2.1   珠江海谷供应水道

浊积扇体系的供应水道主要沿珠江海谷发育，总体呈北西方向展布，延伸超过250 km。根据其沉积体展布形态和侵蚀下切等特征，分为北、中、南三段。

（1）北段

北段位于1000 m水深以浅的上陆坡，NW-SE走向，紧接南海北部大陆架，坡度较陡，包括珠江海谷冲刷侵蚀水道区和峡谷群侵蚀区（图2）。珠江海谷主道宽约24 km，深约50～150 m，以过路侵蚀为主，第四纪晚期局部区段有少量沉积物充填。珠江海谷东侧峡谷发育，即神狐东峡谷群，重力流携带陆架沉积物从峡谷流过，汇入珠江海谷中段，并对所经区域进行了强烈的冲刷和下切侵蚀，致使该区第四系和上新统上部地层出现间断性缺失。

图 2.  珠江海谷北段重力流沉积地震反射特征

T0代表海底，T1代表第四系底界，测线位置见图1，以下各图同。

Figure 2.  Seismic reflecting characteristics of northern Pearl River Valley

T0 represents sea floor, T1 represents Quaternary bottom, locations of profiles（including the following figures）are shown in Fig.1.

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（2）中段

珠江海谷中段处于1000 ～2500 m水深区，前半部近EW走向，后半部转为NW-SE走向。中段海底地形坡度从前端到中、后端逐渐变缓，重力流流速开始降低，经海谷北段和神狐东峡谷群而来的沉积物物源充足，部分沉积物逐渐留存下来。该段前端海底地形较陡，海谷外部形态深而窄，冲刷剥蚀明显，底部可见“V”形水道，沉积薄，仅为两侧第四系厚度的1/3（图3）；海谷中后端地形变缓，致使海谷中段中部及后部水道砂体十分发育（图4），底部主要发育“U”形下切水道。这些重力流沉积砂体可分为3个期次，发育特征各有差异。

图 3.  珠江海谷中段前部分重力流沉积地震反射特征

Figure 3.  Seismic reflecting characteristics of gravity flow deposition in forepart of middle Pearl River Valley

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图 4.  珠江海谷中段下切水道充填地震相及其解译特征

上图为跨海谷剖面，中图为上图黑框范围的放大部分，下图为中图的地质解译。

Figure 4.  Seismic facies of channel filling and its interpretation characteristics in middle Pearl River Valley

The upper figure is the cross-valley section; The middle is the enlarged figure of the section in the black frame; The lower figure is the geological interpretation of the middle.

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中段前端走向近EW向，缺失早期第1期和第2期重力流沉积，只有最新的第3期重力流沉积保存下来（图3a）。至中段中部走向转为NW-SE向，地形逐渐变得宽缓，沉积物厚度加大，3期重力流沉积都有保存（图3b、图4）。中段中部是神狐东峡谷群的主要物质输出地，从北部峡谷来的沉积和从西北部珠江海谷输运来的沉积在此汇合，形成了不同组构水道沉积物的叠置。在地震剖面上显示为近水平滩状和透镜状两种形状的重力流沉积体，内部充填结构也有明显差异，印证了沉积物的多物源性和多方向性汇聚的特征（图4）。

中段中部及后部3个期次重力流沉积体更加发育，从老到新特征如下：

第1期重力流沉积主要为“U”形下切水道充填而形成的充填沉积复合体，由侧向加积沉积物和垂向加积沉积物复合叠合构成，底部发育明显的冲刷侵蚀面。地震剖面上观察，底部侵蚀面之上可见明显强震幅波组，为典型的高振幅反射（high amplitude reflections, 简称HARs），相邻琼东南盆地中央峡谷的钻探实践已经证明，该类型强震幅单元是储集性能良好的砂体^{[24-25, 28]}。在第1期砂体内部可见次一级的侵蚀面，其上部也可见强震幅波组，在沉积复合体内部形成多期叠加的强振幅波组组合体，构成厚层复合水道充填砂体（图4）。

第2期重力流沉积呈扁平滩状覆盖在第1期重力流沉积物之上，底部下切侵蚀作用弱，横向分布范围较广，大部分区域都有分布，显示出珠江海谷中段中后部区域是第2期重力流沉积物重要的倾卸地。海谷两侧沉积体地震相特征显示以侧向加积为主；海谷中部内部结构较为杂乱，揭示出水动力强而急的重力流携带沉积物骤然减速，沉积物快速堆积致使内部结构紊乱。总体上该区段主要为宽缓水道砂体和天然堤沉积体的复合体。

第3期重力流沉积在珠江海谷中段前部分为以垂向加积沉积为主的充填复合体，几乎覆盖了整个海谷主水道区域；在珠江海谷中段后部分为以侧向加积沉积为主的水道复合体，主要分布在珠江海谷的西部，呈楔形体展布；局部区域发育泛滥漫滩沉积。

（3）南段

南段为珠江海谷的2500～3200 m水深区，NW-SE走向为主，在西北次海盆入口处转为近南北向。其北部地形较为宽缓，是珠江海谷最宽的区域，致使重力流在该区流域变大，流速降低，重力流沉积物厚度不大，但分布的范围变宽。水道侵蚀大部分区域不太发育，仅在海谷中心区域局部发育，沉积体以沉积朵叶体为主，局部发育水道-天然堤和泛滥漫滩沉积（图5）。该段南端为深海平原的入海口，珠江海谷在此忽然变窄，两侧发育低隆起，形成“咽喉状”谷口地形，重力流到此流速加快，形成大量下切水道（图6），沉积以水道-天然堤沉积体为主。重力流沉积3期次发育特征依旧明显：

图 5.  珠江海谷南段中部重力流沉积地震特征

Figure 5.  Seismic reflecting characteristics of gravity flow deposits in the middle part of south section of PRV

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图 6.  珠江海谷南段3期沉积地质解译

a图为跨海谷剖面，b图为a图红框范围的放大部分，c图为b图的地质解译。

Figure 6.  Geological interpretations of three stages of deposition in southern Pearl River Valley

Figure 6a is the cross-valley section, figure 6b is the enlarged in red frame; figure 6c is the geological interpretation of figure 6a.

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第1期重力流沉积作用由北向南强度逐渐增大，水道下切深度由浅变深。在北部主要为朵叶体沉积，呈扁平楔状体，底部仅见弱侵蚀现象，内部反射结构以弱叠瓦状—弱杂乱状为主，振幅总体较弱（图5）。南部主要为水道-天然堤沉积，水道下切现象十分显著（图6），最深可至150 m，内部反射振幅较弱，以杂乱结构为主，显示出沉积物的快速堆积。

第2期重力流沉积作用在南段南北部表现出更大的差异，沉积体分布范围比第1期宽。在北部表现为泛滥漫滩沉积（图5）。南部水道下切现象较第1期减弱，总体为叠合透镜体，透镜体振幅底部较强，内部较弱，连续性中等，频率低，以迭瓦状结构为主（图6）。

第3期重力流沉积作用明显变弱，沉积物主要集中在海谷中部，沉积体分布范围再度变窄。沉积体以楔形为主。在北部表现为近水平状水道充填，连续性好（图5）。南部西侧以侧向加积的水道-天然堤为主，内部为低角度叠瓦状结构（图6），东侧水道不太发育。

2.2   西北次海盆深水浊积扇朵体

第四纪重力流沉积物沿珠江海谷进入西北次海盆深海平原后，以舌状体向前推进，呈扇形展布，形成海盆深水浊积扇朵体。通过对不同方向地震剖面的地震反射特征进行分析，揭示出供应水道沉积物进入西北次海盆深海平原后，平面和垂面上的结构及演化特征。

图7是南北纵向切过朵体正中部的地震剖面及其解译图，主要分为3期，可以和供应水道的3期次重力流沉积作用相对应，以第1期规模最大，发育时间最早。从剖面上分析，扇体第1期，舌状体向外延伸可达70 km，厚度最大约120 m；底部有几处较明显的宽缓下切侵蚀，以近陆坡处下切侵蚀最深；地震相以中—低频、弱振幅、中—低连续为主，内部结构以混杂结构和斜交结构为主，外形呈楔形，远离陆坡扇体振幅变强，连续性变好。扇体第2期，规模较第1期小，向南蔓延最远约50 km，最大厚度约40 m，由靠近陆坡和远离陆坡的两个透镜体组成，靠近陆坡的透镜体地震反射特征以中频、中—弱振幅、中—低连续为主，内部结构为混杂结构和斜交结构，底部下切侵蚀现象不明显；远离陆坡的透镜体为中—高频、中—强振幅、中连续为主，内部结构以斜交结构为主，可见小规模的“V”形下切。第3期重力流沉积扇体在海盆中规模最小，向南延伸最远约25 km，最大厚度约40 m，下切侵蚀基本不发育，呈楔形，地震相以中频、弱振幅、中连续为主，内部结构以斜交结构为主。

图 7.  西北次海盆浊积扇体南北向剖面解译

Figure 7.  Interpretation of deepwater turbidite fan in N-S direction in Northwestern Subbasin

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从中部向东西两侧方向，扇体规模呈现逐渐变小的趋势（图8、图9）。

图 8.  西北海盆西侧舌状体变化特征

Figure 8.  Different characteristics of the lobes of western deepwater fan in NW

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图 9.  西北次海盆东侧舌状体变化特征

Figure 9.  Lobes characteristics of eastern deepwater fan in NW subbasin

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以图7所示剖面为中心，向西40 km处（图8a），扇体第1期向南延伸约为35 km，其他两期也都相应略有变小；再向西40 km，扇体规模急剧变小（图8b），舌状体延伸最远不足4 km，每期厚度最大不超过20 m；再向西40 km至扇体西端，舌状体略有变大（图8c），延伸最远可至5 km，该舌状体延伸变化的原因从地形图上已有显示，为珠江海谷的分支水道携带沉积物进入海盆所致。地震相反映出从扇体中心向边部振幅增强，连续性变好。

图7所示剖面往东距离约40 km处（图9a），扇体向南延伸幅度3期都略有变小，以第1期最远，约38 km；再向东40 km，扇体规模逐渐变小（图9b），舌状体延伸最远约16 km，厚度从中部向两侧逐渐变薄；东边受到海山的阻隔未再向东发育（图1）。

在东西方向横截面上（图10），扇体为透镜状，以第1期沉积体规模最大，透镜体横切面宽度可超过90 km，厚度最大处约为100 m。地震反射特征以杂乱反射结构为主，揭示出在该剖面所示区段，扇体以快速堆积为主。扇体底部可见“U”型和“V”型的小规模冲刷槽，显示出第1期重力沉积流能量非常大，冲出海谷30 km后，依然对下部基底有侵蚀作用。第2期沉积规模变小，宽度不超过10 km，厚度最大不超过30 m，底部见轻微侵蚀现象，显示出第2期重力沉积流能量已经变弱。第3期沉积体呈扁平滩状，宽度约20 km，厚度不足10 m，底部基本无侵蚀现象，显示重力流能量更弱。扇体两侧地震剖面显示为连续性好、高频、平行结构的地震相，揭示出扇体周缘为稳定的深海沉积。

图 10.  西北次海盆浊积扇体横剖面及解译图

Figure 10.  Cross section and its interpretation of deepwater turbidite fan in NW Subbasin

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2.3   珠江海谷-西北次海盆深水浊积扇体系区域结构剖析

根据以上典型剖面的剖析和第四纪重力流沉积物的充填轨迹，勾画了珠江海谷-西北次海盆深水浊积扇区域结构图（图11），该重力流沉积构建了一个完整的深水扇沉积体系，位于陆坡的珠江海谷沉积体构成了深水扇的水道部分，西北次海盆深海平原的沉积体构成了深水扇的扇体部分，形成了珠江海谷-西北次海盆深水浊积扇体系。

图 11.  珠江海谷-西北次海盆深水扇体系区域结构组成示意图

Figure 11.  A sketch map of deep-water fan system in PRV-NW Subbasin.

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按照Walker等建立的深水扇经典沉积模式分析^[33-35]，珠江海谷-西北次海盆深水浊积扇沉积体系的上扇部分为珠江海谷水道重力流沉积体系的北段和中段近东西走向狭窄海谷的区段，以发育限制性水道为主，早期和中期为侵蚀区，晚期部分区域发育限制性水道砂体；中扇部分为珠江海谷陆坡水道重力流沉积体系变宽的中段和南段区域，主要发育水道-堤坝复合体和水道-朵叶复合体；下扇为西北次海盆沉积体，主要以大型朵叶体为主。

在平面上，早、中、晚3期扇体的分布略有差异，沉积中心并未完全吻合。第1期沉积体在上扇区域基本无沉积，主要分布在中扇和下扇区；水道沉积部分较为狭长，供应水道南段分岔为左右两个水道沉积体；进入西北次海盆后，向正南方向和东向延伸，东南向和西南向不太发育。第2期沉积体也是主要分布在中扇和下扇区，在供应水道区的分布较第1期宽，在南段水道沉积体没有分叉；进入西北次海盆后，扇体中间部分略向南延伸，大部分扇体主要沿海谷出口附近的海盆北缘分布。晚期第3期重力流沉积体在上扇、中扇、下扇都有分布，在供应水道中段北部区域沉积体较宽，其他区域明显变窄，不足该段第2期砂体的1/3；进入海盆后，沿海盆北缘呈东西向线形展布，东侧延伸宽度大于西侧。

因此，珠江海谷-西北次海盆重力流沉积体系形成的深水浊积扇体系的供应水道和朵体两部分沉积特征差异较大，上扇以侵蚀作用为主；中扇为重力流沉积物的临时卸载区，基本上为边路侵蚀、中央卸载沉积；下扇为沉积物的最终汇集区。

3.1   地形的控制作用

地形对珠江海谷-西北次海盆深水扇体各部分的控制作用十分明显。总体地形北高南低，因此重力流沉积体系由北向南发育。上扇区域处于陆架和陆坡转折带下方，地形坡度大，重力流动力强劲，水道大面积冲刷，主要以侵蚀为主，沉积物较难赋存。中扇区地形坡度由陡变缓，流体动能逐渐减弱，重力流沉积物沉积规模逐渐变大，从水道-天然堤沉积体逐渐变化为水道-朵叶体复合沉积体。下扇区位于海盆中，为深海平原地貌，地形非常平缓，从狭窄的珠江海谷奔涌而出的高动能流体受地形骤然变缓的影响，流速下降，沉积物大量赋存下来，形成以朵叶体发育为主的深水浊积扇下扇。

3.2   断裂的控制作用

构造活动对珠江海谷-西北次海盆深水扇发育的影响，主要表现在断裂对珠江海谷发育的控制（图12）。珠江海谷为什么没有依照陆坡的地形由北至南直接贯穿进入海盆，而是呈北西方向数次弯转才转而向南进入海盆呢？根据地震剖面解译分析，晚中新世以来南海北部陆坡大量发育的北西向断裂^[31-32]有重要的控制作用。

图 12.  珠江海谷两侧断裂分布特征

Figure 12.  Distribution characteristics of faults in both sides of Pearl River Valley

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阶梯状正断裂或相向发育的正断裂组合形成构造洼地，重力流体沿低洼地由高向低顺流而下。以珠江海谷中段北部近东西向水道为例（图12a），海谷西南侧的北西西向阶梯状正断裂从晚中新世到第四纪期间多次活动，断层上盘下降，下降盘地层发生倾斜，北东方向为陆坡高地形区，由此在断裂和高地间形成了北西西向带状低地。受此构造影响，沿海谷北段北北西方向而来的重力沉积流并未直接向南奔流，而是转而向西，沿北西西向带状构造低洼地流动。珠江海谷其他区域的沉积发育受到断裂活动的控制作用也十分明显。以珠江海谷中段南部（图12b）和珠江海谷南段南端（图12c）为例，相向发育的阶梯状正断裂组合从晚中新世开始继承性活动，控制了珠江海谷的发育。到上新世，构造对海谷沉积活动的控制作用更加明显，多期发育的透镜状砂体层层叠置在海谷中，致使断层下降盘地层厚度大，海谷外面两侧的断层上升盘地层薄。第四纪时期重力流活动更加显著，下切侵蚀现象明显，在海谷南端向海盆出口处，东侧阶梯状正断层上盘可见明显的冲刷沟槽，第四纪早期地层遭到了侵蚀。

3.3   相对海平面变化的控制作用

相对海平面的变化对浊积扇发育的控制作用比较显著。根据图11珠江海谷-西北次海盆深水重力流沉积体系的整体区域结构和早、中、晚3期沉积体的分布可以看出：该深水扇体进入海盆后的扇体规模由老到新逐渐变小，第1期扇体规模明显偏大，第2期和第3期扇体规模变小，展示出明显向陆方向后退的趋势；在珠江海谷北段和中段前端，第2期砂体和第3期砂体都有向陆架方向迁移的趋势，尤其以第3期砂体最为明显，较第2期砂体向陆方向迁移近60 km。从以上深水扇多期砂体的沉积变化趋势，揭示出沉积体系随海平面变化而变化的地质演化历程。第四纪时期相对海平面总体呈现上升趋势，是导致珠江海谷-西北次海盆深水扇沉积体系早、中、晚多期沉积体不断向陆迁移的主要原因。

4.1   “源-渠-汇”沉积中“渠-汇”的完整过程诠释

珠江海谷北端接南海北部陆架中部区域，是珠江三角洲发育区。珠江是中国第三大河流，是南海北部最大的河流，物质输运量很大。这些沉积物首先在陆架区以三角洲形式堆集，之后继续向前延伸，为研究区输送了丰富的沉积物。而珠江海谷则构成了大陆架-深海平原深水沉积扩散系统的汇聚性通道。从三级次“源-渠-汇”体系的角度来看，在南海北部“陆架-陆坡-海盆”这个特定的区域内，陆架物质为物源，构成体系中的“源”单元结构；珠江海谷为主要物源通道，构成体系中“渠”结构单元；海盆为沉积物质的最终汇集之所^[39]，深水扇下扇的大规模发育证明了物质在海盆中的汇集，因此西北次海盆构成了体系的“汇”结构单元。由此，珠江海谷-西北次海盆深水重力流沉积作用完美地诠释了南海“源-渠-汇”过程中从渠到汇的沉积过程，形成了局部区域三级次“源-渠-汇”的完整体系，其3期区域结构记录了南海海盆作为限制性盆地接收陆源沉积物的全过程。珠江海谷-西北次海盆第四纪浊积扇的发育过程及沉积物组构，记录了重力流沉积物从侵蚀区到侵蚀及临时卸载区再到朵体状卸载的沉积活动和充填演化历史，为“源-渠-汇”的研究构建了一个可供参考的范例。

4.2   有助于深水油气勘探中深水扇砂体预测

珠江海谷-西北次海盆第四纪深水扇沉积体系区域结构的分析，完整呈现了砂体展布的平面和空间结构，揭示出砂体陆坡三段式三期发育、海盆扇形三期演化以及随相对海平面变化而迁移的独特特征。这种现今深水扇发育演化的剖析，可为南海北部新生代较早期深水扇的研究提供生成发育模式，有助于深水油气勘探中深水扇砂体的预测和成藏规律的认识。

根据南海形成演化过程，随着32 Ma左右海底扩张开始，南海限制性海盆开始发育，南海北部“源-渠-汇”体系发育的地质背景条件即开始形成；至今约23.8 Ma，在白云运动的作用下，南海陆坡步入深水沉积环境，至此三级次“源-渠-汇”的结构更趋成熟；到晚中新世及第四纪时期，“源-渠-汇”更加完善，为深水扇的发育奠定了基础。渐新世到第四纪期间多次大幅度的相对海平面变化为深水扇多旋回发育创造了条件，使得深水扇多时期多旋回砂体叠置发育成为可能，为南海北部深水-超深水区油气勘探中储层预测提供支撑。