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神狐海域天然气水合物钻探区沉积体系研究

发布时间:2016年4月5日    阅读次数:1206

摘要:中中新世以来,神狐海域主要发育峡谷水道—水下扇沉积体系。通过对该海域准三维地震资料解释、分析,刻画了天然气水合物赋存层位的沉积相特征。该成果对天然气水合物钻探井位的优选和部署具有重要的指导意义。

  1. 项目概况
  该子项目“南海北部陆坡天然气水合物资源勘查”,归属于“南海天然气水合物资源勘查”项目,由中国地质调查局广州海洋地质调查局承担。主要目标任务为查明南海北部陆坡海域天然气水合物资源家底,优选钻探目标,为试采工程决策和实施提供基础支持。
  2. 成果简介
  (1)在构造、沉积演化分析的基础上,认为钻探区中中新世—第四纪主要发育峡谷水道—水下扇沉积体系。神狐钻探区位于南海北部陆坡区上段,构造上处于珠江口盆地南部深水坳陷区(珠二坳陷),经历了与珠江口盆地新生代地史总体相似的演化过程:晚白垩世—始新世,受南海第一次北西—南东向海底扩张的影响,珠江口盆地基底形成一系列东北向展布的小型断堑,充填一套中深湖相沉积;中渐新世—早中新世,受活动大陆边缘地壳均衡作用的影响,钻探区南部的东沙—神狐一带发生隆起,而钻探区则由原来的隆起区转变为断堑;中中新世—第四纪,整个珠江口盆地进入差异性沉降阶段,随着南海海底扩张的停止,地幔物质冷却,珠江口盆地向南部发生倾侧,海侵加剧,整个珠江口盆地成为广海陆棚沉积环境,钻探区所在的珠二坳陷成为珠江口盆地的沉降中心。在神狐海域陆坡沉积背景下,钻探区主要发育峡谷水道—水下扇沉积体系。
  (2)通过地震数据的详细解释,在上中新统—第四系地震剖面上识别出5类地震相(图1、图2):①席状披盖,平行—亚平行,弱振幅,中—高连续性,中—高频地震相。该类地震相主要分布于钻探区南部,代表水动力条件较弱的半深海细粒沉积物,其岩性以粘土与粉砂质粘土的互层沉积为主;②丘形,无反射,弱振幅,低连续性,低频地震相。此类地震相主要位于峡谷水道两侧的天然堤上,其也代表水动力条件较弱的沉积,岩性主要为粉砂质粘土;③上超充填形,平行—亚平行,中—强振幅,高连续性,低频地震相。此类地震相主要位于峡谷水道内,代表水动力条件较强条件下的水道冲刷滞留沉积,其沉积物粒度相对较粗,可能以粉砂岩为主,局部有发现细砂沉积的可能性;④上超充填形,平行—亚平行,中振幅,高连续性,中—低频地震相。此类地震相主要位于峡谷水道两侧的天然堤上,其水动力条件较天然堤强,沉积物粒度也有所增大,代表峡谷水道充溢条件下的局部滞留沉积,其岩性可能以粉砂与粉砂质粘土互层沉积为主。⑤楔形,发散反射,中振幅,中—高连续性,中—低频地震相。此类地震相主要位于峡谷水道末端,代表水动力条件较强的沉积条件,岩性可能主要以粉砂或粘土质粉砂为主,局部可能含有细砂岩。

图2 神狐钻探区准三维地震剖面上识别的峡谷水道、冲蚀沟槽充填地震相(沿陆坡走向的地震剖面)
(SH7井为2007年神狐海域钻井,SH7(GFDM)、N2(GFDM)分别为SH7井通过有孔虫和矿物测年确定的第四系和上新统的底界面)
  (3)将地震相转化为沉积相,详细刻画了神狐海域钻探区的峡谷水道—水下扇沉积体系(图3)。研究显示,最西部的水道遭受第四系水道的侵蚀缺失;中部—东部的3条水道相对发育,局部陆坡坡度的变缓造成3个相对较大规模的水下扇发育于水道前端。受沉积期海底地貌起伏的影响,相对的粗粒沉积主要呈不规则形态赋存于峡谷水道—水下扇体系内的低洼部位。此外,在水道两侧天然堤上发育不规则形态的冲蚀沟槽,受峡谷水道溢岸沉积的影响,这些冲蚀沟槽底部也可能赋存相对粗粒的粉砂沉积。

图3 神狐钻探区上中新统顶部峡谷水道—水下扇沉积相展布
  3. 成果意义
  神狐钻探区中中新统—第四系峡谷水道—水下扇沉积体系的细节刻画,对钻探区钻探井位的优选和部署具有重要的指导意义,也为钻后沉积特征的深入研究和试开采做了重要准备。

(中国地质调查局广州海洋地质调查局 尚久靖 郭依群 龚跃华 王静丽供稿)

 

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