西沙海槽盆地古近系沉積特征

馮常茂，鐘廣見，金華峰（廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州510760）

西沙海槽盆地古近系沉積特征

馮常茂，鐘廣見，金華峰（廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東 廣州510760）

西沙海槽盆地位于瓊東南盆地東部，是南海北部陸坡深水區(qū)的有利油氣勘探區(qū)域。該盆地古近系發(fā)育有始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)兩套主要地層層序。始新統(tǒng)主要發(fā)育平行－亞平行地震相、雜亂反射地震相以及前積地震相，漸新統(tǒng)主要發(fā)育一套平行－亞平行反射地震相。利用地震資料對(duì)西沙海槽盆地的地層砂巖百分含量（Ps）進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)合地震相分布特點(diǎn)以及區(qū)域構(gòu)造－沉積背景對(duì)該盆地的沉積特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，西沙海槽盆地始新世為陸相湖盆沉積體系，神狐隆起區(qū)以及西沙隆起區(qū)成為始新統(tǒng)主要物源區(qū)；漸新世主要接受濱、淺海相沉積，主要物源區(qū)為北部的神狐隆起區(qū)。

西沙海槽盆地；南海北部；地震相；沉積特征

近年來，全球油氣重大發(fā)現(xiàn)50%以上來自海上，特別是深水領(lǐng)域。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局和國際能源機(jī)構(gòu)估計(jì)，未來油氣儲(chǔ)量的40%可能在海洋深水區(qū)被發(fā)現(xiàn)，全球深海區(qū)的潛在石油儲(chǔ)量可能超過140×108t。可見，將來油氣產(chǎn)量的主要增長點(diǎn)來自于海洋深水區(qū)。南海北部陸緣盆地深水區(qū)自1986年2月鉆探了第一口深水井（LF15－1－1井）就獲得油氣發(fā)現(xiàn)，之后2006年，哈斯基（中國）能源有限公司在南海北部陸坡深水區(qū)白云凹陷荔灣3－1構(gòu)造上獲得重要油氣發(fā)現(xiàn)；繼荔灣3－1之后，2009年中海石油有限公司與合作伙伴在珠江口盆地流花34－2構(gòu)造上鉆探了流花34－2－1井（水深1145m），鉆獲第2個(gè)深水天然氣藏，展示了南海北部陸坡深水區(qū)新生界良好的勘探前景。研究區(qū)西沙海槽盆地水深跨度200～3000m（圖1），跨越了陸架到陸坡的地形地貌單元，位于瓊東南盆地東部，屬于南海北部陸坡區(qū)有利油氣勘探區(qū)域。該區(qū)也有其他稱謂，如西沙海槽凹陷、長昌凹陷等［1，2］。筆者主要通過新資料對(duì)該盆地古近系沉積演化特點(diǎn)進(jìn)行研究，以便進(jìn)一步深化對(duì)該區(qū)的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

圖1 西沙海槽盆地位置及部分測(cè)線位置圖

1 層序界面劃分及其地震反射特征

西沙海槽盆地古近系發(fā)育有始新統(tǒng)（T8－Tg）、下漸新統(tǒng)（T7－T8）及上漸新統(tǒng)（T6－T7）等3大套沉積層序，各反射層的地震反射特征見圖2。自上而下，各反射界面的主要特征概述如下。

1）T6界面 主要為中高頻、中強(qiáng)振幅、中高連續(xù)的單相位或雙相位反射同相軸。界面之上以中高頻、中弱振幅、中－高連續(xù)、平行－亞平行地震反射結(jié)構(gòu)為主，其與上部地層之間夾有一系列小斷層所錯(cuò)斷的形態(tài)剖面；下伏地層頻率相對(duì)較低，主要呈中強(qiáng)振幅、中－高連續(xù)、平行－亞平行地震反射結(jié)構(gòu)（圖2）。盆地內(nèi)該界面不整合特征不明顯，上、下地層多為整合、假整合接觸關(guān)系，部分測(cè)線段可見地層超覆。

2）T7界面 主要為中高頻、中強(qiáng)振幅、中高連續(xù)的雙相位或單相位反射同相軸。界面之上以中高頻、中弱振幅、中－高連續(xù)、平行－亞平行地震反射結(jié)構(gòu)為主，下伏地層主要也呈中強(qiáng)振幅、中－高連續(xù)、平行－亞平行地震反射結(jié)構(gòu)，局部為前積反射結(jié)構(gòu)。盆地內(nèi)該界面不整合特征不甚明顯，上、下地層多為整合、假整合接觸關(guān)系，部分測(cè)線段可見地層超覆。

圖2 AA′測(cè)線（見圖1）地震反射界面及地震相特征

3）T8界面 主要為中高頻、中強(qiáng)振幅、中高連續(xù)的單相位反射同相軸，主要在盆地中央部位發(fā)育，至隆起斜坡上尖滅。界面之上以中－高頻、中弱振幅、中－高連續(xù)、平行－亞平行地震反射結(jié)構(gòu)為主，下伏地層則為中－高頻、中弱振幅、斷續(xù)反射或空白、雜亂反射為主。

4）Tg界面 呈低頻、中強(qiáng)振幅、中高連續(xù)反射特征，其下為雜亂反射地震相，局部可見削截現(xiàn)象，局部地區(qū)該界面之上呈平行連續(xù)反射，但其產(chǎn)狀與下伏地層呈角度不整合接觸關(guān)系，通過速度判斷，該界面之下地震層速度大于4000m/s。

2 地震相分析

2.1 地震相類型

西沙海槽盆地始新統(tǒng)主要發(fā)育3類典型地震相［3］：第1類為前積反射地震相，該地震相外形呈尖楔形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈疊瓦狀，頂超較明顯，底超清晰；第2類為雜亂反射地震相，該地震相內(nèi)部錯(cuò)亂無序，頂?shù)钻P(guān)系均不清楚，橫向上呈漸變趨勢(shì)；第3類為平行－亞平行反射地震相，該地震相無特異外形，內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈平行狀，頂、底界均呈平行狀，橫向連續(xù)且延伸較遠(yuǎn)（圖2）。

漸新統(tǒng)主要發(fā)育平行－亞平行反射地震相，其中根據(jù)地震反射同相軸的振幅、連續(xù)性等可以分出早漸新世的低頻、高連續(xù)亞平行反射地震相以及晚漸新世沉積期的中－強(qiáng)振幅、中－低頻、斷續(xù)或雜亂地震相，中振幅、中頻、連續(xù)平行－亞平行地震相以及變振幅、低頻、低連續(xù)性的波狀地震相（圖2）。

2.2 地震相平面特征

根據(jù)各種地震相的平面組合關(guān)系，編制了西沙海槽盆地始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)的地震相平面分布圖，并總結(jié)了其地震相分布的基本特征。始新統(tǒng)在盆地內(nèi)分布范圍較小，雜亂反射地震相最為發(fā)育，呈近東西向展布；平行－亞平行反射地震相主要分布于盆地南部，其連片性也較好；前積反射地震相主要發(fā)育在盆地邊緣，盆地中部大型斷層處也有一定規(guī)模的發(fā)育（圖3（a））。漸新統(tǒng)則除盆地局部剝蝕區(qū)以及火成巖體發(fā)育區(qū)無沉積外，平行－亞平行反射地震相基本分布全區(qū)（圖3（b））。

圖3 西沙海槽盆地始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)地震相平面分布圖

3 地震速度巖性指數(shù)

地震波的速度在巖層中隨巖性的變化而變化，因而可以利用地震波的速度分析判斷地層巖性。目前進(jìn)行定量巖性預(yù)測(cè)的方法有2種：①聲波時(shí)差法；②地震層速度法［4，5］。

地震層速度法巖性分析是利用地震疊加速度、地震反射剖面和少量聲波時(shí)差測(cè)井資料進(jìn)行整個(gè)地區(qū)的巖性預(yù)測(cè)。速度－巖性定量預(yù)測(cè)所依據(jù)的地質(zhì)模型就是實(shí)際地層簡化后的砂巖和泥巖單元，其數(shù)學(xué)模型為：

式中，Ps為砂巖含量，%；V、Vs、Vm分別為同一深度下的地震層速度、純砂巖速度和純泥巖速度，m/s。V可以利用疊加速度和層位數(shù)據(jù)求取。Vs和Vm是由砂泥巖壓實(shí)模型提供的，砂泥巖壓實(shí)模型就是純砂巖速度和純泥巖速度與埋深的關(guān)系，它們是地震速度巖性預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)［6］。

圖4 西沙海槽盆地砂泥巖含量量板圖

根據(jù)Vn－tn散點(diǎn)圖擬合砂巖含量（巖性）量板，其中散點(diǎn)的上包絡(luò)線代表純砂巖的速度（Vn1）曲線，散點(diǎn)的下包絡(luò)線代表純泥巖的速度（Vn2）曲線，散點(diǎn)的中包絡(luò)線代表砂巖占50%的砂巖速度曲線。對(duì)西沙海槽盆地的砂泥巖含量量板（圖4）進(jìn)行擬合，擬合的巖性曲線公式如下。

純砂巖（Ps值為100%）的速度曲線公式為：

純泥巖（Ps值為0%）的速度曲線公式為：

地層砂巖百分含量：

式中，時(shí)間從海底算起，tn1、tn2是地層上下界面的平均時(shí)間，s；Vn是地層層速度，m/s。

根據(jù)擬合的巖性量板內(nèi)插，可計(jì)算各套地層的砂巖百分含量（Ps）值。地層沉積相大致劃分為泥巖相（Ps值為0%～25%）、偏泥巖相（Ps值為25%～50%）、偏砂巖相（Ps值為50%～75%）和砂巖相（Ps值為75%～100%）。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，西沙海槽盆地始新統(tǒng)與漸新統(tǒng)的巖性具有如下特征。

1）始新統(tǒng)地層Ps值基本小于50%。中部及東部區(qū)域Ps值一般在30%～40%之間，局部地區(qū)小于30%，屬泥巖相、偏泥巖相；北部及南部局部區(qū)域Ps值大于40%，屬偏砂巖相（圖5（a））。

2）漸新統(tǒng)地層Ps值自北往南呈逐漸減小的趨勢(shì)，北部Ps值可達(dá)60%，屬偏砂巖相。南部局部區(qū)域也可達(dá)50%以上，中南部介于30%～50%之間，呈近EW向分布（圖5（b）），說明巖性以偏砂巖相為主。

圖5 西沙海槽盆地始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)Ps值平面分布圖

4 沉積特征

地震剖面顯示，始新世－晚漸新世末，西沙海槽盆地一直處于斷陷期（見圖2）。平面上，這一時(shí)期南海北部區(qū)域拉張以NW－SE向?yàn)橹鳎倴|南盆地與珠江口盆地均發(fā)育一系列面積較小，且彼此分隔的NE向斷陷［7～9］。自漸新世開始，南海北部區(qū)域拉張轉(zhuǎn)為SN向，瓊東南盆地和珠江口盆地發(fā)育EW向斷陷，瓊東南盆地在漸新世早期即遭受海侵，形成半封閉淺海相沉積，而珠江口盆地珠二坳陷漸新世早期湖侵范圍有所擴(kuò)大［7］。

根據(jù)地震相以及地震速度巖性指數(shù)分析結(jié)果，結(jié)合區(qū)域沉積特點(diǎn)，對(duì)西沙海槽盆地始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)沉積體系進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明，始新統(tǒng)與漸新統(tǒng)沉積體系具有較大差異。

始新世沉積期，西沙海槽盆地發(fā)育一套河湖相沉積體系，主要發(fā)育濱淺湖相、半深湖－深湖相、三角洲相等沉積。盆地中部主要發(fā)育雜亂地震相以及平行－亞平行地震相，Ps值30%～40%之間，局部30%以下，說明泥巖含量較高，屬于半深湖－深湖相沉積；北部及南部邊緣局部地區(qū)發(fā)育前積反射地震相，Ps值超過40%，說明砂巖含量相對(duì)較高，推測(cè)其屬三角洲沉積；而盆地中央，大型斷層周圍也發(fā)育有前積地震相，屬濁積扇沉積（圖6（a））。根據(jù)Ps值的變化趨勢(shì)判斷，這一時(shí)期的主要物源區(qū)可能分別來自南部的西沙隆起區(qū)以及北部的神狐隆起區(qū)。

漸新世沉積期，西沙海槽盆地以平行－亞平行反射地震相為主，自北向南，Ps值逐漸降低，其值一般大于40%，說明以砂巖為主，因而自早漸新世開始，該盆地可能已經(jīng)遭受海侵，廣泛分布了一套濱－淺海相沉積，根據(jù)Ps值的變化趨勢(shì)判斷，北部的神狐隆起區(qū)可能是該區(qū)的物源供應(yīng)區(qū)（圖6（b））。

圖6 西沙海槽盆地始新世和漸新世沉積相分布圖

5 結(jié) 論

1）西沙海槽盆地始新統(tǒng)發(fā)育有前積反射地震相、平行－亞平行反射地震相以及雜亂反射地震相等3類地震相；漸新統(tǒng)主要發(fā)育平行－亞平行反射地震相。

2）始新世－漸新世是西沙海槽盆地的斷陷階段，始新世時(shí)期為該盆地?cái)嘞莺璩跏及l(fā)育階段，這一階段以陸相湖盆沉積體系為主；早漸新世開始，盆地遭受廣泛海侵，沉積了一套濱淺海相沉積。

3）始新世沉積期，其北部的神狐隆起區(qū)以及南部的西沙隆起區(qū)成為西沙海槽盆地的主要物源區(qū)，漸新世開始，物源供應(yīng)以北部的神狐隆起區(qū)為主。

［1］劉鐵樹，何仕斌.南海北部陸緣盆地深水區(qū)油氣勘探前景［J］.中國海上油氣（地質(zhì)），2001，15（3）：164～170.

［2］袁玉松，丁玫瑰.南海北部深水區(qū)盆地特征及其動(dòng)力學(xué)背景［J］.海洋科學(xué)，2008，32（12）：102～110.

［3］馮常茂，鐘廣見，王嘹亮.西沙海槽盆地古近系烴源巖預(yù)測(cè)與早期評(píng)價(jià)［J］.地球?qū)W報(bào)，2011，32（6）：747～753.

［4］陸基孟.地震勘探原理（下冊(cè)）［M］.東營：石油大學(xué)出版社，2001.

［5］崔炳富，牟中.利用地震層速度進(jìn)行定量巖性預(yù)測(cè)及在塔西南地區(qū)的應(yīng)用［J］.石油地球物理勘探，2002，37（增刊）：61～65.

［6］劉震.儲(chǔ)層地震地層學(xué)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1997.

［7］龔再升，李思田，謝泰俊，等.南海北部大陸邊緣盆地分析與油氣聚集［M］.北京：科學(xué)出版社，1997.

［8］代一丁，龐雄.珠江口盆地珠二坳陷石油地質(zhì)特征［J］.中國海上油氣（地質(zhì)），1999，13（3）：169～180.

［9］米立軍，張功成，沈懷磊，等.珠江口盆深水區(qū)白云凹陷始新統(tǒng)－下漸新統(tǒng)沉積特征［J］.石油學(xué)報(bào)，2008，29（1）：29～34.

Sedimentary Characteristics of Paleogene in Xisha Trough Basin

FENG Chang－mao，ZHONG Guang－jian，JIN Hua－feng（First Author's Address：Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou510760，Guangdong，China）

Xisha Trough Basin located in the Eastern Qiongdongnan Basin was the advantageous oil and gas exploration area of the northern continental slope of the South China Sea.Xisha Trough Basin developed Eocene and Oilgocene stratigraphic sequenses.Eocene included parallel－subparallel seismic facies，untrimmed seismic facies and foreset seismic facies.Oilgocene mainly included parallel－subparallel seismic facies.The sand－ground proportion was researched on the basis of seismic data，in combination with seismic facies distribution and structural sedimentary background，the sedimentary characteristics of the basin were analyzed.The result indicates that Eocene developes a land lake depositional system，Shenhu uplifted area in the north of the basin and Xisha uplifted area in the south of the Basin are the main source areas；Oilgocene developes offshore and shelf sea sediment，Shenhu uplifted area in the north of the basin is the main source area.

Xisha Trough Basin；North of South China Sea；seismic facies；sedimentary characteristics

TE121.3

A

1000－9752（2012）08－0006－05

2012－03－02

馮常茂（1979－），男，2002年江漢石油學(xué)院畢業(yè)，博士，工程師，現(xiàn)從事石油地質(zhì)方面的研究工作。

［編輯］ 宋換新