瓊東南盆地南部中新統生物礁的識別

張永貴，宋在超，周小進，武 麗，張璽科，冉 靜

(1.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發研究院，北京 100083；2.中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發研究院 無錫石油地質研究所， 江蘇 無錫 214151)

瓊東南盆地位于海南島和西沙群島之間，其西以①號斷層與鶯歌海盆地為界，東北以神狐隆起與珠江口盆地珠三凹陷相接(圖1)，是一個新生代發育的具斷—拗雙層結構的陸緣拉張盆地[1-3]，盆地具兩隆三坳結構，且隆、坳分布呈NE走向。目前勘探主要集中在北部陸架淺水區，而對處于深水區的盆地中央坳陷帶和南部隆起帶研究程度較低，尤其是南部隆起帶，尚無鉆井。

1 生物礁形成的地質背景

在構造演化上，盆地南部深水區與盆地北部類似，經歷了始新世—早漸新世斷陷階段、晚漸新世斷拗轉換階段和新近紀拗陷三大構造演化和沉積充填階段。從近年來采集的地震資料分析，中新統梅山組沉積時期為該地區的主成礁期。梅山組沉積之前，特別是早古近紀時期，構造活動導致基底具有較強的活動性，沒有穩定的基底，不利于礁體的定植生長。梅山組沉積之后的黃流組—鶯歌海組沉積期以及第四紀，瓊東南盆地南部處于半深海—深海沉積環境，沉積速度快，也不利于生物礁的發育。

生物礁的形成條件與造礁生物的生存環境相關。據前人研究[4-7]，南海海域在晚漸新世—中中新世期間具有良好的成礁古氣候和古海水環境。鄰近瓊東南盆地南部的XC1井鉆探表明，生物礁地層直接披蓋在前寒武紀變質巖基底之上，自中新世持續發育到現代[8]，礁灰巖碳酸鹽巖含量為99%以上，這說明南海西北部海域當時的古海水中酸不溶物的含量很低，整體為碳酸鹽巖沉積環境。目前，南海南部南沙陸殼地塊和北部西沙陸殼地塊上均發現了大型的生物礁油氣富集區，如東納土納盆地L氣田、西北巴拉望盆地Malampaya氣田、珠江口盆地流花11-1油田等。

圖1 瓊東南盆地構造區劃1.盆地界線；2.盆地二級構造單元界線；3.(疑似)泥底辟發育區；4.預測生物礁發育區Fig.1 Tectonic division of Qiongdongnan Basin

2 生物礁地震響應特征

對于瓊東南盆地，鶯9井、YC21-1-2井、BD-1-1井[9]等先后于盆地北部在中新統揭示了砂質生屑灰巖、泥灰巖、致密礁灰巖等地層；盆地南部在中新世處于低隆起區，與大陸物源區海南島、越南東部主物源區都相距200～300 km，僅南部樂東隆起可以提供局部碎屑物源，形成了一個遠離岸線、陸源碎屑沉積作用影響微弱的大型淺水臺地。從地震資料來看，梅山組上部地層呈明顯丘狀反射，具有疑似生物礁的地震響應特征。

生物礁一般生長于水下隆起部位，礁體格架多高出其他同期沉積物，具有明顯的沉積地貌隆起特征，在地震響應中多表現為強振幅、相對低頻的波形特征，剖面形態變化大，如出現丘狀起伏、透鏡狀結構、厚度加大等特點[10-11]。瓊東南盆地南部隆起區生物礁地震地層反射特征如下：外形呈丘狀、透鏡狀；頂底輪廓較清晰，為強反射界面；內部為層狀或雜亂反射；相帶分異明顯，礁后灘相有頂超、下超、前積反射；底部界巖有速度異常造成的下凹現象，上覆界巖見披覆構造(圖2)。

從地震波速度來看，砂巖為2 500～4 500 m/s，碳酸鹽巖為4 500～6 500 m/s。研究區為深水區，約1 200～1 400 m，梅山組生物礁海底以下埋深1 300～1 600 m，反射速度約為2 900～3 200 m/s；梅山組丘狀地層的波阻抗為(8～10)×106kg/(m2·s)，與LH11-1生物礁波阻抗數值相近[12]。

梅山組生物礁主要分布于古隆起頂部和翼部，古隆起區整體為碳酸鹽巖臺地區，生物礁前發育厚度較小的臺地斜坡，并向凹陷區過渡為局限盆地(圖3)。海平面的變化控制生物礁的生長方向和生長范圍，根據地震剖面反映的信息，研究區生物礁為西向東，沿斜坡或斷階呈退積式向隆起頂部生長。

3 生物礁與泥構造的辨別

關于梅山組丘狀體的認識，一直有泥構造和生物礁構造的爭論。在本次研究中，筆者試從區域沉積背景、丘狀體發育部位以及地震反射特征等方面對兩者加以對比。

3.1 沉積時期與沉積背景不同

2種體系發育的沉積時期不同，沉積背景也不同。泥構造又稱泥底辟或泥涌活動，主要發育于沉降快、沉積厚度大的拗陷構造層或凹陷中央部位的斷陷構造層中。目前我國發現的底辟構造主要分布在鶯歌海、渤海灣和珠江口盆地[13-16]。此種構造形成的地質背景具有三大特點：第一，盆地沉降快、沉積厚度大，有大量壓實剩余流體需要排出，而附近又缺少流體垂向釋放的有效途徑；第二，盆地內具有明顯的高壓異常帶，泥底辟構造的根部往往起源于這些高壓異常帶；第三，底辟構造主要沿構造軟弱帶或應力集中帶分布。

圖2 瓊東南盆地南部過生物礁地震剖面剖面位置見圖1。Fig.2 Seismic profile across reef, south of Qiongdongnan Basin

圖3 瓊東南盆地南部過生物礁地震波阻抗剖面剖面位置見圖1。Fig.3 Seismic impendence profile across reef,south of Qiongdongnan Basin

鶯歌海組沉積期(5.5～1.64 Ma)，瓊東南盆地沉降幅度大、沉積速度快(圖4)，整個盆地沉積了巨厚層的深水泥巖，為發育泥底辟構造或形成泥涌提供了地質條件。在靠近盆地西部邊緣樂東凹陷內部，存在大片地震模糊帶，筆者認為可能與底辟活動有關。而梅山組沉積期(16.3～10.5 Ma)，整個盆地構造穩定，根據計算期間最大構造沉降量僅50～60 m/Ma，梅山組沉積以后，其總沉降量劇升至250 m/Ma以上。梅山組沉積期的沉積速率相當低，缺乏形成塑性泥巖的地質基礎。相反，相對較低的沉降速率和沉積速率則適合生物礁的發育。

3.2 丘狀體發育部位不同

生物礁最明顯的地震識別標志是在隆起區形成的丘形反射。目前梅山組發現的典型生物礁反射均是分布在南部隆起區，在相鄰凹陷內部則沒有明顯的生物礁反射。而研究區內鶯歌海組內部的深海泥巖形成的波狀反射或丘形反射則在整個工區均有分布，且凹陷內部更為發育。

對于研究區的梅山組地震剖面，具丘狀反射結構的均發育在低隆起部位，而在凹陷的部位，梅山組表現為平行反射或微丘狀反射，說明當時沉積物對海底地貌敏感，可能是淺水環境的產物，而并非該區容易形成泥巖塑性流動的深水環境；碎屑巖可能為砂巖、粉砂巖甚至垮塌構造形成的泥礫、砂礫巖等較粗碎屑巖。

圖4 瓊東南盆地南部沉積速度直方圖Fig.4 Deposition rate histogram, south of Qiongdongnan Basin

3.3 丘狀體反射特征不同

大型泥底辟高度大，刺穿層位多，容易識別。在鶯歌海盆地存在大型高幅度泥底辟，研究區西側的樂東凹陷中央地區，存在地震模糊帶，推測可能與大型泥底辟有關。一些中低能量，低幅度的泥構造外形往往也呈隆起狀，但內部和上覆地層呈模糊帶，隱約可見不連續弱反射，圍巖地層的正常反射在此中斷，在地震剖面上沒有底界面，頂界面不甚清晰，這與生物礁反射有明顯的區別。研究區鶯歌海組泥巖也有類似的底辟泥構造或泥涌構造(圖5)，但是多數泥巖在地震上為連續丘狀反射，上界面有多層連續強反射，且呈現出多層疊加的特征；底界面不清晰，內部見弱的層狀反射。整套泥巖整體上均為該反射現象，與生物礁地層不同。

4 結論

瓊東南盆地南部隆起區在梅山組沉積期構造活動趨于停滯，沉降和沉積速度小，有適合生物礁發育的古環境。近來采集的地震資料顯示，中新統梅山組地層存在典型的丘狀反射，底平頂凸，頂底界面清晰，反射能量強，內部具前積或雜亂反射，兩翼見上超，頂部為披覆沉積，是生物礁體的成像，初步認為該套地層為生物礁建造，主要分布在古隆起上。

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