论文部分内容阅读
南海位于太平洋板块、印-澳板块和欧亚板块交汇的部位。在整个地质历史时期,南海主要经历了古新世-早渐新世的断陷期、晚渐新世的断坳-挤压反转期和早中新世-第四纪的区域沉降期。南海自早中新世末(16.7Ma)停止扩张,形成了现代的构造格局。南海在扩张过程中,发育了众多的断陷和断坳陷盆地,盆地内接受了大量的富含有机质的陆源物质,良好的生、运、储等石油地质条件使南海成为当前举世关注的油气资源远景区。本文依托国家科技重大专项——“南海北部深水区潜在富生烃凹陷评价”中的子课题“南海北部深水区古气候与古环境研究”(2011ZX05025-002-03),以南海北部深水区油气探井LS22-1-1井和LS33-1-1井为研究对象,通过钻井岩芯样品的地球化学特征分析,结合沉积物粒度组成分析和矿物组合分析、地震与古生物地层标定、浅水区和深水区多口钻井的对比分析等,探讨了琼东南深水盆地不同地质历史时期的水动力条件和物源类型,为今后恢复琼东南盆地古环境和古气候奠定了基础。论文主要成果包括：(1)通过地震地层标定和古生物地层标定,建立了LS33-1-1井与LS22-1-1井两口深水探井的年代地层框架。两口钻井主要的地层单元包括：始新统,渐新统崖城组和陵水组,中新统三亚组、梅山组和黄流组,上新统莺歌海组和第四系乐东组,地层的地震界面分别为T80、T70、T60、T50、T40、T30和T20,除T80年代至今无法确定外,其余6个地层界面所对应的地质年龄分别为28.4Ma.BP.、23.0Ma.BP.、16.0Ma.BP.、11.6Ma.BP.、5.5Ma.BP.和1.8Ma.BP.。LS22-1-1井完钻深度为3603.0m,只钻到了中中新统梅山组T41界面；LS33-1-1井完钻深度为4350.0m,崖城组与始新统以地震界面T80分界,深度为4356.0m。LS33-1-1井T80、T70、T60、T50、T40、T30和T20对应的钻井深度分别为4356.0m、3931.0m、3672.0m、3450.0m、3152.0m、2692.0m和2214.0m。崖城组地层的厚度为425m,内部地层在4007.5m和4099.0m处以T71和T72地震界面分为三部分,地质年龄分别为29.9Ma.BP.和31.5Ma.BP.。陵水组地层厚度为259.0m,内部地层又以T61和T62界面分为三部分,T61和T62界面的地质年龄分别为23.8Ma.BP.和25.5Ma.BP.。三亚组地层厚度为222.0m,内部地层以T52界面分为两部分,T52深度为3519.0m,地质年龄为18.3Ma.BP.。梅山组地层厚度为298.0m,内部地层以T41为界分为两部分,T41深度为3331.0m,地质年龄为13.4Ma.BP.。黄流组地层厚度为460.0m,内部地层以T31为界分为两部分,T31深度为2955.5m,地质年龄8.2Ma.BP.。莺歌海组内部以T27、T28、T29分为4部分,深度分别为2466.0m、2491.0m、2581.5m,T27、T28、T29对应的地质年龄分别为2.7Ma.BP.、3.2Ma.BP.、4.2Ma.BP.。LS22-1-1井T41、T40、T31和T20对应的深度分别为3603.0m、3552.0m、3336.0m和2199.0m。梅山组地层厚度为51.0m,黄流组地层厚度为216.0m,莺歌海组地层厚度为1137.0m。莺歌海组又以T27、T28和T29分为4部分,深度分别为2546.0m、2817.0m、3002.5m,T27、T28、T29对应的地质年龄分别为2.7Ma.BP.、3.2Ma.BP.和4.2Ma.BP.。(2)对琼东南盆地BD13-1-1、BD13-3-1、BD19-2-2、ST29-2-1、ST36-1-1以及YC26-1-16口钻井的单井粒度分析表明,从崖城组到莺歌海组沉积物的平均粒径总体上呈减小的趋势。崖城组和陵水组地层粒径较粗,反映较强的沉积水动力条件；三亚组至莺歌海组地层的粒径较细,且变化不大,说明这一时期琼东南盆地的沉积环境相对比较稳定。对YC8-2-1井、YC21-1-4井、BD13-1-1井、ST24-1-1井和ST29-2-1井等5口单井的重矿物分析表明,沉积矿物由稳定重矿物组成,如锆石、电气石、磁铁矿和白钛矿等,不稳定重矿物含量较少,仅在个别层位样品中存在。从崖城组到莺歌海组琼东南盆地沉积环境总体经历了从滨岸三角洲沉积向浅海-半深海环境的演变,水动力条件从强到弱,粒径由粉砂质砂演变为泥,琼东南盆地北部井位的物源主要来自海南隆起带以及相应井位附近的凸起部分,南部主要来自南部隆起带及相应的凸起。(3)LS33-1-1井ΣLREE、ΣHREE和ΣREE平均值与中国大陆陆源组分值相近,与深海沉积物及大洋玄武岩相差较大,总体上表现为轻稀土元素含量远高于重稀土含量,Eu表现为负异常,沉积物的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线与中国陆壳、中国黄土、陆地地壳以及上地壳稀土元素基本一致,总体上体现了“陆源”的特点。REE平均含量、Σ(La-Nd)、Σ(Sm-Ho)和Σ(Er-Lu)三组分图解也表明LS33-1-1井在内的南海区域物源主要来自中国大陆。微量元素主成分分析及含量变化表明,LS33-1-1井各地层单元沉积物中微量元素都具有明显的“亲”中国大陆性,说明物源主要为中国大陆上陆壳风化剥蚀的产物,部分层位中含有火山喷发及海洋自生组分。