海院科研动态（170）| 南海北部陆缘第四纪海底陆坡沟谷的结构、发育与演化研究取得新进展
研究背景
细长平直的海底陆坡沟谷(submarine slope gullies)广泛发育于全球大陆边缘，是深水沉积物输运的重要通道。前人研究虽已从形态特征与成因机制两个方向积累了大量认识，但复杂的浊流活动过程究竟如何控制沟谷的长距离发育？沟谷体系的演化又与三角洲进积旋回之间存在怎样的动态耦合关系？这些核心问题仍缺乏系统约束，制约了对大陆边缘源-汇体系的整体理解。
研究结果
研究团队以南海北部珠江口盆地为研究区(图1)，利用高分辨率三维地震资料及测井数据，开展系统的地震地貌学与层序地层学分析，建立了覆盖第四纪两个完整三角洲进积旋回的地层格架。
图1. 研究区域背景图
(a)珠江口盆地区域地貌及研究区(红框)；(b)三维地震提取的海底形态(TWTT)，白色线为典型解释测线位置，黄色圆点为探井(P27a、P27b、P34a等)。
在此框架内，研究识别出三套在形态与动力风格上具有显著差异的沟谷体系(GS1、GS2、GS3)(图2)。三套沟谷体系从早至晚呈现出由大范围浅层加积式向深切侵蚀式的系统性转变，且与峡谷头部的连通程度逐步增强。这一演变轨迹与珠江三角洲向陆架边缘持续进积、以及中更新世气候转型(MPT)后沉积物供给显著增强在时序上高度吻合。
综合上述证据，研究提出海底陆坡沟谷两阶段发育模式(图3)：早期以片状低密度浊流(Sheet-like dilute turbidity flow)为主，形成宽缓密集的沟谷网络；随三角洲前积推进，浊流逐渐汇聚为水道化高密度浊流(Concentrated channelized turbidity flow)，驱动沟谷由堆积建造转为强烈侵蚀、并最终贯通至深水峡谷体系。
图2. 南海北部陆缘三套沟谷体系时空分布的三维地震地貌图
左列为H5(~1.0 Ma)、H9(~0.78 Ma，中更新世气候转型不整合面)及H15(~0.45 Ma)三个关键层位的均方根振幅属性平面图，暖色/冷色分别代表高/低地震振幅；右列为对应地貌要素解释图：浅黄色为陆架，橙色为三角洲分流水道(DC1、DC2)，灰色为陆坡，黄色线条为陆坡沟谷(GS1–GS3)，蓝色为峡谷头部(N1、N2)。演化序列显示：早期(H5)以线性宽缓的GS1沟谷为主，陆架水道化程度有限；中期(H9，MPT前后)GS2沟谷发育，DC1分流水道影响增强；晚期(H15)GS3与DC2及峡谷头部形成成熟的贯通输沙通道。
图3. 受浊流机制转变控制的海底陆坡沟谷两阶段演化模式示意图
(a)第一阶段：片状低密度浊流主导的加积期(GS1沟谷阶段)，沟谷形态宽缓、间距密集，呈浅U形，多条沟谷并行发育。(b)第二阶段：水道化高密度浊流主导的侵蚀期(GS2及GS3沟谷阶段)，沟谷数量减少、间距增大，形态转变为深切V形，并最终与深水峡谷体系贯通。流速指示符：“H”代表高速区，“L”代表低速区。颜色：绿色(GS1，加积型)、红色(GS2及GS3–1，过渡侵蚀型)、蓝色(GS3–2，强烈侵蚀型)。剖面方向垂直于区域坡向，纵向比例尺经放大处理。
研究意义
该研究的核心贡献在于打破了传统认知中三角洲须到达陆架边缘、沉积物才能被高效输送至深水的定论。研究表明，即便三角洲沉积中心距离陆架边缘仍有相当距离，陆坡沟谷体系已可作为沉积物输运通道承担起陆架-深水间的沉积物搬运功能——这意味着大陆边缘深水区接收陆源物质的时间窗口远早于前人的预期，对全球被动大陆边缘“源-汇”体系的时序重建具有重要修正意义。
与此同时，研究揭示了气候旋回(MPT 前后沉积供给的跃变)与构造背景(低角度陆坡)对沟谷体系演化的联合控制作用，为理解第四纪气候-沉积耦合过程提供了高分辨率的研究案例。
在应用层面，陆坡沟谷是深水重力流沉积体的直接供给通道，其演化阶段与充填样式直接决定着深水砂体的展布规律。本研究提出的两阶段发育模型，可为南海深水区相似构造背景下的油气储层预测提供可靠的地层-地貌学参照，具有重要的勘探指导价值。
文章相关信息
相关成果以“Quaternary submarine slope gullies on the northern South China Sea margin: Architecture, initiation, and evolution”为题，发表于地学期刊 Marine Geology(2026 年，第 499 卷，107813)。
我院博士研究生王智娜为第一作者，卓海腾副教授为通讯作者，合作者包括我院苏明教授、刘姗副教授、林智轩博士，以及广州海洋地质调查局孙珍研究员、中国海洋大学王秀娟教授、中海油研究总院朱振宇教授级高级工程师和樊奇高级工程师、中海油深圳分公司李杰高级工程师。
本研究受国家重点研发计划(No. 2024YFC2814702)、广东省基础与应用基础研究基金(No. 2024A1515012349)及中国海洋石油总公司"十四五"重大科技项目(No. KJGG2022-0303)资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.margeo.2026.107813
