看,L气田中L1、L2和L3气藏天然气地球化学特征在天然气干燥系数及重烃碳同位素值组成等方面差异较大。尽管天然气均为煤型气,但可依据甲烷、乙烷及丙烷碳同位素值及δ13C1-δ13C2等参数细分为M型和S型,M型主要与梅山组烃源岩有关,S型主要来自三亚组;从不同类型天然气的分布看,从近凹中的L1气藏至近隆的L3气藏,天然气类型由既有M型也有S型转变为以S型为主,这一差异与烃源岩生烃过程、气藏的空间位置及垂向充注过程密切相关;从气藏形成过程看,凹陷斜坡南部梅山组和三亚组烃源岩在全新世进入高过成熟阶段;近凹一侧梅山组和三亚组烃源岩生成的天然气沿断裂进入黄流组成藏,形成L1气藏,近隆一侧三亚组天然气进入梅山组二段成藏形成L3气藏。
    琼东南盆地深水区天然气运移规律与成藏组合
    朱继田, 郭明刚, 熊小峰, 曾小宇, 贺 懿, 唐历山, 宋 鹏
    2022, 28(5):  726-734.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022036
    摘要 ( 261 )   PDF (2952KB) ( 177 )  
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    为解决琼东南盆地深水区新区天然气勘探中遇到的天然气运移认识不清的难题,在实验(数值)模拟和大量调研基础上,综合钻井、构造和地震等资料,利用盆地模拟软件,开展了深水区天然气运移规律系统研究。结果显示,深水区天然气运移主要受到“流体势场” —“通道场(输导体系格架)”—“约束场(区域盖层)”3场耦合的控制。高势生烃凹陷内的底辟带和晚期活化沟通气源断裂发育区的陵水组区域盖层完整性被破坏,天然气垂向运移为主,利于在区域盖层之上形成多个中小规模气藏组成的浅层大中型岩性型气田;部分凹陷边缘—低凸起及之上地区陵水组区域盖层保存完整,断裂—砂体—构造脊汇聚型复合输导体系发育,天然气运移侧向为主,利于在区域盖层之下形成深层整装构造型大中型气田,而新构造运动是深水区晚期大中型气田形成的重要诱因。深水区最终形成了浅层和深层两套成藏体系和3套有利成藏组合。成果指导勘探,在松南低凸起深层成藏组合勘探中首次获得突破性发现,继续拓展,有望在中央峡谷外找到新的大中型气田群。

    南海珠江口盆地恩平凹陷北带串沟河道沉积特征及其岩性圈闭发育潜力
    江 标, 卓海腾, 李小平, 丁 琳, 吴宇翔, 李智高, 王英民, 孙 珍, 孙龙涛, 王智娜
    2022, 28(5):  735-746.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022041
    摘要 ( 347 )   PDF (7196KB) ( 119 )  
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    串沟河道是河流体系发育演变中的重要沉积单元,但目前对其沉积特征和沉积过程的系统报道较少。文章综合利用岩矿、测井和三维地震资料,在南海珠江口盆地恩平凹陷北带韩江组六段识别出了典型的串沟河道沉积。在地震剖面上,串沟河道呈相互孤立分布的中—强振幅反射,平面属性图和分频RGB融合切片显示其在平面上总体较为平直,具有北东窄南西宽的特征,且头部向北东侧逐渐尖灭。钻井显示,串沟河道岩性以含砾粗砂岩为主。通过与已有模式和现代实例的对比,发现恩平北带串沟河道发育的独特之处是其位于富泥的泛滥平原背景中,而不是富砂的坝体之上,且主要发育在低位体系域内。基于对沉积过程的综合分析,提出研究区内串沟河道主要遵循上游扩展的发育演变模式:低位期辫状主河道水体间歇性淹没河道间的先存泛滥平原区,触发串沟河道自下游低洼处的溯源侵蚀且逐渐向上游扩展。串沟河道砂体自身物性好且易于被后期海侵泥岩覆盖,具备良好的侧封、顶封条件,将可能成为盆地重要的岩性圈闭类型。文章的相关结论可为珠江口盆地岩性圈闭勘探提供新的思路。
    考虑天然气水合物上覆层不排水抗剪强度深度变化的海底斜坡稳定性影响分析
    王 辉, 修宗祥, 孙永福, 刘绍文, 宋玉鹏, 董立峰, 宋丙辉
    2022, 28(5):  747-757.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022043
    摘要 ( 278 )   PDF (3477KB) ( 243 )  
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    天然气水合物分解可以诱发海底斜坡失稳对海底工程设施产生造成破坏影响。因此,海底斜坡稳定性状态评价对海底工程设施选址、安全运行具有重要意义。文章根据南海北部神狐海域水合物富集区工程地质特征,采用有限元强度折减法分析了斜坡几何参数、土层强度变化,以及水合物储层特征等因素对水合物分解前后海底斜坡稳定性的影响规律。结果表明,未考虑水合物分解时,海底斜坡稳定性主要受控于斜坡坡度和土体强度,且主要表现为浅层滑坡。考虑水合物的分解时,水合物层强度降低会对斜坡的整体稳定性产生影响,但同等上覆层条件下最危险滑动面位置受水合物层埋深影响较大,且存在受地形几何特征与上覆土层强度控制的临界埋深。埋深大于临界埋深时,水合物分解对斜坡稳定性的影响较小,最危险滑动面位置位于上部浅层,表现为浅表层破坏。小于临界埋深时,最危险滑动面位置则经过水合物层,表现为深层滑坡。根据目前模型中的水合物层埋深条件,水合物分解后的深层滑动面安全系数仍高于浅部地层,意味该海域水合物开采仍需要关注浅层海底滑坡灾害的影响。
    南海珊瑚礁光学浅水海域多光谱遥感水深反演
    汪万智, 邹欣庆, 李海宇
    2022, 28(5):  758-767.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022038
    摘要 ( 292 )   PDF (3333KB) ( 292 )  
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    海洋水深信息对研究珊瑚礁海域资源与环境具有重要作用。南海珊瑚礁海域测深数据受多种条件限制施测困难,在时间与空间方面数量非常有限。文章针对南海岛礁海域以I类水体为主导的海水光学特性,以南沙群岛库归沙洲海域为例,使用Sentinel-2多光谱卫星遥感影像和同期过境的MODIS卫星数据,构建底质光谱,采用半分析半经验模型计算海水表面遥感反射率与海水叶绿素浓度,通过对数比值模型进行该地区光学浅水海域遥感水深反演分析,并进一步通过多时相反演水深融合提升精度。经与多波束实测水深数据验证,研究区域反演水深总体均方根误差和平均相对误差分别为2.68 m 和9.99%。该方法通过叶绿素浓度推演部分海水光学特性,可以从多光谱卫星影像中快速获取南海岛礁光学浅水海域初步水深信息,供相关海洋领域分析与应用。
    南沙群岛道明群礁库归沙洲脊槽地貌定量研究
    梁 鹏, 张永战
    2022, 28(5):  768-775.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022039
    摘要 ( 272 )   PDF (2070KB) ( 147 )  
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    脊槽地貌(Spur and Groove)是现代珊瑚礁礁坪和礁前的典型地貌,其发育特征是揭示珊瑚礁形成与演化过程的重要基础,目前有关环礁各地貌带脊槽地貌形态及成因的研究仍较为薄弱。南海南沙群岛岛礁脊槽地貌发育,是进行相关研究的理想区域。本文以南沙群岛北部道明群礁东北库归沙洲的典型脊槽地貌为研究对象,基于多波束测深数据,借助小波分析和过零点分析等方法,对环礁脊槽地貌形态参数进行定量研究。结果表明:库归沙洲各地貌带脊槽发育平均起始水深为15~16 m,主要为深水脊槽,最大起始水深相差较大(达8 m),而终止水深相似(平均为16 m左右)。脊槽高差在礁前斜坡和内礁坪为2.15 m左右,在潟湖坡为1.24 m;平均槽宽在礁前斜坡为47.30 m,在潟湖坡达54.92 m。因此,在礁前斜坡脊槽发育相对密集且高差大,潟湖坡脊槽发育相对稀疏且高差小。从礁前斜坡至潟湖坡,脊槽边坡坡度逐渐增大,由“V”型脊槽向“U”型脊槽过渡,槽谷由左倾逐渐转化为右倾。同时,在内礁坪和潟湖坡多发育次一级脊槽,“V”型和“U”型共存。与全球代表性珊瑚礁脊槽形态的对比分析表明:南海地区各环礁多发育深水脊槽,其槽宽和延伸长度的关系部分符合波浪侵蚀作用主控的“V”型脊槽的拟合直线,部分符合生物建造作用主控的“U”型脊槽的拟合直线,表明其可能受上述两个作用共同控制,不同地貌带两者相对强弱不同。同时,频繁的热带风暴的破坏作用可能也是一个要因。
    东南亚地震活动与b 值的时空分布特征
    王冠禾, 刘绍文, 祝文婧
    2022, 28(5):  776-786.  DOI: 10.16108/j.issn1006-7493.2022044
    摘要 ( 224 )   PDF (4566KB) ( 206 )  
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    东南亚地区是“21世纪海上丝绸之路”(以下简称“海洋丝路”)的重要组成部分,该区历史上曾发生十余次巨大地震,地震及其次生地质灾害是威胁东南亚地区经济社会发展和国际合作的主要自然灾害。系统梳理该区地震活动的时空分布特征及评估未来灾害风险格局,对于推进“一带一路”倡议实施及区域经济社会可持续发展具有重要意义。文章基于东南亚地区1900年以来M≥5地震的时空分布统计分析和地震b值计算,揭示出该区的地震活动在时间上表现出活跃期与平静期交替变化的特征;空间上表现出明显的聚集效应,成丛性强且主要集中在5个地震统计区内,其中印尼—马来多岛弧盆系地震区和菲律宾群岛地震区的地震活动最为活跃。总体而言,东南亚5个地震区的b值偏低,在0.42~0.91之间。该区内的地震b值也存在时空差异,受大地震事件、俯冲带年龄、活动断裂带和震源深度等众多因素影响,但主控因素在不同区域有所不同。地震b值时空变化特征对区域地震活动预测具有启示作用。上述认识为推进“海洋丝路”工程建设和“一带一路”防灾减灾对策提供了科学支撑。