简介

试图定义等高线漂移的先驱性研究将这些特征与海底洋流的沉积作用联系起来1．近几十年来，在现代环境和古代沉积记录中，关于等高线岩漂移的信息大量增加，其中漂移和等高线岩同义指由底流沉积或受底流显著影响的沉积物堆积2．总之，研究人员提出了不同类型的漂移2，3.，均形成于低(< 20 cm s1)底流速度4．

除了漂移之外，在受速度较高的增强底流影响的地区，还通常形成冲刷特征，如等高线岩水道状特征5．沉积和侵蚀特征经常同时出现，形成轮廓岩沉积系统(CDS)。6．这些大的特征很容易出现在二维地震反射剖面和水深数据中，因为它们独特的形态、地震特征和相对于盆地规模的整体结构。然而，来自三维地震数据集的等高线的例子是有限的7，8，9．因此，只能从三维地震数据集中获得的信息——例如内部沉积堆积模式、三维形态和尺寸、沉积类型和轮廓岩通道的内部结构——仍然很少。这些特征的严格三维特征可能为古代海底洋流的整体图像提供关键信息，为过去的海洋环流和气候提供新的见解。此外，其潜在的粗粒充填物使其成为油气勘探和地下储存的储层目标。

这项研究调查了马达加斯加近海(莫桑比克海峡)Morondava盆地的古近系沉积序列，在最近获得的覆盖3014公里的高质量深度偏移3D地震数据集(Grand Prix区块)中2(无花果。1)．这项研究的目的是描述Morondava盆地的一个新的CDS，并将其与文献中描述的其他CDS进行比较，以确定控制轮廓岩系统形态的因素。还讨论了概念上和经济上的影响。

图1
图1

摩罗达瓦盆地现今水团循环的位置(一个)，数据来自大奖赛组(B)、区域设置(C)和所研究的古新世沉积年代地层学(D)．1 =上新生代;2 =下新生代;3 = Senonian;4 = Ceno-Turonian，有基岩和火山岩;5 =下白垩纪;6 =侏罗纪(上卡鲁);7 =地下室。显示中间和深水水团环流的一般和简化示意图18．莫桑比克海峡的深水团块由北大西洋深水(NADW)和南极底水(AABW)组成，后者偏转形成向南流动的水流(一个)．NADW被Davie断裂带(DFZ)部分阻止向北扩散。关于沉积盆地的传说:MB摩伦达瓦盆地,MacBMacarene盆地,MajB马任加盆地,某人索马里盆地。区域性深水团的传说：红色箭头=北大西洋深水(NADW);浅蓝色箭头=绕极深水(CDW);橙色箭头=红海海水(RSW);橙色点箭头=印度深水(IDW);白点箭头=南极中水(AAIW);白色箭头=南极底水(AABW)。地图来自(一个)基于GEBCO_2022数据集(https://www.gebco.net/data_and_products/gridded_bathymetry_data/)．

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区域设置

Morondava盆地位于莫桑比克海峡内，沿马达加斯加西海岸(图2)。1)．盆地的西侧为不活跃的中生代转换断裂Davie断裂带(DFZ)的山脊;北部是一系列海底火山，形成了与马君加盆地的边界。1)．先前对Morondava盆地的认识是基于露头研究、地震调查和钻孔信息10．该盆地形成于中生代冈瓦纳断裂时期，与印度洋和莫桑比克海峡的开始相吻合11．在众多的构造事件和相关特征中，DFZ代表了马达加斯加-印度地块运动背后的主要机制12．该地区分四个阶段开发13，14(1) apre-rift发生在石炭纪的阶段;(2)一个syn-rift始于二叠-三叠纪，一直持续到侏罗纪，伸展地堑可能被湖相和陆相沉积充填;(3)syn-rift -自中侏罗世开始，一直持续到古近纪，在限制海相条件下形成海相碎屑单元沉积和碳酸盐沉积;最后，(4)a被动陆缘开始于古近纪晚期并一直持续到现在的一个阶段。

在莫伦达瓦盆地记录的地层剖面通常与在莫桑比克和坦桑尼亚发现的地层剖面相关联13，15尽管由于缺乏深水井，马达加斯加的古近系沉积物并没有得到很好的记录。Morondava盆地北部没有古新世矿床，但在其南部和中部可以达到0.75 km的厚度，那里的序列由石灰石、白云岩和泥灰岩组成16，17．

莫桑比克海峡的深水团由北大西洋深水(NADW)和南极底水(AABW)组成。18，其偏转形成向南流动的水流(图。1A). Davie断裂带(DFZ)部分阻止了NADW向北扩散。18．

地震分析

Morondava盆地所研究的沉积以主要的不连续性(d1 ~ d4)为特征，内部声波反射模式以层状为主，具有明显的上坡吸积(图2)。1而且2)．个别反射在几个不连续面上表现出上覆或下覆的末端，而矿床的地震反射结构则表现为集聚型到上坡型的前积型。

图2
图2

（一个)三维地震行指示地震单元、间断面及其年代学。（B)与地震线在基底面D1上发现沟槽，(C)曲面D1的均方根(RMS)振幅属性提取。（DD4上的物质输运沉积(MTDs)实例。图中地震线位置1B。

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基底面(D1)标志着地震相的变化，并形成了一个主要的叠覆面。这种不连续性是一个突出的区域反映，在整个地区的地震剖面上显示了侵蚀的证据，具有局部切槽状特征，向西南倾斜，倾斜于主斜坡的30°-35°趋势。这些沟槽化特征始于斜坡的底部，宽度小于1公里，长度至少5-10公里，切割深度约0.1公里(图2)。2)．D1以上为3个主要区域地震单元(SU1 ~ SU3;无花果。1而且2)，以上述不连续(d1 - d1)为界。

苏1直接上覆D1，呈板状形态，平均沉积厚度为0.15 km;该单元表现为积层沉积，由D1上的低振幅反射勾勒出来。地震相平行，横向连续反射，分布均匀。一般来说，在基底处观测到一个弱的响应，在序列中向上增加，向高振幅演变，顶部横向广泛的反射(图2)。2)．

D2面是一个高度反射和侵蚀的表面，表面显示侵蚀的证据，它将积层模式的沉积物与积层模式的沉积物分开。SU2厚度可达0.2 ~ 0.25 km，为丘状矿床，与斜坡平行发育，邻近河道呈N-NW向。2而且3.)．内反射构型表现为显著的s型到斜向上坡进积，具有一系列向东运移的通道状特征(图2)。3.而且4)．在SU2中发现的微小内部不连续包含比SU1更高的振幅反射(HARs);由于它们与通道切口有关，横向HARs对通道的表达越来越明显(图2)。4)．这些水道状的地貌宽度为2-3公里，长度可达40公里。它们是不对称的，表现出更陡峭的西翼和更浅的东翼，并在SU2中变得更宽和更深的切口。最后一个频道化的功能——被称为12频道，或者蟒蛇频道- - - - - -为SU2中最大的通道(图;4)．

图3
图3

（一个) 3D块，显示土丘漂移(D3)顶部及其邻近护城河的区域浮雕。（B) SU2的厚度图，及(C) SU2顶部的表面图(D3)。

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图4
图4

（一个)三维地震行指示地震单位、间断面和河道(护城河)的位置。（B)显示护城河横向向东迁移的细节。（C, D均方根(RMS)振幅属性提取表明护城河11号和12号的声响应较高，特别是在弯道处。

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苏3为区域性聚集地震均质板状单元，平均沉积厚度约100 m。它的特征是覆盖在底层漂移上的微弱、低振幅反射。2)．该单元被具有高振幅和混沌反射沉积的包层所覆盖。2)．

年代学、沉积体系、古洋流和演化阶段

在SU1 ~ SU3之间的矿床分布在地层的底部古斜坡．基底侵蚀面定义了D1不连续面，标志着白垩纪-古新世边界19．SU1和SU2对应于Delaunay(2018)层序4，沉积于下Selandian—上Thanetian(61.6—56 Ma)时期。19．D1代表一个明显的不整合面，标志着沿边缘沉积风格的变化。向西南方向的切槽状特征始于斜坡的底部，因此既不是连续的上坡(如峡谷、沟壑等)，也不是任何重力侵蚀系统的一部分。这些切口与沟槽有相似之处，通常向斜坡倾斜，比轮廓石沟槽更窄，切口更小。沟槽是侵蚀的，细长的，半平行的特征。总的来说，它们的间隔很有规律，通常长几公里，宽几十米，深几十厘米;但在特殊情况下，它们的长度可达几十公里，因此代表了大规模的侵蚀特征2，6，20.．有时它们会穿透粗砾石和沙子基质21或细粒粘性沉积物22．它们的起源与小而分离的细丝流有关，这些细丝流可能是由于地形的影响而从底部水流的主要核心中分离出来的6，20.．

因此，观测到的与D1相关的西南向河道样特征可以解释为斜向古斜坡的沟槽(图1)。2)．这种偏差可能记录海底和水团之间的摩擦，在边界层中产生埃克曼效应23．产生沟槽的底部电流速度为> 0.3 m s1在泥泞的基质中，0.6-1.5 m s1对于沙质的，> 0.75米1适用于砂质到砾石基质24．这些沟槽与不连续D1的关联表明底部流速至少为> 0.5 m s1，从而超过了后来形成漂移所需的底电流速度(< 0.25 m s1)．有趣的是，沟壑通常与基底有关25或内部26漂移的不连续。总之，这些发现提供了在不连续形成过程中比漂移沉积过程中更高的底部电流速度的证据。沿漂移流速较弱，以细粒沉积和泥质等高线岩为主，但以半深海沉积为主27，28．这种可变性证明了从电流主导设置到非电流主导设置的切换，反之亦然。

根据Fauguères等人确定的内部反射结构和形状，SU1被解释为下古新世片状漂移。5和Brackenridge等人。29．SU2形成于古新世中晚期，为一大片狭长的斜坡丘状地貌，与大陆斜坡相邻，边界为沿坡沟槽状特征。该矿床表现出与文献中所定义的细长、丘状和分离漂移相似的特征;根据Fauguères等人提出的等高线特征识别标准，邻近河道的几何形状及其地震相表明它们代表护城河。5雷贝斯科等人。2．由于科里奥利力导致水团局部向左(南半球)转向，水流倾向于侵蚀护城河的下坡和左翼(下行流)，并在水流速度减缓的右侧形成一个细长的分离丘状漂移。漂流-护城河系统的侧向上坡迁移和邻近下坡的一些侵蚀决定了堆垛和分离漂流的沉积堆积模式(图2)。1，2而且3.)．因此，这些大型沉积和侵蚀特征的结合将定义一个形成于古新世的CDS。漂移相对于邻近水道的相对向左(向西)的位置，以及因此产生的斜坡，提供了支持科里奥利力对南半球西南流底流环流影响的证据2，5．

SU3的低振幅和透明地震特征指向了半深海/深海沉降(泥灰岩)为主的沉积。由于D3对应于古新世-始新世界线，因此SU3的年代为始新世19．上表面标志着渐新世边界，在那里，高振幅和混沌反射沉积(被解释为质量传输沉积(MTDs))成为主导。2)．

古近系沉积物的三个主要地震单元(SU1-SU3)突出了CDS内的三个演化阶段:(a)开始阶段(SU1)， (b)漂移生长阶段(SU2)和(c)埋藏阶段(SU3)。这三个阶段及其相关联的大规模沉积构造，在其他边缘所发现的不同年代的漂移中是共同的9，28，29，30.，31，32，33，34，35．这种特征和结构的巧合强调了漂移的机制演变，以响应导致其形成的水团的长期行为。

进一步的古新世记录包含了南大西洋活跃深水循环的证据9，18，36直到中新世甚至第四纪，这种主导作用一直存在。然而，在始新世之前，Morondava盆地已经消失了明显的等高石特征，古新世时期斜坡底部的西南底流与现今东北方向的深层水团环流相反(图2)。1A，应该在未来的研究中进一步调查。停止沿DFZ的活动，马达加斯加从印度-塞舌尔板块分离37很可能促成了古新世期间海底洋流形成深水边缘的新沉积系统。古新世-始新世边界底流的衰减和渐新世初期MTDs的开始与全球气候和板块构造变化相吻合，包括板块边界重排和共同演化的深海环流38，39，40．

轮廓石呈通道状特征

由于他们较小的尺寸，在SU2的基础相对于沿着上表面的最后一个通道蟒蛇通道)及其向东迁移，所识别出的轮廓石水道状特征被归类为“护城河”。护城河是平行于斜坡的沟渠，起源于底部水流核心下方的非沉积和局部侵蚀。护城河不同于其他等高石水道(或浊积水道)，因为它们与一种类型的漂移有遗传关系，即细长的、丘状的和分离的等高石漂移，代表了长时间的高能水流活动2，5．

护城河的堆叠模式非常有趣。在SU1沉积期间，SU2底部的护城河很小(约2公里宽，切口100米)，但逐渐变大(约2.5 - 3公里宽，切口0.15公里)，然后SU2上部的护城河更大(约5公里宽，切口0.2公里)。与此同时，SU1期间护城河横向迁移，尽管SU2期间有一些团聚成分和较厚的沉积填充。护城河尺寸的变化与邻近漂移形态相关(图2)。2，3.而且4)，显示了从片状到轻微隆起，再到高度明显隆起的变化。随着时间的推移，护城河的长期演化(特别是在生长阶段)与深水循环的扩张和加强相吻合，最终调节了漂流物的形成和河道的后退堆叠模式。护城河结构提供了在较短时间内显著切口的证据，反映了加速(切口)和减速(填充)或底部电流缺失(图。4)．该记录进一步显示了SU2沉积期间的间歇底部电流的影响，随着时间的推移，这种影响随着堆垛漂移的建造而增加。类似的护城河上坡进积现象也发生在其他cds中5．先前确定的护城河表明平均底部流速在0.6到1米之间141．最近的研究42，43同样地，在等高线通道的开始和演化过程中，也记录了海底水流的间歇性活动。

三维地震数据的垂直剖面显示了高振幅反射(HARs)，均方根(RMS)提取清楚地证明了这些护城河内的高振幅异常，特别是在它们弯曲的地方(图2)。4)．这种异常可能表明沿护城河的沉积物较粗，正如已知含有大量分选良好的沙子的CDS内的其他轮廓石通道和护城河所诱发的那样21，26，29，41，42．加的斯湾现今的等高线航道21以及摩洛哥暴露的中新世晚期河道42，43确认广泛的砂质沉积物是这些特征的典型。在所有这些例子中，砂质沉积物是由重力作用带入护城河的;一旦进入护城河，它们就会被重新加工，被沿着护城河的流速较高的核心横向运输和沉积41，42，43．这些矿床的岩石物理特征与储层的岩石物理特征吻合，是油气勘探或地下CO的潜在目标2还有能量储存。丘状漂移具有较高的泥浆比例，而在埋藏阶段形成的沉积物(SU3)代表沉积物褶皱，也应该具有较高的泥砂比。总之，这些沉积物具有形成良好封印所需的特征。综上所述，在Morondava盆地古近系沉积序列中发现的护城河中含有har，鉴于其相对于三叠系、侏罗系和白垩纪烃源岩的位置，可能代表一种砂质沉积，可能是油气藏的储层目标17．不过，这一假设只能通过钻井和后续研究来证实。

结论

在Morondova盆地的古新世沉积物中发现了一个轮廓岩沉积系统(CDS)。这个CDS记录了一个长期的，沿着斜坡的底部水流活动的逐渐增加，直到始新世。海底洋流和CDS与全球板块构造、气候和海洋事件同步发展。最终的CDS形态由基底和上部边界以及内部不连续决定，这些不连续记录了形成漂移和相邻侵蚀通道(护城河)的较高流速。这些不连续性和侵蚀特征的结构为CDS形成过程中电流的短期间歇性行为提供了证据。这种间歇性的事件也决定了沉积相的分布，特别是沿护城河的砂质沉积，这些砂质沉积具有储集CO的潜力2油气储藏与勘探。未来的研究将利用三维地震数据集以更高的空间和时间分辨率评估cds，这将有助于进一步阐明水团动力学的沉积标志。

方法

该数据集覆盖了Grand Prix区块，由OMV公司提供，并于2015年被WesternGeco收购。采集发生在WG麦哲伦号上，标称折叠数为80，记录长度为8192毫秒，采样间隔为2毫秒，记录滤波器为2hz, 18 dB/oct(低切)和200hz, 477 dB/oct(高切)。地震震源由调谐螺栓气枪阵列评估，并由12,8公里长、间隔100米的拖缆接收。2016年，La Compagnie Générale de Géophysique (CGG)使用时间和深度立方体(50米迹距)后时间迁移堆栈进行数据处理。深水盆地充填物的年龄分配是通过对比在陆架上钻探的相邻井的地层顶部来确定的。1): Ankilimanarivo-2;Chesterfield-1;圣安德烈角1号和2号;Eponge-1;Heloise-1;Morombe-1;Morondava-1;和Vaucluse-117．