南海陸緣盆地中生界分布特征及其油氣地質(zhì)意義

魯寶亮 ，王璞珺，吳景富，李伍志，王萬銀，郎元強

（1. 長安大學(xué)重磁方法技術(shù)研究所；2. 吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院；3. 中海油研究總院；4. 四川省地質(zhì)工程勘察院）

0 引言

20世紀(jì)90年代以來，中國前新生代殘留盆地尤其是中生代殘留盆地的地質(zhì)研究與油氣勘探受到國內(nèi)學(xué)者的高度重視[1-6]，均認(rèn)為中生代殘留盆地是中國未來油氣勘探的重要新領(lǐng)域和戰(zhàn)略接替區(qū)。由于中國近海前新生代殘留盆地油氣勘探難度大，導(dǎo)致其油氣勘探與地質(zhì)研究程度整體較低[1-2]。筆者系統(tǒng)收集了南海陸緣盆地揭示中生界的40口鉆井資料、2個拖網(wǎng)樣品、覆蓋南海盆地大部分地區(qū)總長度約5.2×104km的地震資料及更大比例尺的重力、磁力數(shù)據(jù)，在總結(jié)分析前人研究成果的基礎(chǔ)之上，通過鉆井、拖網(wǎng)、地震以及重磁數(shù)據(jù)的處理、分析及解釋，對南海盆地陸緣區(qū)中生界的分布范圍、埋深及厚度進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并結(jié)合前人對中生界烴源巖及生烴條件的研究，預(yù)測南海陸緣盆地中生界油氣勘探有利區(qū)。

1 基礎(chǔ)資料

南海陸緣盆地共有40口鉆井和2個拖網(wǎng)樣品揭示中生界，主要集中于南海北部臺西南盆地、珠江口盆地以及南海南部禮樂盆地、巴拉望盆地，南海陸緣盆地 5.2×104km 二維地震剖面覆蓋了南海大部分區(qū)域（見圖1、表1、表2）。

圖1 南海盆地構(gòu)造簡圖及中生界分布預(yù)測圖

表1 南海北部陸緣盆地中生代沉積巖鉆井巖性及時代特征

表2 南沙海區(qū)中生代沉積巖拖網(wǎng)樣品和鉆井巖性及時代特征

南海北部陸緣北部灣、鶯歌海、瓊東南、珠江口及臺西南等5個盆地共有23口鉆井鉆遇中生界沉積巖（見表1）。南海中南部盆地主要包括萬安、曾母、禮樂和巴拉望等10余個盆地，共有17口鉆井和2個拖網(wǎng)樣品揭示中生界沉積巖（見表2）。中生界沉積巖巖性以頁巖和砂礫巖為主，也有少量灰?guī)r、泥巖、硅質(zhì)巖和黏土巖，沉積時代主要為白堊紀(jì)，其次為侏羅紀(jì)、三疊紀(jì)。

2 南海陸緣盆地中生界地球物理識別及分布

根據(jù)鉆井、地震剖面綜合對比研究，在地震剖面上識別出中生界4個反射界面和3個構(gòu)造層（見圖2、圖 3），4個反射界面即：Tg（新生界底界面）、Tk（白堊系底界面）、Tj（侏羅系底界面）、Tm（中生界底界面）；3個構(gòu)造層即：Tg—Tk（白堊系構(gòu)造層）、Tk—Tj（侏羅系構(gòu)造層）、Tj—Tm（三疊系構(gòu)造層）。

圖2 珠江口盆地東部中生界地震反射特征（剖面位置見圖1，巖性柱狀圖據(jù)文獻(xiàn)[8-9]）

圖3 禮樂盆地中生界地震反射特征（剖面位置見圖1，巖性柱狀圖據(jù)文獻(xiàn)[5]）

2.1 南海北部陸緣

圖2 地震剖面位于珠江口盆地東部，LF35-1-1井鉆遇厚約1 500 m的中生界，揭示了中侏羅統(tǒng)濱淺海、上侏羅統(tǒng)深海、下白堊統(tǒng)海陸過渡—濕潤陸相環(huán)境以及上白堊統(tǒng)干旱炎熱陸相沉積環(huán)境[8-9]。根據(jù)LF35-1-1井地層資料與地震剖面反射特征，在地震剖面上劃分出Tg、Tk、Tj和Tm 4個反射界面和3大構(gòu)造層Tg—Tk、Tk—Tj、Tj—Tm。

Tg—Tk構(gòu)造層頂界面為區(qū)域性角度不整合面，該構(gòu)造層與下伏地層呈超覆、削截關(guān)系。內(nèi)部地震反射特征為中低頻、中弱振幅、中差連續(xù)、亞平行、波狀反射。

Tk—Tj構(gòu)造層頂界面為區(qū)域性不整合面，上超于下伏地層之上。內(nèi)部地震反射特征為中高頻、強振幅、連續(xù)性好、亞平行、雜亂反射。

Tj—Tm構(gòu)造層頂界面為不整合界面，底界面可見頂超和削截，呈斷續(xù)狀波阻抗界面。內(nèi)部反射特征為中低頻、中弱振幅、中差連續(xù)、亞平行、亂崗狀、波狀反射。

斷裂不發(fā)育和寬緩褶皺是南海東北部中生界主要構(gòu)造特征，是與新生界區(qū)別的重要標(biāo)志[18-19]。晚白堊世晚期，太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖作用導(dǎo)致珠江口盆地受到區(qū)域擠壓，形成北東向?qū)捑忨薨櫂?gòu)造，Tg角度不整合界面反映了隆升剝蝕現(xiàn)象。中生界在地震剖面上表現(xiàn)平行—亞平行、連續(xù)反射結(jié)構(gòu)，反射頻率較低，連續(xù)性不及新生界，在很大范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，局部見上超或下超現(xiàn)象。中生界與新生界呈角度不整合接觸。

2.2 南海南部陸緣

圖3地震剖面位于禮樂盆地南部坳陷，在該剖面東北部15 km處Sampaguita-1井鉆遇下白堊統(tǒng)，缺失上白堊統(tǒng)，揭示了該區(qū)早白堊世為濱淺海相環(huán)境[15]。根據(jù)Sampaguita-1井地層資料、鄰區(qū)拖網(wǎng)露頭資料與地震剖面反射特征，在地震剖面上劃分出Tg、Tk、Tj和Tm 4個反射界面和3大構(gòu)造層Tg—Tk、Tk—Tj、Tj—Tm。

Tg—Tk構(gòu)造層頂界面為角度不整合面，底界面可見削截，上白堊統(tǒng)剝蝕嚴(yán)重。內(nèi)部地震反射特征為低頻、中弱振幅、中差連續(xù)，含雜亂反射，厚度穩(wěn)定，地震相顯示為大傾角、已變形的平行反射結(jié)構(gòu)。

Tk—Tj構(gòu)造層頂界面為角度不整合，底界面可見削截現(xiàn)象。內(nèi)部地震反射特征為中頻、中強振幅、中連續(xù)、亞平行、雜亂反射結(jié)構(gòu)。

Tj—Tm構(gòu)造層頂界面角度不整合，底界面呈斷續(xù)的波阻抗差異界面。內(nèi)部地震反射特征為中低頻、中弱振幅、中差連續(xù)、亞平行、雜亂反射結(jié)構(gòu)。

中生界整體向南—東南傾斜，被一系列新生界反向伸展正斷層掀斜。

由于中建南—萬安—南薇西盆地及鄰近海區(qū)沒有鉆井資料可進(jìn)行對比研究，無法確定地層的具體沉積時代，因此對該區(qū)中生界的研究主要依賴于地震資料。大多數(shù)地震剖面很難識別出中生界內(nèi)部構(gòu)造層，但可以明顯識別出大套的中生界（見圖4、圖5）。

圖4 中建南盆地中生界地震反射特征（剖面位置見圖1）

圖5 萬安盆地中生界地震反射特征（剖面位置見圖1）

在中建南盆地南部和萬安盆地，根據(jù)地震反射特征發(fā)現(xiàn)，中生界與上覆新生界呈不整合接觸，底界面可見削截現(xiàn)象，為一明顯的波阻抗差界面。內(nèi)部地震反射特征為中低頻、中弱振幅、斷續(xù)狀，局部較連續(xù)，反映成層性，具平行—亞平行反射結(jié)構(gòu)（見圖4）。

在南薇西盆地，從地震相特征來看，新生界之下的褶皺變形層狀地震層序內(nèi)，地震反射特征為高頻、中強振幅、中連續(xù)，厚度穩(wěn)定，呈傾斜層狀，具弱變形特征，推測為中生界，構(gòu)造層內(nèi)局部成層性較好（見圖5）。

2.3 南海陸緣盆地中生界分布

通過鉆井、拖網(wǎng)、地震、重磁資料綜合解釋及中生界地層對比認(rèn)為，南海陸緣盆地中生界主要分布于3個區(qū)域（見圖1）：

①珠江口盆地東部—臺西南盆地。主要分布于珠江口盆地陽江—一統(tǒng)暗沙東斷裂以東的珠一坳陷、珠二坳陷大部、潮汕坳陷、北部隆起、番禺低隆起、東沙隆起、南部隆起東部以及臺西南盆地中央隆起帶、北港隆起，在珠江口盆地東部發(fā)育寬緩長軸褶皺。中生界埋深1～3 km，厚約2～8 km，最大厚度在潮汕坳陷及東沙隆起東部地區(qū)。

②禮樂—巴拉望盆地。主要分布于禮樂盆地、九章盆地北部、北巴拉望盆地南部、南巴拉望盆地及其相鄰海域。中生界埋深約2～4 km，厚度大約2～5 km，最大厚度在禮樂盆地南部坳陷地區(qū)。

③中建南—萬安—南薇西盆地。主要分布于中建南盆地南部隆褶帶、萬安盆地以及南薇西盆地北部隆起、中部坳陷和中部隆起西部。中生界埋深約3～5 km，厚度大約2～3 km。

從中生界分布區(qū)與基底斷裂位置分析，推測地層分布可能受控于陽江—一統(tǒng)暗沙東斷裂、巴拉巴克斷裂、越東—萬安斷裂 3條大斷裂。陽江—一統(tǒng)暗沙東斷裂以西地區(qū)的珠江口盆地、鶯歌海盆地以及北部灣盆地中生界呈零星分布，以及南沙地區(qū)禮樂盆地上白堊統(tǒng)的缺失，均與中生代太平洋板塊對東亞大陸的俯沖擠壓所造成的基底不均衡隆升、塊斷作用等有關(guān)。

3 烴源巖條件及油氣地質(zhì)意義

綜合前人對南海地區(qū)中生界石油地質(zhì)條件的研究，收集整理了臺西南盆地、珠江口盆地潮汕坳陷、禮樂盆地、菲律賓民都洛島及華南陸地等地中生界不同地層的烴源巖地球化學(xué)數(shù)據(jù)（見表3），并與海域中生界油源進(jìn)行對比分析，認(rèn)為南海盆區(qū)中生界具有中等—良好生氣潛力，下白堊統(tǒng)的黑色頁巖和泥巖是一套較好的主力烴源巖，有機質(zhì)以Ⅲ型干酪根為主，熱演化程度高。上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)烴源巖TOC值較高，成熟度高，但大部分地區(qū)處于過成熟階段。

中生代末期珠江口盆地地區(qū)大幅度隆升剝蝕，中生界保存程度不均一，但仍發(fā)育較厚的暗色泥巖，在盆地東部中生代發(fā)育寬緩長軸褶皺（見圖1），形成一系列的背斜和斷背斜構(gòu)造，油氣成藏條件較好。綜合中生界厚度、烴源巖條件以及構(gòu)造圈閉等因素認(rèn)為，珠江口盆地潮汕坳陷、東沙隆起東部和東沙隆起—惠陸低凸起—陸豐凹陷交界處為中生界有利油氣勘探區(qū)[19]。

表3 南海及鄰區(qū)中生代沉積巖生烴參數(shù)

禮樂盆地有機質(zhì)類型以Ⅲ型為主，烴源巖成熟度高，具有中等—好生烴潛力。多口鉆井揭示上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)海相碎屑巖，北部以砂巖、頁巖為主，向南出現(xiàn)灰?guī)r；盆地東南緣拖網(wǎng)揭示中三疊統(tǒng)半深海相硅質(zhì)頁巖以及上三疊統(tǒng)—下侏羅統(tǒng)三角洲相砂巖、粉砂巖。受斷層控制，禮樂盆地中生界沉積物分布及厚度變化大，南部坳陷是盆地中生界最為發(fā)育區(qū)，為禮樂盆地油氣勘探最為有利的區(qū)域。

中建南—萬安—南薇西盆地由于缺乏鉆井資料，有機質(zhì)類型尚未定論，僅在地震剖面上識別中生界，有利油氣勘探區(qū)有待以后進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

南海盆地中生界有 3大分布區(qū)：①珠江口盆地東部—臺西南盆地，主要分布于珠江口盆地陽江—一統(tǒng)暗沙東斷裂以東的珠一坳陷、珠二坳陷大部、潮汕坳陷、北部隆起、番禺低隆起、東沙隆起、南部隆起東部以及臺西南盆地中央隆起帶、北港隆起，并在珠江口盆地東部發(fā)育寬緩長軸褶皺；②禮樂—巴拉望盆地，主要分布于禮樂盆地、九章盆地北部、北巴拉望盆地南部、南巴拉望盆地及其相鄰海域；③中建南—萬安—南薇西盆地，主要分布于中建南盆地南部隆褶帶、萬安盆地以及南薇西盆地北部隆起、中部坳陷和中部隆起西部。推測中生界分布可能受控于陽江—一統(tǒng)暗沙東斷裂、巴拉巴克斷裂、越東—萬安斷裂 3條大斷裂。中生界 3個主要分布區(qū)以及珠江口盆地西部、鶯歌海盆地、北部灣盆地中生界的零星分布，及南沙地區(qū)禮樂盆地上白堊統(tǒng)的缺失，均與中生代太平洋板塊對東亞大陸的俯沖擠壓導(dǎo)致的基底不均衡隆升、塊斷作用等有關(guān)。根據(jù)對南海陸緣中生界分布、構(gòu)造圈閉以及烴源巖條件分析認(rèn)為，南海盆地中生界油氣有利勘探區(qū)帶有兩大地區(qū)：珠江口盆地東部潮汕坳陷及東沙隆起區(qū)及禮樂盆地南部坳陷區(qū)，中建南—萬安—南薇西盆地區(qū)中生界油氣勘探前景則需進(jìn)一步研究。

[1] 劉光鼎, 陳潔. 中國前新生代殘留盆地油氣勘探難點分析及對策[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 2005, 20(2): 273-275.Liu Guangding, Chen Jie. Analysis of difficulties in gas petroleum prospecting in Chinese pre-Cenozoic relic basin and the corresponding solutions[J]. Progress in Geophysics, 2005, 20(2): 273-275.

[2] 劉光鼎. 前新生代海相殘留盆地[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 2001, 16(2):1-7.Liu Guangding. Pre-Cenozoic marine residual basins[J]. Progress in Geophysics, 2001, 16(2): 1-7.

[3] 蔡乾忠. 中國海域海相中生代油氣[J]. 海洋地質(zhì)動態(tài), 2003, 19(8):42-46.Cai Qianzhong. Oil and gas in marine Mesozoic of China sea areas[J].Marine Geology Letters, 2003, 19(8): 42-46.

[4] 朱偉林, 王國純. 中國近海前新生代油氣勘探新領(lǐng)域探索[J]. 地學(xué)前緣, 2000, 7(3): 215-226.Zhu Weilin, Wang Guochun. New venture of exploration of pre-Cenozoic oil and gas in Chinese offshore areas[J]. Earth Science Frontiers, 2000, 7(3): 215-226.

[5] 邱燕, 溫寧. 南海北部邊緣東部海域中生界及油氣勘探意義[J].地質(zhì)通報, 2004, 23(2): 142-146.Qiu Yan, Wen Ning. Mesozoic in the eastern sea area of the northern margin of the South China Sea and its significance for oil/gas exploration[J]. Geological Bulletin of China, 2004, 23(2): 142-146.

[6] 何家雄, 姚永堅, 馬文宏, 等. 南海東北部中生代殘留盆地油氣勘探現(xiàn)狀與油氣地質(zhì)問題[J]. 天然氣地球科學(xué), 2007, 18(5): 635-642.He Jiaxiong, Yao Yongjian, Ma Wenhong, et al. Status of oil & gas exploration and analysis of geological character in Mesozoic residual basins, northeastern South China Sea[J]. Natural Gas Geoscience,2007, 18(5): 635-642.

[7] 何家雄, 劉海齡, 姚永堅, 等. 南海北部邊緣盆地油氣地質(zhì)及資源前景[M]. 北京: 石油工業(yè)出版社, 2008.He Jiaxiong, Liu Hailing, Yao Yongjian, et al. Petroleum geology and resource potential of northern South China Sea marginal basin[M].Beijing: Petroleum Industry Press, 2008.

[8] 邵磊, 尤洪慶, 郝滬軍, 等. 南海東北部中生界巖石學(xué)特征及沉積環(huán)境[J]. 地質(zhì)論評, 2007, 53(2): 164-169.Shao Lei, You Hongqing, Hao Hujun, et al. Petrology and depositional environments of Mesozoic strata in the northeastern South China Sea[J]. Geological Review, 2007, 53(2): 164-169.

[9] 瑄吳國, 王汝建, 郝滬軍, 等. 南海北部海相中生界發(fā)育的微體化石證據(jù)[J]. 海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2007, 27(1): 79-85.Wu Guoxuan, Wang Rujian, Hao Hujun, et al. Microfossil evidence for development of marine Mesozoic in the north of South China Sea[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2007, 27(1): 79-85.

[10] 龔再升, 李思田, 謝太俊, 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.Gong Zaisheng, Li Sitian, Xie Taijun, et al. Continental margin basin analysis and hydrocarbon accumulation of the northern South China Sea[M]. Beijing: Science Press, 1997.

[11] 魏喜, 鄧晉福, 陳亦寒. 南海盆地中生代海相沉積地層分布特征及勘探潛力分析[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報: 地球科學(xué)版, 2005, 35(4): 456-461.Wei Xi, Deng Jinfu, Chen Yihan. Distribution characters and exploration potential of Mesozoic sea facies sedimentary strata in the South China Sea Basin[J]. Journal of Jilin University: Earth Science Edition, 2005, 35(4): 456-461.

[12] 周蒂. 臺西南盆地和北港隆起的中生界及其沉積環(huán)境[J]. 熱帶海洋學(xué)報, 2002, 21(2): 50-57.Zhou Di. Mesozoic strata and sedimentary environment in SW Taiwan Basin of NE South China Sea and Peikang high of western Taiwan[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2002, 21(2): 50-57.

[13] 胡衛(wèi)劍, 江為為, 朱東英. 綜合地球物理方法對南海西北部—印支半島地區(qū)中生界分布的研究[J]. 地球物理學(xué)進(jìn)展, 2009, 24(2): 522-529.Hu Weijian, Jiang Weiwei, Zhu Dongying. A study on distribution of Mesozoic strata in northwestern South China Sea and Indo-China Peninsula using integrated geophysical methods[J]. Progress in Geophysics, 2009, 24(2): 522-529.

[14] Schlüter H U, Hinz K, Block M. Tectono-stratigraphic terranes and detachment faulting of the South China Sea and Sulu Sea[J]. Marine Geology, 1996, 130(1): 39-78.

[15] Taylor B, Hayes D E. Origin and history of the South China Sea[C]//Hayes D E. The tectonics and geological evolution of Southeast Asia Seas and islands. Tulsa: American Geophysical Union,1983: 23-56.

[16] Kudrass H R, Wiedicke M, Cepek P, et al. Mesozoic and Cainozoic rocks dredged from the South China Sea(Reed Bank area) and Sulu Sea and their significance for plate-tectonic reconstructions[J].Marine and Petroleum Geology, 1986, 3(1): 19-30.

[17] 劉海齡, 謝國發(fā), 閻貧, 等. 南沙海區(qū)中生界巖相分布及構(gòu)造特征[J]. 海洋與湖沼, 2007, 38(3): 272-278.Liu Hailing, Xie Guofa, Yan Pin, et al. Tectonic implication of Mesozoic marine deposits in the Nansha islands of the South China Sea[J]. Oceanologia et Limnologia Sinica, 2007, 38(3): 272-278.

[18] 郝滬軍, 汪瑞良, 張向濤, 等. 珠江口盆地東部海相中生界識別及分布[J]. 中國海上油氣, 2004, 16(2): 84-88.Hao Hujun, Wang Ruiliang, Zhang Xiangtao, et al. Mesozoic marine sediment identification and distribution in the eastern Pearl River Mouth Basin[J]. China Offshore Oil and Gas, 2004, 16(2): 84-88.

[19] 魯寶亮, 珺王璞, 張功成, 等. 南海北部陸緣盆地基底結(jié)構(gòu)及其油氣勘探意義[J]. 石油學(xué)報, 2011, 32(4): 580-587.Lu Baoliang, Wang Pujun, Zhang Gongcheng, et al. Structure and petroleum prospect of the northern epicontinental basin’s basement within the South China Sea[J]. Acta Petrolei Sinica, 2011, 32(4):580-587.

[20] 楊少坤, 林鶴鳴, 郝滬軍. 珠江口盆地東部中生界海相油氣勘探前景[J]. 石油學(xué)報, 2002, 23(3): 28-33.Yang Shaokun, Lin Heming, Hao Hujun. Oil and gas exploration prospect of Mesozoic in the eastern part of Pearl River Mouth Basin[J]. Acta Petrolei Sinica, 2002, 23(3): 28-33.

[21] 劉寶明, 劉海齡. 南海及其鄰區(qū)中生界: 新的油氣勘探領(lǐng)域[J].海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì), 2011, 31(2): 105-109.Liu Baoming, Liu Hailing. The Mesozoic in the South China Sea and adjacent areas: New targets for hydrocarbon exploration[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 2011, 31(2): 105-109.

[22] 支家生, 王本善. 臺灣西部地層與烴源巖潛力評估[J]. 中國海上油氣: 地質(zhì), 1996, 10(4): 237-243.Zhi Jiasheng, Wang Benshan. Strata of Western Taiwan and source potential assessment[J]. China Offshore Oil and Gas: Geology, 1996,10(4): 237-243.

[23] 馮曉杰, 張川燕, 王春修, 等. 東海陸架和臺西南盆地中生界及其油氣勘探潛力[J]. 中國海上油氣: 地質(zhì), 2001, 15(5): 306-310.Feng Xiaojie, Zhang Chuanyan, Wang Chunxiu, et al. Mesozoic in the east China Sea shelf and Taixi’nan Basin and its petroleum potential[J].China Offshore Oil and Gas: Geology, 2001, 15(5): 306-310.

[24] 何家雄, 夏斌, 陳恭洋, 等. 臺西南盆地中新生界石油地質(zhì)與油氣勘探前景[J]. 新疆石油地質(zhì), 2006, 27(4): 398-402.He Jiaxiong, Xia Bin, Chen Gongyang, et al. Petroleum geology and exploration prospect of Mesozoic and Cenozoic in Taixi’nan Basin,Northern South China Sea[J]. Xinjiang Petroleum Geology, 2006,27(4): 398-402.