珠江口盆地北部坳陷帶構造特征

劉志峰， 王升蘭， 丁　亮， 印斌浩， 柯　嶺

(中海油研究總院，北京100028)

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珠江口盆地北部坳陷帶構造特征

劉志峰， 王升蘭， 丁亮， 印斌浩， 柯嶺

(中海油研究總院，北京100028)

摘要：構造演化分析表明，珠江口盆地北部坳陷帶在新生代經歷了斷陷期、斷—坳轉換期和坳陷期三大演化階段，而斷陷期又可進一步劃分為文昌期和恩平期2個裂陷幕。由于縱向上2幕裂陷作用的遷移和地層不完全疊置，在坳陷帶內形成了厚文昌薄恩平型和薄文昌厚恩平型2種類型的凹陷，其中前者是較為有利的富生烴凹陷。北部坳陷帶內各凹陷斷裂十分發育，且具有多期活動的特點。根據斷裂活動時間可將其分為3類：早期活動型、晚期活動型和早晚持續活動型。早期活動型斷裂對凹陷和構造帶的形成、發育起到控制作用，晚期活動型斷裂對圈閉形成與定型、油氣運移起到控制作用，早晚持續活動型斷裂兼有前兩者的共同特征。

關鍵詞：凹陷類型；構造；斷裂；北部坳陷；珠江口盆地

0引言

珠江口盆地位于我國南海北部大陸邊緣，盆地內隆坳相間，自北向南包括北部隆起帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部坳陷帶和南部隆起帶。北部坳陷帶指珠一坳陷和珠三坳陷(圖1)，面積約5.4 萬km2。北部坳陷帶的北部以一系列雁行狀的南掉正斷層為界與北部隆起帶相鄰，南部以一系列雁行狀的北掉正斷層為界與中央隆起帶相接，坳陷內可進一步劃分為11個凹陷和5個凸起。

自新生代以來，北部坳陷帶經歷了斷陷期、斷—坳轉換期和坳陷期三大演化階段(圖2)。(1) 斷陷期：自古新世至早漸新世(神狐組、文昌組和恩平組沉積時期)，在北西—南東向為主的拉張應力作用下，北部坳陷帶產生了一系列NE—NEE向斷裂，這些斷裂控制了凹陷的形成與發育，同時控制了凹陷的結構與沉積充填，坳陷帶內廣泛發育陸相河湖相沉積。(2) 斷—坳轉換期：晚漸新世(珠海組沉積時期)，北部坳陷帶結束了陸相斷陷湖盆的發育歷史，進入斷陷向坳陷的過渡階段，以發育海陸交互相沉積為主。(3) 坳陷期：自新近紀到第四紀(珠江組沉積時期及以后)，北部坳陷帶整體發生熱沉降，發育大面積海相沉積。進入坳陷階段，坳陷帶構造相對平靜，但晚期斷裂活動有所增強。

雖然已在多個凹陷內發現了油氣田，如珠一坳陷的惠州、陸豐、恩平凹陷，珠三坳陷的文昌A、文昌B、文昌C凹陷(沿海大陸架及毗鄰海域油氣區石油地質志編寫組，1992；邱忠建等，1999；陳長民等，2003；鄧運華等，2013；郭剛等，2014)，但與近海及國內陸上勘探程度較高的盆地相比，總體上勘探程度仍然很低，仍有多個凹陷(或洼陷)沒有商業性油氣發現。因此，什么樣的凹陷(或洼陷)具有勘探潛力？潛在勘探方向在哪里？這是亟待解決的問題。

圖1　珠江口盆地構造區劃圖Fig.1　Map showing structural division of the Pearl River Mouth Basin

在回顧總結北部坳陷帶構造及演化特征的基礎上，試圖從構造對油氣的控制作用的角度來回答上述2個問題：(1) 從構造對凹陷斷陷期地層疊置類型的控制作用，探討何種疊置關系的凹陷更有利于發育優質烴源巖，從而具備形成富生烴凹陷的條件；(2) 從斷裂活動期次來劃分斷裂活動類型，探討不同期次活動斷裂對凹陷和構造帶的形成與發育以及對深、淺層油氣聚集的控制作用，為尋找有利油氣富集層位和賦存部位提供參考。

12幕裂陷作用形成2類疊置凹陷

珠江口盆地北部坳陷帶在斷陷期發生了文昌期和恩平期2幕裂陷作用。由于縱向上2幕裂陷作用的遷移和地層不完全疊置，坳陷帶內形成了厚文昌薄恩平型和薄文昌厚恩平型2種類型凹陷。

1.1北部坳陷帶裂陷幕劃分

珠江口盆地經歷了多次構造運動改造，每個構造演化階段內都經歷了復雜多變的構造活動(鐘建強，1994；焦養泉等，1997；崔莎莎等，2009；何家雄等，2012)。基于區域地質背景、沉積特征、不整合面發育特征，可將斷陷期進一步劃分為文昌期裂陷幕和恩平期裂陷幕。

1.1.1文昌期裂陷幕是坳陷帶斷陷鼎盛時期，多數凹陷控凹斷層活動強度大，基底沉降幅度大，坳陷帶內湖相最為發育，形成了1套半深湖—深湖相優質烴源巖，成為北部坳陷帶的主力烴源巖。始新世末期，即文昌組沉積后，受珠瓊二幕構造運動影響，北部坳陷帶普遍抬升，并伴有斷裂和巖漿活動(聶逢君等，2005)，上始新統遭受剝蝕，以此作為文昌期裂陷幕結束的標志。在現今地震剖面上，其表現為文昌組與恩平組之間呈現出明顯的角度不整合(對應T80地震反射層)(圖3)。

1.1.2恩平期裂陷幕總體上坳陷帶內斷陷活動有所減弱，多數凹陷的控凹斷層活動強度降低，基底沉降幅度減小，以發育河流、沼澤相為主，形成了1套次要烴源巖。但這一時期仍有一些凹陷斷陷活動較為活躍，控凹斷層活動強度大，其原因有二：(1) 文昌期較為活躍的一些斷陷重新復活，文昌期與恩平期受同一條控凹斷裂控制，在文昌期裂陷幕之上疊加了恩平期裂陷幕，例如惠州凹陷內的一些洼陷即屬于此類(圖3)；(2) 文昌期裂陷幕的斷陷沒有重新復活或者活動強度不大，而是發生了構造遷移，恩平期控凹斷裂為新生大斷裂，例如陸豐凹陷東北部的一些洼陷即屬于此類。晚漸新世，即恩平組沉積后，受南海運動(23.8 Ma)的影響，北部坳陷帶發生區域性抬升，伴有斷裂和巖漿活動，上漸新統遭受剝蝕(圖3)，以此作為恩平期裂陷幕結束的標志。在現今地震剖面上，表現為恩平組頂部的破裂(角度)不整合面(對應T70地震反射層)(圖3)。

圖2　珠江口盆地北部坳陷帶地層綜合柱狀圖(據劉志峰等，2013)Fig.2　Comprehensive stratigraphic column of the northern depression belt in the Pearl River Mouth Basin(after Liu et al., 2013)

1.2北部坳陷帶凹陷疊置類型

珠江口盆地北部坳陷帶在斷陷期發生了文昌期和恩平期2幕裂陷作用。由于縱向上2幕裂陷作用的遷移和地層不完全疊置，坳陷帶內形成了厚文昌薄恩平型和薄文昌厚恩平型2種類型的凹陷。

北部坳陷帶內，不同凹陷在文昌期裂陷幕與恩平期裂陷幕的斷陷活動既有繼承性又有差異性。受不同裂陷幕構造活動差異控制及沉積物供給量等因素影響，有的凹陷文昌期沉積厚度大，但恩平期沉積厚度減薄；有的凹陷文昌期沉積厚度小，但恩平期沉積厚度大。根據各凹陷文昌組和恩平組縱向疊置關系，可將凹陷分成厚文昌薄恩平型和薄文昌厚恩平型2種類型(圖4)。

圖3　過惠州凹陷東北部地震剖面(位置見圖1；① 圖中箭頭示意削截不整合；② 圖中地震反射層代號分別為：T40-珠江組頂界面；T50-珠江組下段頂界面；T60-珠海組頂界面；T70-恩平組頂界面；T80-文昌組頂界面；T100-古近系底界面。下同)Fig.3　Seismic profile through the northeast of the Huizhou Sag(see location in Fig.1)

(1) 厚文昌薄恩平型凹陷：文昌組沉積時期，控凹斷裂活動強烈，凹陷沉降幅度大，中深湖相廣泛發育，沉積了大套文昌組湖相泥質烴源巖。

(2) 薄文昌厚恩平型：文昌組沉積時期，控凹斷裂有一定的活動，但活動程度不大，至恩平組沉積時

期，控凹斷裂強烈活動，沉積了大套恩平組河流、沼澤相沉積物，恩平組地層明顯厚于文昌組，亦有一定的生烴潛力。目前的勘探現狀表明，厚文昌薄恩平型凹陷是較為有利的富生烴凹陷，在其中發現大量油氣，如文昌A凹陷、惠州凹陷、番禺4洼等(黃保家等，2007；王有功，2011；張迎朝等，2011；陳淑慧等，2013；彭光榮等，2013；李才等，2014)。

前人研究南海北部其他盆地時，還根據地層縱向疊置關系劃分出“繼承型”凹陷，即2套地層持續發育、厚度亦相當的凹陷(張智武等，2013)。通過分析珠江口盆地北部坳陷帶，發現其中的凹陷大多數是文昌組明顯厚于恩平組，或者恩平組明顯厚于文昌組，真正介于2者之間的凹陷，即文昌組與恩平組厚度相當的，少之又少，且難以準確界定，同時“繼承型”凹陷對油氣勘探的意義亦具有一定模糊性，因此未劃分出該類型。

圖4　珠江口盆地北部坳陷帶凹陷疊置類型圖Fig.4　Types of depression superstition in the northern depression belt of the Pearl River Mouth Basin

2早晚期構造差異活動形成3類斷裂

珠江口盆地新生代以來總體上為張性盆地背景，受其控制，北部坳陷帶總體上斷裂較為發育。具體到某個凹陷或構造帶，其斷裂的發育程度和活動期次受基底巖石性質、先存古斷裂發育情況、區域構造應力大小及方向等多因素影響(劉志峰等，2013a,2013b)。受盆地構造背景和構造演化特征的控制，北部坳陷帶的斷裂具有多期活動的特點。根據斷裂活動時間和斷裂縱向發育特征，可將其分為3類：早期活動型、晚期活動型和早晚持續活動型(所指早期為斷陷期，即文昌組、恩平組沉積時期；晚期為坳陷期，即珠江組沉積時期及以后)。不同活動時間的斷裂對凹陷沉積充填、圈閉形成與定型、油氣運移等有著不同的控制作用。

2.1早期活動型斷裂特征

早期活動型斷裂在始新世—漸新世活動性強，之后停止發育。早期活動型斷裂在北部坳陷帶內各個凹陷均有發育，總體上珠一坳陷發育的程度大于珠三坳陷(圖5)。

珠一坳陷文昌組、恩平組沉積時期斷裂活動性強，發育多方向控凹或控洼斷裂，坳陷被眾多斷裂切割，形成多個相互獨立的小洼陷。同期，珠三坳陷斷裂活動雖然也較強，但斷裂方向相對單一，且數量相對少，主要為控凹斷裂，每個控凹斷裂基本上只控制與之關聯的凹陷，凹陷內沒有明顯的切割作用。

圖5　珠江口盆地北部坳陷帶文昌組斷裂分布圖Fig.5　Map showing distribution of the Wenchang Formation faults in the northern depression belt of the Pearl River Mouth Basin

早期活動型斷裂若是控凹斷裂，則可控制凹陷的形成，同時控制凹陷內斷陷期沉積充填及烴源巖的展布和發育，進而控制富生烴凹陷的形成和發育。只有那些早期活動型斷裂活動強度大、持續時間長的凹陷，其文昌組或恩平組沉積時期才能長期處于半深湖—深湖或淺湖、湖沼沉積狀態，從而形成文昌組或恩平組烴源巖，奠定生成油氣的物質基礎。早期活動型斷裂若是凹陷內的次級斷裂，則能起到分割凹陷的作用，對凹陷結構有所控制，可控制緩坡帶、洼陷帶、陡坡帶等二級構造帶的形成和發育。

2.2晚期活動型斷裂特征

晚期活動型斷裂在中新世及以后形成且活動性強。晚期活動型斷裂在北部坳陷帶內各個凹陷均有發育，總體上仍表現為珠一坳陷發育的程度大于珠三坳陷。在珠一坳陷內部，晚期活動型斷裂又具有西強東弱的特征。以惠陸低凸起為界，西側的恩平凹陷、番禺4洼、惠州凹陷等凹(洼)陷晚期斷裂發育程度明顯高于東側的陸豐凹陷(圖6、圖7)。例如西側的惠州凹陷在珠江組及以上地層中仍有較多斷裂發育，有的晚期斷裂已斷至韓江組及以上(T40界面以上)；而東側的陸豐凹陷斷裂主要發育在文昌組和恩平組(T70界面以下)，珠江組及以上地層中斷裂不發育，構造較為平緩。

圖6　過珠一坳陷惠州凹陷西北部的地震剖面(位置見圖1)Fig.6　Seismic profile through the northwest of the Huizhou Sag, Zhuyi Depression(see location in Fig.1)

圖7　過陸豐凹陷海豐33洼地的震剖面(位置見圖1)Fig.7　Seismic profile through the Haifeng 33 sag of Lufeng Sag(see location in Fig.1)

晚期活動型斷裂控制了圈閉的形成與定型，且對油氣運移起到重要的輸導作用。勘探實踐表明，晚期活動型斷裂比較發育的凹陷，其淺層地層褶皺變形程度大，斷塊差異升降明顯，形成了斷塊、斷鼻、斷背斜、滾動背斜等類型的圈閉，且圈閉數量眾多。同時，由于晚期斷裂的輸導作用，烴源巖中生成的油氣可沿著砂體和斷裂等輸導體運移至圈閉中聚集成藏，例如番禺4洼晚期斷裂較為發育，近些年已有多口井在淺層的韓江組乃至粵海組發現了油氣層。而晚期活動型斷裂不發育的凹陷，其淺層地層平緩，構造圈閉少，油氣運移路徑不暢通，難以大范圍成藏；但這種類型的凹陷如具備生油條件，僅是晚期斷裂不發育，則其油氣可能賦存于深層未運移上來，其深層可能具有很好的勘探潛力，例如陸豐凹陷晚期斷裂發育較少，但近些年在古近系卻有很好的油氣發現。

2.3早晚持續活動型斷裂特征

早晚持續活動型斷裂具有早期活動型斷裂和晚期活動型斷裂的共同特征。這類斷裂一般為控凹或控洼的深大斷裂，其形成時間早，活動時間長，且斷距大，斷開的層位深，可延伸至基巖內部。這類斷裂由于早期就已形成，因此在之后的構造演化過程中，只需要較小的構造應力，便能時期復活，從而持續存在和發育。

早晚持續活動型斷裂既能控制凹陷的沉積充填，又能控制圈閉的形成和油氣運移。早晚持續活動型斷裂若是控凹斷裂，則其下降盤深洼部位在斷陷期往往是有利烴源巖發育部位，下降盤斷裂面附近又容易發育扇三角洲等砂體，成為有利的油氣聚集相帶。早晚持續活動型斷裂若是凹陷內部的深大斷裂，則其對油氣運移、圈閉形成都有著重要的控制作用，在其周緣容易形成油氣聚集帶。

3結論

(1) 珠江口盆地北部坳陷帶在斷陷期發生了文昌期和恩平期2幕裂陷作用。由于縱向上裂陷作用的遷移和地層不完全疊置，坳陷帶內形成了厚文昌薄恩平型、薄文昌厚恩平型2種疊置類型的凹陷，其中厚文昌薄恩平型凹陷是較為有利的富生烴凹陷。

(2) 在總體為張性盆地的背景下，北部坳陷帶斷裂較為發育，且具有多期活動的特點。根據斷裂活動時間，可將其分為3類：早期活動型、晚期活動型和早晚持續活動型。早期活動型斷裂對凹陷和構造帶起到控制作用，晚期活動型斷裂對圈閉形成與定型、油氣運移起到控制作用，早晚持續活動型斷裂兼有前兩者的共同特征。

參考文獻：

陳長民，施和生，序仕策，等.2003.珠江口盆地(東部)第三系油氣藏形成條件. 北京：科學出版社.

崔莎莎，何家雄，陳勝紅，等.2009.珠江口盆地發育演化特征及其油氣成藏地質條件. 天然氣地球科學，20(3)：385-391.

陳淑慧，張曉宇.2013.惠州凹陷西江—惠州轉換帶文昌組儲層特征及控制因素研究. 巖性油氣藏，25(6)：8-13.

鄧運華，張功成，劉春成，等.2013.中國近海兩個油氣帶地質理論與勘探實踐. 北京：石油工業出版社.

郭剛，鄧運華，吳景富，等.2014.珠一坳陷北部洼陷帶古近系潛在富生烴洼陷評價. 中國海上油氣，26(1)：17-23.

黃保家，李俊良，李里，等.2007.文昌A凹陷油氣成藏特征與分布規律探討. 中國海上油氣，19(6)：361-366.

何家雄，陳勝紅，馬文宏，等.2012.南海東北部珠江口盆地成生演化與油氣運聚成藏規律. 中國地質，39(1)：106-117.

焦養泉，李思田，解習農，等.1997.多幕裂陷作用的表現形式: 以珠江口盆地西部及其外圍地區為例. 石油實驗地質， 19(3)：222-227.

劉志峰，劉志鵬，肖伶俐，等.2013a.珠三坳陷北部珠海組—韓江組沉積演化及儲蓋組合. 海洋地質前沿，29(9)：25-31.

劉志峰，王升蘭，印斌浩，等.2013b.珠江口盆地珠Ⅰ、珠Ⅲ坳陷裂陷期湖相分布差異及其控制因素. 石油實驗地質，35(5)：523-527.

李才，張迎朝，尤麗，等.2014.珠江口盆地文昌C凹陷成藏條件及勘探潛力分析. 石油實驗地質，36(3)：346-351.

聶逢君，姜美珠，吳克強，等.2005.珠江口盆地構造巖漿活動與熱流體的形成. 東華理工學院學報，28(2)：107-111.

彭光榮，溫華華，劉從印，等.2013.珠江口盆地珠一坳陷淺層油氣勘探實踐及潛力探討：以番禺4洼為例. 海洋地質前沿，29(3)：22-28.

邱忠建，龔再升.1999.中國油氣勘探：第四卷：近海油氣區. 北京：地質出版社.

王有功.2011.斷圈聚油機理及含油氣性預測: 以珠江口盆地東部番禺4洼和惠州凹陷為例.黑龍江大慶：東北石油大學.

沿海大陸架及毗鄰海域油氣區石油地質志編寫組.1992.中國石油地質志：卷十六：沿海大陸架及毗鄰海域油氣區：下冊. 北京：石油工業出版社.

鐘建強.1994.珠江口盆地的構造特征與盆地演化. 海洋湖沼通報，(1)：1-8.

張迎朝，陳志宏，李緒深，等.2011.珠江口盆地文昌B凹陷及周邊油氣成藏特征與有利勘探領域. 石油實驗地質，33(3)：297-302.

張智武，劉志峰，張功成，等.2013.北部灣盆地裂陷期構造及演化特征. 石油天然氣學報：江漢石油學院學報，35(1)：6-10.

Structural features of the northern depression belt in the Pearl River Mouth Basin

LIU Zhifeng， WANG Shenglan, DING Liang, YIN Binhao, KE Ling

(Beijing Research Center, China National Offshore Oil Corp., Beijing 100028, China)

Abstract：The structural evolution analysis shows that the northern depression belt of the Pearl River Mouth Basin has experienced three evolutional stages in the Cenozoic, i.e., rift stage, transitional rift-depression stage and depression stage, and that the rift stage can be further divided into two rifting episodes of the Wenchang period and Enping period. Due to the migration of the two rifting and incomplete stratigraphic juxtaposition, two types of depressions, i.e.,″thick Wenchang to thin Enping formations″ and ″thin Wenchang to thick Enping formations″ types, were formed in the depression zone, of which the former type is favorable for hydrocarbon generation. Faults are very developed in the northern depression belt, and are featured by multiple periods of fault activities. According to the activity time, the faults can be divided into three categories: early active type, late active type and sustained active type. The early active faults control the formation of the depression and tectonic belts; the late active faults control the formation and shaping of traps, and the oil and gas migration; and the sustained active faults possess the common characteristics of the former two types.

Keywords：sag type; structure; fault; northern depression belt; Pearl River Mouth Basin

doi:10.3969/j.issn.1674-3636.2016.01.135

收稿日期：2015-03-10；修回日期：2015-04-21；編輯：陳露

基金項目：國家科技重大專項“近海富烴凹陷資源潛力再評價和新區、新領域勘探方向”(2011ZX05023-001)、“近海大中型油氣田形成條件與分布”(2011ZX05023-006)部分研究成果

作者簡介：劉志峰(1982—)，男，工程師，碩士，石油地質專業，主要從事中國近海新區、新領域油氣勘探研究工作，E-mail： fred5847@qq.com

中圖分類號：P618.130.2； P722.7

文獻標識碼：A

文章編號：1674-3636(2016)01-0135-07