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1引言

海南岛西南部海域地处南海西北陆架，地质构造复杂，沉积环境多样，是研究南海地质演化的关键区域之一。近年来，随着海洋经济的快速发展，该海域的资源勘探和灾害防治需求日益增加。地震层序与反射特征研究是揭示地层结构、沉积环境及构造演化的重要手段，对资源勘探和灾害预测具有重要意义^【1】。本研究根据以往资料，基于地震反射资料和层序地层学理论，结合区域地质背景，系统分析研究了该海域的地震层序划分及其地质意义。

2区域地质简述

2.1.地层

研究区位于海南岛的西南侧、南海西北陆缘，地形上属于大陆架｡西南侧属于莺歌海盆地，北侧为北部湾盆地、东南侧为琼东南盆地。研究区广泛分布有第四纪砂质地层，主要包括上更新统北海组（Qp3b）和八所组（Qp3bs）、全新统烟墩组（Qh3y）。

海南岛西南部海域为莺歌海盆地，根据钻井和地震资料，莺歌海盆地前新生代基底埋深12～17km，仅在莺东斜坡带钻遇中生代地层，岩性为混合岩、三叠纪的花岗岩和白垩纪的凝灰质砂岩、安山岩，同位素年龄为68Ma～224Ma。新生界地层有岭头组、崖城组、陵水组、三亚组、梅山组、黄流组、莺歌海组、乐东组。

根据收集到的海南岛西南部以往施工的钻孔资料，结合地震和测年资料，该区末次冰期以来自下而上可划分为4个典型的层序地层。

层序1（104～93.5 ka）：为一套上部强振幅反射，下部弱振幅反射的层序，地震相横向展布不稳定。该层沉积环境总体上在西北部为陆相后期海陆过渡相，其他区域为海陆过渡相。

层序2（93.5～76.3 ka）：地震相变化较大，上部为一套弱振幅反射，中间为一套厚度略小的强振幅、连续反射，下部为一大套弱振幅反射层。沉积厚度在海南岛西部沿岸与西北海域较薄，向南增大；除在西北角为滨岸、河流沉积外，大部分地区以三角洲沉积为主，属于海陆过渡相三角洲沉积，后期发育浅海相沉积。

层序3（76.3～65.0 ka）：上部强振幅、下部弱振幅的地震反射层，连续性差。该层沉积厚度自海南岛西部沿岸向海逐渐加厚，呈条带状分布，沉积环境以滨海相和海相三角洲沉积为主。

层序4（65.0 ka～海底）：大套弱振幅、连续地震反射，往陆架坡折方向，前积结构反射十分明显，反映大规模、快速的沉积物前积作用。在海南岛周围沿岸区域地层厚度小，且基本与杂乱相和中振幅-中连续相匹配，水深较浅，推测为滨海相沉积环境，后期浅海相分布更为广泛。

2.2区域岩浆岩

研究区岩浆活动主要为燕山期和喜马拉雅期，晚燕山期的岩浆活动出现在陆缘外侧的优地槽区，主要为基性、超基性岩浆的侵入和喷发，而内侧的华南古生代褶皱基底燕山陆缘活化带主要为中、酸性岩浆的侵入和喷发，岩浆活动的前缘明显向东南迁移至现代海区｡喜马拉雅期的岩浆活动则主要表现为大规模的基性和超基性岩浆的侵入和喷发｡岩浆活动特征和规律可归纳如下：

（1）燕山期：近陆一侧的华南古生代褶皱基底燕山陆缘活化带的岩浆活动以中、酸性的岩浆侵入和喷发为主，近海一侧的燕山褶皱带则以基性、超基性的构造侵位为特征｡

（2）喜马拉雅期：岩浆活动强烈广泛，活力强度由早至晚，由西至东逐渐增强，并由早期的中、酸性变化到晚期的基性～超基性岩浆活动｡同时，伴随着南海和海沟～岛弧系的形成，在拉裂扩张作用下，地幔物质沿断裂上涌，形成大面积洋壳，也是本期岩浆活动的显著特征｡

3数据采集及处理分析

3.1数据采集

研究区位于海南岛西南部海域，水深大约20～90m范围，海底坡度大约在0～15°,水深变化不大，海底底质主要为砂质，其次为淤泥沉积物，砾石、硬质粘土等底质分布较少。

根据研究区的特点以及现有的仪器设备，本次研究工作手段主要有单波束测深、浅地层剖面、单道地震剖面以及地质钻探多种手段进行数据采集分析。上述海洋物探方法，具有分辨率高、经济快速的特点，且在技术手段上各有优势，并具有较大的互补性，是目前常用的海洋物探技术。对于采集到的数据进行处理分析，本次单道地震处理集中在噪音去除、涌浪校正和多次波的压制几个方面，浅地层剖面处理主要是异常噪音去除及涌浪矫正。

3.2处理分析

依据“点”→“线”→“面”及对比追踪连续稳定的反射界面的原则，结合钻孔数据和以往临近海域测线资料，对研究区内的地震测线进行了连片解释和分析，在此基础上确定区块地层的垂向划分标准，建立地层垂向格架，明确各层序地层的现今残留展布特征。在确定好解释层位后，进行骨干剖面解释，从十字线到井字线，按一定规律网格搭建骨干剖面进行闭合追踪解释，然后全区解释，解释对比的原则是追踪连续稳定的同相轴；

在此基础上，开展整个地震层序的研究，并且根据钻孔的测年结果对地层进行年代划分。运用层序地层学和地震地层学的原理，根据地震相反射特征和界面识别标志进行地层划分｡地震相反射特征主要包括地震单元的外部形态（如席状、楔状等）和内部反射结构（如平行反射、前积反射、杂乱反射等）代表了在某一时期内沉积环境的能量、物源等；界面识别标志主要包括上超、下超、削截和顶超等，代表了沉积间断的特征｡

对本次单道地震采集的11条测线数据生成三维模型（图3-1），首先选取工区内界面清晰的几条剖面作为骨架剖面，依据地震地层学原理，通过剖面揭示的地震相反射特征、波组特征、反射界面特征（如上超、下超、顶超、削截等）的相似性与差异，进行地震层位的划分与闭合，对全区地震层位进行追踪。最终划分出除海底（T0）外的5个特征明显的地震反射界面，由上至下依次命名为T1、T2、T3、T31（亚层）和T4（图3-2）。

结合各反射层的地震波组、振幅、频率、地层的连续性、地层之间的接触关系等反射特征，划分出与之相对应的5个地震层序：A（T0-T1）、B（T1-T2）、C（T2-T3）、D（T3-T4）及E（T4以下）。地层速度无实测数据，根据以往经验和本次钻孔岩芯与单道地震层位对比，采用1600m/s作为地层平均速度进行时深转换，推断界面深度及沉积层厚度。

图3-1单道地震测线三维图图3-2单道地震剖面解释图

4.研究区地震层序特征

根据地震剖面内部反射结构特征，划分的主要地震层序特征如下：

地层A（T0～T1）：为一套反射特征明显，前积反射结构为主的反射层。该地层大部分区域均有分布，其沉积厚度一般在2～18m之间，最大厚度位于砂脊上，约为18m。钻孔揭露该层岩性主要为砾质砂、砾质泥质砂、含砾泥质砂和粉砂质砂，局部有砾质泥和砂质粉砂等。

地层B（T1～T2）：反射能量强，为中强振幅、高连续性，上部为近平行结构，下部局部表现呈发白现象。该地层其沉积厚度一般在5～20m之间，最厚位于区块西南角，约25m（图4.3-2）。钻孔揭露该层岩性主要为粉砂、砾质泥和砂质粉砂。

地层C（T2～T3）：为一套反射特征明显，前积反射、亚平行反射、空白反射结构均有体现的反射层；以中-低连续、中振幅、局部弱反射特征为主，未见下切河道，反映了浅海沉积环境。沉积厚度变化不大，一般在8～20m之间；层内有古河道发育（图4.3-3）。钻孔揭露该层岩性主要为粉砂、砾质泥和砂质粉砂。

地层D（T3～T4）：为一套反射能量弱、中-弱振幅、连续性较差的反射波组，内部呈倾斜波状反射或空白反射。沉积厚度大部分在20～50m之间，在西南角局部最大厚度可达80m（图4.3-4）。

地层E（T4以下）层：该层内部基本呈无反射特征，仅在局部地段还能看到两个明显的反射波组，但不能在区内连续追踪。

根据以往钻孔资料进行了光释光和AMS14C测年分析。将实施的过钻孔地震剖面层序划分结果与本次研究工作采集的单道地震剖面进行对比，推断出本次工作单道地震各反射界面年代，T1对应于全新统底界、年代为12kaBP；T2对应于R3、年代约为66.7 kaBP；T3对应于R4、年代约为78.1 kaBP；T4对应于R7、年代约为100.1 kaBP（表4-1）。

表4-1本次单道地震与以往地震剖面对比

本次研究工作中钻孔提取的2个测年样品进行AMS14C测年分析，深度为5.77m的样品测试结果为8020±30 BP，在深度16.50m的样品测试结果为20500±70 BP，与地震剖面的对比结果是吻合的，即以T1、T4反射界面为界，自上而下划分3套地质层序，依次为全新统、上更新统和中更新统。

全新统（Qh）：位于海底T0与反射界面T1之间，为一套反射特征明显，前积反射结构为主的反射层，地层沉积厚度一般在0～18m之间。钻孔揭露该层岩性以砾质砂、粉砂及淤泥为主，结合地震相特征及测年资料，分析认为该层为全新世以来的海相沉积。

上更新统（Qp3）：位于海底T1与反射界面T4之间。层序总体表现为一套反射特征明显，前积反射、亚平行反射、空白反射结构均有体现的层序结构，层内可见多条古河道。根据内部反射结构特征与内部次一级强反射界面T2、T3可细分为B、C、D三个亚层，其中C层由E向W向进积，层内还表现为1个次级沉积，说明期间发生过一次海退过程。根据以往钻孔资料推断T2年龄在66.7ka.BP.左右，T3界面地质时代约78.1 ka.BP.，T4反射界面地质时代约100.1 ka.BP.，当时海平面低于现今海平面，海南岛西部海岸线发生较大规模海退，本调查区大部分区域出露地表。综合分析认为B、C、D层位三套地震层序属于晚更新世晚期大范围海退时期陆-海交互相沉积，该套地层属于上更新统八所组。

中更新统（Qp2）：该层位于T4界面以下，未见底。该层内部基本呈无反射特征，T4界面以下反射波的能量明显减弱，局部可见一些倾斜状的平行反射界面，认为其为固结程度比较好的沉积层。结合以往测年数据分析认为该套沉积层形成时代应属于晚更新世以前。

5结论

本研究以海南岛西南部东方外海域为研究区，通过地震资料采集、处理与解释。综合单道地震测量成果、地质钻探及前人工作成果，结合区域地质背景分析，对研究区地震层序划分、地层发育特征进行了系统研究，基于地震反射终止关系（削截、上超、下超等）和区域不整合面识别，根据单道地震测量结果和钻孔资料，研究区划分出5个可连续追踪的地震反射界面，从上往下依次为T0（海底面）、T1-T4，并根据5个主要地震反射界面和层序内部特征，结合钻孔资料分析，将研究区沉积地层划分出5个主要地震层序：A（T0-T1）、B（T1-T2）、C（T2-T3）、D（T3以下）和E（T4以下地层）。结合前人的工作成果，初步推断各层序形成年代分别为A地震层序为全新世以来的海相沉积；B、C、D地震层序为晚更新世地层沉积；E地震层序为中更新世及更早的地层沉积。

参考文献：

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