墨西哥灣南部中侏羅統(tǒng)鹽巖被擠入到新生代地層中,形成復雜多樣的鹽構造,同時對深水碎屑巖沉積體系發(fā)育展布產(chǎn)生了深刻影響。本文以三維地震、鉆/測井、古生物與巖心等資料為基礎,對墨西哥灣南部Sureste盆地中新統(tǒng)鹽構造發(fā)育特征、深水沉積展布和演化進行詳細研究,通過重點區(qū)解剖,結合三維沉積正演模擬,探討鹽構造對深水沉積物分散堆積過程和充填演化的控制作用。研究區(qū)顯示為擠壓收縮體系,可劃分為6個次級構造單元,南部和東南部的鹽株-鹽蓬區(qū)刺穿鹽體數(shù)量大、成熟度高,向西和西北方向,數(shù)量減少、連片性變差,由逆沖推覆褶皺向低幅鹽核或泥巖拆離褶皺過渡。中新世時期,自東向西、由南向北,鹽構造活動表現(xiàn)出時間變晚、強度減弱的總體趨勢。在中新統(tǒng)識別了塊體搬運沉積、供給水道體系、水道化朵葉、近端朵葉和遠端席狀砂等5種深水沉積單元。研究區(qū)西部和西北部構造活動弱,表現(xiàn)為“供給水道-分支水道-疊置朵葉”構成的簡單陸坡（弱限定）背景沉積模式,朵葉復合體具有補償充填（或疊置）的特征。研究區(qū)中部、東部和南部沉積單元延伸方向和展布受變形鹽體和褶皺帶控制,表現(xiàn)為復雜陸坡（限定性）背景沉積模式。該模式總體由“朵葉-濁積水道-朵葉”在空間... 

【文章來源】：中國地質大學(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：200 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

陸架邊緣至深水盆地主要沉積單元概要圖(修改自Posamentier,2003)

深水濁積水道以沉積作用和侵蝕過程相互交替為特征,平面形態(tài)從中等到高度彎曲均有發(fā)育,其深度一般數(shù)十米至數(shù)百米,寬度從數(shù)百米至幾十千米,延伸距離通常可達幾十到幾百千米,有的甚至可達上千千米(e.g.Normark et al.,1993;Stow and Mayall,2000;李華等,2011;張文彪等,2015;Peakall and Sumner,2015;廖計華等,2016)。水道的內(nèi)部充填和外部結構非常多樣,Janocko等(2013)通過對西非陸坡三維地震解釋和露頭類比分析,在水道內(nèi)識別出5種結構要素:側積體、外岸丘狀強反射體、堤岸、塊體搬運沉積和晚期水道充填體,這些要素通常以不同的組合方式出現(xiàn);在此基礎上,他們根據(jù)水道帶平面形狀、剖面幾何形態(tài)和內(nèi)部結構要素組成,劃分出4個端元類型:蛇曲水道帶、堤岸型水道帶、侵蝕型水道帶和混合型水道帶,這些水道帶可能是孤立的,但通常是相互疊置的,從而形成水道帶復合體(圖1-2)。除了垂向加積和側向擺動,大多數(shù)情況下深水濁積水道會向下游或盆地方向遷移(Wynn et al.,2007;孫立春等,2014)。蛇曲水道在遷移過程中內(nèi)側可形成側向加積體,這些側積體一般下部為砂、礫混合沉積,向上粒度變細,也可以成為規(guī)模性儲集體(Abreu et al.,2003)。在水道帶內(nèi)通常還發(fā)育有階地,Hansen等(2017b)通過對尼日利亞近海海底水道帶的研究表明,不同的水道形態(tài)和彎曲度極大地影響了與這些水道相鄰的階地內(nèi)沉積物的分布、特征和堆積方式。地震剖面中,高振幅反射特征表明水道中可能發(fā)育砂質沉積(Posamentier and Kolla,2003;De Ruig and Hubbard,2006;Deptuck et al.,2007)。在濁積主水道兩側可發(fā)育有堤岸或溢岸沉積,是濁流上部或者是河道方向發(fā)生突然變化時在離心力作用下漫溢沉積的結果(Normark et al.,1993;Kane et al.,2010;Mulder,2011;李冬等,2011;馬貴明等,2016)。Hansen等(2017a)通過對墨西哥Rosario組露頭的觀察表明,堤岸主要發(fā)育薄層濁積巖,這些砂巖厚度由水道向兩側逐漸減薄,堤岸沉積中還發(fā)育一定的生物擾動構造,堤岸垮塌后通常堆積在水道邊緣,增加了水道充填的復雜性。在高彎曲水道的堤岸遠端有時發(fā)育沉積物波,尤其是在彎曲水道的外側。這些沉積物波高度一般達幾十米,展布范圍數(shù)千米,其波峰與水道延伸方向斜交(Normark et al.1980;Migeon et al.2000)。沉積物波與濁流、流體溢出和擴散有關,仍是水道兩側溢岸沉積的組成部分,底流則對沉積物波的展布和沉積物分異存在改造作用(e.g.Piper and Savoye,1993;McHugh and Ryan,2000;Posamentier,2003;Wynn et al.2010;孫輝等,2017)。

在發(fā)育鹽巖的被動大陸邊緣,不同區(qū)域鹽構造活動存在明顯差異。在被動陸緣外陸架和上陸坡,常見伸展背景下的鹽構造活動(e.g.Jackson and Vendeville,1994;Fort et al.,2004;Brun and Fort,2011)。在沒有先存底辟情況下,控制伸展構造樣式的主要因素是鹽巖的厚度(Hudec and Jackson,2007)。薄層鹽巖在一定程度上決定了滑脫層的位置,但不能形成底辟或大型的鹽撤退盆地。其對應的構造樣式以鏟式生長斷層和像鹽滾這樣的低幅鹽構造為主。在厚層鹽巖之上,可以發(fā)育較大規(guī)模的底辟和鹽撤退盆地。一些鹽構造經(jīng)歷了從反動底辟、活動底辟到被動底辟整個演化過程,只要有鹽巖供其生長,鹽底辟就會一直出露于地表(圖1-3)。在被動陸緣的下傾坡腳處,主要發(fā)育橫向收縮的鹽構造(e.g.Letouzey et al.,1995;Rowan et al.,2004;Fort et al.,2004;Hudec and Jackson,2006,2007;Gradmann et al.,2009;Dooley et al.,2013;Duffy et al.,2017)。在沒有先存鹽構造的情況下,鹽巖主要起滑脫層的作用。在薄鹽層之上,鹽相關構造主要是逆沖構造和狹窄的箱狀褶皺背斜。如果背斜的核部被較厚的鹽充填,則可能出現(xiàn)更開闊、幅度更大的拆離褶皺。除非褶皺帶背斜被侵蝕得很厲害(圖1-3c),否則擠壓收縮會使鹽上地層變厚,加強了上覆層的強度,從而阻礙鹽巖底辟的形成。如果存在早期鹽底辟,因為它們的機械強度較弱,在擠壓收縮過程中會優(yōu)先被重新激活,形成褶皺和逆沖斷層(Rowan and Vendeville,2006;Fernandez and Kaus,2014;Kergaravat et al.,2017)�？傮w來看,墨西哥灣、巴西和西非等被動大陸邊緣均由上坡的伸展區(qū)和下坡的擠壓區(qū)構成(e.g.Morley and Guerin,1996;Rowan et al.,2004;Dooley et al.,2009;Jahani et al.,2009;Callot et al.,2012)。不過,這種簡單的分區(qū)和概念模型卻表現(xiàn)出一系列復雜的構造:在大陸架和斜坡的向陸部分存在正斷層和對偶正斷層,鹽筏構造(raft tectonics)區(qū)多為平面型正斷層、鹽墻和鹽枕,向海一側發(fā)育鹽相關褶皺帶、沖斷帶、擠壓底辟帶、擠壓鹽推覆體和微盆等。例如,Fort等(2004)利用地震資料,結合室內(nèi)物理模擬實驗,對安哥拉大陸邊緣的鹽上地層變形進行了研究,他們將上斜坡伸展域進一步劃分為三個子域:旋轉斷塊區(qū)、生長斷層和滾動體系區(qū)以及伸展底辟區(qū),將下陸坡收縮域也劃分為三個子域:晚期擠壓底辟區(qū)、早期發(fā)育的多重褶皺和逆沖斷層區(qū)以及晚期發(fā)育的褶皺和逆沖推覆區(qū),他們認為這種構造分帶是在離鹽尖(趾)較遠的地方開始收縮和收縮進一步向坡下和坡上遷移的結果(圖1-4A,B)。相比之下,墨西哥灣北部異地鹽蓬更加發(fā)育(圖1-4C),如Bouroullec和Weimer(2017)對密西西比峽谷等區(qū)域的新近系異地鹽體系進行了分析,基于異地鹽體和相關斷層、褶皺和微盆的幾何結構差異,進一步劃分了四種次級異地鹽體系,這些體系在平面上分區(qū)分帶發(fā)育,其分布受原地鹽厚度、基底構造和區(qū)域沉積負載樣式的綜合控制。

【參考文獻】：
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本文編號：3016273