深水沉積研究的未來發展展望

于淼

摘 要：深水沉積模式的發展很大程度上代表了深水沉積研究的重要進展和主要方向。濁流理論形成與建立以來的60余年里，伴隨深水油氣勘探技術手段的進步，深水沉積研究取得了長足進展;與此同時，深水沉積模式也經歷了2個重要階段，即基于濁流理論的鮑瑪序列和海底扇模式的建立與發展階段，以及基于碎屑流的斜坡沉積模式建立與發展階段。關于濁積巖和鮑瑪序列問題以及砂質碎屑流與高密度濁流問題，一直都是爭議的熱點與難點。針對這些問題的廣泛討論，也正說明了深水沉積作用和內在機理的復雜性。深水沉積研究只有綜合考慮構造、氣候、沉積物源、海平面升降等諸多外在影響因素，才能從源-渠-匯等3個方面更加系統客觀地研究與預測深水沉積儲層，并在實踐中不斷完善深水沉積理論與認識。

關鍵詞： 深水沉積; 濁流; 重力流; 海底扇

1 前言

隨著全球油氣勘探業務的不斷拓展，陸上及淺海地區的油氣勘探難度越來越大，人們不得不將目光轉向深水區域。早在上世紀50年代，深水海域的油氣勘探工作就已經開始起步。但因深水勘探開發成本較高，與之相配套的工藝、技術等都不成熟，導致深海區域油氣的勘探、開發及環保等風險都較大，深水沉積也就一直沒有得到足夠的重視。但隨著深水油氣勘探理論和不斷的發展進步，尤其是隨著高分辨率三維地震資料、深海鉆井平臺等理論技術與工藝等的成熟運用，深水沉積的研究在世界范圍內越來越受到重視。筆者在總結前人關于深水沉積的重要概念、深水相模式劃分及其發展的基礎上，對目前深水研究中存在的問題與爭議進行了梳理，對深水沉積未來的發展趨勢提出了見解與思考，以期對未來發展有所啟發。

2 深水沉積研究進展

自濁流理論形成與建立以來的60余年里，伴隨著深水油氣勘探技術手段的發展，深水沉積研究已取得長足進展。總體上，深水沉積研究的發展可以分為2個階段，即基于濁流理論的鮑瑪序列和海底扇沉積模式建立與發展階段，以及基于碎屑流的斜坡沉積模式建立與發展階段。

在第一發展階段，深水沉積研究得到了極大豐富，主要表現在2個方面，即鮑瑪序列的建立及基于鮑瑪序列的多個經典扇模式的建立與廣泛使用。特別是在上個世紀七八十年代，以現代扇模式代表的沉積模式最具影響力，并指導石油勘探獲得了許多油氣發現。

在第二發展階段，一批學者對鮑瑪序列及相關扇模式提出了廣泛的質疑。特別是通過對全世界多個地區的巖心與經典濁積巖露頭仔細觀察與描述，以及對現代濁流沉積重新研究，有學者提出和建立了基于砂質碎屑流概念的斜坡沉積模式。該模式是對鮑瑪序列與相關扇模式的重要補充，并在全球地學界產生了巨大影響，從而也標志著深水沉積研究又進入了一個新階段。

總的來說，在深水沉積研究2個重要發展階段所形成的7個具有影響力和代表性的沉積模式都具有不同的形成背景及局限性，但每一個新的沉積模式的建立，無論是對先前沉積模式的完善還是否定，都是對深水沉積研究的發展與豐富。從這些代表性的沉積模式中，我們可以更深入地了解關于深水沉積過程和沉積作用等方面的研究進展。

3 深水沉積研究的未來發展

深水沉積研究是一個不斷發展和完善的過程，隨著研究手段不斷豐富，資料不斷積累，研究不斷深入，一些舊有沉積模式的局限性和問題也不斷顯現，學者們甚至紛紛拋棄了自己早期所建立的扇模式，就連濁流與濁積巖這樣得到廣泛使用的基本概念和術語也受到了廣泛地質疑與爭論。在諸多關于深水沉積的爭論中，有學者認為在過去50年間濁積巖模式創造了10大深水濁積巖的神話，并一一進行了剖析。這10大神話歸結起來主要就是關于濁積巖和鮑瑪序列問題、砂質碎屑流與高密度濁流問題的討論，而這2個問題也正是當前深水沉積研究爭論的熱點與難點。

傳統的濁積巖概念和作為濁積巖經典序列的鮑瑪序列，目前已越來越受到了學者們的 廣泛質疑。在濁積巖概念之上建立起來的海底扇模式把幾乎所有深水砂巖解釋為濁積巖成因，這是數十年來深水沉積研究爭論的焦點。關于濁積巖和鮑瑪序列問題，目前普遍的認識主要有2個方面。

3.1 濁積巖只是深水沉積巖的一種

依據沉積物的供給方式，并結合流體性質與支撐機制的變化，筆者將深水碎屑巖沉積劃分為海底扇沉積、塊體流沉積、海底流沉積、遠洋沉積等4種深水沉積體系及10種沉積組合類型。一方面，在深水重力流的形成、發展和消亡過程中，由于水的加入與混和稀釋、地形與流體能量的逐漸變化等，往往發生碎屑流、濁流、牽引流等多種流態間的轉換，從而可以形成包括碎屑流沉積、濁流沉積等在內的多種深水沉積及其共存的沉積組合，如海底扇沉積體系、塊體流沉積體系等，其中的沉積組合變化就體現了流體性質與流態的變化。應該說，濁流只是其中的一種流體類型，這是深水重力流發育演化的一般規律。另一方面，根據鮑瑪序列的描述，濁積巖主要是指中—細粒砂巖，而現今已經發現了更多的粗碎屑深水沉積物。實際上，深水沉積可以涵蓋泥級、砂級、礫級等各種粒徑的沉積物。所以，真正由濁流形成的、具有鮑瑪序列的濁積巖，其實只是深水沉積的一個類別而已，這也是目前更多學者傾向于用深水扇來作為形成于各種成因背景下的深水沉積統稱的主要原因，而不是繼續沿用濁積巖或濁積扇作為深水沉積的代名詞。

3.2 鮑瑪序列是多流態形成的巖相組合

隨著深水牽引流沉積研究的深入，鮑瑪序列的多解性越來越明顯，目前鮑瑪序列的Ta—Te各段均有著不同的成因解釋。如鮑瑪序列的Ta段，除濁流成因外，還被解釋為砂質碎屑流、顆粒流等重力流沉積;鮑瑪序列Tb、Tc、Td段，除濁流成因外，還被解釋為深水底流沉積及床底負荷的牽引流沉積等。根據濁流最初的定義，在真正的濁流中，沉積物被湍流支撐，通常只發生懸浮沉積，呈正遞變層理。因此，現在不少學者認為，鮑瑪序列中發育遞變或塊狀層理的Ta段可能為懸浮沉積成因，即仍屬于濁流的沉積產物。

4 結束語

深水沉積物往往不是單純的牽引流重力流作用形成的，因此對深水沉積進行研究時要結合這2種搬運機制。深水沉積環境的地質營力作用十分復雜，應該對深水環境的沉積動力學機制進行更深入的研究。

參考文獻

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