南海西緣中新世構造事件的沉積響應
——以萬安盆地為例

張道軍，何云龍，陸必宇，王亞輝，劉 娟，楊允柳，肖鴻議

(1.中海石油(中國)有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057；2.海洋地質資源湖北省重點實驗室 中國地質大學，武漢 430074；3.構造與油氣資源教育部重點實驗室 中國地質大學，武漢 430074)

南海遠海海區發育一系列規模巨大的新生代沉積盆地，這些盆地由于具有豐富的油氣資源而受到國內外科研單位和油氣公司的廣泛關注[1-6]。自20世紀初開始勘探至今，南海遠海已發現數百個油氣田，是世界上為數不多的常規儲量上百億噸油當量的巨型油氣區，展現了南海遠海油氣資源勘探開發的巨大潛力和廣闊前景。其中萬安盆地是南海遠海重要的新生代含油氣盆地之一，因其較好的油氣資源潛力而成為南海遠海地區的勘探熱點區[5,7-9]。

南海西南陸緣的萬安盆地位于西南次海盆擴張的西南角，盆地東側邊界就是南海西緣走滑斷裂。無疑，萬安盆地形成演化與中新世南海擴張事件及西緣走滑斷裂活動密切相關，但迄今為止，萬安盆地各主要不整合界面的形成仍存在爭議，構造—沉積響應樣式還缺乏合理的解釋。目前，盆地西部已發現大熊油田、蘭龍油田等大型油氣田，并投入商業開發[9-13]。在過去的十年中，該盆地西部已有的鉆井證實，存在中新統碎屑巖儲層[5,13-15]。然而由于各種原因，目前對萬安盆地研究還較薄弱。本文根據已有的二維地震資料、鉆井資料，調研近年最新發表的相關文獻，通過萬安盆地中新世沉積充填研究，探討盆地沉積充填與中新世南海西緣主要構造事件的成因聯系，以期進一步了解南海新生代重大構造事件在西緣走滑斷裂帶萬安盆地的沉積響應樣式。

1 區域地質背景

南海位于歐亞板塊、太平洋板塊和印度洋板塊的交會處，構造演化背景極為復雜，發育了類型多樣、斷裂系統復雜的一系列新生代盆地。萬安盆地是南海南部新生代眾多盆地中的一個重要的含油氣盆地。整體而言，萬安盆地走向為北東—南西向，東部以萬安東走滑斷裂為界與南微西盆地分隔[16-18](圖1)。前人研究表明，新生代以來盆地主要經歷了包括西衛運動、南海運動、萬安運動和廣雅運動在內的4次主要區域性構造運動。盡管有研究人員認為盆地可能形成于始新世，但目前在鉆井上仍未得到相關資料的證實，因此，本文仍采用萬安盆地主要成盆期為漸新世的觀點[1,7,18-19]。

圖1 南海萬安盆地位置與構造單元劃分

1.1 構造背景

圖2 南海萬安盆地地層綜合柱狀圖

萬安盆地內凸起的走向與盆地整體走向基本一致，為北東向(圖1)。盆地主要發育3個次級凹陷：北部凹陷、中部凹陷和南部凹陷，其中北部凹陷和中部凹陷在盆地東側連為一體。在盆地的3個次級凹陷中，中部凹陷和北部凹陷的沉降量相對較大[18]。3個次級凹陷被盆地內3個次級凸起單元分割，分別為西北斷階帶、北部凸起和南部低凸起，其中盆地西部的西北斷階帶和北部凸起在平面上連為一體。

1.2 沉積充填特征

圖3 南海萬安盆地典型剖面層序地層格架剖面位置見圖1。

2 中新世沉積類型及特征

由于鉆井資料非常有限，本次研究主要以搜集到的鉆井資料所獲得的萬安盆地沉積充填的巖性特征為基礎，同時結合研究區內大量二維地震資料，通過井震對比，對研究區中新世沉積相及其對應地震相進行對比和厘定，查明研究區內中新世主要沉積體類型及其剖面特征，通過系統的層序—沉積學分析，編制萬安盆地中新世不同時期沉積相圖。本次研究表明，萬安盆地在中新世共發育4種主要與油氣儲層相關的沉積相類型，分別為三角洲、濁積扇、碳酸鹽臺地和生物礁。

2.1 三角洲

三角洲在中新世均有發育，主要分布于盆地西部靠近湄公河盆地一側，早期盆地南部也發育規模較小的三角洲沉積。在剖面上，三角洲以典型的楔狀進積為特征，地震反射一般連續性較好，振幅高—中等，整體表現出向海減薄的特征(圖4)。萬安盆地西側鉆井巖心觀察發現，目前鉆遇的三角洲相巖性較好，以中厚層中細粒石英巖屑砂巖和長石砂巖為主，分選性中等，可作為良好的油氣儲層[5, 21]。

圖4 南海萬安盆地三角洲典型地震相特征剖面位置見圖1。

2.2 濁積扇

圖5 南海萬安盆地三角洲—濁積扇典型剖面特征及其模式 剖面位置見圖1。

2.3 碳酸鹽臺地

中新世時期，研究區沉積體系最大的特點為大規模發育碳酸鹽臺地。全區地震解釋發現，盆內碳酸鹽臺地均發育在盆地的構造高部位，在地震剖面上表現為強振幅的反射特征，在研究區非常容易識別，表現出與相鄰地層差異明顯的強振幅、連續性好的地震反射(圖6)。根據前人研究成果，碳酸鹽臺地主要發育在中中新統李準組[5, 22-23]。

圖6 南海萬安盆地碳酸鹽臺地典型地震剖面及其測井特征

同時，研究發現盆地西側和盆地中部的碳酸鹽臺地的地震相略有不同(圖7)。在盆地西部凸起上，碳酸鹽臺地與上覆上中新統界面清晰，為一套連續的強反射界面，底界面與下伏地層沒有明顯的不整合關系，其內部主要表現為強振幅的雜亂反射。相反，在盆地中部凸起上的碳酸鹽臺地相與上中新統之間的界限更加明顯，頂部有一套連續且平行的強反射同向軸，其上覆蓋一套以雜亂反射為特征的塊體流(MTDs)沉積。底界為相對連續的地震反射特征，內部以平行或空白反射地震相為主(圖7)。

圖7 南海萬安盆地西側(左)與中部(右) 碳酸鹽臺地對比

2.4 生物礁

通過層序—沉積分析以及背景資料對比發現，萬安盆地生物礁一般發育于中中新世后，盆地主要發育3種類型生物礁，其中臺地邊緣礁最發育，其次為點礁和塔礁(圖8)。

圖8 南海萬安盆地生物礁典型地震剖面特征

2.4.1 臺地邊緣礁

這類礁體通常發育在碳酸鹽臺地邊緣。一般而言，臺地邊緣礁體相對點礁規模較大，延伸范圍較廣；在地震剖面上，平坦的臺地邊緣兩側邊緣上凸起，同時內部以振幅相對較弱的上凸丘形地震反射為特征(圖8a，b)。

2.4.2 點礁

盆地內點礁基本發育在較小的隆起上，主要位于潟湖或者外濱海底。在平面上，點礁通常單獨發育，周圍基本不發育其他礁體，且發育規模不大。在地震剖面上，點礁下端寬，向上逐漸變窄，形狀上以中線對稱，丘頂為明顯的強反射軸，其內部反射以弱振幅為主，底界與下伏地層特征相似，界面不是特別的明顯(圖8c)。

2.4.3 塔礁

塔礁主要發育在盆地深水區域，最明顯的特點是中間向上凸起，兩翼向四周展開，外形上主要呈塔狀。在地震剖面上，頂底界面振幅較弱，內部同向軸表現為平行的特征，由于其所處環境，頂部界面與周圍地層易于區分，與下伏地層區分不明顯(圖8d)。

3 中新世沉積充填演化

3.1 早中新世

圖9 南海萬安盆地早中新世沉積相平面分布

3.2 中中新世

中中新世時期，受到海平面上升影響，盆地西南部物源后撤，萬安盆地西南已無大規模三角洲發育，盆地北部僅剩下部分濱岸沉積，盆地西部僅剩2個規模比較大的三角洲。在盆地南部東側，整個中中新世時期均發育一規模較小的三角洲沉積。中中新世開始，與早中新世時期沉積最大不同之處在于，盆地開始廣泛發育碳酸鹽臺地及生物礁相沉積(圖10)。碳酸鹽臺地主要發育于南部低凸起及其周緣區域，北部低凸起東側亦發育規模較大的碳酸鹽臺地。盆地南部西側發育規模較小的碳酸鹽臺地，其可能與此時期盆地南部納土納隆起上發育的碳酸鹽臺地相連。此外，在一些規模較大的碳酸鹽臺地周緣，還發育有臺緣斜坡相。中中新世時期的生物礁相以臺地邊緣礁為主，主要在南部低凸起上的碳酸鹽臺地邊緣發育。

圖10 南海萬安盆地中中新世沉積相平面分布

3.3 晚中新世

伴隨晚中新世以來的海侵和盆地沉降過程，萬安盆地整體水深變大。在這個過程中，盆地西部斷階帶上濱岸平原沉積的范圍進一步縮小。同時，由于西部湄公河帶來的充足沉積物，西部陸架陸坡沉積體系開始出現，陸架邊緣三角洲沉積仍在持續發育。盆地南部西側亦有三角洲沉積，規模相對西部較小。在此階段，盆地開始出現半深海沉積。在盆地中部凹陷，由于三角洲前緣的滑塌作用，發育了規模相對較大的平面走向近南北向的濁積扇沉積。此外，部分滑塌作用下，在盆地深水區南端，還發育有一些剖面上呈現雜亂反射的塊體流沉積(圖11)。晚中新世時期，由于海平面上升和西部陸源碎屑影響，早期發育的大量碳酸鹽臺地和生物礁沉積都已消失，僅在盆地中部東側構造高部位仍然發育以規模相對縮小的碳酸鹽臺地和生物礁沉積。

圖11 南海萬安盆地晚中新世沉積相平面分布

4 構造事件的沉積響應

4.1 中中新世構造事件

4.2 構造事件沉積響應

中中新世萬安盆地關系密切的構造運動主要有兩次，一次為中中新世早期西南次海盆擴張停止；另外一次為中中新世晚期的萬安運動。這兩次運動對于萬安盆地的整體充填過程產生了重要影響。

西南次海盆擴張停止，可能直接導致了萬安盆地裂陷作用的終止。早中新世盆地盡管仍處于裂陷期，但是整體而言盆地構造活動開始減弱，相對海平面較為穩定，有利于形成適合碳酸鹽臺地等水下隆起的形成。至中中新世時，隨著海平面的相對上升，同時相對早期裂陷而言構造環境穩定，西部物源和南部物源很難影響到盆地中部。因此，在這種環境下，盆地開始發育大規模的碳酸鹽臺地沉積。盆地整體充填特征以早中新世時期的碎屑巖沉積，轉變為中中新世時期的碎屑巖和碳酸鹽巖沉積均發育的態勢(圖12)。

圖12 南海萬安盆地中中新世沉積模式

5 結論

(1)萬安盆地不同于南海西緣走滑帶的中建南盆地和鶯歌海盆地，前者斷拗轉換面對應于西南次海盆擴張終止時間，而后者對應于西南次海盆擴張開始時間，這與萬安盆地位于西南次海盆西南角這一特殊構造位置有關。

(2)盆地沉積充填演化明顯受控于中新世南海重大構造事件，其中西南次海盆擴張和萬安運動及其伴隨的萬安東斷裂的擠壓走滑，對于萬安盆地沉積充填具有重要影響。西南次海盆停止活動提供的穩定構造環境，為中中新世的碳酸鹽臺地和生物礁提供了相對穩定的構造環境背景；萬安運動及其伴隨的萬安東斷裂的擠壓走滑在盆地內形成擠壓背斜和抬升剝蝕，此后區域沉降和西部充足的物源供給，導致了盆地西部陸架陸坡體系的發育。