東海盆地麗水-椒江凹陷前新生代巖石特征及基底新認識*

侯凱文

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200000）

麗水-椒江凹陷位于東海陸架盆地臺北坳陷西南部，由麗水西次凹、麗水東次凹、靈峰凸起帶及椒江凹陷組成[1-2]。該區巖漿活動頻繁[3]，凹陷鉆探的20 余口探井，有多口井鉆遇火成巖，如玄武巖、安山巖和凝灰巖等，且在個別井的基底變質巖或花崗巖中發現熒光，甚至測試獲得原油。可見，麗水凹陷基底的變質巖，以及花崗巖的裂隙是凹陷較好的油氣儲集空間，有較大的勘探前景[4]，另外，基底是沉積盆地重要的組成部分，其形態、結構及巖石類型等對上覆沉積蓋層的發育和盆地的油氣地質條件有重要的影響[5-6]，因此對該區新生代盆地下伏基底的巖性及其分布進行研究顯得十分必要[7]。

1 區域地質背景

麗水-椒江凹陷位于臺北坳陷的西南部，是夾持在雁蕩凸起和閩浙隆起區之間的一個NE 向展布的凹陷帶（圖1）[3]。目前勘探認為凹陷內沉積體主要由古新統、始新統和上第三系組成，其中古新統的泥質巖層被視為該凹陷的主要生烴層系，該區也是東海陸架盆地油氣勘探潛力較大的地區之一[8]。凹陷總體表現為東斷西超的結構特征，自下而上主要發育白堊系石門潭組、古新統月桂峰組、靈峰組、明月峰組、始新統甌江組和溫州組，缺失始新統平湖組和漸新統地層（表1）。

麗水-椒江凹陷及其鄰區已有很多鉆井鉆穿前新生代，而且已有學者根據地球物理、區域地質及鉆探資料，對東海陸架盆地前新生界尤其對中生界開展了不同程度的研究，取得了一系列的成果[7-16]。楊香華等認為麗水－椒江新生代凹陷的基底除中元古界片麻巖外，還有燕山期花崗巖（108-112Ma）、花崗閃長巖及燕山期中性噴出巖[9]；通過分析地震反射特征，陸健雄將東海盆地西南部聲波基底劃定在變質巖頂面上，認為基底巖性整體為片麻巖，局部為花崗巖[10]；王國純（1991）將東海陸架盆地第三系底界面地震反射特征分為四種類型，認為該區大體上存在火山巖、變質巖和沉積巖基底[6，12-16]；綜合地球物理及地質資料，姜涌泉認為東海陸架盆地西帶的基底在北部以前泥盆系淺變質巖為主，南部以前泥盆系深變質巖為主，且基底面整體為北高南低[17]；劉建華（2005）等認為東海陸架新生代盆地基底主要由中生代的沉積巖、火山巖和前震旦紀的變質巖組成，并可能存在晚古生代的淺變質巖[18]。可見，前新生界基底特征較為復雜，前人也存在不同的認識。

為了深入探討凹陷基底特征，繼而為后續學者提供凹陷演化-改造的依據，本文通過選取典型井的火成巖樣品，對巖石薄片、元素地球化學特征進行分析，并結合前人對區域內基底特征的研究開展分析。

圖1 麗水-椒江凹陷斷裂特征及構造單元劃分圖（據蔡周榮等，2007 修改）

2 井點及樣品選取

選取位于麗水凹陷東次凹東部斷階帶上WZ-A 井（圖1）作為典型井，該井完鉆井深3046m，全井揭示了第四系、新近系、古近系、白堊系（?）及基底等地層（表1），并在基底取得大量巖屑樣品。本次在基底巖屑中選取3個不同深度的樣品，分別為：2946～2949m、3009～3012m、3022～3032m。

3 巖石薄片特征

為了確保測試結果的可靠性，對巖屑樣品進行清洗、篩選，遴選粒徑大于0.5cm 的巖石顆粒，在雙目鏡下根據樣品的色澤及礦物顆粒特征，分選三種類型樣品（表2）：

（1）深色顆粒，多為灰綠色-深綠色巖屑顆粒，深度分布：2946～2949m、3022～3032m。

表1 WZ-A 井分層數據表

從薄片特征看，2946～2949m 為基性噴出巖，以薄片內物質為依據可定名為輝石安山玄武巖；3022～3032m 樣品中有細晶結構、斑狀結構、花崗結構，均為淺成巖漿巖特征。發育后期綠泥石化、碳酸鹽化和沸石化現象，均為塊狀構造。部分巖屑內可見綠泥石脈、方解石脈、也可見較早期沸石化、絹云母化現象，表明后期改造較為強烈，可能產于火山期后熱液通道分布部位。

（2）淺色-肉紅色巖屑顆粒，初步判斷為花崗巖，中含長石較多顆粒，塊狀結構，深度分布為：2946～2949m、3009～3012m。

從該薄片看，推測2946～2949m 樣品本身為酸性淺成侵入巖，有斑狀結構和全晶質的基質組分；3009～3012m 樣品總體成分單一，為中-酸性火山巖重結晶產物，無其它成分物質，其中部分礫石內可見一條石英脈，表明原巖為火山巖，后期重結晶作用，使得基質全部變為晶質物。

（3）淺色或白色巖屑顆粒，深度分布為：2946～2949m、3009～3012m、3022～3032m。

從該薄片看，2946～2949m 樣品為超淺成中-酸性巖，斑晶為早期結晶物，到近地表則炸裂結構較為發育，而主要物質則結晶為細晶質石英與堿性長石混合物，為典型超淺成酸性巖漿結晶特征。后期的熱液熔蝕作用，使得洞中充填有部分自生石英與方解石；3009～3012m 樣品明顯具有角礫狀結構與塊狀構造特征，角礫物質主要為火山噴發的晶屑、巖屑等物質，而基質主要為碳酸鹽礦物質，表明可能為海相噴發環境或為富CaCO3的后期熱液環境產物；3022～3032m 樣品中包含三種巖石：花崗巖，它形等粒結構；花崗斑巖，斑狀結構、基質細晶結構；蝕變熔巖，等粒結構，以上皆為塊狀構造。

表2 WZ-A 井基底巖石薄片特征

從上述薄片特征，可見WZ-A 井鉆遇的基底巖石，總體以中-酸性淺成侵入巖（花崗巖類）為主，包括花崗巖、花崗巖斑巖、英安巖及粗面斑巖等，后期蝕變強烈，出現了綠泥石化、碳酸鹽化等蝕變。

4 元素地球化學特征

本次研究共對WZ-A 井基底的9 件巖屑樣品進行了主微量元素分析，其中樣品1 和2 分別對應薄片1 深色樣品和2 淺色樣品，樣品3 對應薄片3 的淺色樣品，樣品4 對應薄片3 的深色樣品，5-9 號樣品對應薄片3 中的肉紅色巖屑樣品。

4.1 主量元素特征

主量元素分析結果（表3）顯示兩種特征，大部分所測樣品SiO2含量普遍較高，>65%，顯示具有酸性火成巖特征。其中1 號和4 號樣品中SiO2含量較小，屬中-酸性火成巖，與其薄片特征吻合度較高。所測樣品中Al2O3含量中等，為11.56%～13.42%；CaO 及MgO 含量較低，分別為：0.59%～2.58%和0.29%～2.41%。全堿含量（K2O+Na2O）較高，為：7.88%～8.93%，表現為堿性巖特征。

通過火山巖TAS 分類圖投點（圖2）可以看出，WZ-A井火成巖主要為流紋巖，且樣品中K2O 以及Na2O 含量均較高，顯示出富鉀且富鈉的特征。同樣比較特殊的1 號樣品和4 號樣品為粗面英安巖和粗面安山巖，因此可以推斷研究區火成巖主體為淺成或噴出酸性火成巖，具有堿性特征，同時包含少量中-酸性淺成或噴出巖類。

表3 WZ-A 井基底巖石主量元素平均含量

圖2 火山巖TAS 分類圖

圖3 花崗巖A/NK-A/KNC 判別圖

圖4 花崗巖Rb-（Y+Nb）判別圖解

圖5 花崗巖Nb-Y 判別圖解

通過花崗巖A/NK-A/KNC 判別圖（圖3），可以看出巖石樣品呈現準鋁質特征。結合花崗巖Rb-（Y+Nb）判別圖（圖4）和花崗巖Nb-Y 判別圖（圖5），可推測樣品物質來源為大陸地殼，其構造環境為板塊內部。根據火成巖類R1-R2 因子判別圖解（圖6）可知，大部分樣品屬于同造山時期，而1 號樣品和4 號樣品屬于造山晚期，說明深色樣品或許晚于巖漿主侵入時期，而是巖漿交代上部地層使其變質所形成的。

4.2 微量元素特征

與常量元素相比，微量元素在巖石中含量低，且在不同類型的巖石中含量變化大，因此對巖石類型具有較強的判別能力，但對于同一巖性其差別表現的相對較小[19]。微量元素分析結果見表4，WZ-A 井樣品表現出虧損Nb（30.18×10-6～36.93×10-6），Ta（38.00×10-6～47.73×10-6），Sr（1.27×10-6～7.71×10-6）和Eu（3.03×10-6～10.71×10-6）等元素，富集Th（196.23×10-6～290.31×10-6），Zr（31.20×10-6～42.53×10-6），并且出現Ba（33.29×10-6～166.67×10-6）差異性虧損的特征。在MORB 標準化的微量元素蛛網圖上（圖7），巖石明顯相對虧損大離子親石元素（如Sr、Eu），富集高場強元素，Nb、Ta 表現為輕微的虧損。元素含量整體高于上地殼花崗巖標準，且特征與中上地殼形態最為相似，因此推斷，樣品原巖主要來自于中上地殼。

圖6 火成巖類R1-R2 因子判別圖解

圖7 WZ-A 井微量元素蛛網圖

4.3 稀土元素特征

稀土元素的地球化學性質極為相似，在風化、成巖等作用下都表現出較好的穩定性[20]，因此能夠更多地反映源區性質[21]。WZ-A 井樣品稀土含量見表5。從稀土元素球粒隕石標準化曲線（圖8）中可以看出，整體稀土曲線呈右傾式，輕稀土富集較為明顯，（La/Yb）N 變化范圍為7.31～10.02；輕稀土和重稀土各自分餾不明顯，分別介于（La/Sm）N=3.52～4.13、（Gd/Yb）N=1.28～1.62 之間；所有樣品都顯示出強烈Eu 虧損（δEu 變化于0.13～0.55 之間），而Ce 未顯示異常。這樣的稀土元素分配結果顯示，實驗樣品主要為一套Eu 強烈虧損的中-酸性火成巖。結合主微量元素分析，推測本次實驗樣品性質為穩定地殼上，上地殼物質上涌形成一套淺成酸性火山巖。

圖8 稀土元素配分圖（球粒隕石標準化）

表4 WZ-A 井基底巖石微量元素平均含量（ppm）

表5 WZ-A 井基底巖石稀土元素平均含量（ppm）

5 前新生代基底的認識

從鉆孔資料看，麗水-椒江及其鄰區新生代凹陷的基底巖性有變質巖、花崗巖、火山巖、沉積巖及火山巖-沉積巖互層等類型，對鉆井鉆遇前新生代的情況作如下分析：

（1）變質巖分布地區：靈峰凸起中部LF-1 井鉆遇了黑云母角閃斜長片麻巖基底，RB-Sr 法測定其絕對年齡約為1680Ma[22]；椒江凹陷東部鉆遇的基底為一套燕山中晚期的動力變質巖，其下為一套區域變質巖。從鉆遇變質的鉆井分布位置看主要分布在麗水-椒江凹陷中部，大致在靈峰凸起帶南北一線。

（2）花崗巖分布地區：麗水西次凹的東北部鉆遇了花崗巖基底；本次研究的WZ-A 鉆井，鋯石U-Pb 年齡為190～230Ma[22]，另外在麗水-椒江凹陷中北部、凸起上部或凸起邊部均鉆遇花崗巖。

（3）白堊系火山碎屑巖分布地區：主要分布在凸起上部或凸起邊部，主要位于福州凹陷西北側靠近雁蕩凸起東側及鄰近雁蕩凸起東南側。

（4）白堊系碎屑巖分布地區：主要位于麗水東次凹、麗水西次凹及福州凹陷，均位于凹陷內部。

6 結束語

（1）WZ-A 井基底巖屑的巖石薄片鑒定、主微量測試分析及鋯石U-Pb 年定年分析，共同表明WZ-A 井底部鉆遇的基底為中-酸性巖漿巖，而從構造環境來看可能為板內花崗巖或同碰撞花崗巖，其物質來源為中、上地殼，而其主要形成于三疊紀晚期-侏羅紀早期。

（2）麗水-椒江凹陷前新生代基底較為復雜，變質巖基底主要分布在麗水西次凹西側邊坡及中部靈峰凸起帶，主體以元古界為主；花崗巖類基底主要分布在研究區中北部，除了燕山期-喜山期巖體外，還存在印支期巖體；沉積-火山巖基底主要在凸起上部及邊部分布；而在西南部深凹陷區目前應該還殘存大量白堊系甚或三疊系-侏羅系。