北部灣盆地東南部構(gòu)造特征及控油作用分析

徐政語(yǔ)，俞 廣，吳煒強(qiáng)，馬慶林，黃 羚，熊紹云，程 剛

(1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023；2.中國(guó)石油 海南福山油田勘探開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，?？?570125)

北部灣盆地東南部構(gòu)造特征及控油作用分析

徐政語(yǔ)1，俞 廣1，吳煒強(qiáng)2，馬慶林2，黃 羚1，熊紹云1，程 剛2

(1.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 杭州地質(zhì)研究院，杭州 310023；2.中國(guó)石油 海南福山油田勘探開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司，?？?570125)

北部灣盆地發(fā)育有與華南陸緣陸相中小盆地相同的基底，大體經(jīng)歷了古新世—始新世斷陷、漸新世斷拗過(guò)渡及中新世以來(lái)區(qū)域沉降3大演化階段。受神狐、珠瓊、南海以及東沙4次成盆事件影響，盆地東南部福山及邁陳兩凹陷發(fā)育了4期斷裂，形成了NE、NEE與NW共3組優(yōu)勢(shì)走向斷裂體系，構(gòu)成了上、下2套構(gòu)造層；凹陷中斷層組合為花狀、疊花狀、花瓣?duì)?、花叢?種形態(tài)，構(gòu)成了基底掀斜走滑、基底伸展多米諾與蓋層伸展拆離、蓋層滑動(dòng)牽引等4種樣式；福山凹陷演化表現(xiàn)出有明顯的非對(duì)稱拉伸過(guò)程，中部發(fā)育有NE向構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。盆地東南部發(fā)育的第Ⅳ期近EW向斷裂體系是兩凹陷今控藏控油的主要斷裂體系，由此優(yōu)選福山凹陷中部鼻狀構(gòu)造帶及東南陡坡斷階帶作為盆地東南部最有利的勘探區(qū)帶。

控油作用；構(gòu)造特征；盆地演化；邁陳凹陷；福山凹陷；北部灣盆地

1 油氣地質(zhì)概況

北部灣盆地位處南海大陸架西部、海南島以北的北部灣海域，水深小于200 m，盆地總體呈北東—南西走向，是南海海域重要的油氣生產(chǎn)基地之一。盆地共發(fā)育二級(jí)構(gòu)造單元5個(gè)、三級(jí)構(gòu)造單元13個(gè)(圖1)[1-3]，呈現(xiàn)“九凹四凸一隆起”面貌，已發(fā)現(xiàn)生烴凹陷5個(gè)(潿西南、海中、烏石、福山、邁陳)，富烴凹陷2個(gè)(潿西南與福山)；共發(fā)現(xiàn)油氣田18個(gè)(潿西南凹陷11個(gè)、烏石凹陷1個(gè)、海中凹陷1個(gè)、福山凹陷5個(gè))。盆地東南邁陳凹陷除在陸上徐聞地區(qū)徐聞X1井獲得油氣流外，其他地區(qū)僅在新1井、邁參2井和烏29-1A-1井見(jiàn)到油氣顯示。

北部灣盆地主要發(fā)育有始新統(tǒng)流沙港組湖相泥質(zhì)烴源巖與漸新統(tǒng)潿洲組湖沼相泥質(zhì)及煤系烴源巖[4-9]。其中，流沙港組烴源巖成熟門限深度2 500 m左右，埋深超過(guò)4 500 m(Ro>1.3%)即進(jìn)入濕氣階段，由于該組烴源層在盆地各凹陷均有分布，且現(xiàn)今埋深較大，大部分已進(jìn)入成熟和過(guò)成熟階段[10]，成為現(xiàn)今主要的生油層與氣源層。對(duì)于盆地東南部邁陳凹陷而言，由于勘探程度相對(duì)較低，加上礦權(quán)分屬中海油、中石油、中石化三大油公司，成果資料分散，因此對(duì)凹陷地層展布、構(gòu)造格局、成藏規(guī)律缺乏整體分析與認(rèn)識(shí)。而作為陸上富烴凹陷的福山凹陷，由于受地質(zhì)情況復(fù)雜以及地震勘探技術(shù)攻關(guān)進(jìn)程緩慢等因素影響，凹陷構(gòu)造特征與成藏控制因素等方面研究相對(duì)薄弱，因此在一定程度上影響了凹陷油氣成藏規(guī)律的認(rèn)識(shí)，影響了凹陷油氣勘探方向和接替領(lǐng)域的認(rèn)識(shí)。

圖1 北部灣盆地構(gòu)造區(qū)劃

2 成盆背景分析

北部灣盆地在大地構(gòu)造位置上夾持于欽州—防城與長(zhǎng)樂(lè)—南澳2大斷裂間，西鄰印支與華南大陸縫合帶——紅河斷裂，屬于典型的陸緣盆地，發(fā)育有與華南陸緣陸相中小盆地相同的基底。中生代及以前，受加里東、印支和燕山多期多幕次造山活動(dòng)影響，盆區(qū)伴有強(qiáng)烈的造山與巖漿侵入、火山噴發(fā)等活動(dòng)，地層褶皺變形強(qiáng)烈、復(fù)雜。現(xiàn)今因海水、新生界地層覆蓋，盆地基底面貌不甚清晰(圖1)。據(jù)海域鉆井資料統(tǒng)計(jì)，北部灣共有42口井鉆入盆地基底，揭示基底地層中生界(白堊系)2口、古生界25口(下古生界8口、上古生界石炭系12口、未分層系5口)、其他巖系15口；但多集中于潿西南凹陷、流沙凸起、海中凹陷等構(gòu)造單元。

地層巖性為：下古生界為灰色、灰黑色淺變質(zhì)頁(yè)巖及砂巖(灣5井、潿11-4-1井、潿22-2-1井、潿22-3-1井、潿23-3-1井、烏26-3-1井、烏26-4-1井、烏31-1-1井見(jiàn)及)；石炭系為灰白色、灰色、深灰色、雜色灰?guī)r，堅(jiān)硬、致密、泥晶—微晶質(zhì)(潿西南凹陷多口井鉆遇)；白堊系為棕紅色、紫紅色泥巖、砂巖、凝灰質(zhì)砂巖夾黑灰色硅質(zhì)粉砂巖(在流沙低凸起、福山凹陷見(jiàn)及)；中生界花崗巖為棕紅色粗晶花崗巖(潿12-3構(gòu)造上的3口井和流沙凸起上的灣10井見(jiàn)及)。

從地層巖性組合與構(gòu)造單元特征上分析，盆地基底實(shí)為華南加里東褶皺帶的有機(jī)組成部分[11-13]。早古生代期間，揚(yáng)子陸塊與華夏陸塊間為華南古海盆所分隔，海南島總體處在華夏陸塊北緣坳陷帶或陸內(nèi)拗拉槽部位；志留紀(jì)末經(jīng)加里東運(yùn)動(dòng)，華夏陸塊向揚(yáng)子陸塊之下俯沖，華南早古生代海盆基本封閉，海南島因此褶皺造山，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的構(gòu)造變形特征。

晚古生代時(shí)期，盆區(qū)因海西期華南陸緣裂離活動(dòng)，海南島分裂為多個(gè)微陸塊，發(fā)展成為古特提斯洋的東延部分，廣泛沉積了下石炭統(tǒng)—二疊系以南好組、青天峽組、峨查組、鵝頂組和南龍組等為代表的濱岸碎屑巖—臺(tái)地碳酸鹽巖巖系[11]，局部可能有上泥盆統(tǒng)沉積。早二疊世—早三疊世因印支事件影響，微陸塊再次拼接，盆區(qū)地層再次褶皺造山。

進(jìn)入中生代，盆區(qū)逐漸由特提斯構(gòu)造域海盆發(fā)育世代轉(zhuǎn)為濱太平洋構(gòu)造域陸盆發(fā)育世代[12]，盆區(qū)由印支期擠壓應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境轉(zhuǎn)換為燕山期拉張環(huán)境，形成北北東向系列斷陷盆地，并控制了一些小型陸相火山沉積盆地的發(fā)育。

新生代喜馬拉雅期盆區(qū)在南部表現(xiàn)為陸殼緩慢間歇性抬升，盆地基底形成多級(jí)海成、河成階地及多層水平溶洞[11]。

據(jù)紅河斷裂及鄰區(qū)巖漿活動(dòng)年齡譜資料分析，紅河斷裂沿線巖漿活動(dòng)的時(shí)間總體與青藏高原快速隆升事件基本同期[15]，主要集中在喜馬拉雅事件中始新世—早漸新世 (43.5～30 Ma)、晚漸新世—中新世(30～17 Ma)、上新世以來(lái) (5～0 Ma)3期。表明印歐兩大陸自喜馬拉雅期以來(lái)的拼碰活動(dòng)為華南大陸南緣向東南逃逸、蠕散以及北部灣盆地右行旋轉(zhuǎn)走滑的成盆環(huán)境提供了重要的動(dòng)力來(lái)源[14,16-18]。

3 盆地東南部構(gòu)造特征

前人研究成果表明[19-21]，北部灣盆地及其周緣主要發(fā)育有北東、北東東、北西及近東西向4組斷裂，走向以北東或北東東向?yàn)橹鳎蔽飨驗(yàn)檩o；性質(zhì)以正斷層為主，兼有走滑特征；大斷裂多發(fā)育于古近紀(jì)，消亡于新近紀(jì)早期。斷層長(zhǎng)度一般幾十千米，主要斷層基底落差約3 000 m，最大達(dá)8 000 m左右。斷層發(fā)育的走滑節(jié)理方向分別為北北西和北東東向，主壓應(yīng)力方向?yàn)楸蔽鳌蠔|向。經(jīng)結(jié)合古地磁、火山活動(dòng)、褶皺軸向及節(jié)理統(tǒng)計(jì)等資料[1]分析，認(rèn)為盆區(qū)古新世區(qū)域主壓應(yīng)力方向?yàn)楸睎|向，主要發(fā)育北東向延伸的正斷層、張裂方向呈北西—南東向，代表性斷層有潿西南斷層；始新世—漸新世，盆區(qū)區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向逐漸轉(zhuǎn)換為近東西向，在近東西向主壓應(yīng)力作用下，主斷層——潿西南斷層轉(zhuǎn)換為右行剪切性質(zhì)，并產(chǎn)生系列近東西向的張性斷裂；進(jìn)入新近紀(jì)—早更新世，區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)方向已轉(zhuǎn)換為近南北向，使早期的活動(dòng)斷裂閉合。

3.1 斷裂發(fā)育與分布特征

盆區(qū)上述應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)換特征，在盆地東南部福山凹陷內(nèi)形成了上、下疊置的2套斷裂系統(tǒng)[22-23]。其中，下構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)發(fā)育于T5面(流沙港組二段頂界) 以下，形成于凹陷南部長(zhǎng)流組和流三段地層；上構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)發(fā)育于T5面以上，形成于凹陷流一段—潿洲組和新近系中。2套斷裂系統(tǒng)發(fā)育的斷層數(shù)量、走向及樣式不盡相同，主要有3組優(yōu)勢(shì)走向、3組斷裂體系。

從平面展布上分析，花場(chǎng)以西地區(qū)以北東—北東東向斷裂為主；花場(chǎng)至花東地區(qū)發(fā)育北東東—近東西—北西西向斷裂；東部長(zhǎng)流斷裂控制的金鳳地區(qū)發(fā)育北東東和北北東2組相互切割斷裂。其中，北北東—北東—北東東向斷裂體系為受臨高斷裂影響而與之相伴而形成的斷裂，是凹陷內(nèi)形成最早的斷裂，表現(xiàn)出自西向東、由早漸晚發(fā)育特點(diǎn)，經(jīng)受了多期改造；凹陷西側(cè)較東側(cè)發(fā)育，具有旋轉(zhuǎn)特征。

北西—北北西向斷裂體系為受云龍凸起形成及長(zhǎng)流斷裂影響而形成的具有剪切走滑活動(dòng)特點(diǎn)的斷裂，形成時(shí)間其次，多延伸較短，呈雁列展布，分布于東西向舒緩波狀起伏的隆起部位，凹陷東側(cè)較西側(cè)發(fā)育。近東西向斷裂體系為受海南隆起及定安斷裂影響而形成的正斷層斷裂，形成時(shí)間最晚，多延伸長(zhǎng)、北掉為主，斷面向上穿過(guò)T2面，分布于凹陷各部位，對(duì)凹陷內(nèi)構(gòu)造圈閉及油氣成藏起主要的控制作用。

縱觀福山凹陷主體構(gòu)造格局，體現(xiàn)東西受臨高與長(zhǎng)流斷裂控制，南北呈現(xiàn)“北斷南超”的箕狀斷陷特征；總體表現(xiàn)為南北分帶、東西隆凹相間特點(diǎn)。凹陷結(jié)構(gòu)受上、下構(gòu)造層2套斷裂系統(tǒng)控制，深淺層表現(xiàn)出不同的構(gòu)造樣式和圈閉類型。其中，下構(gòu)造層受早期發(fā)育的南掉反向斷裂系統(tǒng)控制，形成系列反向斷塊、斷鼻圈閉；上構(gòu)造層受晚期發(fā)育的順層斷裂系統(tǒng)控制，形成凹陷中北部南側(cè)表現(xiàn)為正向斷塊、北側(cè)表現(xiàn)為反向斷塊。

3.2 斷裂活動(dòng)期次分析

盆地東南部上述斷裂體系，按發(fā)育時(shí)間順序可劃分為4期(圖2)，不同時(shí)期形成的斷裂反映了不同的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)活動(dòng)特征。

Ⅰ期斷裂發(fā)生于晚白堊世末神狐運(yùn)動(dòng)，為凹陷第Ⅰ期斷裂發(fā)育期。動(dòng)力學(xué)機(jī)制上表現(xiàn)為受南海擴(kuò)張影響，盆區(qū)基底呈北東向拉張與裂陷活動(dòng)，形成系列北東向斷裂與斷陷，組成早期裂谷型地塹盆地，在盆內(nèi)開(kāi)始充填上白堊統(tǒng)—古新統(tǒng)長(zhǎng)流組近源沖積相紅色或雜色粗碎屑地層[24]。地震剖面上Tg(基底面)表現(xiàn)為不整合面，臨高斷裂即為北東向基底斷裂復(fù)活形成的北東向斷裂，屬于第Ⅰ期活動(dòng)的斷裂。

Ⅱ期斷裂發(fā)生于中始新世末的珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕，為凹陷第Ⅱ期斷裂發(fā)育期。本期斷裂活動(dòng)使盆地北東向斷陷范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，在地震剖面上表現(xiàn)為T7面(長(zhǎng)流組頂面)以上波阻呈層狀特征明顯，界面以下相對(duì)雜亂[25](圖2)。在前期斷裂基礎(chǔ)上，盆地基本延續(xù)早期格局與構(gòu)造樣式，盆緣斷裂表現(xiàn)繼承性發(fā)育特征[26]，但盆內(nèi)受應(yīng)力場(chǎng)調(diào)整影響，各凹陷相繼發(fā)育了Ⅱ期北東東向新斷裂，期間凹陷沉降速率大于沉積速率，湖平面逐漸擴(kuò)展，水體不斷加深，從而沉積了一套半深湖—深湖相泥巖、頁(yè)巖及砂巖的流沙港組地層。動(dòng)力學(xué)機(jī)制上表現(xiàn)為太平洋板塊向華南大陸之下下插俯沖，由北北西向轉(zhuǎn)為北西西向，同時(shí)俯沖角度逐漸加大，引起華南大陸邊緣迅速向太平洋板塊方向蠕散，裂陷中心南移；珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕發(fā)生在晚始新世末，地震剖面上表現(xiàn)為T5不整合面，裂陷活動(dòng)由北東向轉(zhuǎn)換為近東西向[27]。兩期斷裂動(dòng)力學(xué)機(jī)制相同，但俯沖方向已由北西向轉(zhuǎn)為北西西向，華南大陸邊緣張裂作用由北東向逐漸轉(zhuǎn)為近南北向。

圖2 北部灣盆地福山凹陷4期斷裂活動(dòng)疊置關(guān)系測(cè)線位置見(jiàn)圖1。

Ⅲ期斷裂發(fā)生于漸新世南海運(yùn)動(dòng)，為凹陷第Ⅲ期斷裂發(fā)育期。本期活動(dòng)在凹陷內(nèi)產(chǎn)生了系列北東東—東西向斷裂，地震剖面上表現(xiàn)為T4面(流沙港組一段頂界)以下地層受斷裂控制明顯，界面以上受斷裂控制相對(duì)較弱(圖2)。期間除盆地凹陷中部覆有較淺水體外，周緣多暴露地表，遭受沖刷剝蝕，而發(fā)育的斷裂不僅使盆緣的同沉積斷裂再次活動(dòng)，而且使凹陷內(nèi)部又形成了次一級(jí)與盆緣斷裂同向或反向的斷裂，并控制盆地凹陷充填；隨著基底沉降水體范圍逐漸擴(kuò)大，由淺到深，潿洲組地層呈明顯上超，沉積了一套由河流—沖積相、到三角洲—扇三角洲—盆底扇、到濱淺湖相的沉積體系；漸新世末隨著盆地整體隆升而結(jié)束了盆地的斷陷充填期[26]。本期事件在動(dòng)力學(xué)機(jī)制上解釋為由印歐(印度與歐亞)大陸碰撞引起華南大陸下部地幔物質(zhì)向東南邊緣方向流動(dòng)[25]所致。

Ⅳ期斷裂發(fā)生于中中新世末的東沙運(yùn)動(dòng)，為凹陷第Ⅳ期斷裂發(fā)育期，是一次相對(duì)局限的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。主要體現(xiàn)為凹陷內(nèi)發(fā)育的一系列北西向斷裂切斷較早形成的北東向斷裂[26]，斷面多切穿T2面。本期活動(dòng)是隨著盆地區(qū)域沉降加劇，逐漸由分割較強(qiáng)的斷陷轉(zhuǎn)化為整體拗陷，逐漸由湖盆海侵為海盆，從而在斷陷之上沉積了大面積展布的濱淺海相碎屑巖，使古、新近系之間呈現(xiàn)明顯的角度不整合接觸關(guān)系。本期活動(dòng)影響區(qū)域包括南海北緣東部，向西則逐漸減弱，經(jīng)過(guò)本期活動(dòng)，南海北部構(gòu)造格局基本定型[25]。動(dòng)力學(xué)機(jī)制主要體現(xiàn)為菲律賓板塊的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)作用在南海北部形成的壓扭應(yīng)力場(chǎng)影響。

綜合盆區(qū)斷裂發(fā)育期和應(yīng)力場(chǎng)變化特點(diǎn)分析，福山凹陷下構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)主要發(fā)育南傾正斷層的原因是，流二、三段沉積時(shí)期由于受凹陷邊界斷裂——臨高斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)影響，導(dǎo)致凹陷內(nèi)馬裊斷層以南地區(qū)強(qiáng)烈掀斜，產(chǎn)生向南伸展的拉張應(yīng)力，促使凹陷形變調(diào)整，地層因此發(fā)育眾多南傾正斷層，且都一次形成，成為凹陷下構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)中反向遮擋油氣的有利封閉條件。上構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)則是在基底主干斷裂控制下，受邊界臨高、長(zhǎng)流等斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)與海南隆起抬升雙重因素影響，凹陷內(nèi)沉積、沉降中心逐漸北移至臨高斷裂南緣朝陽(yáng)地區(qū)，地層在重力作用下向北滑移，由此逐漸形成系列南北雙向順層正斷的斷層扇或斷塊、斷鼻構(gòu)造圈閉組合。

3.3 凹陷構(gòu)造樣式及單元?jiǎng)澐?/p>

依據(jù)福山凹陷斷層在剖面上的組合形態(tài)，將其劃分為花狀、疊花狀、花瓣?duì)?、花叢?種樣式(圖3)。其中：①花狀斷層主要發(fā)育于控盆控凹邊界斷裂的高陡斷層發(fā)育段，具有多期繼承性發(fā)育的特點(diǎn)，如福山凹陷西南段發(fā)育的臨高斷裂；②疊花狀斷層主要發(fā)育于控盆控凹邊界斷裂的平緩發(fā)育段，具有斷面后退、遷移的特點(diǎn)，如福山凹陷北緣臨高斷裂西部發(fā)育段；③花瓣?duì)顢鄬觿t為凹陷內(nèi)沉積蓋層發(fā)育的多期伸展走滑斷層的疊加發(fā)育段，如福山凹陷中部發(fā)育的上、下斷層體系；④花叢狀斷層為凹陷邊緣多期發(fā)育的、多組伸展走滑斷層，如福山凹陷北緣東部長(zhǎng)流斷裂發(fā)育段。

圖3 北部灣盆地福山凹陷斷層組合剖面形態(tài)測(cè)線位置見(jiàn)圖1。

結(jié)合斷裂形成的力學(xué)機(jī)制，福山凹陷斷層在剖面上主要表現(xiàn)為基底卷入與蓋層滑脫2大類以及基底掀斜走滑、基底伸展多米諾與蓋層伸展拆離、蓋層滑動(dòng)牽引等4種樣式(圖4)。

基底卷入型主要發(fā)育于盆地及凹陷邊緣或凹陷內(nèi)沉積蓋層下斷裂系統(tǒng)?；紫菩弊呋瑯邮街饕w現(xiàn)長(zhǎng)期拉張同沉積正斷活動(dòng)，為控盆與控凹斷層組合形成的構(gòu)造樣式，代表性斷層有邁東、臨高等；基底伸展多米諾樣式主要為凹陷基底次級(jí)斷層，多因早期邊緣斷層強(qiáng)烈活動(dòng)使凹陷基底掀斜產(chǎn)生的非同生反向正斷層，如福山凹陷發(fā)育的下斷裂系統(tǒng)南傾反向正斷層。

圖4 北部灣盆地東南斷層組合樣式劃分

蓋層滑脫型主要發(fā)育于盆地凹陷沉積蓋層內(nèi)部。蓋層伸展拆離樣式主要為凹陷內(nèi)控洼順層滑動(dòng)斷層，如福山凹陷發(fā)育的美臺(tái)斷層及其延伸段；蓋層滑動(dòng)牽引樣式主要為洼陷內(nèi)控圈閉斷層，為凹陷內(nèi)沉積蓋層發(fā)育的重力滑脫同沉積正斷，如福山凹陷發(fā)育的上斷裂系統(tǒng)中形成的滑動(dòng)牽引斷層扇背斜。

依據(jù)成因和生長(zhǎng)過(guò)程，福山凹陷斷層發(fā)育總結(jié)表現(xiàn)為多期伸展與走滑，由南向北、自西向東遷移的特點(diǎn)。邁陳凹陷斷層組合與剖面發(fā)育形態(tài)總體類似福山凹陷，同樣表現(xiàn)出多期發(fā)育與花狀走滑伸展、凹陷中心部位斷層發(fā)育新的特點(diǎn)。

綜合福山凹陷斷裂體系發(fā)育與分布特征、斷裂活動(dòng)期次以及斷層組合特點(diǎn)，結(jié)合盆地東南部“三隆三洼”總體構(gòu)造格架，以及盆內(nèi)地層發(fā)育與巖性巖相展布特征等分析，以T4反射層構(gòu)造圖為基礎(chǔ)，將福山凹陷上構(gòu)造層劃分為2正2負(fù)共4個(gè)單元，即南部斜坡帶、中部鼻狀構(gòu)造帶、北部洼陷帶及北部斷階帶；下構(gòu)造層以T5反射層構(gòu)造圖為基礎(chǔ)，將凹陷劃分為3正1負(fù)共4個(gè)單元，即南部斜坡帶、中部洼陷帶帶、臨高斷階帶及長(zhǎng)流斷階帶。

邁陳凹陷依據(jù)Tg、T4反射層斷裂分布圖將凹陷劃分為5正3負(fù)共8個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，即東南陡坡斷階帶、東一洼陷帶、中部斜坡斷階帶、北部斜坡帶、東二洼陷帶、西部鼻狀構(gòu)造帶、西部洼陷帶以及邁西陡坡帶。

3.4 構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶與差異變形分析

在前人研究成果基礎(chǔ)上[28-30]，結(jié)合北部灣盆地古近系、新近系地層展布及其沉積充填特征，斷裂體系走向與斷層性質(zhì)、規(guī)模等因素綜合分析，認(rèn)為盆地自西北向東南方向發(fā)育有系列構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(圖1)，西部有分隔潿西南凹陷與海中凹陷的潿西南低凸起1號(hào)與3號(hào)邊界斷裂帶，中部有烏石凹陷中西部的中央隆起帶斷裂、邁陳凹陷中部斜坡斷階帶有邁2與3號(hào)斷裂，東南部有福山凹陷中的中部鼻狀構(gòu)造帶北部美臺(tái)斷裂。

盆地東南部福山凹陷中部鼻狀構(gòu)造帶明顯體現(xiàn)出斷裂體系轉(zhuǎn)換特征，構(gòu)造帶以南表現(xiàn)為典型的雙層斷裂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、以北表現(xiàn)為單一滑動(dòng)斷裂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)造帶自身表現(xiàn)出南、北斷裂體系相互轉(zhuǎn)換過(guò)渡特征。結(jié)合盆地?cái)鄬影l(fā)育史，福山凹陷南部下構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)斷層與凹陷北部大斷層形成時(shí)間相同，大體發(fā)育于盆地形成初期、流二段沉積期以前；上構(gòu)造層斷裂系統(tǒng)斷層與盆地中部斷層發(fā)育時(shí)間相對(duì)較晚，主要形成于潿洲組沉積期后；凹陷中部鼻狀構(gòu)造帶南緣美臺(tái)斷裂則主要孕育于流一段沉積期，發(fā)育高峰在潿洲組沉積期以來(lái)，該帶在時(shí)間上也同樣體現(xiàn)了過(guò)渡與轉(zhuǎn)換特征。

北部灣盆地的旋轉(zhuǎn)應(yīng)力場(chǎng)特征在不同凹陷或同一凹陷不同部位同樣體現(xiàn)出明顯的差異。經(jīng)結(jié)合凹陷內(nèi)北部主要邊界斷裂走向在平面上的變化情況，臨高斷層從古新世早期(約65 Ma)的凹陷形成到漸新世末期(約23.5 Ma)斷層在走向上發(fā)生了大約13°的一個(gè)逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)作用(圖5)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)的幅度與海南隆起古近紀(jì)發(fā)生的15 °順時(shí)針旋轉(zhuǎn)作用相近似；東部長(zhǎng)流斷層和南部定安斷層在走向上基本沒(méi)有明顯的變化。表明福山凹陷在演化過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)西部伸展量小、中東部伸展量大，凹陷在演化過(guò)程中有明顯的非對(duì)稱拉伸過(guò)程，凹陷受到了拉伸和旋轉(zhuǎn)的共同作用，因而在平面上形成了三角形幾何形態(tài)。同樣的非對(duì)稱性拉伸作用背景，在北部灣盆地其他凹陷也形成了差異伸展作用。在這種復(fù)雜的構(gòu)造應(yīng)力背景下，福山凹陷以及盆內(nèi)其他凹陷形成了大量具有伸展與走滑雙重特征的復(fù)雜構(gòu)造樣式，特別是發(fā)育有構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶的凹陷。

圖5 北部灣盆地福山凹陷主控?cái)鄬幼呦蜓莼卣鱗28]

4 構(gòu)造控油作用與有利區(qū)帶優(yōu)選

4.1 成盆過(guò)程分析

綜合盆地發(fā)育史(圖6)，凹陷主要經(jīng)歷了裂陷與坳陷2大演化階段，其中裂陷世代主要發(fā)生于古近紀(jì)，表現(xiàn)出多幕裂陷和空間上的遷移特征，地層沉積與充填明顯受深大斷裂控制。如福山凹陷裂陷階段充填的長(zhǎng)流組及流三段地層沉積沉降中心主要受盆緣斷裂控制；流二段至流一段地層沉積沉降中心主要受凹陷內(nèi)美臺(tái)斷裂等控制，裂后階段地層沉積沉降主要受區(qū)域拗陷作用控制。

圖6 北部灣盆地第三紀(jì)古地理簡(jiǎn)圖

古新世裂陷初期(圖6a)，盆區(qū)受伸展應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境影響，早期發(fā)育的一些北東向大型基底擠壓斷裂相繼復(fù)活、反轉(zhuǎn)(如潿西南、海頭北、邁東燈樓角、臨高等斷裂)形成系列正斷層，并逐漸沉降演化為系列裂谷型箕狀斷陷，其中充填近源洪積、沖積相紅色或雜色粗碎屑沉積。因盆地深凹區(qū)無(wú)鉆井揭示古新統(tǒng)長(zhǎng)流組，盆地邊緣又多河流相，由此推測(cè)海中、潿西南、紀(jì)家樂(lè)民、烏石、邁陳、福山和海頭北等 7個(gè)凹陷可能已具雛形，充填物類型主要為沖積扇、辮狀河及濱淺湖沉積，構(gòu)成盆地儲(chǔ)油層或儲(chǔ)油體。

始新世盆地進(jìn)入強(qiáng)烈斷陷期(圖6b)，盆區(qū)在前期斷裂的基礎(chǔ)上，邊緣斷裂繼承性活動(dòng)，西部以橫貫盆地中西的北東東向企西隆起為中軸，形成企西隆起以北凹陷呈“北斷南超”樣式，隆起以南凹陷呈“南斷北超”箕狀斷陷樣式。盆地東南部?jī)砂枷輨t形成以臨高凸起為軸線的北部“南斷北超”、南部“北斷南超”的古地理面貌[26]。盆內(nèi)始新統(tǒng)流沙港組鉆井揭示較多，在斷陷內(nèi)有廣泛發(fā)育，地震剖面上地層呈楔型，近斷層處地層厚度大、遠(yuǎn)離邊界斷層地層厚度明顯減薄。該套地層是盆內(nèi)主力烴源層，所生成的原油普遍富含中深湖相的標(biāo)志性化合物——四甲基甾烷，顯示出明顯湖相沉積環(huán)境。

始新世末—漸新世(圖6c)，盆地裂陷進(jìn)入活動(dòng)晚期，隨著基底抬升，盆地除凹陷中心覆有較淺的水體外，周緣多暴露地表、遭受沖刷剝蝕；之后隨著斷裂再次活動(dòng)，盆地凹陷沉降以及水體范圍的逐漸擴(kuò)大，潿洲組地層呈現(xiàn)明顯上超沉積[26]，巖性上表現(xiàn)為粗—細(xì)—粗的韻律，沉積了一套河流—沖積相、三角洲、扇三角洲、盆底扇、濱淺湖等沉積體系和子體系。目前盆內(nèi)大量鉆井揭示[26]，潿洲組在斷陷內(nèi)有廣泛發(fā)育，在地震剖面上地層呈楔型，近斷層處地層厚度大、遠(yuǎn)離邊界斷層地層厚度明顯減薄，表明該套地層沉積期斷裂作用明顯減弱，具有斷拗轉(zhuǎn)換性質(zhì)，沉積環(huán)境總體表現(xiàn)為陸相湖沼環(huán)境。潿洲組地層除見(jiàn)有腹足類、瓣鰓類和一些孢粉外，還發(fā)現(xiàn)有海綠石和有孔蟲(chóng)等海相礦物及化石，表明在漸新世中晚期盆區(qū)已遭受過(guò)海侵；漸新世末盆地結(jié)束斷陷沉積充填歷史，進(jìn)入拗陷沉降發(fā)育階段。

中新世—上新世(圖6d)，盆地區(qū)域沉降、海水入侵北部灣，進(jìn)入拗陷發(fā)育階段，盆地沉積中心逐漸由彼此分割的斷陷湖盆轉(zhuǎn)為統(tǒng)一的海盆，形成了一套濱淺海碎屑巖沉積，覆蓋于斷陷沉積之上，使新近系與古近系呈角度不整合接觸[10]。

4.2 構(gòu)造控油作用研究

地層接觸關(guān)系顯示，北部灣盆地共發(fā)育區(qū)域不整合面2個(gè)，即長(zhǎng)流組與前第三系(基底Tg)、潿洲組與新近系(T2)；局部不整合面3個(gè)，即長(zhǎng)流組與流三段(T7)、流二段與流一段(T5)、流一段與潿洲組底部(T4)，表明盆地在古近紀(jì)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，新近紀(jì)相對(duì)平靜。盆地構(gòu)造圈閉主要形成于新近紀(jì)以前[10]，新近紀(jì)僅有局部改造。經(jīng)結(jié)合盆地東南兩凹陷內(nèi)大量單井盆地模擬成果，通過(guò)對(duì)邁陳凹陷及福山凹陷多口單井(新1、洋1、徐聞X1、花東1、蓮8X、金鳳1、朝1、永1、美1井)地化資料與數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)盆地流沙港組與潿洲組2套烴源巖的大量生排烴高峰時(shí)間均在中中新世及其以后，表明盆地晚期生排烴時(shí)間與構(gòu)造圈閉形成早期時(shí)間相匹配[10]，總體有利于油氣成藏與富集。

前述凹陷斷裂活動(dòng)期次分析表明[22]，盆內(nèi)現(xiàn)今油氣富聚與成藏主要受最后一期斷裂體系控制，即第Ⅳ期發(fā)育的近東西向斷裂體系是盆地東南部?jī)砂枷萁窨夭乜赜偷闹饕獢嗔洋w系。

此外，結(jié)合海域鉆探成果分析，北部灣盆地海域油氣藏(含油氣構(gòu)造)類型主要有：前第三系灰?guī)r潛山，古近系背斜、斷背斜、斷塊、地層及巖性圈閉，新近系披覆背斜等。其中灰?guī)r潛山圈閉[10]主要分布在斷裂帶；古近系斷塊圈閉主要分布在斷裂帶，斷背斜圈閉主要分布在斷裂帶和斜坡上，地層圈閉(包括地層超覆圈閉和巖性圈閉)則主要分布在斜坡帶和斷裂下降盤的深部位[10]；新近系披覆背斜圈閉主要分布在斜坡頂部、構(gòu)造脊高部位和古隆起區(qū)。表明海域凹陷各類圈閉油氣富集與成藏同樣受盆地最晚期斷裂體系控制。如潿西南凹陷油氣藏沿主要斷裂分布，并大多以斷裂封堵，油氣層絕大多數(shù)富聚于古近系，因此凹陷斷裂體系中晚期斷層的封閉與停歇至關(guān)重要。

4.3 有利勘探區(qū)帶優(yōu)選

依據(jù)北部灣盆地現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的油氣田和含油氣構(gòu)造分布來(lái)看，主要顯示3大特點(diǎn)：①主要集中在盆地構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育的潿西南、烏石、福山3凹陷內(nèi)。②主要油氣田和含油氣構(gòu)造受盆內(nèi)近東西向構(gòu)造體系控制。③盆內(nèi)發(fā)育的自生自儲(chǔ)、下生上儲(chǔ)與新生古儲(chǔ)式3大類油氣藏均以流沙港組為烴源層系、以流沙港組沉積中心為供烴中心。其中自生自儲(chǔ)式油氣藏，以流沙港組自身生烴、自身儲(chǔ)集、自身封蓋組合成藏，已發(fā)現(xiàn)的油氣田有潿10-3油田、潿10-1油田、花場(chǎng)油田、金鳳油田、烏16-1含油構(gòu)造等；下生上儲(chǔ)式油氣藏，以流沙港組為烴源層，潿洲組砂、泥巖為儲(chǔ)蓋層組合成藏(如潿12、潿3油田)和以流沙港組為烴源層，角尾組砂、泥巖作為儲(chǔ)蓋層組合成藏(如潿11-4油田)；新生古儲(chǔ)式潛山型油氣藏，以流沙港組為烴源巖，前新生界潛山儲(chǔ)集巖為儲(chǔ)層系統(tǒng)，第三系為蓋層組合成藏，如灣-4油氣藏。因此盆內(nèi)有利勘探區(qū)帶評(píng)價(jià)與優(yōu)選，必須緊密圍繞凹陷內(nèi)流沙港組沉積中心、構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶，尋找與新近紀(jì)斷裂體系相匹配的圈閉發(fā)育區(qū)。

4.3.1 福山凹陷

作為北部灣盆地目前已發(fā)現(xiàn)的典型富生烴凹陷，凹陷內(nèi)主要發(fā)育有東部白蓮與西部皇桐2個(gè)主力生烴中心[25]，由于白蓮次凹油氣資源豐度遠(yuǎn)高于西部皇桐次凹[5]，因此表明凹陷東部金鳳北—白蓮—花東地區(qū)油氣成藏條件總體優(yōu)于西部博厚、美臺(tái)、永安、皇桐地區(qū)，位于2大供烴中心疊合部位的花場(chǎng)構(gòu)造是凹陷內(nèi)油氣供給最充足、油氣資源最富集的地區(qū)。

據(jù)凹陷內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的油氣藏類型分析來(lái)看，總體以自生自儲(chǔ)及下生上儲(chǔ)式構(gòu)造型油氣藏為主，主力油氣田多以靠反向正斷層封堵的斷塊、斷鼻型油氣藏為主，其次為正向正斷層封堵的斷塊、斷鼻型油氣藏，真正靠褶曲封堵的背斜少見(jiàn)，地層巖性型油氣藏是今后勘探的重點(diǎn)目標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，凹陷生烴中心周緣流一、二、三段中斷層(尤其是反向斷層)遮擋形成的斷塊、斷鼻圈閉均可構(gòu)成油氣聚集的有利場(chǎng)所，近年來(lái)的勘探也證實(shí)了這一點(diǎn)。但發(fā)育于次凹內(nèi)部的流一、二段中的前積砂體也可形成地層—巖性型油氣藏，如白蓮次凹中流一段蓮5—蓮15、蓮16井區(qū)的前積砂體形成的巖性型油藏就是例證，它不僅豐富了凹陷的油氣藏類型，而且拓展了勘探領(lǐng)域。

經(jīng)結(jié)合“源控論”及上、下構(gòu)造層構(gòu)造特征分析，認(rèn)為下構(gòu)造層花場(chǎng)—白蓮與美臺(tái)—紅光構(gòu)造帶和上構(gòu)造層花場(chǎng)與永安構(gòu)造列為凹陷內(nèi)4個(gè)最有利勘探區(qū)帶，其他地區(qū)為較有利區(qū)帶。此外，凹陷南部斜坡區(qū)可能還存在“古潛山”、火山巖遮擋油藏類型。目前由于對(duì)凹陷內(nèi)“古潛山”圈閉、火山巖遮擋圈閉缺乏供油條件和保存條件分析，須待進(jìn)一步研究。

4.3.2 邁陳凹陷

受勘探程度與認(rèn)識(shí)程度較低限制，現(xiàn)依少量鉆井及大量地震資料解釋成果分析，凹陷呈現(xiàn)“南陡北緩”的箕狀斷陷特征，沉降中心位于凹陷東南部陡坡帶。流沙港沉積期最大沉降中心位于中南部烏29-1A-1以南。結(jié)合凹陷區(qū)流沙港組有利儲(chǔ)集相帶分布預(yù)測(cè)圖及潿洲組沉積體系分布預(yù)測(cè)圖分析，凹陷東一洼陷帶西北及東南緣儲(chǔ)層砂體發(fā)育，加上凹陷中部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育區(qū)中部斜坡斷階帶及北部斜坡帶構(gòu)造圈閉發(fā)育，因此認(rèn)為該帶是本凹陷最有利的勘探區(qū)帶。凹陷南部東二洼陷帶及西部洼陷帶由于流沙港組沉積厚度有限，邊緣區(qū)缺失(烏35-2-1、新1)或厚度有限(烏32-1-1井242 m、烏32-2-1井403 m、洋1井568.5 m)，且烴源條件一般，生烴潛力有限，因此認(rèn)為凹陷南部臨近東二洼陷帶北緣的臨昌Ⅰ、Ⅱ號(hào)背斜構(gòu)造為較有利勘探區(qū)帶，遠(yuǎn)離東二洼陷帶的美良背斜及田村、新盈、洋埔斷鼻為遠(yuǎn)景區(qū)帶。

5 結(jié)論

(1)北部灣盆地基底由中—古生界地層組成，實(shí)為云開(kāi)隆起與瓊北隆起的延伸，具有與華南陸緣陸相中小盆地相同的基底，屬于典型的陸緣盆地。

(2)福山凹陷上、下構(gòu)造層構(gòu)成2套斷裂系統(tǒng)，主要發(fā)育有北東—北東東、北西—北北西及近東西向3組斷裂體系，總體格局呈現(xiàn)“南北分帶、東西隆凹相間”特點(diǎn)。凹陷深淺層表現(xiàn)為下構(gòu)造系統(tǒng)發(fā)育受南掉反向正斷層控制的系列反向斷塊、斷鼻圈閉，上構(gòu)造系統(tǒng)發(fā)育受順層正斷層控制的斷層扇或斷塊、斷鼻圈閉。

(3)福山凹陷經(jīng)歷了早期箕狀裂陷、中期雙向斷陷與晚期坳陷超覆3階段演化，共發(fā)育有基底卷入與蓋層滑脫2大類4種樣式斷層，組合成花狀、疊花狀、花脈狀、花叢狀4種形態(tài)；表現(xiàn)出多期發(fā)育與花狀走滑伸展特點(diǎn)，凹陷中心部位斷層發(fā)育最新；盆地應(yīng)力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)環(huán)境，在主要凹陷中部形成了系列構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶。

(4)盆地東南部?jī)砂枷葜胁堪l(fā)育的近EW向斷裂體系形成最晚，是控制兩凹陷內(nèi)圈閉形成的最晚期斷裂體系，因而成為兩凹陷內(nèi)控油控藏的主要斷裂體系。

(5)依據(jù)流沙港組供烴中心、儲(chǔ)集體分布、凹陷構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶以及與新近紀(jì)斷裂體系相匹配的圈閉發(fā)育區(qū)進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為福山凹陷中部鼻狀構(gòu)造帶及邁陳凹陷東南陡坡斷階帶是盆地東南部油氣運(yùn)聚的主要指向區(qū)，應(yīng)列為最重要的有利勘探區(qū)帶。

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(編輯 徐文明)

Structural features and controlling on oils in southeastern Beibu Gulf Basin

Xu Zhengyu1, Yu Guang1, Wu Weiqiang2, Ma Qinlin2, Huang Ling1, Xiong Shaoyun1, Cheng Gang2

(1.HangzhouResearchInstituteofPetroleumGeology,ResearchInstituteofPetroleumExplorationandDevelopment,CNPC,Hangzhou,Zhejiang310023,China;2.HainanFushanPetroleumExplorationandDevelopmentCompanyLimited,CNPC,Haikou,Hainan570125,China)

Similar to those of the middle and small basins of continental margin facies in South China, the basement of the Beibu Gulf Basin has experienced 3 evolutionary stages: rift from Paleocene to Eocene, rift to depression transition during Oligocene, and regional subsidence ever since Miocene. Influenced by the basin-forming events such as Shenhu, Zhuqiong, Nanhai and Dongsha, 4 periods of faults developed in the Fushan and Maichen sags in the southeast of the basin, resulting in 3 dominant fault systems of NE,NEE and NW directions, forming 2 tectonic layers. The faults are of flower, piled flower, petal and bush shapes, forming 4 styles including basal tilted strike-slip, basal stretch Domino, cap extensional detachment and cap sliding traction. The Fushan Sag showed an obvious asymmetric stretching process, forming NE-oriented tectonic transfer zone in the middle. The EW-oriented fault system of stage Ⅳ in the southeast of the basin controlled present oil reservoirs in the 2 sags. The nose-like structural zone in the center and the steep slope step zone in the southeast of the Fushan Sag are favorable petroleum exploration targets in the southeast of the basin.

oil-controlling effect; structural feature; basin evolution; Maichen Sag; Fushan Sag; Beibu Gulf Basin

1001-6112(2014)02-0144-09

10.11781/sysydz201402144

2013-02-02；

2014-01-23。

徐政語(yǔ)(1964—)，男，高級(jí)工程師，從事石油地質(zhì)研究工作。E-mail: xuzy_hz@petrochina.com.cn。

中國(guó)石油天然氣股份有限公司科技項(xiàng)目“南方地區(qū)中小盆地油氣地質(zhì)條件與精細(xì)目標(biāo)評(píng)價(jià)”(2011D-0707) 和“南方、青藏、華北等新區(qū)海相碳酸鹽巖油氣地質(zhì)綜合評(píng)價(jià)與有利勘探區(qū)帶優(yōu)選研究”(2012B-0504) 資助。

TE121.2

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