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琼东南盆地深水区位于南海西北部大陆边缘,为典型的新生代陆缘张裂型盆地,其内凹陷多、沉积厚度大,在南海的形成演化过程中接受了大量富含有机质的陆源沉积,并经历了断陷和坳陷沉降等构造阶段,是南海北部深水油气勘探的主要目标区之一。目前,基于微体古生物学、重矿物学、地球化学和地球物理学等多学科交叉的沉积古环境与物源综合研究已成为油气资源勘探和海洋地质科学研究中的重要内容。本文选取琼东南盆地深水区油气钻井LS33a和LS22a为主要研究对象,辅以浅水区数十口钻井资料,对钻井岩屑沉积物进行了系统的微体古生物、重矿物和元素地球化学分析,结合地震剖面和粒度资料,综合分析探讨了琼东南盆地深水区各地层单元的沉积古环境和物源演变,为南海北部深水区沉积演化研究及油气勘探工作提供了科学依据。本文主要成果包括：1、根据底栖有孔虫和钙质超微化石组合所蕴含的环境信息,结合重矿物和粒度资料,重建了研究区渐新世以来的沉积古环境演变历史。研究区在渐新世早期开始接受海侵,并于渐新世晚期全面接受海侵,水深大体呈现逐渐加深的趋势,大致经历了海陆过渡至滨浅海—内浅海(早渐新世崖城组)→外浅海至半深海上-中-下部(晚渐新世陵水组)→半深海中-下-中部(早中新世三亚组)→半深海中-下部(中中新世梅山组)→半深海与深海过渡(晚中新世黄流组)→半深海(水深>800m,上新世莺歌海组)→半深海-外浅海(第四纪乐东组)的沉积环境演变。研究区在晚渐新世中期首次出现半深海环境,并于晚渐新世晚期成为稳定的半深海环境。2、利用重矿物、元素地球化学和地震资料,分析了研究区的沉积物来源及其演变历史,并进一步分析了可能影响物源变化的构造事件。自渐新世起,随着沉积环境的变化,各地层(崖城组至莺歌海组)物源呈现多源混合特征,经历了原地→近源→远源的演变过程。在渐新世早期,物源以近源玄武质火山碎屑和周边凸起区陆源碎屑为主,随后演变为远源的陆壳碎屑,来自北部海南隆起、南部永乐隆起、东北部神狐隆起、西部红河和西南部中南半岛等区域。海南隆起物源自早渐新世起发育,于中中新世成为最大物源,南部隆起和神狐隆起物源在晚渐新世至早中新世期间最为发育,于中中新世逐渐消退,红河物源于晚中新世大规模加入中央峡谷区域,至上新世影响减弱,莺西物源自上新世发育,影响至更新世时期。在井深4207m处(距今约33.9-31.5Ma)和距今31.5Ma、28.4Ma、25.5Ma. 23Ma及16Ma层位均存在有元素地球化学特征参数的突变界面,反映了南海早期扩张(34-25 Ma BP.)、白云运动(23Ma BP.)和南海晚期扩张(23.5-16.5Ma BP.)等构造事件对盆地沉积演化(物源和沉积环境)的影响。3、综合利用地震、元素地球化学、岩性、重矿物和古生物资料,对中央峡谷沉积体系进行了研究,探讨了峡谷西段发育历史及充填沉积物的物源与沉积古环境演变。中央峡谷西段发育于晚中新世初期(11.6Ma BP.)至上新世早期(4.2Ma BP.),在晚中新世期间(11.6～5.5Ma BP.)最为发育。峡谷内部充填物具有多期多源混合的沉积特征。在中中新世晚期(13.4～11.6Ma BP),即峡谷形成之前,峡谷处地层以海南岛粉砂质物源为主。在晚中新世期间(11.6～5.5Ma BP.),即峡谷主发育期,红河砂质物源开始发育并占据主导地位,为峡谷内砂质沉积的主要贡献者,海南岛物源影响相对减弱。红河物质的大规模加入可能与青藏高原的强烈隆升和东沙运动引起的盆地大规模海退有关。在上新世早期(5.5～4.2Ma BP.),即峡谷发育末期,红河物源影响逐渐减弱,海南岛物源重新回归至主导地位。海南岛和红河物源分别为海南岛中酸性侵入岩和青藏高原隆升剥蚀的风化产物。在峡谷发育前后,峡谷所在区域处于稳定的半深海环境。