








關鍵詞 塊體搬運沉積;沉積層序建造;地層正演模擬;珠江陸緣;晚第四紀
0 引言
塊體搬運沉積(Mass-Transport Deposits,MTDs)是指除濁積巖之外的各種重力誘使的沉積體,主要由滑塊體(slump)、滑移體(slide)、碎屑流沉積物(debris-flow deposits)組成[1?2]。作為大陸邊緣地層的重要構成部分[3?4],MTDs一方面與深水油氣儲層關系密切,可以有效促進巖性油氣藏的形成[5?8];另一方面,其對海域相關工業設施具有潛在破壞隱患,而且可以產生海嘯、大洋環流變遷等自然災害[9?11]。因此,探究MTDs在大陸邊緣深水區的發育具有重要的科學意義和應用價值。
目前,國內外學者已經對深水MTDs的發育展開了較為細致的研究,發現其不僅受到地震、火山噴發、風暴、水合物分解等短期事件的影響,還對沉積物堆積、海平面波動、地貌變化等長期地質過程具有明顯的響應[12?17]。但是,需要說明的是,前人研究卻很少將深水MTDs的發育與大陸邊緣沉積層序的建造建立成因上的聯系。由于地質資料分辨率有限,再加上地質歷史時期基準面變化難以恢復,厘定MTDs發育的層序建造背景往往較難實現,而地層正演模擬技術的發展卻為解決這一重要科學問題提供了可能。
本研究以晚第四紀珠江陸緣的兩套沉積層序為研究對象,在經典層序地層學模式指導下使用Dionisos運行了45組模擬實驗來分析不同層序建造背景對于深水MTDs發育的影響。具體來說,首先利用地震資料對兩套目標層序的內部構型進行系統表征,初步認識深水MTDs在晚第四紀珠江陸緣的發育情況;其次參考實際地質資料進行一系列模擬實驗的設計,并進而根據模擬結果建立MTDs發育與層序建造背景的耦合關系;最后選擇典型模擬實驗進行動態分析,進一步揭示具體層序建造背景下深水MTDs的發育機制。
1 研究區概況
研究區珠江陸緣屬于南海北部陸緣的一部分,位于珠江口盆地的中部(圖1a)。作為南海北部深水區規模最大的盆地(總面積約1.75×105 km2),珠江口盆地起源于59.0 Ma的拉伸裂谷,其隨后經歷了兩個主要的構造演化階段:古近世—漸新世的同生裂谷階段以及中新世—第四紀的裂谷后階段[18?20]。從23.8 Ma開始,南海北部陸緣逐漸形成了明顯的陸架—陸坡—海盆底部的地貌結構,與此同時,古珠江不斷向其輸送陸源碎屑物質,形成了分布廣泛的三角洲和深水重力流沉積體系[21?25]。本研究聚焦于晚第四紀珠江陸緣沉積層序的建造過程,即珠江口盆地中部最年輕的地層序列(圖1b)[26?28]。由于珠江水系源頭青藏高原自第四紀以來的劇烈隆升[29?30],以及東亞季風強度從0.9 Ma以來的普遍增強[31?33],珠江陸緣在晚第四紀的沉積物供給一直保持在一個十分充足的狀態,使得即使在海平面高位時期,三角洲—濱岸沉積體系依然可以進積到陸架邊緣[24?25,34?35]。另一方面,在整個晚第四紀,“東沙運動”一直是南海北部最為主要的新構造活動,其和南海板塊與菲律賓板塊的匯聚碰撞有關。在東沙島附近,東沙運動主要表現為東沙脊的隆起、北西走向斷裂體系的發育,以及大規模的熱流活動[36?37];在更靠近西部的珠江陸緣附近,東沙運動則對大陸邊緣的隆升和沉降有著明顯的影響[38?39],其直接造成了晚第四紀高達250 m的相對海平面變化幅度[24?25,40]。
綜合使用地震、測井、巖心數據,Lin et al.[25]將珠江口盆地的充填序列劃分為7 個大的復合層序(Composite Sequence,CS):CS1~CS7;其對應由構造沉降和隆升控制的區域性海平面變化和海侵—海退旋回。本研究要開展工作的晚第四紀珠江陸緣屬于復合層序CS7,其以T0這一晚上新世(大約2.8 Ma)發育的區域性不整合面作為邊界(圖1b)。在復合層序CS7內部,前人共識別出6套次一級的沉積層序,按照從老到新的順序,這些沉積層序被分別命名為SQ1~SQ6,對應的層序邊界分別為SB1~SB6[24?28](圖1b)。其中,對于SQ1和SQ2,其代表復合層序內區域性海侵背景下發育的沉積層序;在上新世末期,由于呂宋島弧和臺灣島的碰撞,流花運動在珠江口盆地發生,緊隨其后,珠江陸緣發生了快速的沉降,進而導致了以上區域性海侵的發生(圖1b)。對于SQ3~SQ5,其對應復合層序內區域性海退背景下發育的沉積層序;在早更新世的晚期,由于東沙運動的階段性活躍,珠江陸緣發生了一定程度的隆升,因此導致了這次區域性海退的發生以及SQ3~SQ5的發育(圖1b)。隨后發育的SQ6,代表著整個復合層序的結束,由于東沙運動階段性活躍在SQ6發育后期的停止,珠江陸緣再次發生了大規模的海侵,這使得SQ6演化后期的三角洲體系只能進陸架中部,無法到達陸架邊緣,因此,在珠江陸緣的陸架邊緣附近只發育SQ6的低位體系域部分(圖1b)。前人根據淺層鉆孔資料的熱釋光年齡以及生物地層事件,將SB2~SB6這5個層序邊界的形成時間確定為大洋氧同位素階段(Marine Isotope Stage,MIS)54(MIS54)、MIS38、MIS20、MIS12,以及MIS6[26?28](圖1b)。全球海平面在這些大洋氧同位素階段的下降以及珠江陸緣在晚第四紀所伴隨的充足沉積物供給造成了明顯的海退和陸架剝蝕,從而最終形成了這些層序邊界。本文以SQ4和SQ5兩套沉積層序為研究對象來探究不同層序建造背景對深水MTDs發育的影響,它們對應的上下邊界分別為SB4、SB5以及SB6,相應的形成時間分別為795 ka(MIS20)、440 ka(MIS12)、以及140 ka(MIS6)(圖1b)。
2 研究資料與方法
2.1 地震資料解釋
使用的地震資料位于珠江陸緣的外陸架以及陸坡部分,由中國海洋石油集團有限公司采集,垂向采樣速率為4.0 ms,目的層主頻為50 Hz,對應的垂向分辨率約為7.5 m。利用二維地震剖面對晚第四紀珠江陸緣的沉積層序SQ4和SQ5進行地震地層學分析,主要通過地層終止關系來進行層序邊界的識別,通過地震反射內部結構和外部幾何形態來進行地震相的分析以及不同體系域的識別。
2.2 Dionisos 地層正演模擬
Dionisos是由法國石油研究院開發的一款地層正演模擬軟件,主要基于擴散模式的非線性沉積物搬運規律來模擬大陸邊緣沉積層序的建造[41?43]。在每一個時間步下,Dionisos 主要計算三個物理過程,分別是可容空間的創造,沉積物的供給,以及沉積物的搬運、侵蝕、和沉積。通過對這些物理過程的計算,該軟件可以對地質歷史時期盆地規模的地層記錄進行正演模擬[44?48]。
3 地震資料解釋與層序構型表征
為了設置合適的模擬實驗來探究晚第四紀珠江陸緣層序建造背景對MTDs發育的影響,首先需要對MTDs在SQ4與SQ5內的實際發育情況有所認識。利用地震資料對這兩個目標層序的陸坡深水部分(圖2)和陸架破折部分(圖3)進行了構型表征。
3.1 SQ4與SQ5陸坡深水部分
SQ4與SQ5分別以SB4和SB5兩個不整合面作為層序邊界,根據穿過陸架坡折和陸坡深水部分的區域地震剖面(圖2a,b),這兩個不整合面在上傾方向與上覆層頂超(圖2b中的黑色三角形),在下傾方向,上覆層則明顯地上超于該界面之上(圖2b中的紅色三角形)。另外,根據兩個位于陸坡深水區的局部地震剖面,SQ4與SQ5的深水沉積體系表現出截然不同的反射特征;前者主要為雜亂反射或無反射結構,而后者則主要表現為強振幅—連續性好的反射特征(圖2c,d)。根據前人對珠江陸緣深水沉積體系的地震相分析結果[7,49?51],結合作者早期的研究[52],這兩類不同的地震反射特征被分別解釋為濁流沉積和MTDs(圖2c,d)。因此,可以發現在晚第四紀珠江陸緣,深水MTDs主要發育在SQ4中,在SQ5中則鮮有發育。
3.2 SQ4與SQ5陸架坡折部分
對SQ4和SQ5陸架坡折部分的內部構型也進行了詳細表征,主要是對層序內部的不同體系域進行劃分識別(圖3)。根據傳統的可容空間序列法,層序內部不同體系域可以基于地層序列的疊置樣式(濱岸線的遷移軌跡)來進行識別。低位體系域表現為進積—加積的地層樣式(P—A序列)和前進—上升的濱岸軌跡點;海侵體系域表現為退積的地層樣式(R序列)和后退的濱岸軌跡點;高位體系域對應加積—進積的地層樣式(A—P序列)和上升—前進的濱岸軌跡點;強制海退體系域則對應“衰退”的地層樣式(D序列)和下降的濱岸軌跡點(表1)[53]。然而,由于晚第四紀珠江陸緣充足的沉積物供給及較大幅度的相對海平面變化這一地質條件,以及陸架坡折附近水深急劇增大的特殊地貌背景,陸架坡折部分的不同體系域在一定程度上表現出與理論模式不同的地層疊置樣式(表1)。因此,在對SQ4和SQ5的陸架坡折部分進行體系域劃分時主要參考Lobo et al.[54]對世界范圍內第四紀大陸邊緣層序進行內部構型分析時所采用的方法,即主要根據地層內部結構和外部幾何形態來進行不同體系域的識別(表1)。在陸架坡折附近,由于可容空間會向下傾陸坡方向急劇增大,低位體系域往往不形成斜坡前積體形態(clinoform),而是表現為向下傾方向逐漸變厚的發散地層結構;海侵體系域在本質上與可容空間序列法中的特征有些相似,總體呈薄層的披覆形態,內部則為平行結構;高位體系域由于在一定程度上受到后期強制海退時剝蝕作用的影響,其形成的斜坡前積體往往不發育頂積層,底積層則微弱發育,對應切線斜交型的前積結構;至于強制海退體系域,其同樣以退覆不整合作為最主要的識別標志,其形成的斜坡前積體頂積層和底積層往往均不發育,內部則表現為平行斜交型的前積結構(表1)。
根據以上體系域識別標準,對SQ4和SQ5在陸架坡折部分的不同體系域進行了詳細解釋。可以發現這兩個沉積層序在內部構型上具有某些相似性,這可以反映三角洲—濱岸沉積體系在沉積層序建造過程中進積—退積的一些基本特征。首先,在SQ4和SQ5中,低位體系普遍發育在陸架坡折以下(圖3),說明在一個相對海平面旋回的早期,即相對海平面剛開始上升的時候,三角洲—濱岸沉積體系已經進積越過了陸架坡折。其次,海侵體系域在SQ4和SQ5中發育十分有限,較難在地震剖面中被識別(圖3),表明三角洲—濱岸沉積體系退積到大陸邊緣的陸上部分是一個非常快的過程。最后,高位體系域在SQ4和SQ5的陸架坡折附近仍然有明顯的發育(圖3),說明在海平面高位階段,三角洲—濱岸沉積體系依然可以進積到陸架邊緣,這進一步證明了晚第四紀珠江陸緣充足的沉積物供給這一基本地質情況。另一方面,根據層序內部不同體系域的解釋結果,還可以發現高位體系域在SQ4和SQ5中的發育程度存在明顯的差異(圖3)。在SQ4中,高位體系域相較于其他體系域極其發育,相應的三角洲—濱岸沉積體系甚至進積越過了早期的陸架坡折,然而在SQ5層序中,雖然高位體系域也有一定的發育,但是其發育程度與低位體系域和強制海退體系域總體相當,相應的三角洲—濱岸沉積體系主要進積到外陸架部分(圖3)。
4 Dionisos地層正演模擬
4.1 模擬方案設計
根據以上對深水MTDs在晚第四紀珠江陸緣發育情況的初步認識,本文在Dionisos中建立了一個相對簡單的二維地質模型,并進而設計了一系列的模擬實驗來探究不同層序建造背景對深水MTDs發育的影響(圖4)[55?56]。在Dionisos中進行地質模型建立和模擬實驗設計主要包括三個方面的內容:規模范圍與初始地形、沉積物供給與相對海平面變化,以及沉積物擴散搬運。
4.1.1 規模范圍與初始地形
根據上文對SQ4和SQ5的介紹,其上下三個邊界(SB4~SB6)的形成時間分別為795 ka、440 ka 以及140 ka,說明一個基準面旋回的時間超過了300 ky,因此,設置模擬實驗的運行時間為340 ky,時間步則為5 ky(表2)。另外,因為是在經典層序地層學模式下開展工作,一般假設沿著沉積走向(Y方向)的地層過程在體系域尺度上是一致的[57?58],所以這里建立了一個相對簡單的“二維模型”來模擬沉積傾向方向(X方向)的層序建造過程(圖4a、表2)。并且,這種二維模擬實驗還具有其他“優勢”,一方面,其可以在最大程度上排除三角洲—濱岸沉積體系在沉積走向上自旋回擺動對實驗結果所帶來的影響;另一方面,可以有效減少軟件的運算時間。因此,模型規模被設置為410 km(X方向)×20 km(Y方向),網格邊長則為10 km。至于模型的初始地形,設置其為一個典型的陸架— 陸坡地貌,根據現今珠江陸緣的地貌參數[22,27,59?60],陸架寬度設為200 km,對應坡度為0.06°(1 m/km),陸坡寬度則設為210 km,對應坡度1.2°(20 m/km)(圖4a、表2)。此外,在SQ4和SQ5中,低位體系域普遍發育在陸架坡折以下,三角洲—濱岸沉積體系在相對海平面剛開始上升時已經越過陸架坡折,所以在模擬實驗中把初始海平面的位置設在陸架坡折以下50 m處,相應地,模型中陸架坡折的地形值為50 m,近物源一端模型邊界的地形值則為250 m(圖4a)。
4.1.2 沉積物供給與相對海平面變化
關于模擬實驗中的沉積物供給情況,經典層序地層學模式一般假設其不隨時間發生明顯變化,因此將其設置為常量[44?45]。因為珠江陸緣在晚第四紀對應充足的沉積物供給,所以將沉積物通量和水通量數值設置得均較大,分別為5 000 km3/My和1 200km3/My(表2),這兩個數值與現今世界范圍內大河流所對應的通量參數具有一定的可比性(圖4c)。而且,使用這兩個數值進行模擬實驗的結果顯示最終形成的地層規模也與SQ4和SQ5相差不大,這進一步證明了該沉積物供給情況的設置是合適的。至于相對海平面的變化,經典層序地層學模式認為其是驅動層序建造的核心因素,因此,將其認定為反映層序建造背景的唯一變量,進而設計了一系列模擬實驗(圖4b)。為了使模擬的層序建造更加簡單直觀,相對海平面被設置為線性變化,變化的總幅度根據Liu et al.[26]和Lüdmann et al.[40]的研究成果設置為常量250 m(圖4b、表2)。在SQ4和SQ5中,低位體系域普遍發育在陸架坡折以下(圖3),相對海平面在低位時期不應超過陸架坡折位置,所以低位時期的海平面上升幅度被設置為50 m;相應地,在隨后海侵時期,相對海平面上升到近物源一端模型邊界對應的幅度則為200 m(圖4b)。此外,在SQ4和SQ5中,高位體系域上邊界在上傾方向與上覆層普遍頂超,且沒有明顯加積的趨勢(圖3),推測在高位階段相對海平面的上升十分有限,并沒有在陸架上創造足夠的可容空間,所以簡單地將高位時期的海平面上升幅度設置為0 m(圖4b)。
作為反映層序建造背景的唯一變量,相對海平面變化情況在不同模擬實驗之間是不同的,本研究將這種不同集中在低位體系域、高位體系域、強制海退體系的持續時間上(圖4b)。在SQ4和SQ5中,海侵體系域發育十分有限(圖3),說明海侵是一個十分迅速的過程,所以這里將所有模擬實驗中海侵體系域的持續時間統一設置為僅占模擬實驗運行時間的10%,即34 ky(圖4b)。此外,SQ4和SQ5中高位體系域在陸架坡折附近普遍發育(圖3),這不僅要求充足的沉積物供給,還要求海平面高位階段必須具有一定的持續時間,所以將所有模擬實驗中高位體系域的持續時間設置為最少占模擬實驗運行時間的40%,即136 ky(圖4b)。至于低位體系域和強制海退體系域的持續時間,它們在不同模擬實驗中從占運行時間的5%到45%遞增,增量為5%。設定低位體系域和強制海退體系域持續時間的變化分別由字母A~I和數字1~9代替,這樣一來總共就有45種組合(A1 至A9+B2 至B9+C3 至C9+…+I9=9+8+7+…+1=45),即45組單獨的模擬實驗(圖4b)。以實驗C8為例(圖4b中加粗虛線),低位體系域、高位體系域、強制海退體系域對應的持續時間分別占模擬運行時間的15%、65%、10%,即51 ky、221 ky、34 ky。
4.1.3 沉積物擴散搬運參數
在Dionisos地層正演模擬過程中,沉積物的搬運分散是基于水和重力驅動的非線性擴散方程進行的。
式中:Qs指沉積物通量,Kc和Kw分別是重力驅和水驅的擴散系數,qw指水通量,m和n是介于1~2的反應沉積物搬運能力的常量,S 則指的是地形坡度[61]。以上與沉積物擴散搬運有關的參數的具體數值都詳細地列在了表2當中,并且這些數值的大小位于眾多已開展的Dionisos地層正演模擬研究所限定的相關參數的范圍內[44?46,62?64]。更為重要的是,使用這些參數開展模擬實驗的結果顯示最終形成的地層與SQ4和SQ5在地震剖面中的表現具有可比性(圖3),這進一步說明了以上參數設定的合理性。
4.2 模擬結果展示
為了探究不同層序建造背景對深水MTDs發育的影響,對以上設計的45組模擬實驗運行后產生的深水MTDs的體積進行了統計。首先,利用Dionisos的輸出功能,將每一個時間步下各模型網格對應的MTDs體積導出為數值文件;然后,利用Python小程序對各個時間步的導出文件進行讀取和整理,從而分析各組模擬實驗關于深水MTDs的最終結果。這里的“深水”指的是水深在1 000 m(以初始地形為參考)以下的地區,對應SQ4中MTDs在現今珠江陸緣的最小水深[50?51,59?60]。另外,為了確保以上統計結果的準確性,在進行模型設計時將遠物源一端的邊界設置為零通量(圖4a),其可以阻止沉積物流出模型范圍,從而保證了整個模擬實驗的質量守恒。然而,必須承認的是,由于零通量邊界的存在,陸源沉積物不得不在其前面堆積,從而造成了類似深海平原的“假象”,但是幸運的是,這個“假象”對深水MTDs體積這個模擬實驗結果沒有任何影響。在Dionisos地層正演模擬中,MTDs的發育是由斜坡垮塌模型模擬的,對應一個自旋回過程,是非線性的沉積物搬運和堆積的產物。在以上模擬實驗中,垮塌臨界坡度被統一設置為1.5°,即26 m/km(圖4d、表2)。這個數值與Wang et al.[51]早期的研究成果一致,他們通過對晚第四紀珠江陸緣MTDs的地震表征,發現底部垮塌面的坡度介于0.8°~2.3°;而且,通過將這個數值與Hance[56]建立的全球海底滑坡數據庫進行對比,也證明該臨界坡度是典型的(圖4d)。
根據設計的模擬方案,低位體系域和強制海退體系域持續時間的變化分別由字母A~I和數字1~9代替,以這兩個離散變量分別作為左右坐標建立了一個如圖5a的三角圖。圖中由左右兩個坐標確定的45個菱形方格代表45組模擬實驗,其中,左、右、上三個端元的菱形方格(即I9、A1、A9)分別代表低位體系域、強制海退體系域、高位體系域在模擬運行時間中占比最大的模擬實驗(圖4b)。將統計得到的各單獨模擬實驗中深水MTDs的體積大小按照黃綠色標的形式投點到各自對應的菱形方格中,可以直觀地展示層序建造過程中不同體系域發育情況,即不同的層序建造背景對深水MTDs發育的影響。最終生成的圖5a顯示,高位體系域相對于低位和強制海退體系域,其持續時間越長(即越靠近三角圖頂端),深水MTDs的體積越大。然而,在高位體系域持續時間不變的情況下,無論低位和強制海退體系域持續時間如何占比(即沿三角圖左右端點方向),深水MTDs的體積無顯著變化(圖5a)。
5 討論
根據以上45組模擬實驗的結果,深水MTDs的體積對層序建造過程中高位體系域的發育極其敏感;在高位體系域持續時間較長從而進行充分發育的層序建造背景下,深水MTDs 普遍較易發育(圖5a)。該規律與深水MTDs在晚第四紀珠江陸緣的實際發育情況相一致;在陸架坡折部分,因為SQ4中的高位體系域相較于SQ5發育程度明顯較高,所以在陸坡深水部分,MTDs只出現在SQ4中而在SQ5中則幾乎不發育(圖3)。
研究認為這種MTDs表現出的與高位體系域充分發育的層序建造背景緊密耦合的關系,與晚第四紀珠江陸緣充足的沉積物供給以及大幅度相對海平面變化這一特殊地質條件有關。在傳統的層序地層學理論中,陸源沉積物主要是在海平面下降階段和低位階段被搬運到陸架邊緣堆積,進而發生斜坡垮塌,造成深水區MTDs的發育[65?67]。因此,強制海退體系域和低位體系域理應在深水MTDs發育中扮演著更重要的角色。然而,在晚第四紀珠江陸緣,無論強制海退體系域和低位體系域的持續時間多長,幅度達250 m的相對海平面變化都可以保證它們在陸架坡折以下發育,這在一定程度上削弱了它們對深水MTDs的影響。另一方面,在海平面的高位階段,晚第四紀珠江陸緣充足的沉積物供給也會造成大規模海退,同樣使得陸源沉積物在陸架邊緣堆積并發生垮塌,加強了高位體系域的發育程度與深水MTDs發育之間的聯系。在大陸邊緣,陸源沉積物不僅可以通過三角洲—濱岸沉積體系首先進積到陸架內海底峽谷頭部并隨后借助峽谷向深水區輸送,其還可以通過斜坡垮塌或者異重流的形式直接向陸坡以及海盆底部擴散[68?70]。因此,深水區內的MTDs往往和濁流沉積交替發育,這樣的深水沉積體系除了在晚第四紀珠江陸緣發育外,前人在墨西哥灣西部的斜坡內盆地[71]、特立尼達島和多巴哥島的深水區[72]、亞德里亞海盆地[73]也均有發現。本研究利用地層正演模擬方法建立的層序建造背景與深水MTDs發育的耦合關系,一方面可以從地層學的角度為這種MTDs濁流沉積交替發育的深水沉積體系提供成因解釋;另一方面,可以為今后深水區沉積單元的預測提供參考,尤其是與晚第四紀珠江陸緣一樣具有強沉積物供給以及高幅度海平面變化背景的大陸邊緣盆地。
在晚第四紀珠江陸緣,因為MTDs主要在SQ4深水區發育,而在SQ5中鮮有發育(圖2c,d),所以,選擇45組模擬實驗中深水MTDs體積相差最大的C8和E5來分別代表SQ4和SQ5(圖5a)。這兩組模擬實驗在深水區形成的地層剖面如圖5b,可以發現兩者在MTDs的百分含量上確實存在明顯的差距。此外,實驗C8和實驗E5在陸架和上陸坡部分形成的地層剖面與SQ4和SQ5在地震剖面上的表現具有相似性(圖3,6),而且這兩個模擬實驗所使用的相對海平面變化曲線與馮志強等[59]利用淺層鉆孔ZQ3(具體位置見圖1)獲得的SQ4和SQ5沉積時期的相對海平面變化曲線也具有可比性(圖7),均說明實驗C8和實驗E5可以有效地反應SQ4和SQ5的建造過程。
對實驗C8和實驗E5的結果進行動態展示,從而進一步揭示了深水MTDs在具體層序建造背景下的發育機制(圖6,7)。在SQ4中,深水MTDs的形成與高位體系域充分發育的層序建造背景密切相關。在持續時間較長的海平面高位階段,三角洲—濱岸沉積體系持續發育并越過了陸架坡折,使得陸架邊緣三角洲前緣直接與大陸坡復合,從而形成了具有高起伏和高坡度的斜坡前積體(圖6a、圖7a)。此外,三角洲—濱岸沉積體系在陸架坡折附近發生了“自退現象”,其對應的地層疊置模式往往由進積向加積突然轉變[44?45,74];如在圖6a中,可以發現濱岸線的軌跡在陸架坡折由緩慢上升突然變為急劇上升。這種三角洲—濱岸沉積體系的強烈加積會進一步增大斜坡前積體的起伏和坡度,從而使得其具有極大的不穩定性,并最終導致斜坡垮塌的發生以及深水區MTDs的發育(圖7a)。另一方面,在SQ5中,以濁流沉積為主的深水沉積體系對應高位體系域、低位體系域、強制海退體系域均勻發育的層序建造背景。此種情況下,三角洲—濱岸沉積體系雖然進積到外陸架,但并沒有越過陸架坡折,水深較淺的大陸架環境下往往會形成低起伏和低坡度的斜坡前積體(圖6b、圖7b)。因此,在陸架坡折附近,三角洲—濱岸沉積體系總體比較穩定,不利于斜坡垮塌的發生以及深水MTDs的發育(圖7b)。
6 結論
(1) 在晚第四紀珠江陸緣的陸坡深水部分,MTDs 主要在SQ4 內發育,而在SQ5 內鮮有發育。SQ4和SQ5內不同體系域的地層疊置樣式與傳統可容空間序列法有所不同;SQ4中的高位體系域發育程度相較于SQ5明顯較高。
(2) 深水MTDs對層序建造過程中高位體系域的發育極其敏感,在高位體系域充分發育的層序建造背景下,深水MTDs普遍較容易發育。
(3) 在SQ4建造過程中,高位體系域充分發育,相應的三角洲—濱岸沉積體系越過陸架坡折,形成了高起伏和高坡度的斜坡前積體,其具有很大的不穩定性,極易發生斜坡垮塌,從而導致深水MTDs的發育。在SQ5建造過程中,高位體系域發育相對有限,相應的三角洲—濱岸沉積體系只進積到外陸架,形成低起伏和低坡度的斜坡前積體,不利于斜坡垮塌的發生以及深水MTDs的發育。