龚承林1,2,齐昆2,徐杰3,刘喜停4,王英民2
1.油气资源与探测国家重点实验室,中国石油大学(北京),北京 102249
2.中国石油大学(北京)地球科学学院,北京 102249
3.中国地质大学(北京)海洋学院,北京 100083
4.中国海洋大学海洋地球科学学院,山东青岛 266100
导读
全球海相深水油气资源依然是未来世界油气勘探的主战场;陆相湖盆深水也孕育了数个10亿吨级致密油、页岩油大油田,拥有非常的常规与非常油气资源。沉积物由源到汇的搬运—分散—堆积过程所形成的粗粒和细粒沉积分别是常规与非常规油气富集区。由此可见,揭示深水源—汇体系的沉积特征(如岩性、厚度和规模等)对气候环境变化的沉积响应是非常规油气沉积学的重要研究内容之一,可从成因上探讨优质粗粒和细粒储层的发育机制,建立相应的储层发育模式。这将有望为有利储层、非常规油气甜点区(段)与资源分布预测提供依据,将具有重要的应用前景。
源—汇系统对多尺度气候变化的响应与反馈是当前深水沉积学研究的前缘和新动向。通过梳理外陆架-深水盆地沉积物搬运分散系统(深水源—汇系统)对从构造尺度到人类尺度气候变化的过程响应,揭示了两种(迟滞和瞬态)深水源—汇系统的过程响应与反馈机制。
源—汇过渡区对气候信号的滤波效应(过渡区对气候信号的过滤,使其破坏甚至消失,从而不被深水源—汇系统所响应的效应)取决于信号的时间尺度(Tp)与系统响应时间(Teq,是指沉积物分散系统达到新的平衡状态所需要的时间)之间的大小关系。将不能响应亚轨道—人类尺度气候信号(Teq ≥ 104年)的深水源-汇系统称之为“迟滞响应深水源-汇系统”(图1a),而将能够响应亚轨道—人类尺度气候信号(Teq ≤ 104年)的深水源-汇系统称之为“瞬态响应深水源-汇系统”(图1b)。
图1 可容空间驱动的缓冲响应源—汇系统(a)和物源供给驱动的瞬态响应源—汇系统(b)的组成要素
当“陆架宽度≥50 km且无峡谷水道延伸到内陆架或河口”或“冰室气候期”时,积物分散系统的过渡区较宽,响应尺度较大(Teq ≥ 104年),常常不能对亚轨道—人类尺度的气候波动做出响应,往往形成“迟滞响应”源—汇系统。在迟滞响应源—汇系统中,粗粒沉积物在外陆架—深水盆地的搬运分散过程吻合经典层序地层学理论、主要受可容空间变化的驱动。构造—轨道尺度的变冷气候期往往与浊流活动的增强和富砂沉积响应相伴生,而全球增温气候期(如古新世-始新世极热事件)则使得浊流活动减弱,形成的深水沉积相对局限且富泥。小尺度的亚轨道—人类尺度的气候波动,在海平面上升的高位和海侵期往往不被深水沉积所响应。
当“陆架宽度≤20~50 km、峡谷头部和河口相接/相近、温室气候、断陷湖盆或三角洲越过陆架坡折”时,积物分散系统的过渡区较为局限,响应尺度往往比较小,一般形成“瞬态响应”源—汇系统。在瞬态响应源—汇系统中,粗粒沉积物在外陆架-深水盆地的搬运分散过程偏离经典的Exxon层序地层学理论、主要受沉积物供给的驱动。不论海平面是上升亦或下降,任何能够诱发沉积物供给变化的气候波动,都可以被深水沉积所响应。
气候信号能否被深水沉积所响应首先取决于源—汇系统的类型,其次是信号的尺度。迟滞响应深水源—汇系统过渡区较宽、响应尺度较大(Teq ≥104);而瞬态响应源-汇系统过渡区较局限、响应尺度较小(Teq ≤104)。当信号的时间尺度≥104 年(构造-轨道尺度)时,它们均能够对沉积物在深水中的搬运—分散—堆积过程起调制作用。当信号的时间尺度≤ 104年(亚轨道—人类尺度)时,只有瞬态响应源—汇系统才能对其做出响应;而在迟滞响应源-汇系统中,它们往往被海平面上升所“淹没”,仅当海平面下降时才能够调制沉积物的搬运—分散—堆积过程。
论文相关信息
第一作者:龚承林博士,教授,研究方向:深水沉积学和层序地层学,E-mail:chenglingong@cup.edu.cn
基金项目:国家自然科学基金项目[中更新世以来珠江陆架边缘三角洲—海底扇“源—汇同步”的形成机制(41802117);珠江峡谷末次冰期以来浊流活动对气候变化的响应尺度与反馈机制(41972100)]
DOI:10.14027/j.issn.1000-0550.2020.035
引用格式:龚承林,齐昆,徐杰,刘喜停,王英民.深水源—汇系统对多尺度气候变化的过程响应与反馈机制[J/OL].沉积学报:1-30[2020-12-03].https://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2020.035
如若转载,请注明出处:https://www.xiezuogongyuan.com/4788.html