宋　爽朱筱敏于福生葛家旺史亞會賀敬聰袁立忠劉　軍

（1.中國石油大學(xué)（北京）油氣與資源探測國家重點實驗室 北京 102249；2.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院 北京 102249；3.中海石油（中國）深圳分公司 廣州 510240）

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珠江口盆地長昌
—鶴山凹陷古近系沉積—構(gòu)造耦合關(guān)系

宋爽1,2朱筱敏1,2于福生1,2葛家旺2史亞會2賀敬聰2袁立忠3劉軍3

（1.中國石油大學(xué)（北京）油氣與資源探測國家重點實驗室 北京 102249；2.中國石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院 北京 102249；3.中海石油（中國）深圳分公司 廣州 510240）

摘 要長昌—鶴山凹陷為珠江口盆地珠四坳陷NE—SW走向的凹陷，是珠江口盆地繼白云、荔灣深水區(qū)油氣突破之后的又一個深水戰(zhàn)略性勘探區(qū)塊，目前無鉆井，屬于勘探新區(qū)，因此基礎(chǔ)地質(zhì)研究尤為重要。通過斷層解釋和地層厚度分析，認為文昌組和恩平組分別對應(yīng)早期強裂陷階段和晚期弱裂陷階段，并識別多種不同級別和類型的構(gòu)造變換帶。以經(jīng)典層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，通過對全區(qū)二維地震資料追蹤閉合，將長昌—鶴山凹陷文昌組—恩平組劃分為2個二級層序和7個三級層序。在三級層序格架內(nèi)，根據(jù)地震相特征結(jié)合經(jīng)典的地震相—沉積相轉(zhuǎn)換關(guān)系，重建了研究區(qū)沉積充填演化過程。通過平面斷層組合分析認為，研究區(qū)發(fā)育兩個級別（Ⅰ級和Ⅱ級）、六種類型（同向未疊覆型、同向疊覆型、同向平行型、同向共線型、對向疊覆型和背向疊覆型）構(gòu)造變換帶。斷陷活動的強弱控制著層序和沉積體系的發(fā)育，構(gòu)造變換帶、坡折帶類型控制著砂體的分布與規(guī)模。針對研究區(qū)是深水勘探新區(qū)，可通過該思路從構(gòu)造與沉積耦合度高的區(qū)域進行有利區(qū)帶的預(yù)測，為低勘探程度深水研究區(qū)的油氣勘探提供了科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞層序地層格架 沉積體系 構(gòu)造變換帶 長昌—鶴山凹陷 珠江口盆地

0 引言

在油氣勘探中，構(gòu)造與沉積的耦合關(guān)系是當(dāng)今研究的熱點之一［1-4］。在盆地形成和演化過程中，都強調(diào)構(gòu)造和古地貌對沉積的控制作用，特別是在斷陷湖盆分析中，通過對構(gòu)造活動的強度、期次以及古地貌恢復(fù)等研究，可以揭示物源、匯聚通道、沉積中心的三維空間耦合關(guān)系，對于預(yù)測儲集砂體類型和富砂沉積體系的分布具有重要的作用［5］。在過去的研究中，溝扇對應(yīng)關(guān)系構(gòu)造變換帶及坡折帶控砂理論在中國陸相斷陷湖盆中得到了迅速發(fā)展，在預(yù)測隱蔽油氣藏起到積極作用［6-8］。

深水油氣勘探是目前全球油氣勘探開發(fā)的熱點之一，具有十分廣闊的前景。隨著我國南海北部深水油氣勘探戰(zhàn)略的整體實施，珠江口盆地白云凹陷深水勘探區(qū)的重大突破和2006年荔灣3-1大氣田的發(fā)現(xiàn)，使珠江口盆地油氣勘探部署與研究逐漸從陸架淺水區(qū)向陸坡深水區(qū)邁進［9-11］。長昌—鶴山凹陷位于南海北部陸架邊緣下陸坡，地殼強烈減薄的洋陸過渡殼之上。大部分地區(qū)水深超過1 500 m，自北向南海水深度逐漸增加，最深達3 000 m，屬于超深水區(qū)，是南海北部向超深水邁進的油氣勘探新區(qū)［12］。

受制于深水油氣勘探成本高、風(fēng)險大等因素，深水—超深水盆地的勘探程度極低，地震測線稀疏和鉆井缺少限制了對超深水盆地準(zhǔn)確、全面的認識，嚴(yán)重制約了其油氣勘探［13-14］。目前長昌—鶴山凹陷石油地質(zhì)研究仍處于鉆前的地質(zhì)研究初級階段，前人通過類比和參考相鄰的白云凹陷地層埋深和鉆井資料，認為在始新世—早漸新世盆地演化斷陷期，盆地基底沉降速率大且沉積欠補償，廣泛發(fā)育深湖烴源巖并普遍進入生烴門限，生烴潛力較大，具有形成大中型油氣田的石油地質(zhì)條件［15］。

筆者主要通過最新采集的二維地震剖面，分析了南海北部珠江口盆地深水區(qū)長昌—鶴山凹陷結(jié)構(gòu)形式和充填序列樣式，在研究區(qū)搭建三級層序地層格架，借鑒近十年來國內(nèi)學(xué)者對中國東部斷陷湖盆地震相及沉積相類型研究成果，對研究區(qū)地震相進行精細刻畫，依據(jù)經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為沉積相，進而分析其沉積充填特征。深入探討了研究區(qū)構(gòu)造變換帶及構(gòu)造坡折帶對大型砂體發(fā)育的控制作用，最終分析區(qū)域構(gòu)造與沉積體系的耦合關(guān)系，為南海超深水油氣勘探與新區(qū)研究提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珠江口盆地位于南海北部，屬于大陸地殼的陸緣張裂型盆地，是新生代大陸邊緣伸展盆地，總面積約1.7×105km2（圖1A）。自北向南依次劃分為北部隆起帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、中部坳陷帶、南部隆起帶以及南部坳陷帶等6個次級構(gòu)造單元［13，16］。

長昌—鶴山凹陷位于珠江口盆地南部坳陷帶的西南部，盆地平均水深在2 000多米，是兩個相互連通的呈NE—SW走向深水—超深水盆地，是富有油氣勘探前景的盆地。研究區(qū)面積約1.3×104km2，北側(cè)為順鶴隆起，東北與白云凹陷相鄰，西南側(cè)為西沙隆起，東南與雙峰盆地相接（圖1）。研究區(qū)屬于勘探新區(qū)，研究程度低，全區(qū)僅覆蓋二維地震測線，測線總長度約5 500 km，地震測網(wǎng)密度3×3 km～3×6 km，無鉆井資料。

圖1　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷構(gòu)造位置（A）及構(gòu)造單元劃分（B）Fig.1 Location of the study area and tectonic subunits

珠江口盆地自新生代形成以來至少發(fā)生了5次大型構(gòu)造運動，即神狐運動、珠瓊運動Ⅰ幕、珠瓊運動Ⅱ幕、南海運動、東沙運動，由斷陷湖盆沉積逐漸過渡到現(xiàn)今的被動大陸邊緣盆地海相沉積。新生界自下而上地層序列為神狐組、文昌組、恩平組、珠海組、珠江組、韓江組、粵海組和萬山組。湖盆斷陷期沉積和充填的文昌組和恩平組兩套地層是本文討論的目的層段，文昌組沉積厚度1 000～4 000 m，全區(qū)均有分布，形成于早期裂谷階段；恩平組沉積厚度 500～1 500 m，形成于晚期裂谷階段（圖2）。

2 層序地層格架

2.1 層序界面的識別

研究不同時期發(fā)育的沉積體系及其空間配置關(guān)系的基礎(chǔ)是要建立層序地層格架。層序地層格架建立的關(guān)鍵是層序界面的識別?；赩ail經(jīng)典層序地層學(xué)理論和工區(qū)近100條二維地震剖面，識別出各級層序級別界面并進行全工區(qū)閉合解釋。

本次識別層序界面的依據(jù)有四個方面：①識別典型的地震反射軸終止關(guān)系，例如削截、上超、下超和頂超等，并通過與北東相鄰的白云凹陷類比地震反射特征，確定不同級別的層序界面。②地震波組合特征之間的差異也能夠印證層序界面的差異，自下而上地震波組振幅特征經(jīng)歷了強—較強—較弱—弱的過程，分別揭示了層序地層的沉積環(huán)境和構(gòu)造期次的差異；③構(gòu)造期次及幕式活動對層序劃分提供佐證。研究區(qū)處于初始勘探階段，暫無鉆井，構(gòu)造演化特征的分析提高了層序劃分的可靠性。④值得指出的是，文昌組強裂陷時期具有幕式伸展的特征，斷裂活動和巖漿活動頻繁，往往伴隨火山噴發(fā)或者侵入至沉積巖中，由于湖相地層中火山巖侵入、火山碎屑巖沉積以及火山灰的飄落，在地震剖面上往往表現(xiàn)為強振幅、低頻、弱連續(xù)的特征［17-18］，依此可以作為確定層序劃分的標(biāo)志（圖3，4）。

圖2　珠江口盆地新生界地層綜合柱狀圖（據(jù)施和生等，2014）Fig.2 The comprehensive Cenozoic column of Pearl River Mouth Basin（after Shi，et al.，2014）

Tg界面為珠瓊運動Ⅰ幕產(chǎn)生的區(qū)域不整合面，界面之下表現(xiàn)為火山巖為雜亂反射或空白反射，界面之上為中振幅、雜亂反射，上超接觸關(guān)系常見。T80界面為珠瓊運動Ⅱ幕產(chǎn)物，分隔文昌組與恩平組，為一全區(qū)追蹤的不整合面，界面下見明顯的削截，界面上見明顯的上超和下超。T70界面為南海運動產(chǎn)物，是恩平組與珠海組分界面，在全區(qū)廣泛分布在地震剖面上表現(xiàn)為對下伏地層的強烈削截，使上下地層呈明顯的角度不整合，界面之上珠海組的振幅強于界面之下地層，連續(xù)性明顯變好，海相三角洲前積非常發(fā)育［12］。T83界面、T82界面、T81界面為文昌組內(nèi)部界面，分布于長昌凹陷和鶴山凹陷的幾個次洼中，部分地區(qū)可識別出上超、下超、削截等反射關(guān)系。T72界面、T71界面 為恩平組內(nèi)部界面，僅在凹陷邊緣可識別出削截接觸關(guān)系，凹陷內(nèi)部多與平行不整合接觸（圖5）。總體上，文昌組沉積時期斷陷活動強烈，T80界面以下地層地震反射相對雜亂，恩平組沉積時期湖盆斷陷活動減弱，T80界面以上湖盆面積廣，地層相對薄而廣泛，地震反射連續(xù)性相對好。

根據(jù)以上地震反射軸終止關(guān)系、構(gòu)造期次、含火山巖地震反射特征等綜合考慮，共計識別出八個層序界面，自下而上為Tg、T83、T82、T81、T80、T72、T71、T70。其中Tg、T80和T70為盆地規(guī)模的二級角度不整合面，T83、T82、T81、T72和T71為三級局部不整合面。

2.2 層序地層格架

圖3　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷典型地震剖面及層序界面接觸關(guān)系（A.鶴山凹陷；B.長昌凹陷；測線位置見圖1　）Fig.3 Seismic profiles illustrating the distribution of sequences and rifting stages （A.Heshan depression；B.Changchang depression；location of profiles in Fig.1）

圖4　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷古近系層序地層格架Fig.4 Sequence stratigraphic framework of the PaleogeneWenchang and Enping Formation in the Changchang and Heshan depression，Pearl River Mouth Basin

通過研究區(qū)的構(gòu)造和層序的解釋，識別出上超、下超、削截等各種地震反射接觸關(guān)系，并進行了層序界面的分級和識別，建立了本區(qū)古近系文昌組和恩平組層序地層格架，將目的層段劃分為7個三級層序（圖4）。其中文昌組自下而上分為SQ1、SQ2、SQ3和SQ4四個三級層序，分別對應(yīng)初始斷陷期、快速斷陷期、斷陷強烈期、斷陷萎縮期；恩平組自下而上分為SQ5、SQ6和SQ7三個三級層序，分別對應(yīng)初始斷陷期、斷陷發(fā)育期、斷陷萎縮期；文昌組最大厚度分布在東西兩端，即鶴山主洼、長昌北洼及長昌南洼，鶴山主洼最大厚度近3 000 m（圖5A）；到恩平組時期，研究區(qū)沉降中心西移，長昌凹陷恩平組沉積地層厚，例如長昌北洼和長昌南洼的最大厚度約1 500m（圖5B）。

3 構(gòu)造演化特征

根據(jù)構(gòu)造演化、地層厚度展布、同沉積斷層性質(zhì)及組合、文昌組底Tg反射層的古地貌特征，本次研究對長昌—鶴山凹陷構(gòu)造單元進行了的劃分。長昌凹陷可分為五個次級構(gòu)造單元（三級構(gòu)造單元），包括長昌北洼、長昌東洼、長昌南洼、長昌北低凸起和長昌中低凸起；鶴山凹陷分為六個次級構(gòu)造單元：鶴山主洼、鶴山南洼、鶴山東洼、鶴山北洼、鶴山南部低凸起、鶴山東北低凸起（圖1B）。

HF1和HF2及CF4、CF7（斷層編號參見圖5）等控洼主斷裂活動性統(tǒng)計表明，斷層在文昌期平均活動強度為800～1 500 m，恩平期平均為100～250 m，表明受控于早晚兩期裂陷，邊界斷裂具有早期強、晚期弱的差異性活動特征。文昌組沉積時期，斷陷活動強，地層厚度大，最深處為鶴山主洼，沉積厚度達4 000 m；恩平組沉積時期，斷陷活動減弱，地層厚度薄，最深處為長昌南洼，沉積厚度僅2 000 m。

長昌—鶴山凹陷的構(gòu)造演化是珠江口盆地區(qū)域構(gòu)造演化的反映。始新世時期，珠江口盆地裂陷期的主伸展應(yīng)力方向與凹陷走向以一定角度斜交，屬于張扭性斷陷盆地［19］。地質(zhì)年代在39 Ma時印支板塊被擠出［20］，盆地的主伸展應(yīng)力方向由文昌組時期的NW—SE演化為恩平組時期NNW—SSE，并對于長昌凹陷和鶴山凹陷盆地的演化有不同的控制。應(yīng)力方向轉(zhuǎn)變是斷陷活動強度由強變?nèi)醯淖罡驹颉?/p>

長昌凹陷是南斷北超的半地塹，主要受南部NEE向北傾控盆斷裂帶控制；鶴山凹陷是北斷南超的半地塹，主要受北部NE向南傾斷裂帶控制。文昌組沉積時期，研究區(qū)主伸展應(yīng)力方向為NW—SE向，與鶴山凹陷控盆斷裂走向近垂直。當(dāng)應(yīng)力伸展方向與斷層走向垂直時，斷裂伸展量最大，導(dǎo)致地層沉積厚度相對較大［21］。長昌凹陷控盆斷裂帶走向與主伸展應(yīng)力方向呈一定角度斜交，斷裂伸展量相對小。因此，在文昌組時期，鶴山凹陷的地層沉積厚度比長昌凹陷厚（鶴山凹陷沉積最厚處4 000 m，長昌凹陷沉積最厚處3 000 m）（圖5A）；恩平組時期，斷陷活動減弱，研究區(qū)主伸展應(yīng)力方向演化為NNW—SSE，與鶴山凹陷邊界斷裂帶的走向交角逐漸減小，與長昌凹陷邊界斷裂帶走向近垂直，因此，長昌凹陷的斷層伸展量相對較大，其恩平組沉積厚度比鶴山凹陷厚（鶴山凹陷沉積最厚處 800 m，長昌凹陷沉積最厚處1 500m）（圖5B）。

圖5　古近系時期研究區(qū)地層厚度平面展布及應(yīng)力場示意圖（A.文昌組；B.恩平組）A.文昌組沉積時期，主應(yīng)力場方向為NW—SE；B.恩平組沉積時期，主應(yīng)力場方向為NNW—SSE（說明：Ⅰ.鶴山主洼；Ⅱ.鶴山南洼；Ⅲ.鶴山北洼；Ⅳ.鶴山東洼；Ⅴ.長昌東洼；Ⅵ.長昌南洼；Ⅶ.長昌北洼）Fig.5 Paleogene strata thickness distribution and stress field in the study area （A.Wenchang Formation；B.Enping Formation）

4 構(gòu)造變換帶分級、類型與分布

構(gòu)造變換帶（Transfer Zone）的概念是由 Dahlstrom（1970）在研究擠壓變形中褶皺—逆沖斷層的幾何形態(tài)時提出的。變換帶是指調(diào)節(jié)應(yīng)變和使斷層位移守恒（或有規(guī)律變化）的構(gòu)造帶，是為保持區(qū)域伸展應(yīng)變守恒而產(chǎn)生的伸展變形構(gòu)造變換體系［22-23］，國內(nèi)外許多學(xué)者對這類構(gòu)造變換體系的構(gòu)造樣式、分類等進行了研究，其中以Morley的變換帶劃分方案最為普遍［24-27］。Morley的分類方案是按照斷層的傾向（同向、對向和背向）和相互間的疊覆程度（趨近、疊覆和平行），再加上較為特殊的背向共線型，將變換構(gòu)造劃分為10類（圖6）。

圖6　Morley對構(gòu)造變換帶的劃分方案Fig.6 Transfer zone classification by Morley

本文基本采用Morley的劃分方案，并結(jié)合研究區(qū)實際構(gòu)造單元劃分，將構(gòu)造變換帶分為六種類型，再根據(jù)構(gòu)造變換帶的斷層級別和規(guī)模以及對沉積的控制強度，將研究區(qū)的變換構(gòu)造分為Ⅰ級和Ⅱ級構(gòu)造變換帶。Ⅰ級變換帶調(diào)節(jié)三級構(gòu)造單元以及組合之間的轉(zhuǎn)換，其地形變化最大，屬于主邊界斷裂之間的應(yīng)力變換；Ⅱ級變換帶位于三級構(gòu)造單元內(nèi)部，在次級斷裂間發(fā)育，調(diào)節(jié)洼陷中的應(yīng)力變化。研究發(fā)現(xiàn)，長昌—鶴山凹陷廣泛發(fā)育不同類型和級別的變換帶，不同時期其類型和分布都具有一定的差異性和繼承性，文昌組時期主要以Ⅰ級構(gòu)造變換帶為主，發(fā)育在長昌北洼、長昌東洼、鶴山主洼、鶴山北洼控盆斷裂間，恩平組時期構(gòu)造變換帶數(shù)量減少，類型變化不大，仍以發(fā)育在控盆斷裂間的Ⅰ級構(gòu)造變換帶為主，詳細分析如下：

4.1 文昌組時期構(gòu)造變換帶類型與分布

通過構(gòu)造解釋和斷層組合發(fā)現(xiàn)，文昌組時期研究區(qū)主要發(fā)育3組斷裂體系，即鶴山凹陷NE向斷裂系（南傾）、NEE斷裂系（北傾）和NEE斷裂系（南傾）（圖7A）。

文昌組沉積時期，凹陷進入強烈的拉張裂陷階段，斷裂伸展作用強，洼陷單元分割性強，該時期發(fā)育兩組不同傾向的NE和NEE向斷裂組合，NE向南傾斷裂控制鶴山凹陷結(jié)構(gòu)，長昌凹陷控洼斷層沿NEE走向，斷層傾向朝北，并伴隨生成許多次級斷裂，構(gòu)造樣式復(fù)雜。文昌組同時期構(gòu)造變換帶發(fā)育以Ⅰ級變換帶為主，發(fā)育7個Ⅰ級變換帶和1個Ⅱ級變換帶，Ⅰ級構(gòu)造變換帶主要類型有同向未疊覆型（I-W1）、同向疊覆型（I-W2、I-W6和I-W7）、同向共線型（IW4）和對向疊覆型（I-W3）和背向疊覆型（I-W5），Ⅱ級變換帶為同向平行型（II-W 1），平面分布如圖7A所示。

圖7　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷古近系構(gòu)造變換帶分布（A.文昌組時期；B.恩平組時期）Fig.7 Distribution of transfer zones duringWenchang and Enping Formation in the study area （A.Wenchang Formation；B.Enping Formation）

4.2 恩平組時期構(gòu)造變換帶類型與分布

晚期裂陷階段，斷裂伸展作用減弱，構(gòu)造單元區(qū)分性不明顯，部分?jǐn)嗔巡辉倩顒?。?gòu)造活動的減弱，導(dǎo)致變換帶的規(guī)模明顯變小。該時期仍然發(fā)育兩種級別的構(gòu)造變換帶，Ⅰ級變換帶在展布位置變化不大，在數(shù)量上大量減少。Ⅰ級變換帶I-E1、I-E2、I-E3 和I-E4繼承性發(fā)育，Ⅱ級變換帶為同向未疊覆型（IIE1），平面分布如圖7B所示。

5 沉積體系類型及分布

5.1 地震相特征及分布

因本區(qū)無鉆井資料，故必須充分利用地震資料，開展地震相研究。筆者利用可信度較高的地震反射外部形態(tài)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)來描述地震相。研究表明，本地區(qū)可識別出平行席狀反射地震相、平行波狀或亂崗狀反射地震相、楔形雜亂反射地震相、雜亂前積反射地震相、S型—斜交前積反射地震相和丘狀雜亂反射地震相6種地震相類型。地震相類型與盆緣背景、沉積物供給、基底沉降等因素緊密相關(guān)，不同類型的地震相往往對應(yīng)于特定的沉積相帶，且地震相常具有特定的分布規(guī)律［28-29］。通過借鑒我國東部典型斷陷盆地大量的地震相研究成果，并參考臨區(qū)白云凹陷地震相類型［30-32］，制作地震相與沉積相的轉(zhuǎn)換模板，綜合研究地震相的反射結(jié)構(gòu)樣式、分布及對應(yīng)沉積相類型分析（圖8）。

圖8　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷文昌組和恩平組主要地震相類型及與沉積相對應(yīng)關(guān)系Fig.8 Themain seism ic facies and corresponding relation to sedimentary facies of Paleogene in the study area

（1）平行席狀反射地震相：強振幅高連續(xù)，平行席狀外形，是泥巖發(fā)育的深湖—半深湖的典型特征（圖8A）。該地震相類型是中—深湖相烴源巖地震反射特征，是烴源巖存在的良好證據(jù)之一［33］，主要分布在研究區(qū)凹陷中心，在SQ4和SQ6中分布面積最廣，3 000～5 000 km2，沉積最厚處達1 000 m。

（2）平行波狀或亂崗狀反射地震相：中—弱振幅，中連續(xù)，各同向軸之間在總體趨勢上是相互平行的，有一定程度的波狀起伏（圖8B），說明巖性在橫向上有一定變化，在不穩(wěn)定環(huán)境下巖層厚度具有不穩(wěn)定性，常對應(yīng)濱淺湖沉積?？傮w上，從湖盆中心向邊緣，地震反射連續(xù)性由高變低，在SQ7中分布面積最廣，近8 000 km2，厚度500～800 m。

（3）楔形雜亂反射地震相：主要分布在控盆邊界斷裂的下降盤根部，文昌組早期斷裂活動性較強，形成該類地震相規(guī)模較大，主要分布在鶴山主洼和長昌南洼控盆邊界斷裂下降盤，延伸距離5～10 km?？傮w呈近端厚遠端減薄的楔狀外形，內(nèi)部雜亂（圖8C），反應(yīng)斷裂活動導(dǎo)致可容空間增加超過了沉積物堆積速率，沉積物迅速卸載，對應(yīng)水下扇、沖積扇沉積。

（4）雜亂前積反射地震相：主要分布在盆緣邊界斷裂下降盤根部，發(fā)育于水體不斷加深的文昌組中晚期。根部雜亂，遠端減薄且前積反射結(jié)構(gòu)相對清晰，前積角度變緩，反應(yīng)斷裂活動較強形成較大的可容空間（圖8D），對應(yīng)扇三角洲沉積。

（5）S型—斜交前積反射地震相：主要發(fā)育于恩平組沉積時期斷裂活動較弱的緩坡坡折背景下。當(dāng)可容空間增長速率大于沉積物供應(yīng)速率，頂積層、前積層（S型）、底積層保存相對完整，一般解釋為低能三角洲沉積環(huán)境；當(dāng)沉積物供應(yīng)速率較高，而海平面沒有明顯的升降，前積層以較高角度下超于底界，為斜交型前積（圖8E），對應(yīng)河控三角洲沉積。

（6）丘狀雜亂反射地震相：主要分布在坡折帶下部至平坦湖底部位，在文昌—恩平組沉積時期均有發(fā)育。同向軸在局部突然增厚，兩遍同向軸超覆于其上，丘狀外形的內(nèi)部的同向軸相對雜亂（圖8F），是湖底扇識別的良好標(biāo)志。

5.2 沉積體系演化規(guī)律

文昌組沉積時期，斷層總體活動性較強，發(fā)育以扇三角洲為主的大型砂體。SQ1和SQ2分別為初始斷陷期和快速斷陷期，長昌南洼沿邊界斷層發(fā)育一系列近岸水下扇，鶴山主洼—鶴山南洼沿兩條控洼斷裂近EW向發(fā)育扇三角洲，研究區(qū)整體以濱淺湖沉積為主；SQ3為強烈斷陷期，湖盆快速下沉，湖平面迅速上升，深湖—半深湖相在幾個次洼中均有發(fā)育，長昌南洼近岸水下扇和鶴山主洼—鶴山南洼扇三角洲繼承性發(fā)育，長昌東洼沿控洼斷裂NEE—SWW向發(fā)育扇三角洲，鶴山東洼沿順鶴隆起的凹槽帶自NNW向SSE發(fā)育扇三角洲；SQ4為斷陷萎縮期，深湖—半深湖相大面積發(fā)育，代表水體在該時期最深，長昌南洼由近岸水下扇轉(zhuǎn)為扇三角洲，SQ3的大型砂體在SQ4中均有發(fā)育，水體的加深使湖盆可容空間增大，但砂體的規(guī)模較SQ3并未變化，推測物源供給量變化不大（圖9A～D）。

恩平組沉積時期，斷陷活動整體相對文昌組減弱，地勢相對平緩，全區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲。SQ5為初始斷陷期，長昌凹陷控洼斷陷繼續(xù)活動，使長昌洼陷地層厚度明顯厚于鶴山凹陷，且沿控洼斷陷發(fā)育扇三角洲，長昌東洼發(fā)育NEE—SWW向辮狀河三角洲，鶴山東洼沿順鶴隆起的凹槽帶自NNW向SSE發(fā)育扇辮狀河三角洲。SQ6為斷陷發(fā)育期，深湖—半深湖相范圍大面積發(fā)育，砂體發(fā)育與SQ5具有繼承性；SQ7湖盆面積擴張，但深湖—半深湖急劇萎縮，且沿北面順鶴隆起發(fā)育一系列辮狀河三角洲（圖9E～G）。

圖9　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷古近系文昌組和恩平組沉積體系演化規(guī)律Fig.9 Sedimentary facies evolution from SQ1 to SQ7 during Wenchang and Enping Formation deposition of the study area

6 構(gòu)造—沉積耦合關(guān)系

6.1 不同構(gòu)造變換帶的沉積響應(yīng)

構(gòu)造變換帶往往是物源和水系的優(yōu)勢入口，在變換帶地區(qū)往往形成大套的粗粒三角洲，由于地勢較高、臨近生烴洼陷、地下水和裂縫較為發(fā)育，變換帶地區(qū)是斷陷湖盆重要的油氣勘探地區(qū)，很多斷陷湖盆通過構(gòu)造變換帶研究發(fā)現(xiàn)了大量的油氣資源［24-27］。構(gòu)造變換帶成因的類型、發(fā)育位置、地形特征以及變換帶與半地塹或次洼的組合關(guān)系對于物源體系形成與分布研究有重要耦合性［34-36］。

裂谷時期變換帶的發(fā)育演化是一個動態(tài)的過程，變換帶的級別和類型與各裂陷時期斷層活動的強弱具有很大的相關(guān)性，而不同裂陷階段的變換帶對應(yīng)不同的沉積相類型（表1）。文昌組同沉積期，以主干斷裂活動強、斷距大為特征，洼陷分割性強，Ⅰ級變換帶數(shù)量大，控制著地勢轉(zhuǎn)換，以洼陷之間應(yīng)力變換為主。變換帶作為水系和物源入口，控制著該時期主要扇三角洲沉積砂體的展布。如Ⅰ-W1變換帶由HF1和HF2構(gòu)成，HF1平面斷距最大達15 km，HF2平面斷距最大達5 km，其控制扇三角洲展布面積在SQ6、SQ7內(nèi)達500 km2，砂體厚度達1 500 m。

表1　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷古近系構(gòu)造變換帶特征及控砂模式Table 1 Types and characteristics of transfer zones and their controls of sedimentary facies in different periods

恩平組同沉積時期，盆地進入晚期裂陷階段，斷陷活動減弱，邊界斷層斷距減小，部分?jǐn)鄬踊顒油Ｖ梗w變淺湖域面積擴大，次洼互相連通。相比于文昌組時期，變換帶具有一定的繼承性，但發(fā)育數(shù)量減少。該時期地勢起伏沒有文昌時期大，變換帶主要控制辮狀河三角洲的發(fā)育和展布，物源推進距離增大，砂體規(guī)模變大，厚度變小。如Ⅰ-E1變換帶由HF1和HF2構(gòu)成，HF1平面斷距最大約1 km，HF2平面斷距最大約2 km，其控制辮狀河三角洲展布面積在SQ3、SQ4內(nèi)約300 km2，砂體厚度約600 m。

6.2 不同構(gòu)造坡折帶的沉積響應(yīng)

文昌組時期，凹陷處于早期裂陷階段，斷陷活動強，盆地邊緣往往發(fā)育坡度較陡的陡崖型坡折和多級陡坡坡折，坡度一般大于45°。強斷陷活動下，南北隆起帶供源充分，在坡折帶下盤多見雜亂、楔形雜亂地震反射地震相，規(guī)模不大，一般沿斷裂走向呈裙邊狀分布，以扇三角洲、沖積扇等粗碎屑建造為主（圖10A，B）；早期斷陷強度大，沉降和沉積速率快，沉積厚度大。

恩平組時期，晚期裂陷階段斷層活動減弱，沉降速率減慢。在盆地邊緣常發(fā)育緩坡坡折或者多級緩坡坡折，坡度一般小于30°。與陡坡坡折不同，由于坡度平緩，由盆緣向盆中心可容空間緩慢增加，導(dǎo)致沉積物的卸載緩慢，易形成辮狀河三角洲，在地震剖面上表現(xiàn)為S型—斜交或復(fù)合前積地震反射（圖10C，D）。在物源供給充足的條件下，盆緣扇體分選較好，延伸規(guī)模較大，在三角洲前方有時見湖底扇。恩平組厚度較薄，水體變淺，濱淺湖及辮狀河三角洲廣泛發(fā)育。

以上分析表明，斷陷活動強度對應(yīng)不同類型的坡折帶，從而控制著沉積體系的類型和展布，強斷陷時期斷層活動速率大，發(fā)育斷崖型或者多級陡坡型坡折，盆地邊緣廣泛分布近源扇體，深湖相烴源巖較為發(fā)育，扇體前端由于斷層活動往往會發(fā)生滑塌，滑塌扇與深湖相泥巖伴生，沉積相平面圖參見圖9A～D；弱斷陷時期斷層活動減弱，多見緩坡型坡折帶，水體較變，河流體系占據(jù)主導(dǎo)，辮狀河三角洲為主要的砂體類型，規(guī)模較大，分布廣泛，該時期以濱淺湖相和辮狀河三角洲沉積組合為特征（圖9E～G）。

圖10　珠江口盆地長昌—鶴山凹陷古近系不同構(gòu)造坡折帶與沉積發(fā)育模式圖Fig.10 Faulted slope-break zone styles and sand-body styles

7 結(jié)論及討論

通過本次研究，得出以下結(jié)論：

（1）研究區(qū)古近系時期經(jīng)歷了兩幕裂陷，其中，文昌組和恩平組分別對應(yīng)早期裂陷階段和晚期裂陷階段，早期裂陷活動強，晚期裂陷活動弱。由于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場方向的變化，造成鶴山凹陷文昌組厚而長昌凹陷恩平組較厚的“蹺蹺板”地層分布特征。

（2）建立了長昌—鶴山凹陷文昌組—恩平組層序地層格架，識別出3個二級層序界面（Tg、T80、T70）及5個三級層序界面，共劃分出了2個二級層序，7個三級層序。

（3）在三級層序格架下，長昌—鶴山凹陷不同沉積時期沉積體系的空間展布和配置明顯不同，文昌組SQ1、SQ2主要發(fā)育濱淺湖—沖積扇—水下扇體系等粗碎屑沉積組合，SQ3、SQ4深湖—半深湖沉積體系面積逐漸擴大，扇三角洲較為發(fā)育；恩平組 SQ5、SQ6、SQ7地層明顯薄于文昌組，主要發(fā)育濱淺湖—辮狀河三角洲沉積體系。

（4）文昌組時期，邊界斷層坡度較陡，研究區(qū)發(fā)育8個多級變換帶，以Ⅰ級構(gòu)造變換帶為主，控制扇三角洲物源入口；恩平組時期，變換帶數(shù)量減少，斷層坡度減緩，變換帶地區(qū)往往發(fā)育辮狀河三角洲，分布規(guī)模大。說明構(gòu)造控制沉積作用具有多級次性，構(gòu)造變換帶的位置和級別決定了水流入口方向和攜帶物源的強弱能力，而坡折帶類型控制著大型砂體的類型和展布面積。

長昌—鶴山凹陷等深水—超深水地區(qū)尚處于鉆前勘探初期，研究工作僅建立在稀疏的二維測線上，研究方向主要針對大套沉積體的識別與分析。本區(qū)受控于構(gòu)造變換帶在恩平組沉積時期發(fā)育大型辮狀河三角洲砂體，具有規(guī)模大、推進距離遠等特征，推測具有較好的物性條件，加上這些砂體位于斜坡或者斷層上盤，容易與厚層文昌組烴源巖匹配形成地層圈閉、地層—巖性圈閉等，這些大型砂體發(fā)育區(qū)是下一步勘探的重點研究區(qū)帶。

國外的部分深水—超深水盆地已進入勘探成熟階段，但我國陸相湖盆構(gòu)造演化相對獨特，國內(nèi)外可借鑒資料較少，技術(shù)水平還不成熟，尚屬鉆前地質(zhì)研究工作階段。伴隨著白云凹陷和荔灣氣田等深水勘探區(qū)的發(fā)現(xiàn)，以及陸豐LF14古近系深層勘探的突破，為南海珠江口盆地深水—超深水盆地的作為新的油氣勘探領(lǐng)域初步指明方向。珠江口盆地深水區(qū)油氣資源豐富，亟需加強勘探和研究，建議對重點地區(qū)采集三維地震測線，對構(gòu)造變換帶及構(gòu)造坡折帶進行更精細的刻畫，進一步開展構(gòu)造—沉積—圈閉一體化評價和研究，通過借鑒鄰區(qū)多年來取得的研究成果，進而指導(dǎo)油氣勘探部署。

致謝 感謝中海油（中國）深圳分公司廣州研究院超深水項目組在項目研究過程中的給予的支持和幫助。

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Sedimentary System Evolution and its Response to Tectonic M ovement in Changchang-Heshan Depression，Deep W ater Area of Pearl River M outh Basin

SONG Shuang1，2ZHU XiaoMin1，2YU FuSheng1，2GE JiaWang2SHIYaHui2HE JingCong2YUAN LiZhong3LIU Jun3
（1.College of Geosciences，China University of Petroleum，Beijing 102249，China；2.State Key Laboratory of Petroleum Resource and Prospecting（China University of Petroleum），Beijing 102249，China；3.Shengzhen Institute of CNOOC Lim ited，Guangzhou，China 510240）

Abstract：Changchang-Heshan depression，located in southwest Zhu-IV subbasin of Pearl River Mouth Basin，extends in NE-SW direction.It is an important strategic exploration block after oil and gas exploration breakthrough in Baiyun and Liwan depression in deep water area.Changchang-Heshan depression is a new area to oil and gas exploration and has no wells，so the basic geological research is particularly important.Based on fault interpretation and formation thickness analysis，rift stages and structural characteristics were studied in detail.Wenchang and Enping Formation experienced two successive tectonic stages，which respectively corresponded to intensive rift stage and weak rift stage.A variety ofdifferent levels and types of structural transfer zoneswere identified at the same time.Guided by the theory of classic sequence stratigraphy，Wenchang and Enping Formation were divided into two second-order sequences and seven third-order sequences based on the two-dimensional seismic data.According to the characteristics of the seismic reflection，transfer the classic seismic facies to sedimentary facies within the sequence framework，and then rebuilt the process of sedimentary system evolution in the study area.Classified two levels（ⅠandⅡ）and six types of structural transfer zones（syntropy non-overlapping，syntropy non-overlapping，syntropy parallel，syntropy collineation，opposite overlapping and back to back overlapping）.The degree of the fault activity controlled the sequence evolution and sedimentation system.Furthermore，structural transfer zone and slope break controlled the distribution and scale of sand bodies.The study area is a new region for oil and gas exploration，thismethod is focused on the close relation between tectonism and sedimentation.Finally，it offers reliable evidence for favourable region exploration and supports a solid scientific evidence for the low degree oil and gas exploration in deep water area.

Key words：sequence stratigraphic framework；sedimentary system；transfer zone；Changchang-Heshan depression；Pearl River Mouth Basin

第一作者簡介宋 爽 女 1990年出生 碩士研究生 層序地層學(xué)及巖相古地理 E-mail：1023songshuang@163. com

通訊作者朱筱敏 男 教授 E-mail：xmzhu@cup.edu.cn

中圖分類號P512.2 P542

文獻標(biāo)識碼A

文章編號：1000-0550（2016）02-0222-14

doi：10.14027/j.cnki.cjxb.2016.02.002

收稿日期：2015-04-21；收修改稿日期：2015-06-12

基金項目：國家油氣重大專項課題（2011ZX05025-005，2011ZX05001-002）；國家自然科學(xué)基金項目（41272133）［Foundation：National Major Projects of Oil and Gas，No.2011ZX05025-005，2011ZX05001-002；National Natural Science Foundation of China，No.41272133］