本文以高分辨率二维地震资料为主,结合区域地质研究成果,应用地震地层学原理,开展西沙海台新生代地震层序及地震相分析,研究其沉积充填及演化历史。根据反射终止特征,在该海区识别出了9个地震层序界面,自下而上依次为H1~H9,其中H1为新生代基底,H9为现代海底,H2、H3、H5、H6、H7分别相当于下中新统底界、中中新统底界、上中新统底界、上新统及第四系的底界。根据上述层序界面,将研究区新生代地层划分为8个地震层序,自下而上依次成为层序1~8(S1~S8),并对各层序的特征及分布进行了研究。综合反射结构、振幅、连续性等地震反射参数,在上述层序内部识别出6大类共12种地震相。这6大类地震相分别是平行-亚平行、充填、丘状、前积、发散、杂乱地震相,其中平行-亚平行相可以细分为4个亚相(变振幅高连续型、中-弱振幅低连续型、弱振幅断续型、波状平行相);充填相可以细分为2个亚相(平行上超充填和下凹状上超充填);丘状相可以细分为2个亚相(迁移波状相和丘状断续相);前积相可以分为2个亚类(高连续前积和断续前积相)。编制了各层序地震相平面分布图,并对其沉积特征进行了解释,结果表明,在中新世之前(S1),研究区主要接受断陷湖盆及滨海相沉积;早中新世-中中新世(S2~S4),浅水区或构造高部位发育碳酸盐台地,台地斜坡及深水盆地以滑塌、碎屑流及浊流沉积为主,局部发育海底峡谷或水道;晚中新世以来(S5~S8),研究区主要为半远洋和浊流沉积,水道充填、水道迁移和滑坡现象分布广泛。根据实际2-D地震剖面地震层序解释结果建立初始地质模型,采用基于声波方程的二阶有限差分方法开展二维地震正演模拟研究。在叠前偏移成像的时间剖面上,基底和上覆各层序以及发育于层序S2中的碳酸盐礁体,都展现出很好的成像效果,并且其形态与实际地震剖面基本吻合,验证了解释结果的合理性。对研究区南部西沙海底峡谷和海底扇的特征、分布、及形成演化进行了详细研究。该峡谷-扇复合体自中新世早期开始发育,峡谷自南西向北东方向延伸,长度约为133.7km,海底扇的主体半径约为38.8km,宽度介于6.4km到35.28km。根据地震剖面上强振幅反射的分布和叠加特征,推测该复合体沿北西-南东方向横向迁移,且沿南西-北东方向纵向进退。晚中新世以来,海底扇上的水道天然堤发生过多期迁移,并在在层序S5中识别出4个明显的水道天然堤侵蚀面A1~A4,层序S6中识别出3个水道侵蚀面B1~B3,层序S7中识别出3个水道侵蚀面C1~C3;层序S8中识别出一期浊流侵蚀面D1。根据上述侵蚀面的分布特征,描述晚中新世以来不同时期海底扇的形态分布,发现海底扇中的水道天然堤在上新世向陆坡方向退缩,但在晚中新世、第四纪时期向深海方向扩张,且伴随有东南方向的横向迁移。综合分析认为,扇体的发育主要受海平面变化控制。