姚 剛，陳 華，王家林，姜 雨

（1. 中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335；2. 同濟大學海洋與地球科學學院，上海 200092）

基于重磁資料的南黃海中部隆起有利構造帶分析

姚 剛1，陳 華1，王家林2，姜 雨1

（1. 中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海 200335；2. 同濟大學海洋與地球科學學院，上海 200092）

南黃海中部隆起中、古生界海相地層發(fā)育，是目前勘探的重點領域。然而由于勘探程度較低，無鉆井和三維地震資料，二維地震資料品質不佳，嚴重影響了該區(qū)域的勘探進程。因此，中、古生代地層的分布情況和厚度成為目前亟待解決的問題。此文以研究區(qū)現(xiàn)有的重、磁資料為基礎，并結合地震解釋成果及周邊鉆井資料，對南黃海中部隆起古生代地層的分布和厚度進行反演和解釋，形成了該區(qū)域的典型構造剖面、主要地質界面深度圖和上、下古生界厚度圖。同時，通過與蘇北盆地進行對比分析，依據(jù)重磁異常的特征，對中部隆起區(qū)重磁異常進行分類和解釋，找出有利勘探區(qū)與重磁異常特征的對應關系，最終以此為依據(jù)，提出重磁異常低的區(qū)域，古生界厚度大，是南黃海中部隆起區(qū)的有利勘探區(qū)帶，為該區(qū)域勘探目標優(yōu)選提供另一種思路。

南黃海中部隆起；中、古生界；重磁異常；反演；綜合物探

南黃海盆地位于下?lián)P子地塊海域部分，其陸地部分與蘇北盆地相連，是一個由多期、多類型盆地疊加的大型序列殘留盆地，廣泛發(fā)育陸相中、新生界和海相中、古生界[1]。自古生代以來，南黃海盆地經(jīng)歷多期構造演化，形成了復雜構造體系的多旋回疊合盆地和五個次一級構造單元，由北至南依次分為：千里巖隆起、北部坳陷、中部隆起、南部坳陷、勿南沙隆起[2]。研究顯示，南黃海中部隆起區(qū)作為相對穩(wěn)定的古構造單元，中、古生界分布穩(wěn)定，發(fā)育完整，保存相對較好，是重要的含油氣遠景區(qū)[2-3]。然而，由于目前大部分已有地震剖面上，中、古生界內部沒有清晰的反射[4]，導致對地質認識無法深入。地震資料品質有限成為中、古生界盆地的勘探重要障礙。因此，在中、古生界內部各地層展布情況成為南黃海中、古生界勘探必須回答的問題。本研究擬綜合利用該區(qū)域現(xiàn)有的重、磁、震資料進行綜合物探解釋，為解決該問題提供了一個可選方案。

1 研究思路

南黃海中部隆起區(qū)中、古生界地震反射較差，地震剖面顯示在1 s左右存在一個區(qū)域性的強反射界面，研究認為界面兩側地層年代差異久遠、巖石密度差異大，形成強烈的波阻抗界面，該強波阻抗界面的存在對地震波的傳播有嚴重的屏蔽作用；同時古生界內部物性差異小，兩種因素導致古生界地層成像不清楚，地層難以劃分、構造難以落實。針對這個問題，本文提出綜合物探分析的思路，以區(qū)域內豐富的重磁資料為基礎，結合區(qū)域內的地震成果剖面、探區(qū)周邊的鉆探成果以及重磁異常解釋成果，通過對典型剖面的重磁震聯(lián)合反演解釋，再與鄰區(qū)具有較好對比性的蘇北盆地重磁資料解釋成果對比分析[5-7]，以及中部隆起區(qū)重磁異常特征分析，劃分了有利勘探區(qū)帶。研究思路如圖1所示。

圖1 研究思路

2 資料基礎

南黃海中部隆起區(qū)勘探程度較低，主要以早期的重磁資料和二維地震資料為主，目前無鉆井和三維地震資料。2009年以來，中海油上海分公司在該區(qū)域采集了約13 500 km的二維地震測線，測網(wǎng)密度為2×4 km ～ 4×8 km，二維海底電纜試驗260 km，隨地震采集重磁資料約7 000 km，使該區(qū)域研究具備了基本的資料基礎。此外，其所屬的南黃海盆地共有鉆井28口，其中，北部坳陷12口，南部坳陷15口，為中部隆起區(qū)巖石物性研究提供了參考；同時南黃海盆地以西與陸上蘇北盆地相連，可以借鑒其鉆井、物探研究成果，用以標定中部隆起區(qū)的重磁異常。因此，南黃海中部隆起區(qū)的重、磁、震等地球物理資料，為該區(qū)域評價、優(yōu)選有利區(qū)帶和勘探方向提供了資料基礎。

3 資料分析

3.1 典型剖面反演與解釋

選取過南黃海中部隆起區(qū)的測線1（圖2），該測線位于中部隆起中央偏東，呈北西 ～ 南東走向，測線全長約109 km。以地震解釋層位為基礎，建立基本模型，根據(jù)南部坳陷、北部坳陷及蘇北盆地的的鉆井成果，獲取各層位的密度及磁性參數(shù)，進行重磁震反演計算。在剖面北端重力異常為0 mGal，向南異常值增高至12 mGal，一直到剖面75 km處異常值開始下降，在80 km處異常值為7.7 mGal，從80 km后重力異常逐漸開始增大，到剖面南端異常值為15 mGal。重力異常值由北向南變化，反映測線1穿越三個不同構造單元，即北部坳陷，中部隆起，南部坳陷。磁力異常在剖面10 ～ 23 km處有一局部磁力高，異常幅值80 nT，向南在66 ～ 84 km處有一局部高磁力異常，異常幅值180 nT，剖面南端磁力異常值0 ～ 10 nT。

圖2 南黃海中部隆起工區(qū)測線位置示意圖

經(jīng)過重磁反演計算（圖3），在剖面8 km之下有兩個巖體，北部巖體密度為2.66×103kg/ m3，磁化強度為0.1 A/m，南部巖體密度為2.62×103kg/m3，磁化強度為0.18 A/m，推斷為中酸性巖體，在磁力異常上引起局部磁異常。反演結果顯示南黃海中部隆起區(qū)，地震剖面1 s左右的強反射界面應為印支面，上下地層密度差較大，推斷中生界缺失，新生界與上古生界成不整合接觸關系；古生代地層在該區(qū)域分布廣，厚度大，是該區(qū)域主要的勘探目標。

圖3 南黃海中部隆起典型剖面聯(lián)合反演結果

3.2 中部隆起重磁異常分區(qū)與解釋

3.2.1 重力異常區(qū)

根據(jù)重力異常等值線疏密、異常形態(tài)及走向，參照該區(qū)域地質構造區(qū)劃的研究成果，將目標區(qū)劃分成4個異常區(qū)（圖4a）：

（1）北部重力高、低異常區(qū)（Ⅰ）

該區(qū)位于研究區(qū)北部，即南黃海盆地北部坳陷所在，重力異常以重力低為主，由局部重力高將重力低區(qū)域分割為若干個次一級重力低，構造上表現(xiàn)為凹陷與凸起相間分布。該區(qū)高低異常呈北東向展布，異常長軸方向為北東向，重力高與重力低之間呈重力梯度帶，推測凹陷與凸起之間以斷裂相接。凹陷內沉積第三系，在重力場上顯示為重力低，沉積越厚，異常的負值越大，相反在重力高的凸起上第三系沉積層相對不發(fā)育，基巖相對凸起，顯示為重力高。

（2）中部重力高異常地區(qū)（II）

該區(qū)位于北部重力高、低異常區(qū)的南部，構造上屬于南黃海中部隆起。該區(qū)重力異常總體表現(xiàn)以重力高為主，而在中部，有一些局部寬緩的重力低，異常幅值最低可達-6 mGal，大部分為2 mGal，表明中部地區(qū)新生界不發(fā)育，前新生界基底抬升。異常走向以北東、北東東為主，少量為北西向，局部呈近南北向。重力高最大幅值可達40 mGal，位于中部區(qū)的西北角，一般異常幅值為10 ～ 16 mGal，異常形態(tài)無論重力高或重力低均表現(xiàn)為寬緩，異常等值線變化梯度小，表明前新生界基底地起伏幅度較為緩慢，高低之間以逐漸過渡。

（3）南部重力高、低異常區(qū)（III）

該區(qū)位于研究區(qū)南部，構造上是屬于南黃海盆南部坳陷部分。該區(qū)東部以重力高為主，局部重力低，如南七凹，而西部為重力高與重力低相間，對應凹陷有南三凹、南四凹、南七凹。異常走向以北西向為主，少量為北東向。據(jù)異常幅值，重力高表現(xiàn)為西小東大，西部為10 ～ 14 mGal，東部為16 ～ 18 mGal，重力低為北高南低，北部異常幅值為4 ～ -2 mGal，南部4 ～ -8 mGal。北部坳陷中的中、新生界厚度小于南部坳陷，同時凸起上中、新生界薄，凹陷較厚。因此導致南部坳陷重力低，北部坳陷相對高。

（4）東部重力高異常區(qū)（IV）

圖4 重磁異常區(qū)域分帶圖

該區(qū)位于研究最東部，是區(qū)內重力最高異常區(qū)，最高異常值約40 mGal，一般在20 mGal左右，異常走向有北東向，也有北西向，少數(shù)為南北向。在該重力高異常區(qū)內目前未進行鉆探，但從相鄰東一凹陷內某井資料顯示，該井位于東一凹南部，推測中生界中除下三疊統(tǒng)青龍組，還可能存在白堊系。因此該重力高可能由較厚中、古生界碳酸鹽巖隆起而引起，導致總體重力異常值較大。

3.2.2 磁力異常區(qū)

根據(jù)磁異常形態(tài)走向、形態(tài)、異常大小等特征將研究區(qū)分兩個異常區(qū)，如圖4b所示。

（1）北部低異常區(qū)

該區(qū)位于研究區(qū)北部，即南黃海盆地北部坳陷區(qū)內，該區(qū)磁異常為負磁低值異常為主，總體磁異常值小于-40 nT。在低磁異常區(qū)北西角出現(xiàn)局部北東走向正磁異常，異常幅值在20 nT左右，并夾持低磁負異常之間。該區(qū)低磁異常說明本區(qū)中、新生界及基底內巖漿巖不發(fā)育。

（2）中部及南部寬緩的正、負磁異常區(qū)

該區(qū)位于南黃海盆地北部凹陷以南，包括中部隆起和部分南部坳陷，寬緩的正磁異常和低磁異常相間。正磁異常最大值為200 nT，一般為80 ～ 140 nT，負磁異常最小值為-80 nT，一般為-20 ～ 20 nT之間。異常區(qū)東部出現(xiàn)一組高磁正異常，最大值超過400 nT，一般均約為300 nT，異常走向為北西向，可能與北西向斷裂有關，推測這些高磁正異常與中生代火成巖有關，并疊加在磁性基底之上，不同上延拓深度的異常顯示，由淺至深磁異常一直存在，僅僅是磁異常幅值由大變小，表明該高磁異常是深淺層磁異常疊加結果。

3.3 主要物性界面解釋

南黃海中部隆起重力局部異常主要是基巖隆起而引起的，其次與火成巖有關。由基巖隆起引起重力局部異常特征是異常幅值大，最大異常值為20 mGal，一般為14 ～ 20 mGal。由于異常幅值大，隆起幅度高，沉積蓋層（包括中、新生界）不發(fā)育，而沉積蓋層中的局部構造，其構造幅度小，沉積層之間密度差小，因此引起重力局部異常為低異常幅值，對局部異常影響較小。

3.3.1 主要物性界面計算

采用延拓和小波分析的方法對重力場進行分離，結合區(qū)域地質情況，選用合適的分離場進行各主要地質界面的計算。

該區(qū)印支面以上為陸相碎屑巖，而以下為海相碳酸鹽巖，兩者之間存在較大巖石物性差異，從巖石密度看，它們之間存在0.11×103～ 0.5×103kg/ m3密度差。這樣一個密度差異為用重力資料研究印支面深度提供了有利條件。以中部隆起相鄰蘇北盆地濱海隆起上某鉆孔為控制點，選用重力三階小波細節(jié)場進行反演計算，獲得中部隆起及相鄰區(qū)印支面深度（圖5a），印支面在地震剖面上為Tg反射界面，它反映中生界底面。印支面深度圖顯示，中部隆起印支面埋深較淺，平均為0.5 ～ 1 km左右，與重力異常呈良好的對應關系：重力高的地方，印支面埋藏淺。

加里東面為上古生界與下古生界分界面。該界面上下存在密度差異，因此可以利用重力資料來計算該界面埋藏深度（圖5b）。選用重力上延3 km異常進行反演計算，獲取加里東面的深度圖。深度圖顯示，中部隆起中央為加里東面埋深區(qū)，平均深度為3.4 ～ 4.0 km，東西兩側埋藏較淺，埋深小于2.0 km，該分部特征與重力場對應關系良好：中央為重力低，東西兩側重力相對較高，表明凸起上加里東面埋深較淺，而凹陷處相對較深，上古生界保存較好。

圖5 印支面、加里東面和磁性基底深度圖

磁性基底面是指前震旦系底界面。從巖石物性統(tǒng)計表明，古生界與下伏地層密度差異很小，故利用重力方法來計算基底面埋深難度較大。基底面以上沉積層磁性較弱，可以認為無磁性地層，而前震旦系的元古界及太古界具有較強磁性，遠大于上覆的沉積地層。因此，可以利用磁力三階小波趨勢異常計算基底面深度，可采用常用的帕克法迭代反演求取磁性基底面深度（圖5c）。磁性基底圖顯示，中部隆起北部（北部坳陷）和南部（南部坳陷）磁性基底相對較深，最大為12.0 km；中部隆起磁性基底埋深為8.0 ～ 9.0 km，基底面起伏較小，自西向東逐漸抬升，東部較西部抬升1.0 ～ 1.5 km。

3.3.2 古生界厚度解釋

上古生界厚度是由加里東面深度減去印支面深度而獲得（圖6a）。從上古生界厚度圖上可以看出，中部隆起上古生界厚度總體趨勢在1.0 km左右，在中部隆起東部及西北角上古生界厚度小于0.5 km，上述兩個地區(qū)與重力異常上重力高相一致。另外在中部隆起中央重力低的地方上古生界厚度大于1.5 km，最厚可達2.0 km。隆起的北部及南部坳陷內上古生界厚度大于2.0 km左右。

下古生界厚度是由磁性基底面深度減去加里東面深度而獲得（圖6b）。由下古生界厚度圖所示，中部隆起下古生界厚度較穩(wěn)定，厚度在6.0 ～ 7.0 km變化，局部地區(qū)厚度有大于7.0 km，該區(qū)位于隆起中央偏西。另外在隆起南部與南部坳陷相鄰有近東西走向凸起上，上古生界厚度6.0 km左右?？傊?，中部隆起下古生界較為發(fā)育，厚度穩(wěn)定。

圖6 上、下古生界厚度圖

3.4 有利區(qū)帶分析

剖面反演結果和上、下古生界厚度圖顯示，在南黃海中部隆起區(qū)，重力異常值的高低與該區(qū)域古生界的厚度存在相關性：在重力高的高部位，或缺失上古生界，或上古生界厚度較??；重力較低的部位古生界厚度較大。

南黃海中部隆起重力異常與古生界的分布情況有很好的對應關系，以重力異常為基礎，結合磁力異常，分析認為南黃海中部隆起可能缺失中生界、古近系及部分新近系，鹽城組直接與上古生界或者下古生界相連接；印支面埋深在1 000 m左右，部分重力高地區(qū)，新生代地層較薄，可能只有數(shù)百米，重力低區(qū)域可能大于1 000 m；上古生界發(fā)育于重力低部位，高部位可能缺失上古生界，下古生界在南黃海中部隆起區(qū)普遍存在。因此，重力異常低的地區(qū)應是南黃海中部隆起中、古生界勘探的有利區(qū)域。

4 結論與建議

通過重磁震資料反演與解釋，并結合蘇北盆地的成果與認識，推斷出南黃海盆地中部隆起區(qū)古生界的厚度分布規(guī)律與重磁異常間的對應關系，再結合物探、鉆井、地質資料推測南黃海中部隆起上重磁低值異常的部位可能是較有利的油氣勘探區(qū)域，是今后勘探工作的重點方向。對局部重點地區(qū)加密地震測線或開展三維地震勘探，同時，對重磁資料作精細解釋也是目前比較有效的研究方法。南黃海地區(qū)當前主要問題是印支面以下得不到良好的反射，這嚴重阻礙了對本區(qū)古生界的認識，因此強屏蔽區(qū)中、古生界的地震資料成像問題應作為南黃海地區(qū)地震探勘中要解決與突破的重點。

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Analysis of Favorable Exploration Area in the Central Uplift of South Yellow Sea Basin Based on Gravity and Magnetic Data

YAO Gang1, CHEN Hua1, WANG Jialin2, JIANG Yu1
（1. Shanghai Branch of CNOOC Ltd., Shanghai 200335, China; 2. School of Ocean and Earth Science, Tongji University, Shanghai 200092, China）

The Mesozoic-Paleozoic marine strata are well developed in the Central Uplift of South Yellow Sea Basin, and are the main exploration field at present. The scarce of exploration wells and 3D seismic data, together with the poor quality of 2D seismic data have hindered the exploration process in the study area. One of the geological problems to be urgently solved is the recognition of the distribution and thickness of the Mesozoic-Paleozoic marine strata. Based on the gravity and magnetic data available, combined with the interpretation and inversion of 2D seismic data and drilling information from the adjoining wells, a series of geological maps were mapped, including typical tectonic sections, depth maps of major geological interface, thickness maps of upper and lower Paleozoic. Based on the classification and interpretation of gravity and magnetic anomalies occurring in the Central Uplift and the comparison with SuBei Basin, the authors summarized the corresponding relation between the favorable exploration area and gravity and magnetic anomaly. Accordingly, the authors pointed out that the Paleozoic is thick in the area with low gravity and magnetic anomaly, and is to be the favorable exploration area. It gives another idea for predicting the favorable exploration area in the Central Uplift.

Central Uplift of South Yellow Sea Basin; Mesozoic-Paleozoic; gravity and magnetic anomaly; inversion; integrated geophysical

P631.4

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2016.04.021

1008-2336（2016）04-0021-06

2016-09-20；改回日期：2016-10-18

姚剛，男，1984年生，工程師，從事海洋物探相關工作。

E-mail：heroblood@163.com。