灵山岛地区下白垩统重力流沉积与流体演化

【作者】 杨田； 操应长；

【机构】 油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)沉积地质研究院； 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院；

【摘要】 通过露头和岩心研究明确深水重力流沉积在时间和空间上的形式演化过程是沉积学研究的热点。中国东部灵山岛地区灵山岛组具有超临界流体沉积和混合事件层的深水重力流沉积为研究这一问题提供了难得的机会。在本次露头研究中,研究了深水重力流沉积的岩相特征、沉积构型要素和搬运演化过程。识别出了块状搬运复合体、水道-朵叶转化带和朵叶复合体三种沉积体系元素。块状搬运复合体背来石剖面至船厂剖面可进一步细分为近端和远端堆积。背来石剖面具有典型的超临界浊流沉积特征,具有由块状粗粒砾状砂岩向后积层理发育砂岩转化的特征,为旋回坎沉积的典型特征。重力流混合事件层在千层崖近端朵叶和灯塔远端朵叶中均发育。三层结构由于上游侵蚀成因的重力流混合事件层比由于流体分层作用形成的双层结构的重力流混合事件层更靠近沉积近端。超临界态搬运的重力流水道流体在水道内以自组织的形式发生超临界态与亚临界态的转化;超临界流体在坡折带处易于发生强烈的水力跳跃作用,一方面导致超临界态向亚临界态的转化;另一方面由于强烈的侵蚀作用导致对下伏泥质基底的强烈侵蚀,导致流体中泥质含量的急剧增加。上部流体中泥质含量的增加导致浊流向碎屑流发生转化,是研究区超临界浊流沉积与重力流混合事件层共同发育的主要原因。由于沉积物垮塌或异重流触发形成的深水重力流沉积物通过重力流水道向深水盆地搬运,由于灵山岛的整体抬升剥蚀,水道沉积在研究区不可见。水道朵叶转换带的颗粒支撑砾岩和砾质砂岩沉积指示水道中相对粗粒沉积特征。水道中的快速搬运粗粒沉积物的超临界流体在坡折带处易发生水力跳跃作用,导致泥质基底的侵蚀和粗粒沉积物的卸载。相对细粒沉积物和漂浮的泥质碎屑及分散状的泥质杂基进一步向下搬运,形成朵叶沉积。同时在坡折带处会由于局部的沉积物垮塌形成块体搬运沉积的堆叠。本研究的相关认识可以用于解释超临界浊流和重力流混合事件层均发育的深水沉积系统的成因,并且强调重力流的整体演化过程。更多还原