珠江口盆地番禺低隆起PY21斷層對沉積作用的影響

薛 成，張尚鋒，高 超

杜家元(中海油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 510240)

珠江口盆地番禺低隆起PY21斷層對沉積作用的影響

杜家元(中海油(中國)有限公司深圳分公司，廣東 深圳 510240)

PY21斷層位于番禺地區東南部，走向EW向，平面延伸近57km，最大垂直斷距500m，最大水平斷距400m，是具有同沉積性質的反向正斷層。運用斷層活動速率法分析研究了PY21斷層的活動性，并結合經過PY21斷層的連井剖面綜合研究PY21斷層分別在活動強和弱的情況下對沉積的控制作用。PY21斷層在珠江組上段和韓江組地層沉積時期活動強；在珠江組下段和粵海組地層沉積時期活動弱。當斷層活動弱，沉積物迅速將下降盤產生的較小可容納空間充填滿，然后繼續在上升盤沉積，斷層上下盤地層厚度差異小，沉積相帶連續，并延伸遠；當斷層活動強時，沉積物大部分沉積在下降盤產生的可容納空間內，斷層上下盤地層厚度差異大，沉積相帶變化明顯，斷層的活動對沉積的阻擋作用明顯。這為研究反向同沉積斷層對沉積作用的影響提供一個良好的例證。

番禺低隆起；PY21斷層；同沉積斷層；斷層活動速率法；斷層活動；沉積

圖1 PY21斷層地震剖面特征

1 PY21斷層地質特征

番禺低隆起東南部一帶發育一系列走向為NWW向和近EW向正斷層，其中一些具有同沉積性質，這些斷層發育規模較大，并對各個時期沉積體系在不同程度上起到控制作用，筆者研究的PY21斷層則是其中的一條同沉積斷層。斷層位于番禺低隆起西北部，靠近恩平凹陷，走向近EW向，平面延伸近57km，并發育有多條次級伴生斷層(見圖1)。在地震剖面上，斷層傾向與地層相反，傾角較大約72°，并深切至基底，表現為張性板式正斷層。斷層最大垂直斷距可達700m，最大水平斷距可達500m，斷層向上斷穿第三系地層，延伸至第四系地層，向下斷至基底，且斷層上下2盤在各個地質時期地層厚度均不同。

2 PY21斷層活動性研究

1)斷層活動性的研究方法 目前對斷層的活動性的研究方法主要有斷層生長指數法、斷層落差法和斷層活動速率法。斷層生長指數在斷層的活動性的研究應用中受到諸多條件的限制，使其使用具有一定的局限性[5]。斷層落差法是用斷層上下盤地層厚度差來反映斷層活動強度[6]；斷層活動速率法是某一地質時期內斷層上下盤地層厚度差與地層持續時間的比值,該參數反映了某斷層在這段地質時期內的平均活動強度[7]。運用斷層活動速率法則不受到諸多條件的限制，并且該方法還加入了地層持續時間，具有了地質年代意義，因此筆者運用斷層活動速率法來對PY21的活動性質進行討論。

表1 斷層幾何學要素表

2)PY21斷層活動性 通過對PY21斷層附近的鉆測井資料和地震資料的研究，對斷層的上下盤地層厚度差、斷層活動速率和沉積相帶的展布特征分析，認為斷層活動速率在0～20m/Ma之間時斷層活動弱，大于20m/Ma時斷層活動強。從表1中可以發現在中新世時期，PY21斷層在珠江組上段和韓江組地層沉積時期活動強，其中在珠江組上段地層沉積時期斷層活動為最強，活動速率高達48m/Ma；在珠江組下段和粵海組地層沉積時期活動弱，其中在珠江組下段地層沉積時期斷層活動最弱，活動速率僅為6m/Ma。在平面上，PY21斷層發育有多條分支斷層，其中PY21斷層西部，與其走向平行的次級斷層也具有同沉積性質。由于該次級斷層的發育，使得PY21斷層的西部活動性減弱，而次級斷層表現出明顯的同沉積性質，并且活動性與主斷層表現出一致性。從整體上看，斷層活動具有“強-弱”交替現象，表明斷層受區域應力場的變化，斷層活動表現出間歇性。

3 斷層對沉積體系的控制作用

1)PY21斷層活動弱時斷層對沉積作用的影響 通過以上對PY21斷層的活動性研究，發現珠江組下段和和粵海組沉積時期，斷層活動弱。在選取的4口井的連井剖面里可以發現在珠江組下段地層的砂巖百分含量都在一半以上，且相差不大(見圖2)，斷層上下盤地層均發育有多套分流河道砂體及河口壩砂體，表明該時期番禺地區主要處于三角洲前緣沉積，分流河道發育，且延伸較遠，相帶連續，說明古珠江三角洲向盆地方向延伸遠。這都表明在斷層活動弱的情況下，古珠江三角洲向白云凹陷進積，三角洲沉積物易將斷層下降盤所產生可容納空間填滿，然后繼續在上升盤沉積，斷層對沉積物的阻擋作用微弱。

GR：自然伽馬,API；DT：聲波時差，μs/ft。

2) PY21斷層活動強時斷層對沉積作用的影響 在連井剖面上可以發現，在珠江組上段和韓江組地層里，斷層下降盤砂巖百分含量明顯大于上升盤地層的砂巖百分含量。在連井剖面中可以發現(見圖2)，在珠江組上段地層和韓江組下段地層的下部和上部，斷層的上下盤均沉積有三角洲前緣的分流河道、河口壩等砂巖沉積體，砂體延伸較遠，受斷層活動性影響較小。而在珠江組上段地層和韓江組下段地層中部，由于斷層活動強烈，在該時期由于斷層活動強烈，斷層的上盤地層沉積有多套三角洲前緣的分流河道、河口壩等砂巖沉積體，而斷層下盤地層則主要為前三角洲或淺海陸棚泥巖沉積，缺少砂巖沉積，沉積相帶變化明顯(見圖2)。表明PY21斷層活動的間歇性，使得在珠江組下段沉積初期斷層活動較弱，下降盤產生的可容納空間小，沉積物迅速將可容納空間充填滿，繼續在上升盤沉積，并向白云凹陷延伸；到中部沉積時期，斷層活動變強，下降盤產生較大的可容納空間，古珠江三角洲中砂質沉積物在產生的可容納空間內沉積下來，而較細粒的泥質沉積物則通過水流越過斷層在上升盤繼續沉積，斷層的活動起到了對粗粒沉積物向凹陷沉積的阻擋作用，使得沉積相帶的突變；到上部沉積時期，隨著斷層活動逐漸減弱，并且可容納空間被逐漸充填，粗粒沉積物則容易越過斷層，繼續在上升盆地沉積，并繼續向凹陷沉積。在連井剖面里，韓江組上段地層則是在下部地層沉積時期，斷層活動弱，斷層上下盤地層砂巖發育，砂體延伸遠，沉積相帶連續；之后斷層活動性增強，使得古珠江三角洲前緣大部分粗粒砂質沉積物沉積在下降盤的可容納空間里，只有部分細粒泥質沉積物越過斷層在斷層的上升盤沉積，也表明了隨著隨著斷層活動逐漸增強，對粗粒沉積物的阻擋作用也逐漸增加。

4 結 論

1) PY21斷層是番禺低隆起上規模較大的長期活動板式反向同沉積正斷層，大致走向EW，平面上延伸約57km，最大垂直斷距可達700m，最大水平斷距可達500m，斷層西部發育與走向平行的分支斷層也具有同沉積性質。

2) PY21斷層在珠江組上段和韓江組地層沉積時期活動強，其中在珠江組上段地層沉積時期斷層活動為最強；在珠江組下段和粵海組地層沉積時期活動弱，其中在珠江組下段地層沉積時期斷層活動最弱。整體上斷層活動具有“弱-強-弱”交替現象。

3)PY21斷層在中新世時期表現出“弱-強-弱”交替的間歇性活動，整體上斷層對沉積起到控制作用，當斷層活動弱時沉積物易將下降盤產生的可容納空間充填滿，繼續在上升盤沉積，斷層上下盤地層厚度差異小，沉積相帶連續，并延伸遠；當斷層活動強時，沉積物大部分粗粒沉積在下降盤產生的可容納空間內，斷層上下盤地層厚度差異大，沉積相帶變化明顯。

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[編輯] 洪云飛

P618.13

A

1673-1409(2012)05-N038-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.013

2012-02-17

國家科技重大專項(2011ZX05023-002-007)。

薛成(1985-)，男， 2007年大學畢業，碩士生，現主要從事沉積學與層序地層學方面的研究工作。