南海北部被動(dòng)陸緣盆地?cái)嘞萜诮Y(jié)構(gòu)樣式和動(dòng)力機(jī)制*

吳湘杰 龐 雄 何 敏 申 俊 顏承志

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司)

南海北部被動(dòng)陸緣盆地?cái)嘞萜诮Y(jié)構(gòu)樣式和動(dòng)力機(jī)制*

吳湘杰 龐 雄 何 敏 申 俊 顏承志

(中海石油(中國(guó))有限公司深圳分公司)

以橫跨珠江口盆地的南北向高精度長(zhǎng)電纜地震資料為基礎(chǔ),結(jié)合非常規(guī)地球物理方法進(jìn)行了重磁震聯(lián)合反演和對(duì)比分析,進(jìn)而探討了不同位置南海北部被動(dòng)陸緣盆地?cái)嘞萜诎枷萁Y(jié)構(gòu)樣式存在明顯差異的深部動(dòng)力機(jī)制。研究結(jié)果認(rèn)為,南海北部被動(dòng)陸緣盆地古近系文昌組—恩平組斷陷期不同區(qū)域結(jié)構(gòu)樣式的差異主要受地殼厚度減薄、莫霍面上涌、熱流升高等深部巖石圈流變學(xué)特征控制,相對(duì)冷的巖石圈上地殼脆性變形控制了陸架區(qū)斷陷期盆地的形成,相對(duì)熱的巖石圈下地殼韌性伸展控制了陸坡區(qū)斷坳盆地的形成;陸架區(qū)珠一坳陷表現(xiàn)為受斷層控制的典型地塹結(jié)構(gòu),中央隆起帶為多米諾骨式單斷半地塹結(jié)構(gòu),上陸坡區(qū)白云凹陷為斷裂和斷拗控制的復(fù)式寬地塹,下陸坡區(qū)荔灣凹陷是發(fā)育在陸坡向洋盆過(guò)渡區(qū)隆起上的局限坳陷,無(wú)明顯控凹斷裂發(fā)育。

南海北部;被動(dòng)陸緣盆地;斷陷期;結(jié)構(gòu)樣式;動(dòng)力機(jī)制

華南陸緣和洋盆之間發(fā)育的一系列新生代沉積盆地是南海北部重要的油氣聚集區(qū)。該區(qū)地形跨度較大,既有寬廣平坦的大陸架,又有坡度陡峭的大陸坡,還發(fā)育有海山林立的深海洋盆,水深數(shù)十米至數(shù)千米,地質(zhì)構(gòu)造十分復(fù)雜,陸緣張裂形成了內(nèi)陸—陸架—陸坡—洋盆沉積盆地(圖1),不同構(gòu)造位置的盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式存在差異,進(jìn)而影響了該區(qū)的石油地質(zhì)條件。因此,從巖石圈深部結(jié)構(gòu)來(lái)探討構(gòu)造樣式差異的動(dòng)力機(jī)制,對(duì)南海北部含油氣盆地分析具有重要的理論指導(dǎo)意義。

圖1 南海北部被動(dòng)陸緣盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭D

構(gòu)造樣式是同一構(gòu)造變形作用或同一應(yīng)力作用下產(chǎn)生的構(gòu)造形跡總和[1-2]。區(qū)域性盆地基底的構(gòu)造樣式控制著盆地的結(jié)構(gòu)和沉積充填,進(jìn)而影響沉積盆地的石油地質(zhì)條件[3],而巖石圈深部結(jié)構(gòu)是導(dǎo)致從陸向洋盆地結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式差異的動(dòng)力機(jī)制[4]。南海北部陸緣珠江口盆地是復(fù)雜地形下不盡相同的構(gòu)造樣式和復(fù)雜構(gòu)造的典型代表,是在陸緣裂解基礎(chǔ)上形成,具有張裂盆地典型的下斷上坳結(jié)構(gòu)。由于跨越從陸架向陸坡的廣泛海域,該盆地內(nèi)各構(gòu)造單元的發(fā)育樣式差異較大,如南海北部陸架的珠一坳陷以典型地塹為主,陸架-陸坡過(guò)渡帶的中央隆起為多米諾骨式箕狀半地塹,上陸坡白云凹陷為斷裂和斷拗控制的復(fù)式寬地塹,下陸坡荔灣凹陷未見(jiàn)明顯的控凹斷裂。為了揭示這種不同構(gòu)造位置凹陷結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式差別的動(dòng)力機(jī)制,筆者以橫跨盆地的高精度長(zhǎng)電纜地震資料為基礎(chǔ),結(jié)合非常規(guī)地球物理方法進(jìn)行了重力、磁力、地震的聯(lián)合反演和對(duì)比分析,進(jìn)而探討了南海北部被動(dòng)陸緣盆地不同位置斷陷期凹陷結(jié)構(gòu)樣式存在明顯差異的深部動(dòng)力機(jī)制。

1 構(gòu)造演化特征

南海北部被動(dòng)陸緣盆地的形成與演化主要受印度板塊與歐亞板塊碰撞及太平洋板塊對(duì)歐亞板塊NWW向俯沖的影響[5-6],新生代主要經(jīng)歷了5次重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[7-12],主要?jiǎng)澐譃榱严荨窒?熱沉降)—塊斷升降等3個(gè)演化階段(圖2)。

圖2 南海北部被動(dòng)陸緣盆地新生代地層與構(gòu)造演化

晚白堊紀(jì)至早漸新世的裂陷階段,開(kāi)始形成本區(qū)南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局。裂陷期主要經(jīng)歷了神狐運(yùn)動(dòng)、珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕、珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕等3次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。神狐運(yùn)動(dòng)使南海北部陸緣的前新生代褶皺基底發(fā)生張裂,形成了一系列NNE—NE向斷陷,地震反射剖面上表現(xiàn)為區(qū)域不整合面Tg,相當(dāng)于盆地的基底。珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕和珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕使盆地發(fā)生第2、第3次陸緣張裂,早期基底斷裂繼續(xù)活動(dòng),裂陷范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,沉降速率加快,珠江口盆地構(gòu)造格局基本形成。

晚漸新世至中中新世的拗陷(熱沉降)階段,以大規(guī)模沉降和海侵為主。受印度板塊與歐亞板塊碰撞的影響,地幔物質(zhì)向東南蠕散使上地幔發(fā)生隆升,巖石圈拉伸減薄,南海擴(kuò)張開(kāi)始,北部陸緣發(fā)生整體沉降,海水從南向北大規(guī)模入侵,盆地由裂陷、斷拗向拗陷轉(zhuǎn)化。受南海海盆SN向擴(kuò)張影響,盆地內(nèi)發(fā)育EW向斷裂,沉降速率較快,發(fā)生大范圍海侵。

中中新世至今的塊斷升降階段,地震反射剖面上表現(xiàn)為區(qū)域不整合面T32,沉積充填為海相碎屑巖。東沙運(yùn)動(dòng)使盆地在沉降過(guò)程中發(fā)生塊斷升降,隆起剝蝕,并伴有擠壓褶皺、斷裂和頻繁的巖漿活動(dòng)。受菲律賓板塊NWW向推擠,同時(shí)附加臺(tái)灣地塊與東海陸架碰撞拼貼,導(dǎo)致珠江口盆地發(fā)生塊斷升降,隆起區(qū)遭受剝蝕,原有斷裂再次活動(dòng),產(chǎn)生了一系列NWW向張扭性斷裂,坳陷及隆起全部沉沒(méi)水中。東沙運(yùn)動(dòng)對(duì)盆地內(nèi)部構(gòu)造的形成、油氣運(yùn)移、聚集產(chǎn)生了重要影響。

2 地質(zhì)-地球物理場(chǎng)特征

2.1 盆地結(jié)構(gòu)和樣式

被動(dòng)陸緣伸展盆地的典型特征為下斷上坳的雙層結(jié)構(gòu),下構(gòu)造層為斷陷和斷隆,上構(gòu)造層為披蓋式坳陷,斷陷與坳陷之間為破裂不整合。南海北部陸緣地殼減薄方式和熱體制使得盆地演化經(jīng)歷了多期裂陷過(guò)程。PR26和PR1530分別為穿越珠江口盆地北部斷階帶、珠一坳陷、中央隆起帶、珠二坳陷、南部隆起帶、洋盆的2條典型地震剖面(圖3),其地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元對(duì)比情況見(jiàn)表1。陸架區(qū)珠一坳陷為典型地塹結(jié)構(gòu),主要由2條或2條以上傾向相背的正斷層夾持?jǐn)鄩K構(gòu)成,具有明顯控洼斷裂,且斷裂具有繼承性,控洼斷裂向深部趨于收斂,沉降中心不受單一斷裂控制,沉積物平行充填,厚度較大。中央隆起帶番禺低隆起為多米諾骨式單斷半地塹結(jié)構(gòu),斷陷由一條或幾條同向傾斜斷裂控制,單個(gè)斷陷為不對(duì)稱“箕狀”,沉積中心位于控洼斷裂一側(cè),地層產(chǎn)狀自下而上由陡傾變平緩。上陸坡區(qū)白云凹陷為典型的復(fù)式地塹結(jié)構(gòu),凹陷早期受兩側(cè)斷裂控制,晚期表現(xiàn)為整體沉降,斷裂相交趨勢(shì)不明顯,斷裂斷距小且不控制沉積,沉降中心位于凹陷中央,沉積充填為中間厚兩翼薄。下陸坡荔灣凹陷無(wú)明顯的邊界斷裂,受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造比較強(qiáng)烈,沉積不受斷裂控制,受兩側(cè)高地形影響,沉積物向兩翼減薄超覆。洋盆除下陸坡斷裂外,盆地內(nèi)幾乎不發(fā)育斷裂,是洋盆區(qū)接受沉積物最多的地方,多為凹陷期充填,其地震特性為中—強(qiáng)振幅、高連續(xù)、中—高頻率,呈大套席狀鋪蓋整個(gè)洋盆。

圖3 南海北部跨陸架-陸坡-洋盆各構(gòu)造單元的典型地震剖面(測(cè)線位置見(jiàn)圖1)

表1 南海北部被動(dòng)陸緣盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元對(duì)比表

2.2 重力場(chǎng)特征

南海北部被動(dòng)陸緣盆地自由空間重力異常圖是以該地區(qū)衛(wèi)星重力(2′×2′)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),融合了珠江口盆地近年高精度實(shí)測(cè)重力數(shù)據(jù)編制而成(圖4)。研究區(qū)自由空間重力異常具有明顯的NE向區(qū)帶構(gòu)造特征,在凹陷和隆起區(qū)又具有明顯的分塊現(xiàn)象。陸架區(qū)珠一坳陷和珠三坳陷為寬緩的低值負(fù)重力異常區(qū),呈NE走向,異常幅值為-10～-20 mGal,西寬東窄,局部由幾個(gè)-20～-30 mGal重力低圈閉組成,其中珠一坳陷東北部重力異常幅值偏高,與下部可能存在中生界地層有關(guān)。陸架過(guò)渡區(qū)中央隆起帶為高值重力異常區(qū),異常幅值為0～20 mGal,在隆起單元具有明顯的高重力圈閉,其中東沙隆起重力異常幅值高達(dá)30 mGal,與該區(qū)基底隆起有關(guān)。陸坡區(qū)以低值負(fù)重力異常為主,呈NEE走向,白云凹陷因充填了巨厚低密度沉積物,重力異常幅值低達(dá)-30 mGal。東部潮汕坳陷是正值重力異常區(qū),異常幅值高達(dá)35 mGal,呈NE向,與沉積中生界地層有關(guān)。陸坡向洋盆轉(zhuǎn)換帶存在一條明顯的重力異常低值帶,異常幅值-40～0 m Gal,明顯低于陸架和海盆重力異常,是被動(dòng)大陸邊緣特有的重力邊緣效應(yīng)(COB)。洋盆重力異常變化比較平緩,以低值正重力異常為主,異常幅值-10～25 mGal,局部夾與海山有關(guān)的重力異常圈閉。

2.3 磁力場(chǎng)特征

研究區(qū)位于中偏低緯度,受傾斜磁化影響嚴(yán)重,致使磁力異常與磁性地質(zhì)體發(fā)生空間位置偏移,必須進(jìn)行化極處理。采用了王萬(wàn)銀[13]變磁化傾角化極數(shù)據(jù),融合了近年高精度船磁資料,得到了較為真實(shí)反映地質(zhì)情況的研究區(qū)化極磁力異常圖(圖5)。研究區(qū)磁力異常分區(qū)分帶特征明顯,異常主體呈NE向展布,其間被一些規(guī)模較小的NW向線性異常分割[13-14]。西部低值磁力異常區(qū)對(duì)應(yīng)珠一坳陷西部與珠三坳陷,以負(fù)異常為主,異常幅值為-50～100 n T,呈NE向局部疊加正異常圈閉。高值磁力異常帶對(duì)應(yīng)中央隆起帶,在云開(kāi)低凸起被一統(tǒng)暗沙斷裂帶錯(cuò)開(kāi)分段,異常幅值10～200 n T,呈NE走向,推測(cè)由中生代古太平洋俯沖有關(guān)的火山弧造成[15-16]。南部低緩磁力異常區(qū)對(duì)應(yīng)白云凹陷和潮汕坳陷,磁異常變化比較平緩,以低值負(fù)異常為主,異常幅值-100～50 n T,呈NE向展布,與較深的沉積基底有關(guān)。洋盆條帶狀磁力異常區(qū)的磁異常變化極為劇烈,以正負(fù)相間的條帶狀分布為特征,總體呈NE—EW向,異常幅值-150～150 n T,是海底擴(kuò)張的反映。

圖4 南海北部被動(dòng)陸緣盆地自由空間重力異常圖

圖5 南海北部被動(dòng)陸緣盆地化極磁力異常圖

3 地質(zhì)-地球物理反演

3.1 模型建立

重磁異常屬于體積勘探,是地下地質(zhì)體的綜合反映,因此,根據(jù)已有地震資料建立正確的地球物理反演模型是進(jìn)行重力、磁力、地震聯(lián)合反演的前提。根據(jù)研究需要,選取了2條不同構(gòu)造方向的典型長(zhǎng)剖面PR26和PR1530(圖6),它們均穿越陸架—陸坡—洋盆,跨越珠江口盆地典型地質(zhì)單元,區(qū)域構(gòu)造演化存在差異,地層發(fā)育多變。PR26測(cè)線為2006年采集的NE—SW向穿越陸架至洋盆的重磁震聯(lián)測(cè)剖面,總長(zhǎng)413 km,是迄今為止珠江口盆地地震采集中單條測(cè)線最長(zhǎng)、跨越構(gòu)造單元最多的測(cè)線; PR1530測(cè)線是根據(jù)4次采集合并而成,呈NW—SE向,總長(zhǎng)457 km,主要為長(zhǎng)電纜采集,為深部研究提供了良好的基礎(chǔ)資料。為提高反演的精度,結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料和地震解釋結(jié)果選取了海底、T32、T40、T60、T70、T80、Tg地震反射層并經(jīng)簡(jiǎn)化后建立了模型,從上到下分為9層:海水層、海底—T32、T20—T40、T40—T60、T60—T70、T70—Tg、上地殼、下地殼、地幔。本次反演沉積蓋層中不考慮橫向物性變化,而深部構(gòu)造的橫向物性變化一般以邊界大斷裂為地質(zhì)體界線。

圖6 南海北部被動(dòng)陸緣盆地典型剖面重磁震聯(lián)合反演的綜合解釋

3.2 參數(shù)選取

巖石物性是聯(lián)系地質(zhì)與地球物理之間的紐帶,是重磁震聯(lián)合反演、綜合解釋的基礎(chǔ)。本次研究參考了區(qū)域地質(zhì)資料與測(cè)井巖石物性,根據(jù)地球物理反演模型建立了研究區(qū)物性參數(shù)表(表2)。磁力異常反演視新生代沉積層無(wú)磁性,磁力異常僅由磁性界面或火山巖體引起。

表2 南海北部被動(dòng)陸緣盆地重磁震聯(lián)合反演的巖石物性參數(shù)

3.3 反演方法

重磁反演方法決定反演結(jié)果的準(zhǔn)確性。本次反演采用目前比較先進(jìn)的剝離法,即在高精度地震資料的基礎(chǔ)上逐層剝?nèi)ヒ阎练e層的重力效應(yīng),根據(jù)剩余重力異常進(jìn)行正反演計(jì)算[17]。根據(jù)研究區(qū)地震資料精細(xì)解釋層位和建立的地球物理反演模型計(jì)算Tg以上沉積層產(chǎn)生的重力效應(yīng),從原始的重力異常中去除淺層影響,再進(jìn)行濾波,得到反映深部莫霍面的重力異常,以此來(lái)進(jìn)行莫霍面反演。對(duì)于白云凹陷南部長(zhǎng)電纜地震反射可識(shí)別莫霍面的地區(qū),以地震識(shí)別出的深度為準(zhǔn),同時(shí)結(jié)合前人的研究成果[7,18-19],根據(jù)得到的莫霍面深度為控制,進(jìn)行基底巖性和地殼厚度的研究。磁性反演以Tg反射層作為磁性上界面,以莫霍面作為磁性下界面,磁力異常主要為具有磁性的火成巖造成。

3.4 綜合解釋

典型剖面的重磁震聯(lián)合反演的綜合解釋結(jié)果(圖6)表明,研究區(qū)自由空間重力異常變化幅度比較大,異常幅值總體上由北部陸架向洋盆逐漸降低:陸架區(qū)北部斷階帶和珠一坳陷重力異常比較平緩,凹陷重力相對(duì)較低;中央隆起帶番禺低隆起為重力高,異常幅度較大;珠二坳陷白云凹陷為重力低,凹陷充填了巨厚的低密度沉積物,異常幅度較低;南部隆起帶為重力高,受隆起帶殘留凹陷影響,間或重力低;洋陸過(guò)渡帶為重力值降低的坡度帶,洋盆區(qū)重力值稍微偏高。研究區(qū)化極磁力異常分布特征為:北部斷階帶、中央隆起帶、南部隆起帶均為高值異常;珠一、珠二坳陷均為低值區(qū),與具有磁性的結(jié)晶基底埋深有關(guān);洋盆區(qū)為比較寬緩的磁力異常。

珠江口盆地基底比較年輕,以中生界火成巖為主,花崗巖同位素年齡在70.5～130.0 Ma,屬于華南陸緣海域的延伸[20]。反演結(jié)果表明,研究區(qū)基底巖性密度從陸架向洋盆逐漸增大,磁性逐漸增強(qiáng),由中酸性陸殼性質(zhì)向中基性洋殼性質(zhì)過(guò)渡。具體表現(xiàn)為:北部斷階帶、珠一坳陷基底以中酸性花崗巖為主,密度較低,磁性較弱;深大斷裂帶附近發(fā)育少量中基性火成巖,中央隆起帶以中酸性、中基性混合巖為主,間夾少量玄武巖,密度增大,磁性較強(qiáng),在磁力異常平面圖上為高值磁力異常帶;珠二坳陷基底較深,地殼厚度較薄;白云凹陷北側(cè)以中酸性火成巖為主,南側(cè)至南部隆起帶逐漸過(guò)渡為中基性火成巖,密度變大,磁性較強(qiáng);洋盆區(qū)以中基性和玄武巖為主,密度較大,磁性較強(qiáng)。

4 結(jié)構(gòu)樣式差異的動(dòng)力機(jī)制分析

對(duì)張裂性質(zhì)的珠江口盆地來(lái)說(shuō),韌性下地殼對(duì)結(jié)構(gòu)樣式的貢獻(xiàn)要比脆性上地殼更大[21],上地殼以脆性共軛斷層控制盆地?cái)嘞萜?下地殼以韌性流動(dòng)伸展減薄控制盆地幔源熱效應(yīng)[22],深部結(jié)構(gòu)差異導(dǎo)致的地殼流變學(xué)特征是導(dǎo)致斷陷期結(jié)構(gòu)樣式差別的主控因素。重磁震聯(lián)合反演是解釋深部巖石圈結(jié)構(gòu)的主要手段,反演結(jié)果表明南海北部被動(dòng)陸緣盆地莫霍面深度從陸向洋呈階梯狀遞減(陸殼區(qū)莫霍面深度為31 km,中央過(guò)渡帶莫霍面深度為22.5 km,陸坡區(qū)莫霍面深度為19 km,洋盆莫霍面深度為13 km),莫霍面與沉積基底呈鏡像關(guān)系,相應(yīng)的地殼厚度從陸向洋減薄;受地殼減薄和莫霍面上涌影響,盆地的斷陷規(guī)模從西北向東南方向增大,反映了隨著南海北部基底拉張地殼向洋一側(cè)伸展拉薄的過(guò)程。

為研究地殼厚度減薄的程度,根據(jù)地殼厚度并利用公式β=t0/tc計(jì)算了研究區(qū)的伸展系數(shù)β(圖7),其中t0為初始地殼厚度,根據(jù)區(qū)域資料取值30 km[23],tc為反演地殼厚度。計(jì)算結(jié)果表明,北部斷階帶伸展系數(shù)為1.2,接近正常地殼,以相對(duì)冷的巖石圈脆性變形為主。陸架區(qū)珠一坳陷伸展系數(shù)為1.8,地殼開(kāi)始伸展,莫霍面逐漸開(kāi)始小幅度上涌,上下地殼厚度比較均衡,主要以上地殼脆性變形為主,發(fā)育了一系列受斷層控制的地塹,主要由2條或2條以上傾向相背的正斷層夾持?jǐn)鄩K構(gòu)成[24-25]。陸架-陸坡過(guò)渡帶番禺低隆起伸展系數(shù)為1.4,地殼厚度較厚,剛性較強(qiáng),以脆性變形為主,受拉張應(yīng)力伸展作用,發(fā)育了一系列多米諾骨式半地塹,由一條或幾條同向傾斜斷裂控制。陸架區(qū)及過(guò)渡帶具有陸殼裂陷盆地典型的斷陷-坳陷雙層結(jié)構(gòu)特征,斷陷期形成了一系列單斷半地塹和多斷地塹型的凹陷,斷層控制沉積,沉降中心與沉積中心一致,沉積了巨厚的湖相烴源巖,但該區(qū)域?yàn)檎５貧?熱流值較低,烴源巖埋深須達(dá)到一定深度后才能成熟生烴。上陸坡區(qū)白云凹陷伸展系數(shù)達(dá)4.5,巖石圈強(qiáng)烈伸展減薄,導(dǎo)致地幔上涌,上地殼減薄,由脆性變形向韌性變形過(guò)渡,形成了獨(dú)特的斷陷—斷坳—坳陷三層結(jié)構(gòu)特征,從而使白云凹陷發(fā)育成為一個(gè)單側(cè)斷控明顯的不對(duì)稱大型復(fù)式寬地塹,斷陷期早期受單側(cè)斷裂控制,斷裂相交趨勢(shì)不明顯,然后出現(xiàn)韌性變形沉降,斷裂控制作用減弱,晚期表現(xiàn)為斷裂斷距小且不控制沉積,沉降中心位于凹陷中央,沉積充填特征為中間厚兩翼薄;巨厚的沉積和高熱流為白云凹陷提供了有利的石油地質(zhì)條件[26-28];下陸坡區(qū)荔灣凹陷伸展系數(shù)為3.0,雖然伸展不是很強(qiáng)烈,但地殼厚度較薄,以韌性變形為主,控洼斷層不明顯。洋盆區(qū)伸展系數(shù)為3.6,發(fā)育殘留小洼,斷陷特征不明顯,沉積物時(shí)代較新,但較高的熱流值使得凹陷具有一定的生烴潛力。由此可見(jiàn),巖石圈深部流變學(xué)特征是造成南海北部被動(dòng)陸緣盆地從陸向洋凹陷結(jié)構(gòu)樣式不同的動(dòng)力機(jī)制,從而導(dǎo)致了在凹陷結(jié)構(gòu)、沉積充填和石油地質(zhì)條件等方面的差異。

圖7 南海北部典型剖面PR26和PR1530的伸展系數(shù)

5 結(jié)論

1)南海北部被動(dòng)陸緣盆地重磁異常沿陸架—陸坡—洋盆具有明顯的區(qū)帶特征,陸架區(qū)為低緩幅值重磁異常區(qū),中央隆起帶為高重磁異常區(qū),上陸坡區(qū)為低重磁異常區(qū),下陸坡區(qū)至洋盆存在被動(dòng)陸緣重力邊緣效應(yīng),洋盆為低緩重力異常、正負(fù)交互條帶狀磁異常區(qū)。

2)南海北部陸緣盆地為典型的被動(dòng)大陸邊緣伸展裂陷盆地,下斷上坳是該類(lèi)盆地最典型的構(gòu)造標(biāo)志。北部陸架區(qū)為典型的地塹結(jié)構(gòu),中央隆起帶為多米諾骨式單斷半地塹結(jié)構(gòu),上陸坡區(qū)白云凹陷為斷裂和斷拗控制的復(fù)式寬地塹,下陸坡區(qū)荔灣凹陷是發(fā)育在陸坡向洋盆過(guò)渡區(qū)隆起上的局限坳陷,無(wú)明顯控凹斷裂發(fā)育,洋盆內(nèi)幾乎不發(fā)育斷裂。

3)南海北部大陸邊緣巖石圈在拉伸構(gòu)造背景下減薄和裂陷,重磁震聯(lián)合反演表明地殼厚度由陸向洋呈階梯狀遞減,脆性上地殼和韌性下地殼厚度從陸向洋存在差異。北部陸架區(qū)坳陷是在相對(duì)冷巖石圈環(huán)境發(fā)生脆性伸展裂解形成,以上地殼脆性伸展造成的壘塹和掀斜結(jié)構(gòu)為主,控制著古近系斷陷盆地形成和演化。南部坳陷是在相對(duì)熱巖石圈環(huán)境發(fā)生脆韌性伸展裂解形成,以韌性下地殼伸展造成的斷坳和坳陷為主,使白云凹陷發(fā)育成為一個(gè)大型的復(fù)式寬地塹。地殼厚度減薄、莫霍面上隆、熱流升高等深部巖石圈流變學(xué)特征是導(dǎo)致南海北部被動(dòng)陸架盆地?cái)嘞萜谏钏畢^(qū)與淺水陸架區(qū)在凹陷結(jié)構(gòu)、沉積充填和石油地質(zhì)條件不同的動(dòng)力機(jī)制。

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Structural style and dynamical mechanism during rifting in the passive-continental-margin basins,the northern South China Sea

Wu Xiangjie Pang Xiong He Min Shen Jun Yan Chengzhi
(Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.,Guangdong,518067)

Based on the long-cable seismic data with high accuracy across Pearl River Mouth basin in the north-south direction,an integrated inversion of gravity,magnetic,and seismic data and a comparative analysis were performed by combining with the non-conventional methods of geophysics,so as to discuss the deep dynamical mechanism for the significant difference in the structural style during rifting in various basins on the pssive continental margin in the northern South China Sea.The results have shown that the difference in structural style may mainly controlled by several rheological changes in the deep lithosphere,such as the crust thinning,the Moho upswelling and the heat flow increasing,during rifting in Paleogene Wenchang-Enping Formation, with the brittle deformation in the colder upper crust and the ductile stretching in the hoter lower crust resulting in rifted basins on the shelf and depressed basins on the slope respectively.Therefore,Zhu I depression is a typical graben controlled by faults on the shelf,the central uplift belt is a domino-like half graben,Baiyun sag is a complex and wide graben controlled by faults and sub-depressions on the upper slope,and Liwan sag on the lower slope is a limited sub-depression without obvious controlling-sag faults on an uplift in the transitional area from slope to ocean basin.

the northern South China Sea;passivecontinental-margin basin;rifting stage;structural stype;dynamical mechanism

2013-12-12改回日期:2014-01-15

(編輯:周雯雯)

*國(guó)家科技重大專項(xiàng)“南海北部深水區(qū)儲(chǔ)層識(shí)別技術(shù)與評(píng)價(jià)(編號(hào):2011ZX05025-003)”、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“南海早期構(gòu)造演化的沉積記錄(編號(hào):91128207)”、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)“南海北部天然氣水合物鉆探取樣關(guān)鍵技術(shù)(編號(hào):2013AA092600)”聯(lián)合資助。

吳湘杰,女,工程師,2005年畢業(yè)于中科院南海海洋研究所,現(xiàn)從事珠江口盆地油氣勘探方面的研究工作。地址:廣東省深圳市南山區(qū)蛇口工業(yè)二路1號(hào)海洋石油大廈B座2015室(郵編:518067)。電話:0755-26691608。E-mail:wuxj@cnooc.com.cn。