陆缘地壳强烈拆离薄化作用下的油气地质特征——以南海北部陆缘深水区白云凹陷为例

综合利用重力、磁力、三维地震、海底地震和深水油气探井、南海大洋钻探井等资料,开展了陆缘地壳伸展薄化与白云深水区凹陷结构、构造及油气地质之间关系的研究。研究表明,深水区裂陷期经历了早期上地壳脆性伸展高角度断裂控制的箕状半地堑断陷、中期地壳脆韧性差异伸展低角度拆离断裂控制的宽深断陷、晚期以韧性地壳流变为主的碟形断坳盆地演化过程;受穿过地壳的大型拆离断裂控制而发育的宽深断陷是深水区盆地结构的重要特征。陆缘地壳强烈拆离薄化形成的白云凹陷宽深断陷为大型三角洲—湖相沉积体系和规模烃源岩的发育提供了可容空间;陆缘岩石圈薄化程度的差异导致了裂后拗陷期热沉降差异,进而控制了拗陷期陆架坡折带的发育和深水储集层沉积环境;岩石圈强烈薄化、幔源上升导致的高热流背景,使得深水区的储集层成岩作用、烃源岩成烃过程和油气成藏条件具有特殊性。

南海北部陆缘超伸展区白云凹陷断陷结构演化与岩浆作用

断陷盆地的结构-构造主要受控于边界断层的构造作用,但是在盆地发育过程中有不同程度的岩浆作用发生时,断陷结构会受到显著的改造和影响.通过对位于南海北部陆缘超伸展区的珠江口盆地白云凹陷断陷结构差异演化特征的描述和分析,探讨陆缘伸展过程中岩浆作用的参与程度对洼陷结构样式和断陷构造-地层-沉积演化的影响.研究表明,白云凹陷主洼强烈伸展期间,岩浆作用不明显,上地壳发生脆性断裂,中下地壳则发生韧性伸展薄化,产生了壳幔拆离断层控制的宽深断陷,构造作用即地壳伸展拆离薄化作用是断陷发育的主要机制;然而,白云凹陷东部洼陷在经历了早期的脆性破裂之后,随即发生了显著的岩浆上涌作用,改变了上地壳的结构强度,脆-韧性转换面上移,产生了上地壳拆离断层控制的宽浅断陷,断陷结构受岩浆上涌作用的改造而表现出坡坪式拆离断层控制的半地堑系,沉积中心发生规律性迁移,构造-岩浆作用是断陷发育的机制.白云凹陷主洼与白云凹陷东部洼陷中岩浆作用参与程度的不同,不仅导致了洼陷结构样式及其演变过程的不同,而且断陷中的沉积充填体系也表现出显著的差异.构成白云凹陷主洼的宽深断陷中发育了巨厚的中晚始新世上文昌组-恩平组,在北部缓坡和南部深洼区,这套地层依次由大型三角洲体系和深湖相沉积体系构成;白云凹陷的东部洼陷则受岩浆上涌改造,发育多隆凹结构的宽浅断陷,形成多个小物源供源的小型三角洲-浅湖沉积体系,而且沉积物中富含火山碎屑.研究成果对于白云凹陷成盆机制的研究意义重大,同时对该凹陷的油气勘探亦具有重要的实际应用价值.

珠江口盆地深水区伸展陆缘地壳减薄背景下的沉积体系响应过程及油气勘探意义

珠江口盆地白云深水区(包括白云凹陷和荔湾凹陷)位于南海北部陆缘地壳薄化带上,地壳厚度从北侧的29km迅速减薄至17~18km。地壳岩石圈强烈伸展薄化使得陆缘深水区具有特殊的断裂结构样式与沉降特征,对沉积体系产生重要的控制作用,并导致深水区成藏组合特征的差异性。通过调研全球典型伸展陆缘盆地的伸展破裂过程、断裂结构样式对沉积体系的控制作用,开展了对白云深水区凹陷结构、断裂构造样式、构造沉降史与沉积体系的耦合分析,揭示出珠江口盆地深水区特殊的沉积体系响应特征与发育机制。研究结果显示:地壳内脆韧性变形过程产生的大型低角度拆离断裂活动是裂陷期陆缘岩石圈伸展、薄化、破裂的主要机制,裂陷期地壳的均衡抬升、断裂带上盘块体的旋转和大型低角度主控断裂转换带的发育导致始新世文昌组—恩平组沉积期深水区具有宽深断陷结构与大型三角洲—湖相沉积响应体系;裂解期的缓慢沉降和丰富的单边物源供给导致渐新世珠海组沉积期陆架坡折带的发育,并形成海退型进积层序组合,大型海相陆架边缘三角洲和陆坡深水峡谷/深水扇体系分别发育在白云凹陷及其南部凹陷区;裂后热沉降期,台阶式沉降和充足的北侧单边物源体系控制了陆架坡折带由南往北的迁移,并使得陆架坡折带稳定分布在白云北坡,形成海侵加积型层序组合,陆架边缘三角洲和深水扇体系呈现垂向叠置分布特征。在新生代陆缘地壳拆离薄化背景下,裂陷期宽深断陷结构、裂陷后期台阶式沉降和单边物源体系供给等特征使得陆缘深水区发育裂陷期大型三角洲—湖相沉积体系到裂后期大型陆架坡折带的古珠江陆架边缘三角洲和陆坡深水重力流响应体系,最终导致规模烃源岩集中分布、纵向台阶式储-盖组合和两大陆架坡折带控制大型有利油气聚集带的分布格局。