中国南海琼东南盆地第四纪沉积物的来源与地球化学特征：古地貌与沉积特性的区分

时间：2026年3月29日

来源：Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers

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该研究通过整合地球化学、重矿物及地震地质地貌学方法，重建了南海北部Qiongdongnan盆地第四纪Ledong Formation的沉积源汇体系与搬运路径，揭示西部Kontum隆起和北部海南岛为主要沉积来源，空间上呈现Yacheng混合输入、Songtao海南岛主导、Lingshui Kontum为主兼红河贡献、Baodao红河为主的分布特征，古地形西高东低控制沉积入口与沉积分布，为被动大陆边缘盆地油气勘探提供新模型。

卢泽宇|严德天

中国地质大学教育部构造与石油资源重点实验室，武汉，430074，中华人民共和国

摘要：

南海北部的琼东南盆地（QNDB）是烃类勘探的关键区域，然而对其第四纪源汇系统的研究仍然有限。本研究旨在通过整合地球化学、重矿物组合和地震地貌学方法，重建QNDB第四纪乐东组的来源和沉积物运移路径。分析表明，该盆地存在三个主要的沉积物来源：红河、孔都隆起和海南隆起，并在空间上表现出明显的差异。鸭城地区接收来自这三个来源的混合沉积物，而松涛地区则以海南隆起的沉积物为主；灵水地区主要受孔都隆起的影响，同时也有少量红河沉积物的贡献；宝岛地区则主要受到红河细粒沉积物的影响。地震数据揭示了一个西高东低的古地形梯度，这一梯度控制了沉积物的运移方向，西部盆地成为沉积物进入的主要通道。孔都隆起的沉积物在西部形成了大型海底扇，而红河的细粒泥质沉积物则广泛分布于整个盆地。本研究为QNDB提供了一个精细的源汇模型，突出了西部沉积物输入的主导作用以及盆地古地形对沉积过程的强烈控制作用，为类似被动边缘盆地的深水水库预测和勘探提供了宝贵的见解。

引言

琼东南盆地（QNDB）是南海北部重要的烃类勘探区域（Cao等人，2015；Cheng等人，2023）。作为南海典型的被动边缘盆地，QNDB为研究边缘尺度上的沉积物运移和深水沉积构造提供了重要的自然实验室。尽管已经进行了大量的地质和地球物理研究，但关于第四纪沉积物来源的研究主要集中在新近纪地层上，而对于第四纪沉积物在盆地内的分布和空间分布的约束仍然相对有限，尤其是在浅层裂谷热沉降序列方面（Ma等人，2025；Zhang等人，2025a）。

作为一个半开放的盆地，QNDB接收多种成分不同的沉积物输入。先前的研究已经确定了几个潜在的沉积物来源区域，包括西北部的红河、西部的孔都隆起和北部的海南岛（Ma等人，2025）。红河向南海北部输送了大量沉积物，其中一部分可能通过英吉海盆地进入QNDB。相比之下，流经孔都隆起的河流（例如Thu Bon河流系统）为乐东凹陷提供了相对直接的砂质沉积物输送途径（Yan等人，2011）。尽管已有研究探讨了该地区的第四纪沉积物来源（Li等人，2022；Wan等人，2015），但现有的约束主要基于单一指标数据集、有限的空间覆盖范围或主要集中在晚第四纪时期。因此，乐东组的整体分布和沉积物运移效率仍缺乏足够的了解（Li等人，2023）。因此，需要一个精细的第四纪源汇框架来量化不同来源区域的相对贡献，并阐明沉积物路径如何控制沉积构造和水库发育（Cui等人，2019）。

基于以往的研究，本研究总结了向QNDB供应沉积物的三个主要来源：西北部的红河、西部的孔都隆起和北部的海南岛（Zhao等人，2019）。先前的沉积学和地貌学研究表明，由于中间存在沉积中心以及诸如南海东北部深度超过3000米的西沙海槽等水深障碍，珠江系统在第四纪期间对QNDB的沉积贡献有限（Xiong等人，2025；Zhang等人，2023）。因此，本研究重点评估红河、孔都隆起和海南岛作为乐东组主要沉积物来源的相对作用（图1）。

为了确定整个盆地的沉积物来源特征，本研究整合了多种沉积学和地球化学指标，包括主要元素组成、微量元素和稀土元素（REE）特征以及重矿物组合（Thanh等人，2021；Zhao等人，2018）。这些成分特征与高分辨率地震地貌解释相结合，用于识别斜坡通道、峡谷和沉积中心，从而划定盆地内的沉积物运移路径（Sun等人，2022）。通过将成分证据与地貌控制因素相结合，本研究旨在：（1）建立QNDB的盆地尺度和空间分辨的第四纪源汇模型；（2）评估西部富含砂质的沉积物输入与北部细粒沉积物输入的相对影响；（3）为预测乐东组中优质砂岩和含气水合物砂体的分布提供依据。本文开发的综合源汇框架也有助于更深入地理解南海被动边缘盆地的沉积物运移和沉积演化过程（Jiang等人，2015；Wang等人，2014）。

节选内容

构造演化

琼东南盆地位于南海北部，面积约为60,000平方公里。它是一个新生代被动大陆边缘裂谷盆地。其西南部通过1号断层带与英吉海盆地相连，而东北部则被沈湖隆起与朱III凹陷分隔开来。该盆地西北部以海南隆起为边界，东南部以永乐隆起为边界（图1A）（Lei等人，2015；Zhang等人，2025b）。

方法

本研究使用的数据由中国海洋石油总公司（CNOOC）提供，包括覆盖约29,600平方公里的3D地震数据、十个勘探井的测井和岩性数据，以及QNDB的三维速度模型。选择了分布在四个构造-沉积区域的十个代表性井进行采样（表1；图1B），所有样本均来自第四纪乐东组。

地球化学分析

QNDB样本中的总稀土元素（REE）含量范围很广，从0.305到76.101 × 10^-6 μg/g不等，平均值为11.785 × 10^-6 μg/g。轻稀土元素（LREE）浓度介于1.145到76.101 × 10^-6 μg/g之间（平均值：27.710 × 10^-6 μg/g），而重稀土元素（HREE）含量范围为0.305到5.520 × 10^-6 μg/g（平均值：2.090 × 10^-6 μg/g）。ΣLREE/ΣHREE比值介于8.495到9.256之间，平均值为8.871。Eu异常值（δEu）介于0.02到1.10之间（平均值：0.51），Ce...

地球化学特征与南北差异

QNDB的地球化学数据显示出明显的南北差异，这体现在REE模式、主要元素和微量元素组成以及砂岩分类趋势上，表明其沉积物来源具有空间异质性，而非整个盆地均匀分布（Usuki等人，2013）。这种差异性是在考虑了盆地周围的三个主要来源区域（红河、孔都隆起和海南岛）的背景下进行评估的，这些区域均主要提供长英质沉积物。