我院趙曉明教授領銜的深水沉積與油氣地質研究團隊近期在深海水道沉積構型與同生構造響及海底地貌響應特研究方面取得新的進展,成果以論文“Lateral migration and channel bend morphology around growing folds (Niger Delta continental slope)” 發表于國際地球科學著名頂級期刊《Basin Research》。該項研究由我院趙曉明教授團隊牽頭,聯合羅馬尼亞Alexandru Ioan Cuza大學、中海油國際公司共同完成,我院為論文第一作者單位,博士生Massine Bouchakour為論文第一作者。
深海水道是碎屑沉積物向深水平原運移沉積場所,也是深水環境主要儲層類型,開展深海水道與海底變形的相互作用研究,對深水水道成因模式以及深海儲層勘探有著重要意義。本文以西非尼日爾三角洲盆地深海水道為例,提出了5種水道偏轉彎曲類型,包括avulsed bend、confined bend、chute cut-off bend、blocked bend以及kinked bend.,證明了在海底構造附近,除水道在自生沉積過程中會因流動機理形成彎曲段外,側向的溢岸天然堤沉積卸載同樣會對水道彎曲段曲率產生約束。該研究為深海水道與同生生長構造的相互作用提供了新的見解,突破了先前學者提出水道褶皺互作用中構造是單獨驅動因素的認識,為活躍構造環境中深海水道的演化提供了新的見解,詳細展示了小尺度深海水道的彎曲形成機制,為沉積物供應如何影響活動結構周圍水道偏轉的橫向遷移研究提供了研究思路及實驗方法作為參考,還為深海沉積物分布(尤其是油氣儲層分布)提供了理論模式。
本文主要創新點在于:
① 厘定了雙水道系統與同生重力變形構造間的響應關系:在生長構造活動開始前或活動初期,兩條水道海底路徑就已經形成,受先前形成褶皺地貌影響,水道內部表現出輕微的側向遷移;而后隨著同生構造的大幅度活動,兩條水道內部結構發生不同程度遷移變化,形成avulsed bend、confined bend、chute cut-off bend、blocked bend以及kinked bend這5類不同的水道彎曲段。
② 發現了同一構造環境下形成的水道彎曲段沉積特征存在差異:同為泥底辟褶皺構造環境下形成的5類水道彎曲,其成因類型及沉積特征各不相同,avulsed bend和chute cut-off bend主要為構造成因,彎曲段內水道沿彎曲方向呈先順后逆的遷移特征,水道曲率偏大;confined bend和kinked bend主要為沉積成因,彎曲段內水道主要沿彎曲方向遷移,水道曲率偏小;blocked bend則為構造和沉積共同成因,不同期次水道沿彎曲方向侵蝕遷移,水道曲率偏大,彎曲頂點處易形成溢岸沉積。
③ 證明了構造驅動水道遷移會形成較大的遷移距離以及彎曲頂點間距:相較于沉積作用,構造活動對水道遷移影響更為強烈,不同期次水道橫向遷移的距離更大,彎曲段頂點距離更遠,部分甚至超過水道本身寬度形成水道間隙,在平面上顯示為不同期次水道間隔分布,
④ 明確了在沉積物控制側向遷移的地方,彎曲頂點受到限制:沉積驅動的水道遷移距離一般較小,不同期次水道間切疊程度較高,水道彎曲段頂點多受彎曲方向限制呈小幅度變化。
該研究工作得到了國家自然科學基金以及中海石油國際能源服務(北京)有限公司的大力支持。《Basin Research》是地球科學領域公認的國際學界頂級期刊,2021年影響因子4.1,位于中科院JCR分區一區,主要報道地球科學領域關于沉積盆地內具有大尺度/視野的前沿性基礎理論研究進展。
論文相關信息:Bouchakour, M., Zhao, X., Micl?u?, C., & Yang, B. (2023). Lateral migration and channel bend morphology around growing folds (Niger Delta continental slope). Basin Research, online. doi:10.1111/bre.12750
論文鏈接:https://doi.org/10.1111/bre.12750

論文封面

深海水道偏轉彎曲類型及其控制因素對構造主導的遷移