深水沉积研究的未来发展展望

于淼

摘 要：深水沉积模式的发展很大程度上代表了深水沉积研究的重要进展和主要方向。浊流理论形成与建立以来的60余年里，伴随深水油气勘探技术手段的进步，深水沉积研究取得了长足进展;与此同时，深水沉积模式也经历了2个重要階段，即基于浊流理论的鲍玛序列和海底扇模式的建立与发展阶段，以及基于碎屑流的斜坡沉积模式建立与发展阶段。关于浊积岩和鲍玛序列问题以及砂质碎屑流与高密度浊流问题，一直都是争议的热点与难点。针对这些问题的广泛讨论，也正说明了深水沉积作用和内在机理的复杂性。深水沉积研究只有综合考虑构造、气候、沉积物源、海平面升降等诸多外在影响因素，才能从源-渠-汇等3个方面更加系统客观地研究与预测深水沉积储层，并在实践中不断完善深水沉积理论与认识。

关键词： 深水沉积; 浊流; 重力流; 海底扇

1 前言

随着全球油气勘探业务的不断拓展，陆上及浅海地区的油气勘探难度越来越大，人们不得不将目光转向深水区域。早在上世纪50年代，深水海域的油气勘探工作就已经开始起步。但因深水勘探开发成本较高，与之相配套的工艺、技术等都不成熟，导致深海区域油气的勘探、开发及环保等风险都较大，深水沉积也就一直没有得到足够的重视。但随着深水油气勘探理论和不断的发展进步，尤其是随着高分辨率三维地震资料、深海钻井平台等理论技术与工艺等的成熟运用，深水沉积的研究在世界范围内越来越受到重视。笔者在总结前人关于深水沉积的重要概念、深水相模式划分及其发展的基础上，对目前深水研究中存在的问题与争议进行了梳理，对深水沉积未来的发展趋势提出了见解与思考，以期对未来发展有所启发。

2 深水沉积研究进展

自浊流理论形成与建立以来的60余年里，伴随着深水油气勘探技术手段的发展，深水沉积研究已取得长足进展。总体上，深水沉积研究的发展可以分为2个阶段，即基于浊流理论的鲍玛序列和海底扇沉积模式建立与发展阶段，以及基于碎屑流的斜坡沉积模式建立与发展阶段。

在第一发展阶段，深水沉积研究得到了极大丰富，主要表现在2个方面，即鲍玛序列的建立及基于鲍玛序列的多个经典扇模式的建立与广泛使用。特别是在上个世纪七八十年代，以现代扇模式代表的沉积模式最具影响力，并指导石油勘探获得了许多油气发现。

在第二发展阶段，一批学者对鲍玛序列及相关扇模式提出了广泛的质疑。特别是通过对全世界多个地区的岩心与经典浊积岩露头仔细观察与描述，以及对现代浊流沉积重新研究，有学者提出和建立了基于砂质碎屑流概念的斜坡沉积模式。该模式是对鲍玛序列与相关扇模式的重要补充，并在全球地学界产生了巨大影响，从而也标志着深水沉积研究又进入了一个新阶段。

总的来说，在深水沉积研究2个重要发展阶段所形成的7个具有影响力和代表性的沉积模式都具有不同的形成背景及局限性，但每一个新的沉积模式的建立，无论是对先前沉积模式的完善还是否定，都是对深水沉积研究的发展与丰富。从这些代表性的沉积模式中，我们可以更深入地了解关于深水沉积过程和沉积作用等方面的研究进展。

3 深水沉积研究的未来发展

深水沉积研究是一个不断发展和完善的过程，随着研究手段不断丰富，资料不断积累，研究不断深入，一些旧有沉积模式的局限性和问题也不断显现，学者们甚至纷纷抛弃了自己早期所建立的扇模式，就连浊流与浊积岩这样得到广泛使用的基本概念和术语也受到了广泛地质疑与争论。在诸多关于深水沉积的争论中，有学者认为在过去50年间浊积岩模式创造了10大深水浊积岩的神话，并一一进行了剖析。这10大神话归结起来主要就是关于浊积岩和鲍玛序列问题、砂质碎屑流与高密度浊流问题的讨论，而这2个问题也正是当前深水沉积研究争论的热点与难点。

传统的浊积岩概念和作为浊积岩经典序列的鲍玛序列，目前已越来越受到了学者们的 广泛质疑。在浊积岩概念之上建立起来的海底扇模式把几乎所有深水砂岩解释为浊积岩成因，这是数十年来深水沉积研究争论的焦点。关于浊积岩和鲍玛序列问题，目前普遍的认识主要有2个方面。

3.1 浊积岩只是深水沉积岩的一种

依据沉积物的供给方式，并结合流体性质与支撑机制的变化，笔者将深水碎屑岩沉积划分为海底扇沉积、块体流沉积、海底流沉积、远洋沉积等4种深水沉积体系及10种沉积组合类型。一方面，在深水重力流的形成、发展和消亡过程中，由于水的加入与混和稀释、地形与流体能量的逐渐变化等，往往发生碎屑流、浊流、牵引流等多种流态间的转换，从而可以形成包括碎屑流沉积、浊流沉积等在内的多种深水沉积及其共存的沉积组合，如海底扇沉积体系、块体流沉积体系等，其中的沉积组合变化就体现了流体性质与流态的变化。应该说，浊流只是其中的一种流体类型，这是深水重力流发育演化的一般规律。另一方面，根据鲍玛序列的描述，浊积岩主要是指中—细粒砂岩，而现今已经发现了更多的粗碎屑深水沉积物。实际上，深水沉积可以涵盖泥级、砂级、砾级等各种粒径的沉积物。所以，真正由浊流形成的、具有鲍玛序列的浊积岩，其实只是深水沉积的一个类别而已，这也是目前更多学者倾向于用深水扇来作为形成于各种成因背景下的深水沉积统称的主要原因，而不是继续沿用浊积岩或浊积扇作为深水沉积的代名词。

3.2 鲍玛序列是多流态形成的岩相组合

随着深水牵引流沉积研究的深入，鲍玛序列的多解性越来越明显，目前鲍玛序列的Ta—Te各段均有着不同的成因解释。如鲍玛序列的Ta段，除浊流成因外，还被解释为砂质碎屑流、颗粒流等重力流沉积;鲍玛序列Tb、Tc、Td段，除浊流成因外，还被解释为深水底流沉积及床底负荷的牵引流沉积等。根据浊流最初的定义，在真正的浊流中，沉积物被湍流支撑，通常只发生悬浮沉积，呈正递变层理。因此，现在不少学者认为，鲍玛序列中发育递变或块状层理的Ta段可能为悬浮沉积成因，即仍属于浊流的沉积产物。

4 结束语

深水沉积物往往不是单纯的牵引流重力流作用形成的，因此对深水沉积进行研究时要结合这2种搬运机制。深水沉积环境的地质营力作用十分复杂，应该对深水环境的沉积动力学机制进行更深入的研究。

参考文献

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