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珠江口盆地发育演化特征及其油气成藏地质条件

关 键 词:
珠江 盆地 发育 演化 特征 及其 油气 地质 条件
资源描述:
天 然 气 地 质 学收 稿 日 期 :2009201214 ;修 回 日 期 :20092042071基 金 项 目 :国 家 重 点 基 础 研 究 发 展 计 划 项 目 (编 号 :2007;中 国 科 学 院 知 识 创 新 工 程 重 要 方 向 项 目 (编 号 : 合 资 助 作 者 口 盆 地 发 育 演 化 特 征 及其 油 气 成 藏 地 质 条 件崔 莎 莎 1 ,2 ,何 家 雄 1 ,陈 胜 红 3 ,邹 和 平 4 ,崔   洁 4(1. 中 国 科 学 院 边 缘 海 地 质 重 点 实 验 室 ,广 东 广 州 510640 ;2. 中 国 科 学 院 研 究 生 院 ,北 京 100049 ;3. 中 海 石 油 有 限 公 司 深 圳 分 公 司 研 究 院 ,广 东 广 州 510240 ;4. 中 山 大 学 地 球 科 学 系 ,广 东 广 州 510275)摘 要 :应 用 整 体 、 动 态 及 综 合 分 析 方 法 ,重 点 对 珠 江 口 盆 地 发 育 演 化 特 征 及 其 对 油 气 成 藏 地 质 条 件的 控 制 作 用 进 行 了 系 统 地 分 析 研 究 ,指 出 该 区 在 晚 白 垩 纪 — 早 渐 新 世 多 幕 断 陷 裂 谷 阶 段 ,主 要 沉 积充 填 了 始 新 统 文 昌 组 中 深 湖 相 和 下 渐 新 统 河 湖 沼 泽 相 煤 系 及 湖 相 2 套 主 要 烃 源 岩 ;晚 渐 新 世 — 中中 新 世 裂 后 断 拗 转 换 及 热 沉 降 阶 段 ,则 主 要 形 成 了 上 渐 新 统 珠 海 组 及 下 中 新 统 珠 江 组 分 布 较 广 的海 相 砂 岩 储 集 层 及 其 储 盖 组 合 ;而 晚 中 新 世 后 新 构 造 运 动 及 热 沉 降 拗 陷 阶 段 ,由 于 构 造 及 断 裂 活 动较 强 烈 ,发 育 了 大 量 断 裂 ,不 仅 控 制 了 盆 地 最 终 构 造 格 局 及 展 布 ,亦 为 深 部 油 气 向 上 覆 海相 地 层 和 各 类 局 部 构 造 及 圈 闭 中 运 聚 成 藏 提 供 了 运 移 通 道 ,而 当 其 与 油 气 生 、 运 聚 条 件 良 好 配 置时 ,即 可 构 成 颇 具 特 色 的 下 生 上 储 、 陆 生 海 储 的 油 气 成 藏 组 合 类 型 。 总 之 ,该 区 晚 中 新 世 以 来 的 新构 造 运 动 对 盆 地 最 终 构 造 格 局 形 成 及 展 布 均 产 生 了 极 为 重 要 的 影 响 ,且 对 其 油 气 运 聚 成 藏 及 分 布起 到 了 决 定 性 的 控 制 作 用 。关 键 词 :珠 江 口 盆 地 ;发 育 演 化 阶 段 ;油 气 成 藏 条 件 ;新 构 造 运 动 ;油 气 储 盖 组 合中 图 分 类 号 :     文 献 标 识 码 :A       文 章 编 号 :167221926 (2009) 03203842080   引 言珠 江 口 盆 地 位 于 南 海 东 北 部 ,即 海 南 岛 与 台 湾 岛之 间 海 域 , 其 地 理 位 置 为 00′ ~ 118° 00′ ,N 18° 30′ ~ 23° 00′ ,东 西 长 约 800 南 北 宽 约 100~360 海 域 面 积 为 17. 7 × 104 为 了 适 应 油 气勘 探 管 理 ,中 海 油 以 10′ 为 界 将 珠 江 口 盆 地 分 为东 、 西 2 部 分 ,即 珠 江 口 盆 地 西 部 珠 三 坳 陷 和 神 弧 隆起 ,珠 江 口 盆 地 东 部 珠 一 坳 陷 和 珠 二 坳 陷 以 及 东 沙 隆起 和 番 禺 低 隆 起 。 该 盆 地 自 20 世 纪 80 年 代 初 开 展大 规 模 油 气 勘 探 以 来 ,在 北 部 裂 陷 带 及 中 央 隆 起 区 已陆 续 勘 探 发 现 了 20 多 个 油 气 田 ,且 石 油 年 产 量 保 持在 千 万 立 方 米 以 上 ,约 占 中 海 油 在 南 海 北 部 开 采 量 的66 %以 上 [1 ] 。 目 前 北 部 裂 陷 带 及 中 央 隆 起 区 油 气 勘探 程 度 较 高 ,但 其 中 深 层 勘 探 领 域 探 索 尚 少 。 本 文 通过 研 究 珠 江 口 盆 地 发 育 演 化 及 其 对 油 气 地 质 条 件 的控 制 作 用 ,初 步 探 讨 油 气 运 聚 规 律 。1   区 域 地 质 背 景南 海 北 部 大 陆 边 缘 盆 地 (系 指 以 北 的 区域 ,包 括 北 部 湾 、 莺 歌 海 、 琼 东 南 、 珠 江 口 、 台 西 及 台西 南 和 中 建 南 、 双 峰 及 笔 架 等 盆 地 ) 处 于 太 平 洋 板块 、 欧 亚 板 块 及 印 度 — 澳 大 利 亚 板 块 三 个 洲 际 板 块相 互 作 用 的 特 殊 构 造 位 置 和 特 提 斯 构 造 域 与 太 平 洋构 造 域 的 混 合 叠 置 区 。 新 生 代 盆 地 沉 积 基 底 在 北部 ,属 华 南 陆 缘 区 加 里 东 、 海 西 、 燕 山 等 构 造 旋 回 褶皱 带 在 南 海 北 部 海 域 的 自 然 延 伸 ;在 西 部 为 印 支 地块 印 支 期 褶 皱 带 向 西 北 海 区 的 自 然 延 伸 ,而 在 西 南部 则 为 琼 南 地 块 前 寒 武 纪 变 质 岩 系 ;在 东 部 主 要 为第 20 卷 第 3 期2009 年 6 月天 然 气 地 球 科 学 20 3J   2009台 湾 — 吕 宋 新 生 代 岛 弧 褶 皱 带 所 构 成 ;在 南 面 则 由新 生 代 南 海 中 央 海 盆 洋 壳 基 底 和 南 沙 新 生 代 微 板 块所 组 成 [2 ] 。南 海 北 部 大 陆 边 缘 发 育 了 众 多 不 同 类 型 的 新 生代 沉 积 盆 地 。 迄 今 为 止 油 气 勘 探 及 研 究 程 度 相 对 较高 的 主 要 有 北 部 湾 、 莺 歌 海 、 琼 东 南 、 珠 江 口 及 台 西 南等 盆 地 ,其 中 珠 江 口 盆 地 是 南 海 北 部 边 缘 展 布 规 模 最大 的 含 油 气 盆 地 。 该 盆 地 属 于 南 海 北 部 准 被 动 大 陆边 缘 上 的 断 陷 裂 谷 盆 地 [3 ] ,由 北 向 南 可 划 分 为 北 部 断阶 带 、 北 部 裂 陷 带 、 中 央 隆 起 带 和 南 部 裂 陷 带 及 南 部隆 起 带 等 5 个 一 级 构 造 单 元 。 盆 地 西 部 由 珠 三 坳 陷 、神 弧 隆 起 及 北 部 断 阶 带 西 段 等 3 个 次 一 级 构 造 单 元所 组 成 ,而 东 部 则 由 北 部 断 阶 带 东 段 ,珠 一 坳 陷 (由 韩江 、 陆 丰 、 惠 州 、 西 江 、 恩 平 等 5 个 凹 陷 组 成 ) 、 珠 二 坳陷 (白 云 凹 陷 、 开 平 凹 陷 ) 、 潮 汕 坳 陷 及 东 沙 隆 起 等 5个 次 一 级 构 造 单 元 和 南 部 隆 起 所 组 成 (图 1) 。图 1   珠 江 口 盆 地 基 本 构 造 单 元 组 成 及 裂 陷 带 与 隆 起 带 展 布 (据 傅 宁 等 ,2007)以 往 油 气 勘 探 实 践 与 油 气 地 质 综 合 研 究 表明 [426 ] ,珠 江 口 盆 地 是 南 海 北 部 准 被 动 边 缘 油 气 非 常富 集 的 大 型 含 油 气 盆 地 ,处 于 海 陆 过 渡 型 地 壳 且 靠近 洋 壳 一 侧 的 大 地 构 造 位 置 ,盆 地 发 育 演 化 及 沉 积充 填 特 征 与 油 气 运 聚 成 藏 存 在 密 切 的 成 因 联 系 ,亦控 制 了 其 陆 生 海 储 、 下 生 上 储 的 基 本 油 气 地 质 条 件 。本 文 拟 在 前 人 研 究 及 该 区 大 量 油 气 地 质 资 料 的 基 础上 ,分 析 这 种 处 在 南 海 北 部 裂 陷 边 缘 区 域 地 质 背 景下 的 盆 地 形 成 演 化 规 律 及 沉 积 充 填 特 点 ,探 讨 大 地构 造 环 境 对 沉 积 盆 地 形 成 演 化 的 控 制 ,重 点 研 究 断陷 裂 谷 盆 地 不 同 发 育 演 化 阶 段 的 沉 积 充 填 特 点 及 其对 油 气 运 聚 成 藏 地 质 条 件 的 控 制 ,剖 析 盆 地 发 育 演化 与 油 气 运 聚 成 藏 的 关 系 。2   盆 地 发 育 演 化 与 沉 积 充 填 特 征2. 1   盆 地 发 育 演 化 阶 段 及 沉 积 充 填 特 征盆 地 发 育 演 化 阶 段 实 际 上 是 一 个 四 维 时 空 问 题(即 盆 地 三 维 地 质 体 随 时 间 的 发 育 演 化 ) ,其 发 育 演化 阶 段 划 分 的 依 据 主 要 应 有 以 下 几 个 方 面 [ 7 ] : ① 大地 构 造 性 质 ,充 分 考 虑 地 壳 发 展 的 大 地 构 造 性 质 及其 分 布 格 局 的 变 化 ,将 盆 地 演 化 阶 段 与 板 缘 的 拉 张裂 解 、 俯 冲 消 减 和 碰 撞 闭 合 等 板 块 构 造 发 展 演 化 的威 尔 逊 旋 回 结 合 起 来 ; ② 不 整 合 ,不 整 合 作 为 构 造 和沉 积 综 合 作 用 的 产 物 ,是 划 分 盆 地 演 化 阶 段 的 另 一重 要 依 据 ,盆 地 一 级 、 二 级 演 化 阶 段 往 往 被 区 域 性 不整 合 所 限 ,而 局 部 不 整 合 和 假 整 合 是 划 分 次 级 演 化583  3             崔 莎 莎 等 :珠 江 口 盆 地 发 育 演 化 特 征 及 其 油 气 成 藏 地 质 条 件                      阶 段 的 依 据 ; ③ 构 造 运 动 ,盆 地 中 主 要 构 造 运 动 的 时限 、 性 质 及 影 响 范 围 是 划 分 盆 地 演 化 阶 段 的 重 要 依据 。 根 据 上 述 盆 地 演 化 阶 段 划 分 的 主 要 依 据 及 基 本原 则 和 地 质 特 点 ,借 鉴 前 人 的 研 究 成 果 ,结 合 通 过 珠江 口 盆 地 的 区 域 地 质 大 剖 面 的 地 质 地 球 物 理 综 合 分析 解 释 ,本 文 将 该 盆 地 新 生 代 发 育 演 化 阶 段 及 演 化特 点 划 分 为 晚 白 垩 纪 — 早 渐 新 世 多 幕 断 陷 裂 谷 阶段 、 晚 渐 新 世 — 中 中 新 世 裂 后 断 拗 转 换 及 区 域 热 沉降 阶 段 和 晚 中 新 世 后 新 构 造 运 动 及 热 沉 降 拗 陷 阶 段等 3 大 构 造 演 化 阶 段 (图 2) 。 其 中 ,新 构 造 运 动 演化 阶 段 即 晚 中 新 世 以 来 所 发 生 的 构 造 运 动 、 断 裂 活动 及 热 沉 降 事 件 ,是 起 主 导 控 制 作 用 并 最 终 决 定 现今 区 域 构 造 格 局 及 晚 期 油 气 运 聚 成 藏 与 分 布 规 律 的最 重 要 的 构 造 演 化 阶 段 。 以 下 根 据 3 大 构 造 发 育 演化 阶 段 特 点 ,重 点 对 其 发 育 演 化 过 程 及 构 造 活 动 特征 进 行 阐 述 。图 2   南 海 北 部 边 缘 珠 江 口 盆 地 新 生 代 三 大 发 育 演 化 阶 段 及 成 盆 过 程 (据 陈 长 民 等 ,2001 ,修 改 )2. 1. 1   晚 白 垩 纪 — 早 渐 新 世 多 幕 断 陷 裂 谷 演 化 阶 段晚 白 垩 世 初 始 断 陷 裂 谷 阶 段 ,由 于 神 弧 运 动 导致 南 海 北 部 陆 缘 的 前 新 生 代 褶 皱 基 底 发 生 张 裂 ,形成 了 一 系 列 — N E 向 断 陷 雏 形 ,珠 江 口 盆 地 北部 断 裂 带 由 此 开 始 形 成 ,目 前 在 珠 一 坳 陷 陆 丰 凹 陷发 现 的 古 新 统 神 弧 组 12 m 厚 的 火 山 碎 屑 岩 和 砂 泥岩 ,即 为 断 陷 初 期 阶 段 的 沉 积 充 填 物 。 神 狐 运 动 在地 震 反 射 剖 面 上 表 现 为 区 域 性 大 的 不 整 合 面 ( ,即 为 新 生 代 盆 地 的 基 底 。 第 一 幕 断 陷 裂 谷 作 用 为 珠江 口 盆 地 不 同 区 域 钻 遇 的 白 垩 系 地 层 所 证 实 ,但 上白 垩 统 — 古 新 统 地 层 分 布 局 限 ,盆 地 狭 小 而 分 隔 。始 新 世 断 陷 裂 谷 阶 段 ,即 进 入 第 二 幕 始 新 世 裂陷 期 后 ,由 于 珠 琼 运 动 一 幕 导 致 珠 江 口 盆 地 发 生 抬升 与 剥 蚀 ,并 伴 有 断 裂 和 岩 浆 活 动 。 该 区 在 56 由 于 华 南 岩 石 圈 发 生 了 大 规 模 的 伸 展 减 薄 ,其张 裂 作 用 使 得 早 期 形 成 的 一 系 列 N E — N 断 陷进 一 步 发 育 完 善 ,断 陷 更 深 、 规 模 扩 大 ,最 终 导 致 盆地 形 成 了 彼 此 分 割 的 北 、 南 2 个 断 陷 带 且 与 相 邻 断隆 带 相 间 分 布 的 构 造 格 局 。 在 珠 一 坳 陷 、 珠 二 坳 陷 、珠 三 坳 陷 ,均 形 成 了 许 多 深 水 湖 盆 ,沉 积 充 填 了 盆 地最 主 要 的 始 新 统 文 昌 组 中 深 湖 相 沉 积 物 ,即 新 生 代盆 地 的 下 构 造 层 始 新 统 文 昌 组 中 深 湖 相 烃 源 岩 。 该区 早 期 岩 浆 活 动 主 要 是 中 酸 性 岩 浆 喷 发 。 珠 琼 运 动一 幕 在 地 震 反 射 剖 面 上 表 现 为 地 区 性 不 整 合 面683  天   然   气   地   球   科   学 20  ( ,相 当 于 始 新 统 文 昌 组 底 或 文 昌 — 神 狐 组 底 。在 隆 起 区 始 新 统 文 昌 组 缺 失 , 合 ,且 下 渐新 统 恩 平 组 或 上 渐 新 统 珠 海 组 覆 盖 在 基 岩 之 上 。早 渐 新 世 断 陷 裂 谷 阶 段 即 第 三 幕 裂 陷 期 ,基 底沉 降 速 率 进 一 步 加 大 。 岩 浆 活 动 也 从 早 期 裂 陷 的 中酸 性 裂 隙 式 喷 发 逐 渐 向 晚 期 的 中 心 式 基 性 喷 发 转变 。 该 期 由 于 珠 琼 运 动 二 幕 发 生 ,导 致 珠 江 口 盆 地再 次 发 生 抬 升 、 剥 蚀 伴 有 断 裂 和 岩 浆 活 动 。 珠 琼 运动 二 幕 是 盆 地 断 陷 阶 段 最 主 要 的 构 造 运 动 ,由 于 活动 延 续 时 间 长 ,抬 升 剥 蚀 最 强 烈 ,故 残 存 始 新 统 地 层有 限 ,有 些 地 区 全 部 缺 失 上 始 新 统 地 层 。 早 渐 新 世断 陷 裂 谷 阶 段 所 发 生 的 第 三 次 张 裂 作 用 ,使 得 珠 江口 盆 地 南 部 和 番 禺 低 隆 起 产 生 一 组 近 断 裂 ,南 部 开 始 与 海 连 通 ,珠 一 坳 陷 湖 盆 较 前 扩 大 ,水 体 变浅 ,断 陷 中 沉 积 充 填 了 浅 湖 — 沼 泽 相 或 湖 相 下 渐 新统 恩 平 组 重 要 煤 系 及 湖 相 烃 源 岩 ,即 新 生 代 盆 地 下构 造 层 上 部 。 珠 琼 运 动 二 幕 在 地 震 反 射 剖 面 上 表 现亦 为 区 域 性 不 整 合 面 ( ,相 当 于 下 渐 新 统 恩 平 组底 。 在 隆 起 区 多 为 侵 蚀 面 ,普 遍 缺 失 恩 平 组 ,且 上 渐新 统 珠 海 组 直 接 覆 盖 于 基 岩 之 上 ;坳 陷 区 则 表 现 为削 蚀 面 ,缺 失 上 始 新 统 及 部 分 恩 平 组 地 层 [ 6 ,8 ] 。2. 1. 2   晚 渐 新 世 — 早 中 新 世 裂 后 断 拗 转 换 及 热 沉降 阶 段晚 渐 新 世 — 早 中 新 世 ,受 印 度 板 块 与 欧 亚 板 块碰 撞 的 影 响 ,深 部 地 幔 流 向 向 蠕 散 。由 于 地 幔 物 质 的 过 剩 堆 积 导 致 上 地 幔 发 生 强 烈 隆升 、 岩 石 圈 进 一 步 被 拉 伸 减 薄 ,进 入 了 裂 后 断 拗 转 换及 热 沉 降 阶 段 。 晚 渐 新 世 该 区 发 生 了 大 规 模 的 海 底扩 张 (张 裂 )即 南 海 运 动 ,形 成 了 南 海 地 区 区 域 性 破裂 不 整 合 面 。 该 期 构 造 运 动 较 强 烈 ,延 续 时 间 较 长(晚 渐 新 世 至 早 中 新 世 ) ,且 在 不 同 区 域 存 在 较 大 差异 :在 盆 地 南 部 珠 二 坳 陷 俗 称 造 海 运 动 ,海 水 从 南 向北 大 规 模 侵 入 ,珠 二 坳 陷 由 早 期 的 陆 架 浅 水 区 逐 渐演 变 成 了 陆 坡 深 水 盆 地 ;在 珠 江 口 盆 地 中 、 北 部 则 发生 了 区 域 性 抬 升 及 强 烈 剥 蚀 作 用 ,形 成 了 破 裂 不 整合 面 ,并 伴 有 断 裂 和 岩 浆 活 动 。 此 时 盆 地 由 早 期 的断 陷 开 始 向 坳 陷 转 化 过 渡 ,沉 积 则 由 陆 相 转 变 为 海相 ,即 进 入 了 裂 后 断 拗 转 换 及 坳 陷 热 沉 降 阶 段 。 在区 域 性 破 裂 不 整 合 面 上 ,该 时 期 盆 地 沉 积 充 填 了 上渐 新 统 珠 海 组 海 相 粗 碎 屑 岩 和 下 中 新 统 珠 江 组 海 相细 碎 屑 岩 等 中 构 造 层 沉 积 物 。 在 隆 起 边 缘 和 台 地 上则 形 成 了 生 物 礁 滩 和 碳 酸 盐 岩 。 须 强 调 的 是 ,南 海运 动 在 珠 江 口 盆 地 所 形 成 的 破 裂 不 整 合 面 具 有 明 显的 穿 时 性 和 不 均 一 性 ,在 珠 一 坳 陷 中 北 部 地 震 剖 面上 ,区 域 性 破 裂 不 整 合 面 为 上 渐 新 统 珠 海 组 底 部 地震 射 层 ;在 珠 二 坳 陷 破 裂 不 整 合 面 则 为 珠 海组 底 射 层 ;在 盆 地 的 东 北 部 地 区 破 裂 不 整 合面 则 相 当 下 中 新 统 珠 江 组 底 射 层 。 珠 海 组 具有 明 显 的 超 覆 特 点 ,在 隆 起 区 多 覆 盖 在 前 第 三 系 之上 。 坳 陷 区 则 缺 失 或 部 分 缺 失 文 昌 组 、 恩 平 组 ,珠 海组 直 接 覆 盖 在 古 新 统 神 狐 组 之 上 。裂 后 热 沉 降 时 期 ,由 于 深 部 幔 源 物 质 在 裂 陷 期 后发 生 热 衰 减 ,导 致 物 质 密 度 加 大 而 造 成 区 域 性 的 热 沉降 ,在 沉 降 曲 线 上 多 表 现 为 裂 后 期 构 造 沉 降 速 率 降低 ,沉 积 盆 地 则 进 入 到 了 构 造 活 动 相 对 减 弱 的 阶 段 。该 期 区 域 构 造 运 动 和 岩 浆 活 动 进 入 了 相 对 平 静 期 ,在晚 渐 新 世 至 中 中 新 世 海 底 扩 展 期 间 ,南 海 陆 缘 仅 有 少量 岩 浆 活 动 [9 ] ,属 于 火 山 活 动 的 相 对 宁 静 期 ,而 且 此时 华 南 大 陆 大 规 模 的 岩 浆 活 动 亦 突 然 停 止 [10 ] 。2. 1. 3   晚 中 新 世 后 新 构 造 运 动 及 热 沉 降 拗 陷 阶 段晚 中 新 世 后 新 构 造 运 动 及 热 沉 降 拗 陷 阶 段 ,由于 菲 律 宾 板 块 向 方 向 俯 冲 推 挤 ,加 上 台 湾 地体 与 东 海 陆 架 的 碰 撞 拼 贴 作 用 ,导 致 台 湾 中 央 山 脉形 成 ,以 及 区 域 性 断 裂 和 逆 冲 断 层 活 动 发 生 ,并 伴 有强 烈 的 褶 皱 和 火 山 活 动 及 岩 浆 喷 发 ,且 东 海 陆 架 (浙东 长 垣 )亦 形 成 了 强 烈 褶 皱 、 抬 升 并 遭 受 剥 蚀 。 须 强调 指 出 的 是 ,晚 中 新 世 — 早 上 新 世 期 间 发 生 的 东 沙运 动 ,是 导 致 盆 地 块 断 升 降 、 隆 起 剥 蚀 、 挤 压 褶 皱 和断 裂 及 岩 浆 活 动 的 根 本 原 因 及 动 力 源 。 东 沙 运 动 在盆 地 沉 降 过 程 中 发 生 ,产 生 了 一 系 列 以 N 张扭 性 为 主 的 断 裂 。 伴 随 着 断 裂 活 动 ,盆 地 有 多 次 基性 岩 浆 喷 溢 ,在 地 震 射 层 间 形 成 了 多 种产 状 的 火 山 岩 体 。 东 沙 运 动 在 地 震 反 射 剖 面 上 显 示为 地 区 性 的 不 整 合 面 ( ,分 别 相 当 于 上 中新 统 粤 海 组 底 和 上 新 统 万 山 组 底 。 在 东 沙 隆 起 和 潮汕 坳 陷 部 分 区 域 ,中 中 新 统 韩 江 组 、 上 中 新 统 粤 海 组和 上 新 统 万 山 组 均 遭 受 了 不 同 程 度 的 剥 蚀 (生 物 带缺 失 ) ,而 在 广 大 的 坳 陷 区 则 是 连 续 充 填 沉 积 。 东 沙运 动 的 强 度 和 影 响 程 度 及 范 围 ,具 有 东 强 西 弱 、 北 强南 弱 的 特 点 ,这 主 要 是 由 于 东 沙 运 动 的 动 力 源 来 自东 部 菲 律 宾 板 块 向 向 俯 冲 推 挤 所 致 ,因 此 ,东 沙 运 动 具 有 自 东 向 西 其 运 动 强 度 和 构 造 变 形 逐 渐减 弱 的 特 征 及 活 动 规 律 ,并 由 此 造 成 了 珠 江 口 盆 地东 部 块 体 升 降 和 断 裂 的 晚 期 活 动 ,且 在 新 构 造 运 动及 热 沉 降 拗 陷 阶 段 沉 积 充 填 了 较 大 规 模 的 上 中 新 统及 上 新 统 和 第 四 系 海 相 地 层 ,对 该 区 油 气 运 聚 成 藏及 其 分 布 规 律 起 到 了 决 定 性 的 控 制 作 用 。综 上 所 述 ,珠 江 口 盆 地 形 成 演 化 与 典 型 被 动 大783  3             崔 莎 莎 等 :珠 江 口 盆 地 发 育 演 化 特 征 及 其 油 气 成 藏 地 质 条 件                      陆 边 缘 盆 地 存 在 明 显 差 异 ,其 突 出 表 现 在 构 造 背 景和 裂 后 热 体 制 方 面 ,典 型 被 动 大 陆 边 缘 盆 地 在 裂 后热 沉 降 阶 段 一 般 比 较 稳 定 ,构 造 运 动 较 弱 ;而 珠 江 口盆 地 裂 后 拗 陷 热 沉 降 过 程 中 由 于 东 沙 运 动 (新 构 造运 动 )导 致 断 裂 及 岩 浆 活 动 频 繁 发 生 ,且 该 期 构 造 活动 较 强 烈 ,发 育 了 大 量 断 裂 ,进 而 控 制 了盆 地 最 终 构 造 格 局 及 展 布 、 地 层 沉 积 充 填 格 架 及 晚期 油 气 运 聚 与 散 失 以 及 重 新 分 配 过 程 。 总 之 ,晚 中新 世 新 构 造 期 (东 沙 运 动 ) 发 生 的 构 造 — 热 事 件 ,造成 了 该 区 裂 后 热 沉 降 坳 陷 过 程 中 的 块 断 差 异 升 降 运动 和 剧 烈 岩 浆 及 火 山 活 动 ,导 致 该 区 断 裂 活 动 具 有东 强 西 弱 的 特 点 ,以 及 与 典 型 的 稳 定 被 动 大 陆 边 缘地 质 特 征 的 明 显 差 异 ,进 而 造 就 了 南 海 北 部 陆 缘 现今 相 对 较 高 地 温 和 较 高 热 流 特 征 以 及 对 油 气 运 聚 成藏 与 分 布 的 控 制 。2. 2   盆 地 前 新 生 代 基 底 格 架 对 古 近 系 沉 积 的 制 约晚 白 垩 纪 — 早 渐 新 世 ,由 于 印 度 板 块 以 较 快 的速 度 向 北 推 进 ,新 特 提 斯 洋 壳 在 印 度 板 块 东 北 侧 向 向 俯 冲 于 华 南 — 印 支 地 块 陆 壳 之 下 ,导 致 了 大陆 岩 石 圈 向 东 南 蠕 散 ,上 地 幔 热 底 辟 作 用 使 脆 性 的上 地 壳 产 生 破 裂 ,而 塑 性 的 下 地 壳 则 产 生 水 平 拉 张作 用 ,结 果 导 致 了 地 壳 进 一 步 减 薄 ,表 层 产 生 一 系 列断 裂 ,形 成 向 (右 行 ) 断 陷 裂 谷 盆 地 和 N N W、 N E(左 行 )压 剪 性 或 剪 性 断 裂 。 与 此 同 时 ,太平 洋 板 块 在 45 前 沿 方 向 向 欧 亚 板 块 俯冲 ,由 此 所 形 成 的 岛 弧 带 和 弧 后 盆 地 的 构 造 走 向 亦与 之 平 行 ,由 于 先 期 向 边 界 断 裂 的 存 在 而 形成 斜 向 俯 冲 ,最 终 导 致 珠 江 口 盆 地 在 这 种 复 杂 应 力场 背 景 下 ,形 成 了 以 半 地 堑 断 陷 为 基 本 构 造 沉 积 单元 ,并 与 相 邻 隆 起 带 构 成 了 南 北 分 带 、 东 西 分 块 的 盆地 基 本 构 造 格 局 (图 3) ,进 而 控 制 了 盆 地 第 三 系 沉积 充 填 特 征 ,尤 其 是 古 近 系 半 地 堑 断 陷 中 湖 相 烃 源岩 及 河 沼 相 煤 系 烃 源 岩 的 沉 积 充 填 规 模 ,故 亦 制 约了 油 气 运 聚 成 藏 及 区 域 上 油 气 分 布 特 点 。图 3   珠 江 口 盆 地 基 本 构 造 单 元 及 主 要 断 裂 体 系 分 布 格 局 (据 陈 长 民 等 ,2002)(1)盆 地 西 部 断 裂 ; (2)一 统 暗 沙 东 断 裂 ; (3)北 卫 滩 断 裂 ; (4)陆 丰 东 断 裂 ; (5)韩 江 — 潮 汕 断 裂 ; (6)盆 地 东 部 断 裂① 滨 海 断 裂 ; ② 盆 地 北 部 断 裂 ; ③ 珠 Ⅰ 北 断 裂 ; ④ 珠 Ⅲ 北 断 裂 ; ⑤ 北 部 坳 陷 南 部 断 裂 ;⑥ 南 部 坳 陷 北 部 断 裂 ; ⑦ 潮 汕 坳 陷 中 央 断 裂 ; ⑧ 盆 地 南 部 边 界 断 裂883  天   然   气   地   球   科   学 20  3   盆 地 发 育 演 化 对 油 气 成 藏 地 质 条 件的 控 制3. 1   盆 地 发 育 演 化 对 主 要 烃 源 岩 的 控 制晚 白 垩 纪 — 早 渐 新 世 多 幕 断 陷 裂 谷 演 化 阶 段 ,在 前 第 三 系 “ 南 北 分 带 、 东 西 分 块 ” 的 基 底 构 造 格 架的 基 础 上 ,珠 江 口 北 部 断 裂 带 开 始 形 成 ,断 陷 初 期 阶段 的 沉 积 充 填 物 为 珠 一 凹 陷 古 新 统 神 狐 组 火 山 碎 屑岩 和 砂 泥 岩 。 进 入 第 二 幕 始 新 世 主 要 裂 陷 期 后 ,形成 南 北 2 个 裂 陷 带 及 之 间 的 断 隆 带 ,导 致 在 珠 一 坳陷 、 珠 二 坳 陷 、 珠 三 坳 陷 ,均 形 成 了 许 多 深 水 湖 盆 ,沉积 充 填 了 盆 地 最 主 要 的 始 新 统 文 昌 组 中 深 湖 相 烃 源岩 ,为 珠 江 口 盆 地 新 生 代 油 气 田 的 形 成 奠 定 了 丰 富的 物 质 基 础 。 随 着 早 渐 新 世 断 陷 裂 谷 阶 段 即 第 三 幕裂 陷 期 所 发 生 的 第 三 次 张 裂 作 用 ,导 致 珠 江 口 盆 地南 部 开 始 与 海 盆 连 通 ,珠 一 坳 陷 湖 盆 较 前 扩 大 ,水 体变 浅 ,断 陷 中 沉 积 充 填 了 一 套 浅 湖 — 沼 泽 相 或 湖 相下 渐 新 统 恩 平 组 重 要 的 煤 系 及 湖 相 沉 积 物 ,也 是 珠江 口 盆 地 主 要 烃 源 岩 之 一 。 从 珠 江 口 盆 地 第 三 系 沉积 充 填 特 点 及 层 序 地 层 特 征 可 以 看 出 ,以 上 渐 新 统珠 海 组 底 界 破 裂 不 整 合 面 ” 上 下 可 明 显 划 分 成2 套 巨 层 序 :其 下 部 陆 相 “ 同 裂 陷 巨 层 序 ” 是 主 要 生油 岩 段 ,始 新 统 文 昌 组 湖 相 烃 源 岩 及 下 新 统 恩 平 组浅 湖 — 沼 泽 相 或 湖 相 为 一 套 以 陆 相 为 主 的 碎 屑 岩 建造 沉 积 ,主 要 含 有 大 套 的 灰 色 泥 岩 、 页 岩 与 细 砂 岩 和含 砾 砂 岩 ,其 中 文 昌 组 中 深 湖 相 泥 岩 有 机 质 丰 度 高 ,其 达 1. 7 %~ 2. 6 % ,生 源 母 质 类 型 类 型 较好 ,多 以 Ⅰ — Ⅱ 1 型 为 主 ,少 数 为 Ⅱ 2 型 ,具 有 非 常 强的 生 油 能 力 。 文 昌 组 浅 湖 相 泥 岩 生 源 母 质 类 型 为Ⅱ 2 — Ⅲ 型 ,具 有 较 强 的 生 气 潜 力 ;下 渐 新 统 恩 平 组河 沼 相 及 煤 系 泥 岩 有 机 质 丰 度 亦 较 高 ,其 为 1. 41 %~ 1. 73 % ,有 机 质 类 型 主 要 为 Ⅱ 2 型 和 Ⅲ型 ,具 有 非 常 强 的 生 气 潜 力 [11212 ] 。3. 2   盆 地 发 育 演 化 对 储 集 层 及 储 盖 组 合 的 控 制珠 江 口 新 生 代 盆 地 形 成 过 程 中 ,在 多 幕 断 陷 、 裂后 断 拗 转 换 及 热 沉 降 、 新 构 造 运 动 及 热 沉 降 拗 陷 等不 同 发 育 演 化 阶 段 ,均 沉 积 充 填 了 不 同 类 型 的 储 集层 及 储 盖 组 合 ,但 多 以 砂 岩 储 集 层 及 其 储 盖 组 合 类型 为 主 ,台 地 生 物 礁 滩 灰 岩 储 集 层 及 其 储 盖 组 合 亦有 发 育 ,但 不 甚 普 遍 。 根 据 油 气 勘 探 实 践 及 地 质 研究 表 明 ,该 区 主 要 存 在 如 下 几 种 类 型 储 集 层 及 储 盖组 合 [2 ,13 ] :(1)始 新 统 文 昌 组 河 流 相 及 滨 浅 湖 相 砂 岩 储 层及 其 储 盖 组 合 类 型 。 始 新 统 文 昌 组 河 流 相 及 滨 浅 湖相 砂 岩 横 向 上 与 湖 相 泥 岩 为 相 变 关 系 ,垂 向 上 与 河流 沼 泽 、 湖 侵 泥 岩 成 互 层 状 ,进 而 构 成 了 陆 相 断 陷 充填 沉 积 期 的 储 盖 组 合 类 型 。 由 于 始 新 统 储 层 埋 藏深 ,物 性 较 差 (大 部 分 多 在 经 济 门 槛 以 下 ) ,加 之 分 布范 围 有 限 ,因 此 ,其 尚 不 能 作 为 该 区 主 要 油 气 储 层 及储 盖 组 合 类 型 和 勘 探 目 的 层 ,但 在 白 云 凹 陷 西 部 及北 部 斜 坡 和 东 部 低 凸 起 区 该 储 层 及 储 盖 组 合 类 型 较发 育 ,可 作 为 潜 在 的 储 盖 组 合 类 型 。(2)上 渐 新 统 珠 海 组 浅 海 三 角 洲 砂 岩 储 层 及 其储 盖 组 合 类 型 。 晚 渐 新 世 — 早 中 新 世 时 期 ,盆 地 进入 了 裂 后 断 拗 转 换 及 热 沉 降 阶 段 。 在 该 阶 段 形 成 的区 域 性 破 裂 不 整 合 面 上 ,盆 地 沉 积 充 填 了 上 渐 新 统珠 海 组 三 角 洲 — 滨 岸 相 砂 岩 ,其 与 上 覆 海 侵 泥 岩 构成 了 良 好 的 储 盖 组 合 类 型 。 上 渐 新 统 珠 海 组 浅 水 三角 洲 砂 岩 储 层 ,是 珠 江 口 盆 地 主 要 油 气 储 集 层 ,该 盆地 主 要 油 气 田 的 大 量 油 气 均 产 自 该 套 储 盖 组 合 。(3)下 中 新 统 珠 江 组 深 水 扇 及 碳 酸 盐 岩 台 地 礁滩 储 层 及 其 储 盖 组 合 类 型 。 该 储 盖 组 合 类 型 主 要 分布 于 珠 江 口 盆 地 陆 架 浅 水 及 陆 坡 深 水 区 。 广 泛 发 育的 陆 架 浅 水 区 滨 浅 海 相 砂 岩 及 碳 酸 盐 台 地 礁 滩 灰 岩和 深 水 扇 砂 岩 系 统 与 其 上 覆 中 中 新 统 及 上 新 统 巨 厚浅 海 及 半 深 海 相 泥 岩 构 成 了 良 好 的 储 盖 组 合 类 型 ,亦 是 该 区 重 要 的 油 气 储 集 层 及 勘 探 目 的 层 。(4)中 中 新 统 及 上 新 统 半 深 海 相 浊 流 沉 积 及 深水 沉 积 体 系 砂 岩 储 层 及 其 储 盖 组 合 类 型 。 中 中 新 世以 来 ,珠 江 口 盆 地 从 外 陆 架 到 陆 坡 深 水 区 均 形 成 了各 种 类 型 的 低 水 位 砂 体 和 深 水 沉 积 体 系 ,主 要 包 括斜 坡 扇 、 盆 底 扇 、 海 底 峡 谷 浊 积 水 道 和 进 积 楔 砂 体等 ,且 其 与 相 邻 海 相 泥 岩 构 成 了 良 好 的 储 盖 组 合 类型 ,进 而 形 成 了 该 区 新 近 系 裂 后 海 相 坳 陷 沉 积 重 要的 油 气 储 层 及 储 盖 组 合 类 型 和 勘 探 目 的 层 。3. 3   盆 地 发 育 演 化 对 油 气 运 聚 条 件 的 控 制珠 江 口 盆 地 在 早 中 新 世 至 中 中 新 世 时 期 ,属 相对 稳 定 时 期 ,构 造 作 用 不 甚 明 显 ,断 层 活 动 较 弱 ,只有 约 占 盆 地 断 层 总 数 17. 7 %的 断 层 (321 条 )有 相 对运 动 。 晚 中 新 世 则 由 于 发 生 新 构 造 运 动 (东 沙 运动 ) ,且 构 造 活 动 较 强 烈 ,故 该 期 发 育 了 约 占
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本文标题:珠江口盆地发育演化特征及其油气成藏地质条件
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