2019, Vol. 37扩展功能
文章信息
- 高胜美, 卓海腾, 王英民, 王星星, 贾凯育, 周伟
- GAO ShengMei, ZHUO HaiTeng, WANG YingMin, WANG XingXing, JIA KaiYu, ZHOU Wei
- 南海北部白云峡谷群富有孔虫砂层沉积特征及发育机制
- Sedimentary Features and Genetic Mechanisms of the Foraminiferarich Sand Layers in the modern Baiyun Submarine Canyons, Northern South China Sea
- 沉积学报, 2019, 37(4): 798-811
- ACTA SEDIMENTOLOGICA SINCA, 2019, 37(4): 798-811
- 10.14027/j.issn.1000-0550.2018.187
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文章历史
- 收稿日期：2018-09-07
- 收修改稿日期: 2018-11-15
2. 自然资源部海底矿产重点实验室, 广州 510075;
3. 中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室(南海海洋研究所), 广州 510301;
4. 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室, 北京 102249;
5. 成都理工大学能源学院, 成都 610059
2. Key Laboratory of Marine Mineral Resources, Ministry of Natural Resources, Guangzhou, 510075, China;
3. CAS Key Laboratory of Ocean and Marginal Sea Geology, South China Sea Institute of Oceanology, Guangzhou 510301, China;
4. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249, China;
5. College of Energy, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
海底峡谷是陆缘碎屑质沉积物搬运至深海的主要通道之一[1-6]。长期以来，重力流及其相关过程被认为是海底峡谷内部的主要沉积动力，在构造活动、风暴和潮汐作用等触发机制作用下对深水沉积面貌进行塑造[4, 6-10]。而近年来，随着地球物理与海底观测技术的不断进步，研究人员逐渐发现海底峡谷内的沉积成因并不仅仅是重力流这么简单，而可能包含了底流的复杂作用[1, 11-17]。其中，内波和内潮是峡谷内最为活跃的底流。内波是沿着两个不同密度水层界面（Pycnoclines）传播的重力波，与表层波浪类似，但是由于其密度差异较小而表现为较低的频率和较高的振幅，具有潮流频率的内波被称为内潮[18-20]。峡谷的特殊地形可聚集内波内潮的能量，使得强度比开阔陆坡高十倍以上[21]，从而对其内部的沉积物进行改造。例如，Shepard et al. [1]通过观测首次证实在大西洋和太平洋发育的25个峡谷内部存在潮汐频率的底流（速度达30 cm/s），可搬运砂粒级沉积物；随后，内波作用过程在Hudson峡谷[11]以及Baltimore峡谷[12]被锚系观测证实存在，同时在Baltimore峡谷形成的底流（速度大于50 cm/s）也可间歇性地再悬浮峡谷内的沉积物；Xu et al. [14]在美国Monterey峡谷内部发现了内潮成因的沙波（sand waves）；类似地，在台湾高屏海底峡谷内部利用观测[15]和模拟手段[16]同样证实了内波内潮对沉积物的改造作用；Puig et al. [17]也观测到内潮作用引起的沿Halibut峡谷轴部传播的双向底流。由此可见，内波内潮作用对于峡谷的影响不可忽视，其强度足以对峡谷的形态和内部沉积物进行明显的塑造。
南海北部珠江口盆地白云凹陷北侧陆坡区发育了自中新世持续至今的17条陆坡限制型峡谷，近年来受到了研究人员的持续关注[22-30]。白云峡谷群主要具有特殊的东北向持续性迁移特征，Zhu et al.[23]将其成因解释为浊流和等深流的综合作用，且后续研究多支持这一观点[25, 28-29, 31-32]。
虽然对等深流的认识大大加深了我们对白云峡谷沉积过程的理解，但是目前的研究多从宏观角度开展，而针对峡谷内部精细沉积过程的研究相对较少。本次研究基于峡谷内部新采集的重力活塞样和高精度三维地震资料，在峡谷内揭示出多期富含有孔虫的泥质砂层。通过对样品沉积特征和峡谷地震地貌的分析，对白云峡谷内部砂层的沉积动力机制展开了剖析，并建立了相应的沉积动力模式。
1 区域背景 1.1 地质概况南海是西太平洋最大的半封闭边缘海，主要通过深约2 600 m的吕宋海峡与西菲律宾海相连并进行水体交换[23]。南海北部为典型的被动大陆边缘，自西向东发育了莺歌海盆地、琼东南盆地、珠江口盆地和台西南盆地等多个沉积盆地（图 1A），其中珠江口盆地的面积约为26.68×104 km2，是南海北部陆缘面积最大的含油气盆地[37]。研究区主体位于珠江口盆地白云凹陷北部，23 Ma的陆架坡折事件使得凹陷整体转变为深水环境并持续至今[38]。
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| 图 1 研究区位置图 A.南海北部陆缘地貌图，图中矩形框为图B的区域，S2-S7[33]、B1-B2[34]以及P[35]为不同研究的观测站位；B.白云陆坡峡谷群地貌图，图中矩形框为研究区域，M1和M3为峡谷周围的观测站位[36] Fig.1 Location of study area A. topographic map of the northern margin of the South China Sea. (Black rectangle = location of Fig. 1b, S2-S7, B1-B2; P = oceanographic moorings from previous research. B. geomorphological map of Baiyun migration submarine canyons. (Black rectangle = study area; M1 and M3 = oceanographic moorings in the Baiyun canyons[36] |
本次研究主要关注珠江口盆地白云凹陷北部的陆坡峡谷，其在白云凹陷北部陆坡的分布范围由于受到构造作用（盆地的沉降、东沙运动以及活动断层）的影响而不断发生改变[28]，并且内部沉积物的沉积结构受到了沉积物供应、海平面变化、古海洋流体以及局部构造活动的综合影响，使得白云峡谷在不同的演化阶段主要表现为两种类型，陆坡限制型和陆架侵蚀型[29]。现今海底呈现的地貌为陆坡限制型峡谷，这些峡谷（C1-C17）分布在白云凹陷北部陆坡，近南北走向分布，具有东北向迁移的特征，位于水深300~2 000 m范围内（图 1B）[23, 29-30]。平面上它们的形态规模较为相似，除C1之外头部没有明显分支（图 1B）；剖面上整体呈现东侧陡、西侧缓的特征，部分侧翼可见滑塌现象。
1.2 现今水动力特征现今南海环流体系具有复杂而独特的“三明治”型结构，包括表层流（< 350 m）、中层流（350 ~1 350 m）和深层流（> 1 350 m）[39]，其中中层环流主要为顺时针方向并通过吕宋海峡进入西太平洋，Li et al. [25]在白云峡谷群200~1 200 m水深发现中层等深流成因的小规模漂积体（drifts）和沉积物波等，说明了中层流在白云峡谷群主要向东北方向运移。此外，内波也是南海北部活跃海洋作用过程的重要组成部分[40]，且规模为全球最大[41]。多项研究均在南海北部观测到内波内潮作用过程，如Duda et al. [33] 2001年在峡谷区东部陆架及上陆坡区观测（S2-S7）（图 1A）到内波内潮从深水区向浅水区传播；Ramp et al. [42]分析到内波从吕宋海峡传播超过400 km距离到达南海北部陆坡，其振幅在29~140 m范围内，且内波是观测区域内能量最强的流体；Zhao et al. [43]通过1995年—2001年的卫星图像，在南海北部观测到116个内波群，其中包括南海北部白云凹陷北侧的陆坡；Guo et al. [35]在东沙岛西南侧运用ADCP观测分析（P点，图 1A），在300 m水深处内波振幅可达50 m，其传播方向垂直于等深线；Ramp et al. [34]根据吕宋岛弧到东沙一系列观测点（B1、B2，图 1A）的数据，计算得深水盆地的内波速度达323±31 cm/s，陆坡的传播速度为222±18 cm/s。
2 数据与方法 2.1 三维地震数据由于缺少单道和浅剖等高分辨率地震数据，本次研究主要利用三维地震资料对样品周边和峡谷内部展开分析。研究所用三维数据体面积约为800 km2（图 1B），浅层层段（中中新统—第四系）的地震主频为40 Hz，道间距为12.5 m，炮间距为25 m，垂直采样间隔为4 ms。地震解释工作主要在Schlumberger公司提供的Petrel软件系统上开展，主要步骤包括：1）对第四系以来的重要界面进行追踪解释，建立层序地层格架；2）对该3D地震数据体海底反射层采用人工解释和自动追踪结合的方式完成追踪，并编制高精度海底地貌图；3）提取海底反射层均方根（RMS）振幅属性。
2.2 重力活塞样数据研究区MC1以及MC2重力活塞样位于C6峡谷内部，由广州海洋地质调查局海洋四号调查船分别在2017和2016年获取。MC1样品位于C6峡谷头部，水深767.0 m，样品全长576.0 cm；MC2样品位于C6峡谷末端，水深1 605.0 m，全长746.0 cm（图 1B）。对柱状样的测试内容主要包括粒径、组分分析以及AMS14C定年。
样品粒度分析采取如下步骤：以10 cm的间隔进行取样，获取MC1及MC2共134个样品；沉积物经添加H2O2溶液去有机质，运用美国BECKMAN COULTER公司LS 13 320型号激光衍射粒度分析仪（颗粒粒径测试范围0.04~2 000 μm）对样品进行粒度分析，获取所有样品的粒度分布曲线，并且通过数据处理后在Origin软件中绘制粒度概率累积分布曲线；最后计算平均粒径、中值粒径以及S值（粒径 > 63 μm的粗粒沉积物所占百分比）。针对沉积物组分，对MC1样品按照约20 cm间隔取样（共30个），首先加H2O2溶液去有机质，而后筛掉细粒沉积物（< 63 μm）并进行烘干、称量中粗粒沉积物重量；最后在体式显微镜下对不同组分进行详细观察，以上处理过程在浙江大学海洋学院海洋地质与资源研究所理化实验室完成。
对MC1及MC2样品部分深度的沉积物样品经烘干过筛后，在双目显微镜下挑选出每个样品中新鲜未污染的浮游有孔虫Globigerinoides sacculifer和Pulleniatina obliquiloculata共10 mg，送至北京大学，采用Accelerator Mass Spectrometry（AMS）方法完成14C同位素测年。
3 分析结果 3.1 取样峡谷地震地貌特征样品所在的C6峡谷位于白云凹陷北部陆坡水深500~1 500 m范围内（图 2A）。随着水体加深，峡谷的宽度增加而深度减小，在峡谷头部，过MC1横剖面显示峡谷形态为U型（图 2B），宽度约0.85 km，深度约为130 m；而在峡谷底部，过MC2横截面地形较为平缓（图 2C），宽度约4 km，深度减少到20 m左右。峡谷头部东侧角度（约10°）陡于西侧（约7.5°）（图 2D），虽然整体坡度较陡，但在C6峡谷头部侧翼未见大规模海底滑坡后壁。
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| 图 2 研究区地貌图及过井地震剖面 Fig.2 Bathymetric map of study area and associated seismic profiles |
根据海底RMS振幅属性图（图 3），在研究区C6峡谷内部和陆坡可明显观察到波状底形。在峡谷内部，波状底形延伸长度最长约500 m，波峰的形态主要为平直形，也有部分为新月形（图 3C）。在C6峡谷东侧，波状底形（图 3B）在峡谷间陆坡区的延伸长度较大（约7 km），部分地区波脊线与等高线近平行（图 3B），波峰主要为平直形，局部有轻微弯曲；从过峡谷轴部和东侧陆坡的地震剖面上（图 4）也相应观察到海底反射层具有波状形态，其波长在50~120 m范围内，波高小于10 m（图 4）。
根据粒度分析数据和沉积物岩性特征（图 5），将MC1分为9个沉积层段，其中层段2（10~140 cm）、4（200~245 cm）、6（365~395 cm）以及8（435~568 cm）四个层段的岩性为灰绿色粉砂质泥岩，平均粒径在10 μm左右，S值在0~20%范围内（图 5），且泥岩层的粒度分布曲线为单峰特征，峰值粒径约为10 μm（图 5）。而另外五个层段为灰褐色泥质砂层，平均粒径约50 μm，S值约为30%，在岩芯观察、粒度分析、古生物以及沉积构造等方面表现出明显的特征，具体描述如下：
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| 图 5 MC1样品柱状图、不同深度的粒度分布曲线、概率累积曲线以及岩芯放大图 A，B，F.显示岩性突变接触界面；B~E.显示交错层理 Fig.5 Lithological chart for MC1 core, grain size distribution curves, and cumulative frequency diagrams. Close-ups of MC1, A, B, F. show lithological sharp-contact interfaces; B-E. show cross-bedding |
（1）根据MC1柱状样截面特征，在砂层层段的顶部和底部均发育明显的岩性突变界面（图 5），且砂层厚度大小不一，其中层段5厚度达120 cm，而层段1只有10 cm厚，由于MC1柱状样的深度限制，因而层段9的厚度未知。
（2）砂层中的粗粒沉积物主要包括石英、有孔虫、生物碎屑以及少量岩屑，不同组分在不同层样品中含量稍许不同，例如，在砂层1中浮游有孔虫的含量比其他砂层含量高（图 6C）；而砂层9中的石英颗粒含量更大（图 6H）；厚砂层5中石英颗粒、生物碎屑以及有孔虫含量近似相等（图 6F和G）。此外，砂层中的有孔虫包括底栖和浮游有孔虫，尤其富含太平洋特有的浮游有孔虫种属，例如Pulleniatina obliquiloculata, Globigerinoides sacculifer等（图 6）。
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| 图 6 重力活塞样MC1的显微镜照片 A、B. MC1样品0~2 cm深度中挑选出来的两个不同种属的浮游有孔虫；C~H.不同深度粗粒沉积物的显微镜照片 Fig.6 Micrographs from gravity piston core MC1 A, B. two kinds of planktonic foraminifera from 0~2 cm depth; C-H. coarse sediment at different depths |
（3）除层段1的粒度分布曲线为近单峰特征外，其余砂层都为双峰。所有层段泥质部分的平均粒径为10 μm，然而砂体在不同层的峰值粒径有些差异，主要分布在200~600 μm之间，其中层段1与9粒度较粗（> 400 μm）、其余三个层段在200~400 μm范围内（图 5）。
（4）累积概率曲线采用非等间距的概率坐标，从而可以将S形概率累积曲线改变为多段直线，以便于观察不同的搬运方式，而且直线的斜率越大，说明分选性越好（图 5）。MC1砂层的概率累积曲线均为三段式，说明具有滚动、跳跃以及悬浮三个沉积总体。滚动和跳跃组分的截点粒径在2~4 ϕ范围内，且大部分砂层滚动组分的含量在30%左右，只有层段1达到50%（图 5）。
（5）MC1砂层3中部分深度发育典型的双向交错层理（图 5）。在240~270 cm深度层理与水平面的角度约为30°（图 5B，C）；在310~360 cm范围内，主要发育近于水平的交错层理，其中部分薄层的层理角度较大（图 5D，E）；对于400~480 cm的水平层理是由于切割样品不当所致，而不具有参考意义。
（6）此外，对MC1的AMS14C测年结果表示（图 5），其底部（568~570 cm）大约（42 820±330）a B.P.，其顶部（0~2 cm）为2 650 a B.P.。
3.2.2 MC2活塞样分析结果MC2样品岩性主要为粉砂质泥岩，平均粒径在10 μm左右，S值范围为5%~15%（图 7A），粒度分布曲线为单峰，峰值粒径也约为10 μm（图 7B）。MC2样品顶底的AMS14C的测年结果分别为1 255 a B.P.以及21 300 a B.P.，表明峡谷底部的沉积层年代范围为晚更新世至近现代，为本次研究提供了宝贵的年代学约束。值得注意的是，MC1和MC2样品距离较远，两者的地层对比具有一定难度（图 2F）。
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| 图 7 重力活塞样MC2粒度分析图及粒度分布曲线图 Fig.7 Grain size and distribution diagram for core MC2 |
以浊流为主的重力流过程长期被认为是海底峡谷内的主要沉积过程。然而，针对MC1样品多期砂层的分析发现，其在多个方面表现出与典型浊流沉积的差异。
（1）粒度分析：浊流中的沉积物以递变悬浮为主要搬运方式，而MC1样品中砂层的累积概率曲线表现出明显的三段式特征，体现出滚动组分所占比重较大（图 5）；此外，根据Passega[44]提出的粒径分析方法绘制了MC1活塞样砂层的C-M图，其中OP与PQ段均明显地说明粗粒沉积物为滚动搬运，这与浊流搬运机制有显著差异，而更多地体现出了牵引流的特征（图 8）。
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| 图 8 重力活塞样MC1砂层C-M图 C值为累积曲线上颗粒含量为1%处对应的粒径；M值为累积概率曲线上50%处对应的粒径，即粒度中值 Fig.8 C-M cross-plot of cumulative content in sand layers from core MC1 C = particle size for 1% cumulative content; M = particle size for 50% cumulative content, i.e., median particle size |
（2）分选性和磨圆度：概率累积分布曲线图中滚动和悬浮组分的直线斜率较高，体现出两个组分沉积颗粒的分选性较好（图 5）；在显微镜镜下的图片中也可观察到砂粒的分选性较好（图 6），而且颗粒无棱角，具有较高的磨圆度。然而，重力流作用为快速堆积，一般砂层的分选性较差，故认为MC1中砂层具有牵引流改造的特征。
（3）岩性突变界面：浊流为能量减弱的流体，通常形成连续过渡的垂向序列，底部表现为突变面，与上覆细粒泥岩段多呈渐变接触[45, 46]，而MC1样品中粗粒层段5、7、9不仅存在底部突变界面，而且与上覆泥岩层也为突变接触（图 5）。
（4）沉积构造：在MC1层段5中识别出了多处双向交错层理（图 5），这与浊流形成的水平层理和波状层理有一定差别，而与牵引流沉积构造的特点更加相似。
由以上分析不难看出，MC1样品揭示的多期砂层表现出了多处牵引流成因的特征，这与通常认为的海底峡谷内沉积物搬运以重力流作用为主的观点有一定差异。考虑砂层出现的位置（峡谷头部），同时结合南海较为活跃的深水底流机制，本次研究认为这些砂层的形成可能并非是单一牵引流（底流）或者单一重力流作用的结果，根据MC1样品同位素测年结果，砂层的时间倒置现象以及底部岩性突变界面说明这些砂层是在重力流的先期搬运后，受到后续底流的持续改造作用而形成，其形成过程体现出了重力流和底流的交互作用[46]。由此提出本次研究拟解决的另一个关键问题，即该底流的动力来源。通过与南海海盆现今的水动力背景类比，并结合峡谷内部样品、地震地貌特征等分析，认为内波内潮可能是对峡谷内沉积物进行改造的主要动力。
4.2 白云峡谷内波内潮作用 4.2.1 现今水动力实测证据前已述及，南海北部陆缘区发育活跃的内波作用过程[42]。研究区及周边区域开展的原地水流观测实验，为证明内波内潮的存在提供了直接的证据。利用分别位于C14峡谷内、C15与C16峡谷间的两个测流计的数据（位置见图 1B），Wu et al. [36]首次揭示出在白云迁移峡谷内和峡谷间存在有潮汐频率的底流，且在峡谷内的流动方向主要沿峡谷轴向，其分析直接证实了峡谷内部内潮汐的存在。他们同时发现，白云峡谷的局限地形条件对内潮流的速度产生了明显的影响。其观测数据表明，峡谷内部V形横截面处的流体速度可达40 cm/s，而峡谷间的站位则主要测到了20~30 cm/s的底流流速[36]。由此可见，活跃的内波内潮作用过程通过与峡谷复杂地形的相互影响，将有极大可能会产生继发的底流作用（沿陆坡向上和向下），造成研究区峡谷内部沉积物的再悬浮和沉积。C6峡谷与C14峡谷距离不远，应有较为类似的水动力条件。因此，有理由相信C6峡谷内应发育有类似的内波作用过程。值得注意的是，除了内波内潮底流外，水流观测数据中还解析出了速度为2 cm/s的等深流的作用，使得研究区的水动力机制更加复杂[36]。通过分析认为，该等深流作为背景流场是一直存在的，不过在局部水动力和地形作用产生强水动力条件时，例如内波内潮或者涡流等，该水流对沉积的影响将可忽略，且在沉积物中难以记录下来。但是，推测在局部水动力较弱的开敞陆坡区，等深流将可能对沉积产生持续的影响，形成典型的沉积物波、漂积体等[25]。
4.2.2 峡谷内的沉积物波沉积物波是一种波状沉积底形，波长一般为数十米至数十千米，波高为数米至数十米，广泛分布在不同水深、多类型沉积环境（河流、湖泊、海洋等）且可由不同粒级的沉积物组成[47]。本次研究根据研究区的RMS振幅属性图及地震剖面，在峡谷内部和峡谷间的陆坡上均识别出了典型的沉积物波（图 3, 4）。值得注意的是，Xu et al. [14]利用高精度多波束资料，在美国Monterey海底峡谷内部揭示出了类似特征的沉积物波，其波长约在30~60 m范围内，波高在1~2 m之间，分布范围遍及海底峡谷轴部（图 3D）。结合水流实测数据，Xu et al. [14]将沉积物波归因为海底峡谷内部活跃的内潮作用过程。本次研究揭示的C6峡谷轴部沉积物波的分布范围、大小和形态与Monterey峡谷内的极为相似，但是规模与其相比稍大（波长约50~100 m、波高约3~7 m）（图 3, 4）。两处沉积物波发育的另一共同点是均出现沿峡谷轴部向下迁移的特征（图 4A’— C’）。但两者也存在明显的差异，例如，研究区内的沉积物波不仅发育在峡谷内部，在峡谷间的陆坡也同样发育，且波脊线近平行于等深线（图 3, 4）。有研究发现，振幅仅为5 m的内波可以产生速度为0.5 m/s的底流，进而引发不同粒径沉积物的再悬浮而在海底形成沉积物波[48]。类比美国Monterey峡谷，并结合南海北部内波内潮发育的区域背景，认为白云峡谷内沉积物波的发育是内波内潮作用的直接结果。此外，与美国Monterey海底峡谷相比，白云峡谷区沉积物波的较大规模可能是内波内潮更加强烈的体现。
4.2.3 砂层沉积特征分析（1）砂层有孔虫的聚集：海洋中生物生成量的大小不是随机的，而是与海洋水动力过程引发的养分分布密切相关。通常来说，海底峡谷的复杂地貌易于引发较为强烈的流体活动，使得该区域具有较高的生物多样性和生产量。Retailleau et al. [49]通过对Capbreton海底峡谷头部位置的表层水体进行实测，发现其中富含浮游有孔虫，推测内波内潮作用在峡谷头部引起水流上涌（upwelling），使得峡谷上方表层水体富含有机质等营养物质，进而有利于浮游有孔虫的生产，导致了其沉降埋藏后的局部富集。本次研究通过对C6峡谷头部MC1样品的镜下观测，发现5个砂层层段均表现出浮游有孔虫富集的特征，尤其是层段1中粗粒部分有近50%为浮游有孔虫（图 6）。因此，推测C6峡谷内的有孔虫富集机制可能与Capbreton海底峡谷类似，也是内波内潮作用的一个直接结果。
（2）砂层双向交错层理特征：通过与潮汐能量旋回和层理厚度呈正相关的类比[50]，结合MC1柱状样砂层层段5的层理厚度统计，发现层理厚度大小的旋回性变化具有明显的周期性（图 9），可解释为峡谷内部内波内潮沉积信号的记录，这也是白云峡谷内沉积物受到内波内潮改造的另一重要证据。
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| 图 9 层理厚度变化柱状图 Fig.9 Variations in cross-bedding thickness |
对南海北部现今水动力、峡谷内和峡谷间沉积物波及峡谷内沉积物特征等多方面的分析表明，MC1样品中的粗粒沉积层很可能受到了内波内潮流的持续改造作用。由此，对该沉积样品的沉积过程进行了恢复，并建立了相应的沉积模式（图 10）。
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| 图 10 白云峡谷动力过程和沉积模式 Fig.10 Dynamic processes and depositional model for Baiyun canyons |
首先，在海平面低位期活跃的重力流作用携带河流或陆架上的粗粒沉积物进入峡谷并在峡谷头部发生沉积。进而，南海北部陆坡活跃的内波内潮过程在峡谷的复杂地貌特征下，形成沿着峡谷轴部上下方向持续运动的底流，对峡谷内部先期沉积的浊流沉积物进行改造，使其原始的沉积特征发生改变而具有特殊的沉积构造并形成沉积物波等沉积地貌。由于峡谷的特殊地貌，使得其内部内波内潮汐底流速度较快（速度 > 40 cm/s），而作为背景流场存在的等深流影响微弱（约2 cm/s）[36]，但是在峡谷间的开阔陆坡处，由于内波内潮流相对较弱，在等深流的叠加影响下形成了不同方向的沉积物波（图 3B）。此外，MC2样品中并未出现泥质砂层，推测砂层的出现仍然与物源远近密切相关，内波内潮作用似乎并不能将峡谷内部的粗粒沉积物搬运较远距离，其多数情况下仅仅能在近物源地区对重力流带来的粗粒沉积物进行改造。
4.3.2 相标志内波内潮作用作为峡谷内沉积物被改造的主要成因，使得白云峡谷内的沉积层具有特殊的沉积相和地震相特征。以C6峡谷MC1柱状样的分析结果为参考，峡谷内的粗粒沉积层主要为灰褐色泥质砂层，粗粒沉积颗粒为石英、有孔虫及生物碎片等，顶部岩性突变界面、双向交错层理、砂粒分选磨圆较好以及有孔虫的富集均为内波内潮改造沉积物的典型沉积特征。其中，双向交错层理是内潮沿峡谷上下两个方向运移的沉积响应，这与单一受到等深流改造的沉积构造不同，而且MC1样品中也没有发育强烈的生物扰动作用。根据前人对沉积物波的研究，其成因主要有重力流、等深流以及内波内潮等。综合峡谷内部的水动力情况、沉积特征以及与其他内波成因沉积物波的类比，将峡谷内部广泛存在的沉积物波解释为内波内潮成因，该类型沉积物波的迁移方向主要沿峡谷轴部，波高和波长规模较小，主要分布在峡谷等复杂地貌附近。
5 结论针对南海珠江口盆地白云陆坡峡谷群中的C6峡谷，利用新获取的深水重力活塞样并通过与3D地震资料相结合的手段，通过对样品沉积特征和峡谷地震地貌特征等的分析得到以下结论：
（1）在峡谷头部重力活塞样MC1中识别出了5个富有孔虫的泥质砂层，通过对粒度和沉积构造特征的分析，发现样品中砂层表现出明显牵引流沉积特征，进而提出认为这些砂层在沉积过程中可能受到了深水底流的改造作用。
（2）进一步类比南海北部的水动力实测数据，并结合三维地震资料揭示的峡谷内和峡谷间的沉积物波及MC1砂层的沉积特征，本文提出对峡谷内沉积物改造的底流可能主要来源于内波内潮的作用过程。
（3）研究提出了海底峡谷中内波内潮改造先期重力流沉积物的沉积模式，并建立了诸如双向交错层理、顶部岩性突变接触界面、浮游有孔虫的富集、广泛分布的沉积物波等沉积相和地震相标志。
（4）本次研究丰富了深水储集体的成因机制和沉积过程，对深水油气和天然气水合物储层勘探方向具有一定的指导意义。
致谢 感谢Schlumberger公司向浙江大学海洋学院捐赠Petrel地球物理解释系统。英国阿伯丁大学Benjamin Kneller教授对柱状样沉积解释方面提供了有益建议，阿伯丁大学王明晗博士、浙江大学周家伟硕士在样品处理实验中给予了很大的帮助，在此一并感谢。
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