南海北缘古近纪断裂活动规律及控盆特征:以阳江东凹为例

南海北缘发育了一系列新生代陆缘盆地,从西向东可划分为北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地及台西南盆地,这些盆地记录了新生代南海北缘构造演化过程。为加深对南海北部陆缘新生代盆地断裂活动及构造演化的认识,本文以珠三坳陷阳江东凹为例,基于覆盖阳江东凹研究区的高分辨率三维地震资料,对该地区的断裂体系进行了系统解剖,阐述了古近纪断裂的展布特征,并对主干断裂的活动速率进行定量计算,探讨了断裂体系演化规律及沉积中心迁移过程,并利用2Dmove软件对典型地震剖面进行了构造演化恢复。结果表明,文昌组沉积期阳江东凹主要以NE-NEE向断裂活动为主,且活动强度大;恩平组沉积期,NWW向断裂大量发育,少数NE-NEE向断裂继续活动。阳江东凹的断裂活动表现出从早到晚,同沉积主干断裂走向由NE-NEE向转变为近E-W向和NWW向,同时沉积中心相应的整体向西、向南迁移。而单一主干断裂在不同位置不同时期,其活动强度也存在差异。基于断裂体系展布特征和平衡剖面分析,本文认为阳江东凹的基底作为中生代华南陆缘的一部分,经历了多次变形作用,形成了NE向和NWW向基底卷入型共轭断裂;早-中始新世, NE向先存断裂在NW-SE向应力作用下优先复活,其断裂活动强度达到最大;进入中-晚始新世, NE向断裂活动继承性发展, NEE向断裂大量发育,在右旋应力作用下,早期NE向断裂呈右行右阶走滑,控制着地层沉积与断裂构造样式;至渐新世,NE向断裂少数继承性活动,近E-W向及NWW向断裂大量发育,以左行走滑方式存在。因此,阳江东凹裂陷期主要经历了文三段沉积期NW-SE向伸展、文二段沉积期NE向右行右阶走滑拉分和文一段-恩平组沉积期NWW向左行左阶走滑拉分的三阶段演化过程。结合前人对南海北部陆缘研究成果可知,南海北缘盆地群宏观格局主要为受NE向断裂控制的拉分成盆,其产生的NEE向次级断裂分别控制着各坳陷内部各个凹陷的次级构造和沉积充填,晚期经历了NWW向断裂走滑叠加改造。

珠江口盆地多期走滑构造与叠合型拉分盆地:以阳江东凹为例

珠江口盆地的成盆机制和构造演化过程探讨是该地区烃源岩研究中不可缺少的环节,也是大家广泛关注的焦点问题。本文以阳江东凹为例,通过整体与局部相结合的分析方法,从整体上确定了研究区走滑断裂的发育特征和展布框架,明确了区域构造运动与走滑断裂的成因联系;并将整体划分成局部,聚焦于阳江东凹古近纪盆地构造演化阶段逐步分解与精细检验,对珠江口盆地的成盆机制、发育过程和演化模式进行分阶段解剖和分析。结果表明,研究区的构造演化过程分为三个阶段:文三段沉积期NW-SE向伸展,文二段沉积期南北向区域拉张作用下NE走向断裂右行右阶走滑拉分和文一段-恩平组沉积期NWW向走滑断裂左行左阶拉分。由于三个阶段受到不同的区域构造运动影响,各阶段盆地的打开方式和断裂的分布特征具有一定差异。同时,不同时期的构造演化过程与同时期区域构造应力场的转变一一对应,控制了沉积-沉降中心的分布,据此本文提出珠江口盆地的裂解模式是多期走滑构造控制的"叠合型"拉分盆地的新认识,研究区整体表现为三期构造叠合型盆地,盆地的构造叠合机制与洼陷的生烃排烃具有一定的相关性。

珠江口盆地渐-中新世古气候及物源特征:以阳江东凹为例

珠江口盆地阳江东凹处于太平洋构造域与新特提斯构造域交汇处,地球动力学背景、构造演化历史复杂,对于盆地物源特征和物源区古气候演化方面研究比较薄弱。选取珠江口盆地阳江东凹A钻井岩心中的珠海组-韩江组砂泥岩样品,对其进行地球化学分析,结果显示,样品呈轻稀土元素富集、重稀土元素平坦的配分模式,有明显的负Eu异常特征,与花岗岩相似;Al_2O_3/TiO_2、F1-F2、La/Th-Hf和Co/Th-La/Sc判别图解表明源岩以长英质为主,并有镁铁质岩石的混入;Al_2O_3/TiO_2、Cr/Zr和Th/Sc值也体现出长英质成分为主的物源特征;(Fe_2O_3+MgO)-TiO_2、Th-Co-Zr/10和Th-Sc-Zr/10构造环境判别图解显示,大部分样品落在大陆岛弧和主动大陆边缘区域,综合研究表明源区岩石特征与中国东南沿海大面积发育的岩浆岩极为相似。化学蚀变指数(CIA)、化学风化指数(CIW)、斜长石蚀变指数(PIA)等指标以及Mg/Ca值,指示珠江口盆地阳江东凹晚渐新世至中中新世物源区经历了中等程度的化学风化,对应温暖湿润的古气候环境,且从早到晚气温降低、降水量减少。

多期走滑拉分盆地的沉积响应:以南海北部珠江口盆地为例

南海北部陆缘位于太平洋和新特提斯两大构造域之间,其形成与演化受到多期多向构造叠加作用,珠江口盆地是南海北部陆缘的重要构造单元。自新生代早期珠琼运动以来,由于太平洋板块向华南大陆俯冲在珠江口盆地形成两期强烈的走滑拉分作用,从而导致早期弥散状地堑与后两期拉分盆地的三层盆地叠合现象。本文在综合珠江口盆地的地质、构造物理和数值模拟、南海北部新生代构造演化研究的基础上,探讨了珠江口盆地区域沉积作用对构造的响应过程;并基于其内部次级构造单元阳江东凹的地震剖面资料解剖,进一步检验珠江口盆地地堑式伸展、两期走滑拉分作用对沉积盆地的沉积相空间展布、沉积沉降中心迁移规律的控制作用。研究表明,珠琼运动一幕(~47.8 Ma)伴生的NE向走滑运动控制盆地发育规模较小的辫状三角洲沉积,珠琼运动二幕(~38Ma)伴生的NWW向走滑运动控制三角洲轴向并导致三角洲沉积范围扩大,白云运动(~23 Ma)时期的沉积展布不受NE向走滑断层控制、但三角洲轴向仍与NW-NWW向断裂体系相关;在上述多期构造运动过程中,盆地沉积沉降中心往南迁移,逐渐奠定了三角洲沉积格局。

珠江口盆地阳江凹陷东部地区断控成藏条件

阳江凹陷东部地区是近年来珠江口盆地(东部)的热点探区,过去四十余年受限于钻井数量、地震资料品质和覆盖范围,缺少对断裂特征及控藏作用的系统解剖。本文在覆盖全区的高品质三维地震资料基础上,对阳江凹陷东部的断裂系统进行解剖,并探讨断裂对沉积充填、烃源展布、圈闭发育、油气运聚与保存的控制作用。研究表明,阳江凹陷东部的断陷格局具有典型的古近系和新近系上下双层结构,组成断裂可分为裂陷期断裂系统、拗陷期断裂系统和长期活动断裂系统。阳江凹陷东部的洼陷结构受长期活动断裂和裂陷期断裂共同控制,断裂的差异活动控制了沉积体系特别是辫状河三角洲和半深湖相烃源岩的展布。三套断裂系统历经三期构造演化过程,控制形成了三种不同类型的圈闭,主导了阳江凹陷东部主要圈闭的形成与分布。此外,断裂还控制油气运移和保存条件的差异性:一级和二级油源断裂主导了新近纪油气的垂向运移;NW向张扭断裂侧向封堵能力强,控制了油气的富集程度。

珠江口盆地成盆-成烃-成藏:代序

珠江口盆地位于太平洋俯冲的东部动力系统、印度-澳大利亚板块与欧亚碰撞或新特提斯洋俯冲的西部动力系统相互作用的中间地带,因此其构造成因及南海海盆打开机制一直存在争论;且构造对南海北部陆缘盆地群的油气成藏有何作用也不甚清晰。本专辑以珠江口盆地为例,特别是以阳江东凹为精细解剖区,结合中国东部新生代盆地的研究成果,展开了以下问题讨论:(1)珠江口盆地成盆机制:是单一裂陷、多幕伸展、单次伸展-走滑,还是多幕叠合走滑模式?(2)盆地的成盆机制与洼陷的生排烃、油气成藏相关性,尤其是古近系烃源岩的形成条件与资源潜力如何?不同幕次的构造转换对"源-汇"体系和油气成藏的控制作用等;(3)南海海盆的打开方式和动力学机制探讨:是印度-澳大利亚板块与欧亚板块碰撞有关的挤出-逃逸模式、太平洋板块俯冲有关的弧后伸展模式、深部构造有关的地幔柱模式、与古南海俯冲有关的俯冲拖曳模式,还是右行右阶拉分模式?(4)中国东部近海盆地共性探讨:珠江口盆地的成盆、成藏、成烃机制是否与渤海湾盆地、东海陆架盆地具有相似性?研究结果揭示,多期走滑拉分作用对珠江口盆地形成及其油气成藏具有重要意义,也影响了南海及其周边盆地群的裂解和洋盆打开过程,其动力来源主要是太平洋俯冲动力系统。

珠江口盆地始新统“源-渠-汇”分析——以阳江东凹和开平凹陷为例

以阳江东凹及开平凹陷为研究对象,运用碎屑锆石U-Pb定年、地震剖面渠汇分析及沉积相分析等手段,系统分析文昌组和恩平组沉积期沉积物来源、输送渠道以及沉积形式,将“源-渠-汇”耦合的思想运用到珠江口盆地始新统沉积演化中。碎屑锆石U-Pb定年结果表明,研究区物源在时空上均表现出不均一性,文昌组阳江东凹碎屑锆石年龄以燕山期为主,年龄谱图表现为单峰值,开平凹陷则存在燕山期和印支期两个峰值,锆石自形程度均较好,指示盆内近源沉积;恩平组碎屑锆石年龄谱图均具有多峰值特征,且古生代和前寒武纪的锆石数量增多,锆石磨圆度高,说明开始接受盆外物源,为盆内和盆外双重供源。基于大量的地震剖面,在研究区分别识别出断槽、古沟谷及构造转换带等物源运输通道,阳江-一统暗沙断裂带的走滑作用对研究区始新统沉积物沿上述通道输送起到了重要作用。整体来讲,文昌组沉积期主要发育滨浅湖相、半深湖相和扇三角洲相,恩平组沉积期则主要发育辫状河三角洲相和滨浅湖相。本研究对于认识阳江东凹和开平凹陷始新统“源-渠-汇”过程以及阳江-一统暗沙断裂带在始新世的表现形式具有重要意义。

珠江口盆地阳江东凹新生代岩浆活动特征与期次

根据阳江东凹邻区的录井及岩矿等资料,通过对阳江东凹的地震反射、地层关系及地层厚度等特征的分析,系统划分阳江东凹新生代的岩浆岩体类型及期次,并探讨其岩浆活动与南海区域构造运动的耦合关系。研究表明,阳江东凹新生代岩浆岩体分为侵入岩体与火山岩体两种类型,前者主要分布在东部洼陷内,后者主要发育于南部洼陷边部及周缘隆起区;岩浆活动可划分为文昌期、恩平期及珠江-粤海期,并受区域构造运动制约。珠琼运动两幕裂陷控制文昌期、恩平期的岩浆侵入活动,而裂陷后期的白云运动和东沙运动则控制盆地NWW向的断裂活动,从而影响珠江-粤海期的火山喷发活动。

珠江口盆地惠州运动的断裂响应研究:以阳江东凹为例

惠州运动是最近确定的发生于珠江口盆地早、晚文昌过渡期的构造运动,以珠一坳陷对其响应最为典型。然而,这一运动是否波及珠江口盆地其他坳陷,以及它们的响应特征如何并不清楚。本文以珠三坳陷阳江东凹断裂体系为突破口,首先对其几何学和运动学特征进行了研究,然后从断裂体系的优势方位、组合样式、活动和迁移规律等角度对珠江口盆地对惠州运动的响应特征进行了研究。研究发现:阳江东凹古近系主要发育NE-NEE和E-W-NWW两组不同级别的断裂,这些断裂的发育演化主要受先存构造和区域构造运动两种因素控制。其中,先存构造主要影响主断裂带的优势发育部位、排列方式和整体走向等要素,可为这些断裂沿线后期构造的形成提供有利条件,而区域构造运动则导致该区优势断裂体系发生转换。对于阳江东凹而言,正是阳江—一统断裂前新生界左阶分支的左旋复活,才导致惠州运动后其内部形成了一系列小型走滑拉分盆地;虽然阳江东凹古近系断裂体系仍保留其前新生代先存构造的基本特征,如方位和组合样式等,但与珠一坳陷一致,惠州运动前后,其优势断裂体系也由早文昌沉积期的NE-NEE向张性断裂向晚文昌沉积期的近E-W-NWW向张扭性断裂转换,断裂活动强度也由南往北、由西向东发生了迁移和转换。珠江口盆地古近系断裂体系对惠州运动的统一响应说明惠州运动为南海北部影响广泛的构造运动,珠江口盆地不同坳陷对惠州运动的响应特征研究可为其内部各坳陷孤立发育的文昌组的跨盆对比提供构造依据,同时对于破解阳江东凹油气勘探困局也具有重要意义。

珠江口盆地阳江东凹断层特征及其对油气成藏的影响

珠江口盆地阳江东凹断层发育,所发现的油气与断层密切相关。通过区域地质背景、地震、钻井等资料,对阳江东凹的断层特征及其对油气成藏的影响进行了总结与分析。阳江东凹发育“下断上拗”2套断层系统,根据断层的规模、发育时间、作用等特征,可划分为一级控洼断层、二级控圈断层和三级调节断层;根据断层的发育期次,可划分为早期型断层、长期型断层和晚期型断层3种类型。断层的发育和演化对阳江东凹圈闭形成、油气运移和侧向封堵具有控制作用。一级控洼断层和二级控圈断层控制了凹陷内二级构造带及构造圈闭的形成;Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类输导断层的垂向输导能力有较大差异,其中Ⅰ类输导断层输导能力最强,可将油气垂向运移至1500 m以浅;北西—南东走向的张扭性断层侧向封堵能力好,利于油气规模富集。

珠江口盆地恩平21洼文昌组沉积期原型盆地及其对优质烃源岩的控制

珠江口盆地阳江东凹恩平21洼古近纪文昌组沉积期发育断陷湖盆,由于该区古近纪经历多期岩浆底辟和整体构造抬升,导致原型盆地被强烈改造,使其主要生烃层段文昌组的原型盆地面貌不清,从而给油气勘探和资源潜力评价造成困难。本文遵循改造型盆地的研究思路,将地震解析、声波时差法和趋势厚度法相结合,恢复了文昌组沉积期洼陷的原始面貌,并明确了优质烃源岩的展布范围。研究表明,阳江东凹恩平21洼在始新世文昌组沉积末期遭受强烈的剥蚀改造,造成洼陷东北部1/4沉积地层剥蚀殆尽;在文二段沉积期,恩平21洼北部与恩平14洼连通形成广盆深水的沉积环境,控制文二段半深湖相优质烃源岩的形成。从文昌组烃源岩的原始沉积规模和勘探实践来看,阳江凹陷具有良好的资源潜力。

断裂复合汇聚脊对新近系油气远距离富集的控制作用——以珠江口盆地阳江东凹与恩平凹陷为例

珠江口盆地珠一坳陷北部断阶带在近40年的勘探实践中一直未获商业发现,近年来在阳江东凹与恩平凹陷北部相继获得重大油气发现,且油气具有远源富集特征。本文提出"断裂复合汇聚脊"是该地区新近系油气远源富集的关键控制因素。"断裂复合汇聚脊"是受多条断裂切割复杂化的一类汇聚脊,具有4个特征:(1)汇聚脊三面分别被恩平17洼、恩平21洼、恩平14洼等三个已证实或潜在富生烃洼陷环绕,油气来源充足;(2)汇聚脊西侧发育7条北倾的反向断裂,东侧发育6条南倾的顺向断裂,整体由南向北逐级抬升,两侧地势较低,油气能从多个方向持续汇聚;(3)汇聚脊南端的断裂深切洼陷,且新近纪强烈活动,能将洼陷内部的油气大规模调节至新近系;(4)汇聚脊东西两侧断裂上升盘发育一系列断鼻圈闭,利于捕获油气。勘探实践证实,断裂复合汇聚脊是该地区油气远源富集的关键要素,由此作者建立了油气成藏模式,该模式丰富了新近系油气成藏理论,这一发现对珠江口盆地类似地区的勘探具有一定借鉴意义。

珠江口盆地阳江东凹文昌组泥岩稀土元素特征及其地质意义

沉积岩中的稀土元素具有良好的化学稳定性,能够较好保存原始沉积记录。为了揭示阳江东凹文昌组发育时期的物源区物质来源、构造背景和沉积环境,选取凹陷内Y-1井文昌组泥岩样品进行元素测试,系统分析研究区文昌组泥岩稀土元素地球化学特征。结果表明,文昌组泥岩稀土元素含量高,轻稀土元素相对富集,Eu为明显负异常,Ce为微弱正异常特征。文昌组物质来源以花岗岩为主,含有少量沉积岩,沉积源区为被动大陆边缘构造背景。Ce_(anom)和δCe参数指示文昌期水体处于还原环境,为优质烃源岩发育提供良好的保存条件,纵向上水体还原性演化规律为:强→弱→强→弱,与文昌组泥岩TOC变化趋势一致。