珠江口盆地多期走滑構造與疊合型拉分盆地:以陽江東凹為例

2021-03-30 12:42:40劉欣穎朱定偉索艷慧王鵬程王光增郭玲莉朱俊江李三忠

大地構造與成礦學 2021年1期

劉欣穎 , 吳靜, 朱定偉, 索艷慧 *, 周潔 , 王鵬程 ,王光增 , 劉澤 , 劉博 , 郭玲莉 , 朱俊江 , 李三忠

(1.深海圈層與地球系統教育部前沿科學中心, 海底科學與探測技術教育部重點實驗室, 中國海洋大學海洋地球科學學院, 山東青島 2 66100; 2.青島海洋科學與技術國家實驗室海洋礦產資源評價與探測技術功能實驗室, 山東青島 266100; 3.中海石油(中國)有限公司深圳分公司, 廣東深圳 518000)

0 引言

南海海盆形成與打開機制及其動力學過程一直以來都是大家關注的熱點問題, 經過多角度、多方面調查與研究, 關于南海海盆演化模式前人提出了多種見解。當前一致認為南海北部陸緣的裂解機制才是打開南海海盆成因的金鑰匙所在(Li et al., 2012;李三忠等, 20 12a), 主要有以下幾種觀點: ①弧后擴張模式: 認為南海海盆的擴張形成與其東側菲律賓海板塊西向俯沖有關, 從而提出南海形成是由弧后擴張引起的(Karig, 1971); ②海底擴張模式: 基于南海海盆磁條帶異常, 提出海底擴張導致南海海盆的打開(Bowin e t al., 1978; Bri ais et al., 19 93; 姚伯初,1996; Sun et al., 2006; Taylor and Hayes, 2013); ③碰撞擠出模式: 認為南海擴張與印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊碰撞導致的印支地塊擠出逃逸在時空上具有密切聯系(Tapponnier et al., 1986; Lacassin et al.,1997; Leloup et al., 2001; Liu et al., 2004); ④陸緣裂解模式: 一些學者利用地球物理和古地磁資料對南海海盆的應力場進行分析, 認為南海海盆是由陸緣裂解引起的主動擴張性海盆(Hamilton, 19 79; 郭令智等, 19 83; 劉昭蜀等, 1 983; 陳國達, 1997); ⑤地幔柱上涌模式: 基于南海高熱流特征、大量玄武巖發育及層析成像分析結果, 認為南海下部存在地幔熱柱, 地幔柱根位于海南島下, 地幔柱上升導致南海海盆的打開(Maruyama, 1994; 曾維軍等, 19 97;Lebedev et al., 2000; 張健等, 200 1; 鄢全樹和石學法, 2 007; Zh ao, 200 7); ⑥右行右階拉分模式: 認為南海海盆屬于拉分盆地的范疇, 其打開原因是右行右階走滑剪切、拉分成盆作用下東亞陸緣的裂解(Hutchison, 1989; 許浚遠和張凌云, 19 99; B arka et al., 2000; 李三忠等, 2012a)。

珠江口盆地位于南海北部陸緣區域, 是中國重要的油氣生產基地。目前珠江口盆地油氣勘探取得豐富的成果, 且仍具有巨大勘探潛力。珠江口盆地地質特征以及演化規律的研究, 可以進一步推動該地區油氣資源勘探的進程, 因此珠江口盆地的形成模式與動力學機制值得進一步深入探討。本文以位于珠江口盆地西部的陽江東凹為解剖對象, 基于大地構造背景、古近紀以來盆地構造分析等研究, 嘗試對珠江口盆地的成盆與南海海盆打開機制及兩者的關聯性提出新的見解。

圖1 東亞新生代走滑拉分盆地分布(修改自Li et al., 2012)Fig.1 Distribution of Cenozoic pull-apart basins in East Asia

1 區域地質背景

東亞陸緣廣泛發育NE、NW 向大型斷裂(圖1),緊鄰珠江口盆地的華南地塊也不例外, 其內部發育長樂-南澳斷裂、陽江-河源斷裂、麗水-海豐斷裂等NE 向走滑斷裂, 這些斷裂在晚中生代具有多期活動特征。此外, 華南地塊內NW 向走滑斷裂也非常常見,例如, 陽江-一統暗沙斷裂、北衛灘斷裂和韓江斷裂等。前人研究認為這些斷裂與歐亞板塊、印度-澳大利亞板塊、太平洋板塊三大板塊相互作用關系緊密, 而南海海盆成因模式的關鍵也始于各自側重的不同斷裂控制作用的差異(李三忠等, 2012a)。處于三大板塊交匯處的珠江口盆地早期階段為裂陷盆地, 但后期主導性斷裂還是為NE 向走滑斷裂(李三忠等, 2012a)。

珠江口盆地位于南海北部廣闊大陸架和陸坡的邊緣, 發育在華南大陸南緣、古生代及中生代復雜褶皺基底之上, 是中國最大的新生代近海含油氣沉積盆地(Xie et al., 2014), 整體呈NEE-SWW 向展布。由于研究區大陸邊緣構造和大陸動力學背景復雜,新生代以來共遭受6 次重要的構造運動: 神狐運動、珠瓊運動一幕、珠瓊運動二幕、南海運動、白云運動和東沙運動(李平魯, 1 993), 因此珠江口盆地的形成與陸緣裂陷、海底擴張、俯沖消亡和大規模走滑斷裂等構造運動密切相關(Cullen et al., 2010; Li et al., 2014; Zhong et al., 2018)。珠江口盆地可以劃分出5 個二級構造單元, 從北向南依次是北部隆起帶、北部坳陷帶(包括珠一坳陷和珠三坳陷)、中央隆起帶、南部坳陷帶(包括珠二坳陷)和南部隆起帶(田巍等, 2015), 呈現出“三隆夾兩坳”的構造格局(圖2),但李三忠等(2012b)提出珠江口盆地實質上為三個成因密切相關的盆地構成的盆地群。

圖2 珠江口盆地構造單元劃分及NE 向、NW 向主要斷裂體系(修改自王鵬程等, 2017)Fig.2 Tectonic division of the Pearl River Mouth Basin and distribution of the NE- and NW-trending fault systems

陽江凹陷自西向東可以劃分為陽江西凹、陽江中低凸起和陽江東凹3 個二級構造單元。其中陽江東凹是位于珠三坳陷東北部的一個負向構造單元(彭光榮等, 2 019), 為發育在前寒武系花崗巖為主基底上的新生代陸緣拉張型斷陷(魯寶亮等, 201 1; 孫曉猛等, 2014), 整體呈NE-SW 向展布。陽江東凹東鄰珠一坳陷的恩平凹陷, 南接文昌凹陷(圖2), 其自西向東依次發育陽江24 洼、恩平19 洼、恩平20 洼以及恩平21 洼(圖3)。新生代地層從下往上依次為:古近系文昌組、恩平組和珠海組以及新近系珠江組、韓江組、粵海組和萬山組。其中, 文昌組底、頂界面分別為Tg和T80, 其內部自下而上又被三級層序界面T82和T81劃分為文三段、文二段和文一段; 恩平組底、頂界面為T80和T70, 其內部又被三級層序界面T72劃分為恩下段和恩上段。從大地構造背景角度來看, 陽江東凹處于太平洋構造域與新特提斯洋構造域的交匯處, 中-新生代長期遭受兩大匯聚系統的聯合作用(魯寶亮等, 2014), 被俯沖帶、走滑斷裂、被動大陸邊緣等不同類型的邊界所圍限, 具有復雜的地球動力學區域背景、深部機制和演化歷史。

圖3 陽江東凹及其鄰區構造單元劃分(修改自田立新等, 2020)Fig.3 Tectonic units of the eastern Yangjiang Sag and its neighbor region

2 區域走滑斷裂幾何學結構及其平面展布特征

華南地塊野外構造資料顯示, NE 和NW 向斷裂是控制中生代盆地分布以及限制古近紀斷陷發育格局的重要構造因素, 重磁異常顯示這些斷裂平直且連續性較好、延伸較長(王家林等, 2 002); 巖石學和地球化學研究表明, 中生代期間華南地塊東緣和南緣為安第斯型活動大陸邊緣(Li et al., 2016), 可見同期NE 和NW 向斷裂形成于活動陸緣背景。而華南地塊南緣的珠江口盆地中廣泛分布的新生代裂谷構造層, 正發育在中生代活動大陸邊緣性質的基底構造層之上(Li and Rao, 1994; Suo et al., 2019)。珠江口盆地斷裂包括 NNE-NE 向、NWW-NW 向以及近EW-NEE 向三組, 由于新生代構造改造強烈, 其斷裂關系較華南大陸內部更為復雜。已有地震剖面解析揭示的花狀構造和平面斷裂組合表現出的馬尾狀斷裂組合等資料表明, NWW-NW 向斷裂為基底走滑斷裂(Wang et al., 2020); NNE-NE 向斷裂為切割巖石圈的張扭性斷裂; 近EW-NEE 向斷裂數量眾多, 但規模較小, 延伸較短。在眾多斷裂中, 陽江-一統暗沙斷裂為一條重要的區域性斷裂, 呈NW 向展布,把珠江口盆地分為東、西兩部分(Li et al., 2019)。文昌組-恩平組為斷裂活動最為活躍的斷陷期沉積地層, 主要經歷了3 次較大的構造運動, 分別為珠瓊運動一幕、珠瓊運動二幕和南海運動。

珠瓊運動一幕(～48 M a)使得陽江東凹發生強烈抬升、剝蝕, 形成區域性不整合面, 在陽江東凹地區,T90和Tg界面重疊, 未發現神狐組, 因而文昌組為新生代最早沉積地層, 沉積于Tg界面之上。珠瓊運動一幕的動力學機制可能是太平洋板塊向華南大陸NWW 向俯沖角度加大, 強大的擠壓導致NNE 向右行走滑斷裂作用加強, 拉分強烈, 使得裂陷中心南移(夏斌等, 2 005)。隆起區缺失文昌組, 上覆恩平組直接覆蓋在基底之上, 并再次張裂, 發育一系列NEE-NE 向基底大斷裂, 并伴隨巖漿活動。在文三段沉積期, 陽江-一統暗沙斷裂開始發育, 并穿越陽江東凹(圖3), 陽江東凹中次級張扭性斷裂受該深大斷裂控制, 同時發育NE 向斷裂, 與NWW-NW 向斷裂構成共軛斷裂體系, 這一共軛斷裂體系在陽江東凹最為顯著, 且在整個珠江口盆地也均有發育。其中,NE 向斷裂控制了一組長軸NEE 向箕狀凹陷的發育,這組箕狀凹陷總體呈NE 向展布, 幾何學結構上表現為左階組合排列, 意味著基底中發育右行走滑斷裂; NW 向斷裂控制了另一組長軸NEE 向箕狀凹陷的發育, 但這組箕狀凹陷總體呈NW 向展布, 幾何學結構上表現為右階組合排列, 意味著基底中發育左行走滑斷裂。總體上, 區域應力場指示了NW-SE向的伸展, 此時, 南海東側NE 軸向的依澤奈崎-太平洋洋中脊俯沖到東亞陸緣之下(圖4), 導致整個東亞陸緣處于NW-SE 向的伸展裂解。因而, 東亞陸緣廣泛發育NW-SE 向伸展的同期斷陷盆地, 如渤海灣盆地、東海陸架盆地、南黃海盆地以及南海北部陸緣盆地, 而在陽江東凹則形成了NEE 軸向的恩平20洼地塹(圖3)。

文二段沉積期, 陽江東凹次級張扭性斷裂的形成主要受控于該時期區域右旋張扭性構造應力場,與在南海東側太平洋板塊由 NNW 向俯沖轉變為NWW 斜向俯沖于東亞陸緣所導致的研究區區域構造應力場發生順時針旋轉有關(圖5)。早期NW-SE向拉張變為近S-N 向伸展, 整個珠江口盆地中的走滑斷裂繼承部分中生代NE 向左行走滑斷裂走向, 但性質發生了轉變, 為右行走滑, 并控制了珠江口盆地中一些凹陷的進一步發育。這些凹陷長軸依然為NEE向或E-W 向, 而遠離主干斷裂的走滑斷層則不受邊界斷裂的限制, 此時走滑斷裂的平面組合型式主要為帚狀和雁列式(李輝等, 2 014)。由于南海北部陸緣在印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊持續碰撞作用下, 難以產生近S-N 向伸展應力場, 因此該伸展應力場實際上是太平洋動力系統調整所致。

圖4 55～45 Ma 期間西太平洋-東亞地區板塊重建及依澤奈崎-太平洋洋中脊俯沖到東亞陸緣之下(據Mueller et al., 2008)Fig.4 Plate r econstruction of the w estern Pacific-Ea st Asia duri ng 5 5–45 Ma a nd the subduc tion of the Izanagi-Pacific Ridge below the East Asian continental margin

珠瓊運動二幕(～38 M a), 發生在中晚始新世-早漸新世, 該構造運動強烈, 延續時間長, 是盆地斷陷階段最主要的運動。此時, 盆地再次抬升并大量剝蝕, 形成區域性不整合面, 在地震剖面上表現為T80, 上部為恩平組烴源巖。在隆起區形成侵蝕面(普遍缺失恩平組, 珠海組直接覆蓋于基底之上), 坳陷區則表現為削蝕面(缺失文昌組上段及部分恩平組)。第3 次張裂期發育了近 E-W 向斷裂, 并伴有巖漿活動。珠瓊運動二幕導致研究區應力場由NW-SE 向拉張轉變為近S-N 向拉張, 并伴隨右旋張扭作用(王家豪等, 201 1)。這次構造運動是珠瓊運動一幕的繼承性運動, 其動力學機制可能來源于太平洋板塊繼續對華南大陸的NWW 向俯沖, 導致華南大陸邊緣形成近S-N 向張裂作用, 也可能是晚始新世印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊發生的碰撞事件所致。直到34 M a, 南海運動形成了T70界面, 該界面對應珠海組的底界。此時, 包括珠江口盆地在內的南海北部陸緣盆地進入拗陷階段。南海地區處于S-N 向拉張背景下, 洋盆初始擴張, 垂直拉張應力, 形成了近E-W 走向的磁條帶, 時間一直持續到25 Ma。25 Ma以后, 由于太平洋板塊持續NWW 向俯沖到東亞陸緣之下, 同時印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊S-N 向擠壓碰撞, 其合力導致研究區處于NW 向拉張應力場下, 洋中脊不僅發生南向躍遷, 而且發生了逆時針旋轉, 變為NE 向洋中脊, 并向西南次海盆拓展。哀牢山-紅河左行韌性剪切帶也是此次構造事件的產物, 其向南延為越東斷裂。因此南海海盆西邊界只是一條邊界斷裂, 真正的區域動力還是來自太平洋板塊快速楔入東亞陸緣, 特別是菲律賓島弧的快速北移, 使菲律賓大斷裂左行, 與哀牢山-紅河左行韌性剪切帶共同導致洋中脊躍遷和轉向。

正是在這樣區域背景下, 陽江東凹NW 向次級張扭性斷裂由于靠近陽江-一統暗沙主干斷裂, 沿著主干斷裂發生斜向走滑, 且收斂于NW 向主干斷裂, 因此晚期NW 向張扭斷裂的活化或強化也主要是太平洋動力系統所致。但隨著碰撞效應逐漸向NE向傳遞, 印支地塊發生順時針旋轉并向東擠出, 其形成的左行走滑分量使得珠江口盆地NW 向斷裂不斷強化, 進而形成左行張扭斷裂體系。此時該地區主走滑斷裂也由NE 向逐漸轉變為NW 向, 但走滑斷裂主要的平面組合型式仍為帚狀和雁列式(圖6c、d)。花狀構造是走滑拉分盆地中一種特有的構造, 能夠反映區域走滑特征, 多發生在強烈變形和構造作用疊加的區域。研究區地震剖面顯示, 該區域花狀構造分布較為廣泛, 負花狀構造常見于走滑斷層中,走滑斷層由下至上發散為若干條規模各異的次級斷層, 并且收斂于底部, 整體呈現為花狀形態(圖7)。到中中新世末期發生東沙運動, 臺灣造山帶開始形成, 菲律賓海板塊強烈楔入到東亞陸緣之下, 導致神狐-東沙地區廣泛抬升, 而在陽江東凹地區主要表現為斷塊升降和局部擠壓褶皺, 區域拉張構造應力場再次右旋, 由NW 向變為NE-SW 向, 部分斷裂繼承了早期NE、近E-W 向斷裂, 甚至發生反轉, 圍繞凹陷邊緣發育一組NW 向張扭性正斷層。此時區域構造應力場進一步右旋, 方向由S-N 向變為NE-SW向, 該地區走滑斷裂展布方向也隨之發生變化(李思田等, 1998)。

圖5 陽江東凹區域構造應力場演化Fig.5 Change of stress fields in the eastern Yangjiang Sag

3 陽江東凹古近紀三階段走滑構造解析

斷裂是盆地沉積的主要控制因素, 盆地沉積旋回與斷裂活動階段密切相關(Zhou et al., 2017)。前人研究表明, 白堊紀以來, 珠江口盆地經歷了3 大構造演化階段, 分別是: 晚白堊世-早漸新世多幕斷陷裂谷演化階段、晚漸新世-中中新世裂后斷拗轉換及區域熱沉降階段以及晚中新世后新構造運動及熱沉降拗陷階段(崔莎莎等, 2009; 漆家福等, 2019)。其中,裂陷期構造運動又可劃分為3 幕, 分別為: 神狐運動、珠瓊運動一幕以及珠瓊運動二幕。但在陽江東凹地區, 未發現古新統神狐組沉積, 且古近紀期間發生多次沉積中心遷移, 具體遷移規律和趨勢為:文二段沉積期, 沉積-沉降中心向西遷移; 文一段-恩下段沉積期, 沉積-沉降中心向南遷移; 恩上段沉積期, 沉積中心向東遷移。根據對陽江東凹總體結構和構造格架特征、斷裂體系時空展布特征以及沉積-沉降中心遷移特征的分析, 對陽江東凹的演化過程進行恢復, 將其構造演化過程劃分為早期伸展、中期右行右階走滑拉分以及晚期左行左階走滑拉分三個階段(圖8)。

圖6 陽江東凹走滑斷裂平面組合型式(修改自李輝等, 2014)Fig.6 Patterns and motion indicators of main faults in the eastern Yangjiang Sag

圖7 陽江東凹花狀構造剖面Fig.7 Flower-like structure in the eastern Yangjiang Sag

3.1 文三段沉積期NW-SE 向伸展階段

已有研究認為, 神狐運動導致南海北部陸緣前新生代褶皺基底發生張裂, 形成了一系列NNE-NE向斷陷雛形(崔莎莎等, 20 09), 神狐運動是南海北部陸緣發育伸展裂陷的開端, 但是在該地區并未發現神狐組沉積, 說明神狐運動可能對共軛斷裂活化起到了一定促進作用, 但是對陽江東凹地區斷陷的形成影響不大。文三段沉積期為斷陷階段,此時斷陷未完全形成, 走滑拉分盆地是由走滑斷裂拉伸中形成具有斷陷構造的盆地, 故而該時期陽江東凹盆地的打開主要是受伸展區域構造應力場影響。伸展構造是陽江東凹主要的構造樣式, 經過多次構造伸展運動的繼承、疊加和發育而形成的,有地塹、半地塹型等多種組合型式(楊海長等, 2011)。

中生代, 陽江東凹盆地基底發育兩組逆沖斷裂體系, 呈NE 和NW 向展布。文三段沉積期, 即古新世-早漸新世, 該區域受到依澤奈崎-太平洋洋中脊俯沖以及印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊碰撞影響,產生NW-SE 向伸展區域構造應力場(圖5、8a), 在伸展區域構造應力場的作用下, 中生代先存共軛斷裂體系選擇性活化并發生了構造反轉, 形成伸展正斷層, 多為控制坳陷或凹陷的主干斷裂, 整體呈NE向展布。研究區受到先存共軛斷裂體系的影響, 發育了一系列NEE 向正斷層, 呈現“斷而不連”的分散狀態, 發育彌散狀NEE 向斷陷。同時, 在陽江東凹局部地區也發現有NW 向正斷層, 可能為先存NW 向斷裂的繼承發育, 與共軛體系NW 向先存斷裂選擇性活化有關。珠瓊運動一幕時期(～48 Ma), 陽江東凹NE向邊界斷裂F6、F4最先發育, 其構造樣式均為傾角較緩的鏟狀斷裂, 在恩平21 洼處形成北傾的初始箕狀斷陷, 內部發育正斷層組合; 在恩平20 洼處發育雙斷的寬裂谷并開始接受文昌組湖相沉積。此時F1、F2、F3、F5斷裂尚未形成, F4、F6斷裂不斷生長發育, 控制沉積-沉降中心的形成與洼陷的沉積(圖8a)。

圖8 陽江東凹古近紀三階段演化構造模式Fig.8 Structural pattern evolution of the eastern Yangjiang Sag during Paleogene

3.2 文二段沉積期NE 向右行右階走滑拉分階段

文二段沉積期, 區域構造應力場發生順時針旋轉, 轉變為區域右旋張扭性構造應力場, 伸展由早期NW-SE 向變為近S-N 向, 南海北部陸緣處于近S-N 向拉張的背景下(圖5), 太平洋板塊相對東亞陸緣的俯沖由NW 向轉為NWW 向, 這一斜向俯沖在東亞陸緣產生一定的右行走滑分量, N E 向先存斷裂重新活動, 發生廣泛的具有走滑分量的正斷作用,進而形成了NE 向右行走滑正斷體系(圖8b), 發育右行右階走滑拉分盆地。隨著NE 向走滑正斷體系的不斷生長拓展, 其交接疊置部位強烈下陷, 易繼承早期先存斷裂或者新生一系列NEE 向斷裂。由于靠近主干斷裂的走滑斷層受邊界斷裂的限制, 沿著主干斷裂發生斜向走滑并且收斂于主干斷裂, 從而形成馬尾構造, 在剖面上表現為正向伸展的地塹組合型式。在該時期內, 早期未發育的陽江東凹F1、F2、F3和F5斷裂開始形成并不斷生長連接, 使得前期“斷而不連”的邊界斷裂相連接貫通, 進而走滑拉分成盆(圖8b)。邊界斷裂多為鏟狀, 部分為先存斷裂繼承性反轉形成, 可見負花狀、似花狀斷裂組合。NE向和NEE 向斷裂在平面上近于平行展布, 是盆地內部構造單元的控制邊界, 把珠江口盆地自北向南分隔成條帶狀、隆坳相間的構造格局。

3.3 文一段-恩平組沉積期NWW 向左行左階走滑拉分階段

文一段沉積期, 太平洋板塊NWW 向持續俯沖于東亞大陸之下, 但是隨著俯沖速率逐漸降低, 俯沖帶不斷后撤。同時, 印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊發生近S-N 向持續碰撞, 南海北部陸緣在近S-N向伸展應力背景下持續拉張減薄(圖5)。隨著印度-澳大利亞板塊與歐亞板塊碰撞效應逐漸向東、向北東傳遞, 印支地塊發生順時針旋轉并向東擠出, 其形成的左行走滑分量使得珠江口盆地NW 向斷裂不斷強化, 進而形成左行走滑正斷體系(圖8c)。隨著NW 向斷裂橫向生長連接的不斷推進、不斷貫通連接, 進而切割了部分早期的NE、NEE 向控洼邊界斷裂, 陽江東凹區域進入左行左階走滑拉分成盆階段。部分走滑斷裂的聯接沿走滑方向, 斷層面傾角不斷變化至傾向相反, 在空間上表現為“絲帶效應”(圖8c)。

珠瓊運動二幕(～38 M a)時期, 珠江口盆地繼承珠瓊運動一幕的構造活動, 發生區域性抬升剝蝕,在地震剖面上表現為T80不整合面。在文一段-恩平組沉積期, 斷裂主要分布在恩平19 洼、恩平20 洼、恩平21 洼以及陽江東凹南部, 陽江24 洼東部地區基本沒有斷裂分布。此時陽江東凹再次張裂, 湖盆范圍進一步擴大, 在左行走滑拉分背景下主要沉積恩平組河流相和濱淺湖相地層。漸新世中期, 陽江東凹在經歷了強烈斷陷作用之后, 隨著洋殼打開,進入南海擴張期。南海運動使得珠江口盆地又一次抬升剝蝕, 并形成區域性不整合面T70, 陽江東凹也由斷陷期轉為拗陷期, 盆地的斷裂活動減弱, 構造趨于平靜, 盆地進入拗陷沉積階段。在恩上段沉積期, 陽江東凹斷裂體系發育規模更大, 斷裂分布于整個凹陷, 陽江24 洼西部開始有斷裂分布, 主要集中在恩平20 洼、恩平21 洼和陽江24 洼東部。T80～T70,以NW 向次級斷裂占主導、呈NW 向左階雁列式展布, 斷陷盆地的發育指示了其左行張扭的性質。T81～T80, 斷裂轉變為以NWW 向左行左階走滑斷裂為主。從早期到晚期, 研究區構造應力場近S-N 向旋轉為NNW-SSE 向(圖 5), 同時, 基底先存斷裂對新生代構造有制約作用。

4 早期強伸展與后期走滑拉分疊合的成盆模式

盆地存在是油氣生成和運聚的前提, 先期盆地的后期改造會控制油氣的成藏, 沉積盆地對于油氣勘探具有非常重要的意義, 也是石油地質研究的主要實體內容, 因此, 盆地的成盆模式研究一直是大家關注的熱點問題。地殼運動具有多階段性, 沉積盆地的演化往往也具有多旋回特征, 于是便產生了復雜多變的疊合盆地, 不同時期盆地的沉積組合、熱演化與成藏和油氣分布存在差異。對于疊合盆地的定義, 至今未有定論, 學者們根據自己所研究的盆地特征和對疊合概念的不同理解, 對疊合盆地給出了不同的定義(金之鈞和王清晨, 2 004; 劉池洋,2007; 張光亞等, 2008)。金之鈞和王清晨(2004)提出,疊合盆地指的是那些由兩種或兩種以上類型的原型盆地疊加或復合在一起的盆地, 這些盆地具有多期成盆、多期改造、多套烴源巖、多次生排烴以及多期運聚散等特征, 往往經歷了多次沉降與抬升交替;何登發等(2004)認為疊合盆地是不同階段的原型盆地經歷了多階段構造與熱體制等運動體制的變革,發生疊合而形成的具有疊加地質結構的盆地, 典型疊合盆地的不同階段之間以構造體制轉換為界, 每一階段形成的構造層之間往往為區域性不整合面;張光亞等(2008)的觀點是, 疊合盆地是指位于地殼某一負向構造單元內的多時代、多類型沉積盆地相對集中發育形成的一類沉積盆地, 是地殼多旋回發展的產物。根據以上定義, 陽江東凹整體應為三期構造疊合型盆地, 分別以T82和T81不整合面為構造分界層,先后經歷寬裂谷發育(伸展斷陷階段)、右行右階走滑拉分成盆以及左行左階走滑拉分成盆三個成盆階段,存在明顯的構造體質轉換。凹陷內各次級洼陷之間盆地疊合機制存在差異, 其中恩平21 洼只經歷前兩種類型的盆地疊合, 陽江24 洼和恩平19 洼只經歷后兩種類型的盆地疊合, 只有恩平20 洼經歷了三種類型的盆地疊合, 且為典型的“小而肥”洼陷, 因此, 洼陷的生烴量和盆地構造疊合機制之間是否存在聯系也是值得思考與研究的問題。

圖9 陽江東凹走滑構造和疊合型拉分盆地形成過程的三維立體示意Fig.9 Schematic dia gram of str ike-slip faul ting an d formation of the superimposed basin in the eastern Yangjiang Sag

圖10 陽江東凹文昌組不同沉積期原始沉積厚度疊合Fig.10 Map showing the sedimentary thicknesses of different depositional periods of the Wenchang Formation in the eastern Yangjiang Sag

盆地構造疊合過程(圖9)揭示: 在伸展斷陷階段,恩平20 洼的邊界斷裂F4、F6強烈活動, 斷層落差大,發育第一幕裂陷中心; 在右行右階走滑拉分成盆階段, 恩平20 洼處于F4和F5、F6斷裂交接疊置位置,雙斷下陷強烈, 垂向疊加發育第二幕裂陷中心; 在左行左階走滑拉分成盆階段, 恩平20 洼依然處于F4和F5、F6斷裂的交接疊置位置, 在F4斷裂南側同樣疊加發育第三幕裂陷中心。由此可見, 恩平20 洼在三幕構造疊合階段均發育穩定的裂陷中心, 保持穩定的裂陷發育。原始沉積厚度圖顯示在文三段沉積期, 恩平20 洼在F4斷裂南側發育沉積-沉降中心,地層沉積厚度達到1000 m(圖10a); 文二段沉積期,恩平20 洼依然為沉積-沉降中心, 地層沉積厚度達到1100 m(圖10b); 文一段沉積期, 恩平20 洼F4斷裂南側疊加發育沉積-沉降中心, 地層沉積厚度達到1300 m(圖10c)。恩平20 洼在盆地疊合的伸展斷陷、右行右階拉分以及左行左階拉分三個階段均發育疊合裂陷中心和疊合沉積-沉降中心, 為文昌組各階段物源欠補償條件下的半深湖相沉積提供了良好的構造條件, 從而使得各階段地層沉積厚度大, 泥巖含量高, 有利于有機質的保存和生烴。由此可見, 在陽江東凹地區盆地的構造疊合機制為洼陷的生排烴提供了良好的構造條件, 對增大洼陷的生烴量具有重要的促進作用。