緬甸若開海域塊體搬運(yùn)沉積地震響應(yīng)及典型地質(zhì)特征

馬宏霞，呂福亮，范國(guó)章，孫 輝，高翠欣

（1.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院，浙江杭州310023；2.中國(guó)石油華北油田公司第一采油廠，河北任丘062552）

緬甸若開海域塊體搬運(yùn)沉積地震響應(yīng)及典型地質(zhì)特征

馬宏霞1，呂福亮1，范國(guó)章1，孫 輝1，高翠欣2

（1.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院，浙江杭州310023；2.中國(guó)石油華北油田公司第一采油廠，河北任丘062552）

塊體搬運(yùn)沉積是深水沉積體系的重要組成部分，在世界范圍內(nèi)的深水盆地均有發(fā)現(xiàn)，其對(duì)深水油氣勘探及生產(chǎn)均有重要影響。利用深水三維地震資料，對(duì)緬甸若開海域上上新統(tǒng)底部塊體搬運(yùn)沉積進(jìn)行了追蹤分析。基于地震剖面及時(shí)間切片，認(rèn)為上上新統(tǒng)底部塊體搬運(yùn)體系發(fā)育3種地震相類型：弱振幅半透明雜亂地震相、疊瓦狀變振幅地震相及中-強(qiáng)振幅丘狀地震相。雜亂半透明地震相為塊體搬運(yùn)體系中段層狀流態(tài)典型地震響應(yīng)特征；疊瓦狀變振幅地震相為同沉積變形的證據(jù)，為塊體搬運(yùn)趾部沉積；中-強(qiáng)振幅為搬運(yùn)沉積內(nèi)部漂浮塊體響應(yīng)特征?；诰礁鶎傩浴⑾喔汕衅皹?gòu)造圖等，分別從頂、底界面以及內(nèi)部對(duì)塊體搬運(yùn)體系沉積的典型地質(zhì)特征進(jìn)行了分析，底界面主要表現(xiàn)為侵蝕現(xiàn)象，頂界面反映了塊體搬運(yùn)沉積具有層狀流態(tài)和塑性流態(tài)的性質(zhì)，內(nèi)部特征主要表現(xiàn)為變形及擠壓現(xiàn)象。

地震相；地質(zhì)特征；塊體搬運(yùn)沉積；深水沉積體系；若開次盆；緬甸

深水沉積體系是指那些位于風(fēng)暴浪基面以下，在重力流作用下沉積于陸坡中上部到盆地底部某處的沉積物及其沉積環(huán)境［1］。在大陸坡-深海平原沉積環(huán)境中，最重要的兩種搬運(yùn)過(guò)程為：海底峽谷-水道搬運(yùn)沉積及塊體搬運(yùn)沉積。塊體搬運(yùn)沉積是在一定的地質(zhì)作用下（包括構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、火山、地震、海嘯、天然氣水合物分解、沿岸流等），沉積物沿著大陸斜坡、峽谷/水道、隆起（火山、底辟、鹽丘等）翼部及水道側(cè)壁產(chǎn)生的重力流，包括滑動(dòng)、滑坡和碎屑流等重力流過(guò)程［2-5］。塊體搬運(yùn)沉積是深水沉積體系的重要組成部分，在世界范圍內(nèi)的深水盆地均有發(fā)現(xiàn)，其對(duì)深水油氣勘探及生產(chǎn)均有重要影響。其分布范圍廣泛，發(fā)育規(guī)模不等，最大可以達(dá)到幾千平方公里，對(duì)原地沉積具有極大的破壞及改造作用。在生產(chǎn)上，能對(duì)深水油氣勘探開發(fā)平臺(tái)、油氣管線和海底電纜等設(shè)施造成損壞［6-9］。塊體搬運(yùn)沉積一般是以泥質(zhì)沉積物為主，孔隙度及滲透率均較差，對(duì)下伏地層具有很好的側(cè)向封堵及橫向封堵，能夠形成有效的圈閉［10］。塊體搬運(yùn)沉積在其近段主要是以滑動(dòng)及滑塌為主，中段及遠(yuǎn)段主要表現(xiàn)為碎屑流的重力流作用過(guò)程，但是在中段主要表現(xiàn)為層狀流態(tài)，遠(yuǎn)段主要表現(xiàn)為塑性流態(tài)（圖1）。塊體搬運(yùn)沉積體在發(fā)育初期時(shí)主要表現(xiàn)為拉張作用，在末期主要表現(xiàn)為一種擠壓作用［11-12］。

國(guó)外對(duì)深水沉積研究起步較早，在深水峽谷-水道搬運(yùn)沉積方面取得了大量的認(rèn)識(shí)，近幾年部分學(xué)者針對(duì)塊體搬運(yùn)沉積做了詳細(xì)的研究。Lorena Gina Moscardelli對(duì)特立尼達(dá)島和委內(nèi)瑞拉塊體搬運(yùn)的沉積過(guò)程及其沉積物進(jìn)行了分析［5］。Suzanne Bull，Joe Cartwright和Mads Husse利用三維地震資料對(duì)挪威中陸坡塊體搬運(yùn)沉積運(yùn)動(dòng)學(xué)標(biāo)志進(jìn)行了分析［12］。而國(guó)內(nèi)對(duì)整個(gè)深水沉積的研究才剛剛起步，對(duì)于塊體搬運(yùn)沉積研究幾乎是空白。2003年大宇公司在緬甸若開海域A1區(qū)塊發(fā)現(xiàn)SHWE大氣田，雖然塊體搬運(yùn)沉積很少作為主要儲(chǔ)層，且也不是主要勘探目標(biāo)，但是作為該地區(qū)深水沉積體系的重要組成部分及重要的區(qū)域蓋層，并對(duì)下伏及上覆地層產(chǎn)生影響［13］，且淺層塊體搬運(yùn)沉積是鉆井風(fēng)險(xiǎn)必須考慮的重要因素，所以其識(shí)別和特征研究對(duì)緬甸若開海域深水沉積體系油氣勘探具有重要意義。

本文主要利用三維地震資料對(duì)塊體搬運(yùn)沉積進(jìn)行研究，對(duì)上上新統(tǒng)底部塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)部的不同地震相類型進(jìn)行了分析，并對(duì)其所對(duì)應(yīng)的沉積特征進(jìn)行了推測(cè)，由于研究區(qū)域缺乏鉆井資料，難以進(jìn)行標(biāo)定。此外基于均方根屬性、相干切片及構(gòu)造圖等，分別從頂、底界面以及內(nèi)部對(duì)塊體搬運(yùn)沉積的典型地質(zhì)特征進(jìn)行了分析。

1 區(qū)域地質(zhì)

研究區(qū)位于孟加拉灣盆地東部的緬甸若開次盆（圖2）。孟加拉灣盆地位于印度洋的東北部，是南亞巨型含油氣盆地之一，盆地北部發(fā)育恒河和布拉馬普特拉河巨型三角洲，盆地底部被古近系巨型海底扇所覆蓋，最大沉積厚度大于12000 m［14］。

圖1 塊體搬運(yùn)沉積發(fā)育過(guò)程（據(jù)Suzanne Bull，有修改）Fig.1 Process ofmass-transport deposition（From Suzanne Bull，modified）

孟加拉灣盆地的形成與岡瓦那大陸的裂解及之后印度板塊與歐亞板塊和緬甸板塊的碰撞作用有關(guān)［15-16］，其構(gòu)造演化及沉積充填可以劃分為四個(gè)階段：①裂谷期（石炭/二疊紀(jì)—早白堊世），中侏羅世—早白堊世，岡瓦那大陸裂解，澳大利亞板塊、南極洲板塊與印度板塊分離。②漂移期（早白堊世—中始新世）：印度板塊與澳大利亞板塊和南極洲板塊分離后，開始向北運(yùn)移。白堊紀(jì)末期，孟加拉灣盆地海底開始形成。古新世時(shí)，大洋板塊沿緬甸板塊西緣斜向向下俯沖，將緬甸板塊與歐亞板塊拆離。③早期碰撞期（中始新世—漸新世）：始新世時(shí)，印度板塊西北角與歐亞板塊開始碰撞，導(dǎo)致板塊的耦合作用，并加快了緬甸板塊向北的運(yùn)動(dòng)，印度洋洋殼擴(kuò)展減緩。漸新世時(shí)，印度板塊與歐亞板塊正面碰撞，接近垂直交匯。④晚期碰撞期（中新世—第四紀(jì)）：印度板塊向歐亞板塊和緬甸板塊強(qiáng)烈俯沖，喜馬拉雅山脈和青藏高原形成，孟加拉灣地區(qū)強(qiáng)烈撓曲，孟加拉灣盆地演變成殘余洋盆，大量沉積物輸入形成孟加拉和尼科巴海底扇。若開次盆的形成與印度板塊和緬甸板塊自古新世的傾斜碰撞密切相關(guān)。

圖2 研究區(qū)地理位置示意圖Fig.2 Sketchmap of the study area

研究區(qū)自上新世以來(lái)，發(fā)育多套塊體搬運(yùn)沉積體，其規(guī)模大小不一（圖3），塊體搬運(yùn)沉積頻繁出現(xiàn)并夾雜于砂質(zhì)水道-天然堤復(fù)合體沉積地層中。自上新世以來(lái)，印度板塊與緬甸板塊碰撞導(dǎo)致構(gòu)造活動(dòng)比較頻繁，成為塊體搬運(yùn)沉積的促發(fā)機(jī)制；此外該時(shí)期起，沉積速率增加，發(fā)育大套三角洲，為塊體搬運(yùn)沉積的發(fā)育提供了物源條件。一般來(lái)說(shuō)，塊體搬運(yùn)沉積在平面上表現(xiàn)為長(zhǎng)條形。物源來(lái)自于東側(cè)陸架斜坡。本文主要以上上新統(tǒng)底部塊體搬運(yùn)沉積為例來(lái)分析其地震響應(yīng)及典型地質(zhì)特征，該套塊體搬運(yùn)沉積較其他規(guī)模大，且現(xiàn)象比較豐富，但是由于研究區(qū)距離物源區(qū)有一定距離，且三維地震資料有限，不能涵蓋整個(gè)塊體搬運(yùn)沉積，所以在研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育塊體搬運(yùn)中遠(yuǎn)段沉積，最大厚度約250 m，在研究區(qū)內(nèi)沿物源方向約25～30 km，垂直于物源方向最寬處約20～25km。

2 地震相類型

塊體搬運(yùn)沉積具有明顯不同于相鄰沉積的地震響應(yīng)特征，在地震可分辨的尺度內(nèi)易識(shí)別，其表現(xiàn)為雜亂地震反射，而上覆及下伏地層均表現(xiàn)為強(qiáng)振連續(xù)反射（圖4）。根據(jù)塊體搬運(yùn)沉積的內(nèi)部反射特征可以識(shí)別出3種不同的地震相，SF1，SF2及SF3。

SF1為弱振幅半透明雜亂地震相，在地震剖面及時(shí)間切片上均表現(xiàn)為弱振雜亂反射，反映了其內(nèi)部物質(zhì)分選差，雜亂無(wú)章的特征，為塊體搬運(yùn)沉積中段層狀流態(tài)典型地震響應(yīng)特征，也是塊體搬運(yùn)沉積的典型地震響應(yīng)特征。

圖3 若開次盆研究區(qū)多套塊體搬運(yùn)沉積Fig.3 Multimass-transport deposits in the study area，Rakhine Sub-basin

SF2為強(qiáng)、弱振幅變化的疊瓦狀變振幅地震相，地震剖面及其平面幾何特征呈疊瓦狀排列，弱反射為碎屑流響應(yīng)特征，強(qiáng)振幅反射為多個(gè)逆斷層面響應(yīng)，表明其遭受擠壓變形，同沉積變形的證據(jù)（圖4），符合塑性流體的沉積特點(diǎn)，為典型的塊體搬運(yùn)趾部沉積。

圖4 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積弱振半透明雜亂地震相（SF1）及變振幅地震相（SF2）Fig.4 Low amplitude，semi-transparent and chaotic seismic facies（SF1）and variable amplitude seismic facies（SF2）ofmass-transport deposition in Rakhine Sub-basin

SF3為中-強(qiáng)振幅丘狀地震相，具有向上凸起的丘狀外部形態(tài)，與周圍地震反射具有明顯的邊界，地震相內(nèi)部反射振幅較強(qiáng)，有的比較雜亂，有的連續(xù)性相對(duì)較好，為塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)漂浮塊體的響應(yīng)特征（圖5）。在研究區(qū)，SF1及SF3的分布范圍極為廣泛，SF3主要分布于塊體搬運(yùn)沉積的南部地區(qū)，即塊體搬運(yùn)沉積的趾部，SF1主要分布于北部地區(qū)，即物源來(lái)源方向（圖5）。但是SF2的分布范圍極為局限，也不具有沉積規(guī)律，主要發(fā)育于SF1地震相的內(nèi)部，為團(tuán)塊狀分布。

3 典型地質(zhì)特征

塊體搬運(yùn)沉積在其不同部位表現(xiàn)出不同的重力流過(guò)程、不同的流態(tài)以及不同的應(yīng)力情況，并影響其不同部位的頂、底界面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。所以本文主要對(duì)其頂、底界面以及內(nèi)部特征進(jìn)行分析。

3.1 底界面典型特征

由于塊體搬運(yùn)沉積形成過(guò)程中的剪切作用和下切作用，其底界面主要反映為侵蝕現(xiàn)象，在研究區(qū)表現(xiàn)為：側(cè)向侵蝕邊界、大型沖蝕溝以及侵蝕殘留。

圖5 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積中強(qiáng)振幅丘狀地震相（SF3）Fig.5 Medium-high amplitudemound seismic facies（SF3）ofmass-transport deposition in Rakhine Sub-basin

3.1.1 側(cè)向侵蝕邊界

側(cè)向侵蝕邊界幾乎平行于塊體搬運(yùn)沉積搬運(yùn)方向并限制了塊體搬運(yùn)沉積的搬運(yùn)范圍，成對(duì)出現(xiàn)。研究區(qū)由于地震覆蓋范圍較為有限，只觀察到一側(cè)的側(cè)向侵蝕邊界。側(cè)向侵蝕邊界相對(duì)較陡，界面兩側(cè)反射特征存在明顯差異，圖6侵蝕邊界右側(cè)為塊體搬運(yùn)沉積的弱振雜亂反射，侵蝕邊界左側(cè)為水道或席狀砂的強(qiáng)振連續(xù)反射，地勢(shì)起伏可達(dá)200 m左右，走向?yàn)楸睎|-南西向（圖6），向下斜坡方向侵蝕邊界的地勢(shì)起伏逐漸減小。侵蝕邊界的形成是由塊體搬運(yùn)沉積在搬運(yùn)過(guò)程中剪切作用及下切作用造成的。

3.1.2 底界面大型沖蝕溝

塊體搬運(yùn)沉積底界面為剪切面，連續(xù)且平行于下伏地層，但是由于形成過(guò)程的下切作用，塊體搬運(yùn)沉積的底部發(fā)育一大型的沖蝕溝，寬度較大，底部比較平整，平面上呈線性展布，上傾方向較窄，最窄處約7000 m，下傾方向沖蝕溝寬度逐漸增加。沖蝕溝深約60～80 m，其走向幾乎平行于側(cè)向侵蝕邊界（圖6）。

3.1.3 侵蝕殘留

由于侵蝕下切作用的程度不一，可形成一些侵蝕殘留，表現(xiàn)為強(qiáng)振連續(xù)反射。侵蝕殘留主要為早期的斜坡或深海沉積物，很可能為早期的水道-天然堤沉積或席狀砂沉積，這些侵蝕殘留被后期低孔低滲的塊體搬運(yùn)沉積所覆蓋，可以形成有效的封堵，并形成一些地層圈閉（圖7）。

3.2 頂界面特征

圖6 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積側(cè)向侵蝕邊界及底部大型沖蝕溝Fig.6 Lateral erosional boundary and basal scour ofmass-transport deposits in Rakhine Sub-basin

根據(jù)研究區(qū)頂界面的形態(tài)，可將頂界劃分為兩段：①為微凹凸不平的頂界面；②為由于擠壓逆沖作用形成的地形起伏較大的擠壓脊（圖8）。微凹凸不平頂面為塊體搬運(yùn)沉積中段的頂界面典型特征，界面連續(xù)，平行于底界面，地形起伏很小，表現(xiàn)為微凹凸不平。擠壓脊在平面上一般呈弧形，且相互平行-亞平行，凸起方向?yàn)樗鞣较颍诘卣鹌拭嫔掀涞匦纹鸱_(dá)到70～80 m。擠壓脊一般為塊體搬運(yùn)沉積遠(yuǎn)段的典型特征。但是局部地形發(fā)生變化或者水流前進(jìn)過(guò)程遭受阻擋也會(huì)形成局部性擠壓脊。

圖7 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積底部侵蝕殘留Fig.7 Basal erosional remnants ofmass-transport deposits in Rakhine Sub-basin

圖8 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積頂界面特征Fig.8 Characteristic of top boundary ofmass-transport deposits in Rakhine Sub-basin

3.3 內(nèi)部特征

研究區(qū)塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)部及其伴生地質(zhì)作用具有3種典型特征：漂浮巖塊、褶皺及同沉積逆沖斷層。

3.3.1 漂浮巖塊

漂浮巖塊在地震上較易識(shí)別，與周圍沉積物的弱反射相比，表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅反射，有的巖塊內(nèi)部反射比較雜亂，有的連續(xù)性相對(duì)較好，陡峭的向外傾斜的翼部將其與周圍的沉積所分隔開。具有向上突起的外部幾何形態(tài)，其組成為沉積物的粘結(jié)塊體。漂浮巖塊主要發(fā)育于塊體搬運(yùn)沉積中段，其大小不一，在研究區(qū)部分漂浮巖塊長(zhǎng)軸方向可達(dá)3km（圖9）。一般而言隨著搬運(yùn)距離的增長(zhǎng)，漂浮巖塊的長(zhǎng)軸方向逐漸平行于水流方向且變形程度增加，但是如果漂浮巖塊受到局部擠壓或沉積于塊體搬運(yùn)沉積的末端，其長(zhǎng)軸方向有可能垂直于水流方向。

3.3.2 褶皺

在塊體搬運(yùn)沉積體內(nèi)可觀察到不同形狀的褶皺，在塊體搬運(yùn)沉積中段，當(dāng)搬運(yùn)距離較短時(shí)，主要表現(xiàn)為垂直褶皺，但是隨著搬運(yùn)距離的增加，其變形程度增加，其形態(tài)也從垂直褶皺-傾斜褶皺-橫臥褶皺轉(zhuǎn)變。其形態(tài)特征的變化主要是由于隨著搬運(yùn)距離的增加，剪切作用會(huì)導(dǎo)致褶皺軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)使其平行于塊體搬運(yùn)沉積的頂?shù)捉缑妫薨櫂屑~的方向指向下斜坡方向。所以塊體搬運(yùn)沉積中段內(nèi)發(fā)育褶皺可以用來(lái)識(shí)別搬運(yùn)方向及古斜坡方向。圖10為研究區(qū)塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)部一微傾斜褶皺，表現(xiàn)為丘狀構(gòu)造，頂界面為向上凸起的不連續(xù)反射，底界面為連續(xù)未變形剪切面，褶皺內(nèi)部主要表現(xiàn)為一系列向上凸起的連續(xù)反射，部分也呈現(xiàn)出不連續(xù)反射，說(shuō)明其具有一定的塑性變形但是還保持著良好的連續(xù)性。

3.3.3 同沉積逆沖斷層

圖9 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)部漂浮巖塊Fig.9 Floating blocks in the interior ofmass-transport deposits in Rakhine Sub-basin

同沉積逆沖斷層斷距小，分布密集，剖面中呈疊瓦狀分布（圖11）。疊瓦狀逆沖斷層的形成是局部限制性流體在向前搬運(yùn)過(guò)程中，遭遇地形的阻擋，后來(lái)的流體對(duì)其造成擠壓，使得流體物質(zhì)向上逆沖，流體在不斷擠壓的過(guò)程中由于可容納空間的限制，形成了一系列疊瓦狀的逆沖斷層。其前緣邊界為陡坡。塊體搬運(yùn)方向垂直于逆沖斷層的走向。同沉積逆沖斷層為塑性流體同沉積變形的標(biāo)志，主要發(fā)育于塊體搬運(yùn)沉積的趾部。

圖10 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)部褶皺Fig.10 Interior folds ofmass-transport deposits in Rakhine Sub-basin

圖11 若開次盆塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)同沉積逆沖斷層Fig.11 Syndepositional thrust faultswithin mass-transport deposits in Rakhine Sub-basin

4 結(jié)論

1）塊體搬運(yùn)沉積總體表現(xiàn)為雜亂地震反射，但是其內(nèi)部又可以劃分3種不同的地震相：弱振幅半透明雜亂地震相、強(qiáng)弱振幅變化疊瓦狀的變振幅地震相及中強(qiáng)振幅丘狀地震相。弱振幅半透明雜亂地震相為塊體搬運(yùn)沉積中段典型地震相；疊瓦狀變振幅地震相為同沉積變形的證據(jù)，主要發(fā)育于塊體搬運(yùn)沉積的趾部；中-強(qiáng)振幅丘狀地震相為漂浮塊體的典型地震響應(yīng)特征。

2）由于塊體搬運(yùn)沉積形成過(guò)程的剪切作用和下切作用，所以其底界面主要表現(xiàn)為侵蝕特征，表現(xiàn)為側(cè)向侵蝕邊界、大型沖蝕溝和侵蝕殘留。研究區(qū)塊體搬運(yùn)沉積表現(xiàn)為層狀流態(tài)和塑性流態(tài)，其頂界面可以劃分為兩段，一段為微凹凸不平的頂部剪切面，另一段為地形起伏較大的擠壓脊。塊體搬運(yùn)沉積內(nèi)部特征主要表現(xiàn)為漂浮巖塊、褶皺及同沉積逆沖斷層。

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（編輯 張亞雄）

Seism ic responses and geological characteristics ofmass-transport deposits in the Rakhine Basin，Offshore M yanmar

Ma Hongxia1，LüFuliang1，F(xiàn)an Guozhang1，Sun Hui1and Gao Cuixin2

（1.Petrochina Hangzhou Research Institute of Geology，CNPC，Hangzhou，Zhejiang 310023，China；2.First Oil Production Plant，Petrochina Huabei Oilfield Company，CNPC，Renqiu，Hebei062552，China）

Mass-transport deposits（MTD）are an important component of deepwater deposition system.They occur in many deepwater basins around the word and play an important role in petroleum exploration and production.Using deepwater 3D seismic data，we predicted mass-transport deposits in the lower of the Upper Pliocene in Rakhine Sub-Basin，offshore Myanmar.Based on the seismic sections and time slices，we recognized 3 seismic facies in the MTD：low amplitude，semitransparent and chaotic seismic reflections，imbricate variable amplitude reflections and moderate-high amplitude reflections.The first seismic facies is the typical seismic response of laminar flow in themiddle MTD，the second seismic facies is the evidence of the syndepositional deformation at the toe of MTD，and the third seismic facies is the seismic response of the floating blocks in the MTD.Based on RMS，coherence slices and structuremaps，we analyzed the typical geologic features on the top boundary，bottom boundary and in the interior of MTD.The bottom boundary is mainly characterized by erosion，and the top boundary reveals the laminar flow and plastic flow regimes ofMTD，while the interiormainly features in deformation and compression.

seismic facies，geological characteristics，mass-transport deposit，deepwater deposition system，Rakhine Sub-basin，Myanmar

TE121.3

A

0253-9985（2011）05-0751-09

2011-01-20。

馬宏霞（1985—），女，碩士、助理工程師，層序地層學(xué)及沉積學(xué)。