南海北部深水區(qū)盆地?zé)釟v史及烴源巖熱演化研究

吳景富，楊樹(shù)春，張功成，單竟男，唐曉音，梁建設(shè)

1 中海油研究總院，北京 100027

2 中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029

1 引 言

隨著世界對(duì)能源需求的增長(zhǎng)以及陸地和淺水油氣發(fā)現(xiàn)難度的增加，油氣勘探家們的目光逐漸轉(zhuǎn)向海洋的深水區(qū)，尤其是巴西Campos盆地大型油氣田的發(fā)現(xiàn)，加速了各國(guó)對(duì)海洋深水區(qū)油氣勘探力度.南海北部深水區(qū)是我國(guó)目前油氣勘探重要戰(zhàn)略選區(qū)，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)荔灣3-1等油氣田.雖然已經(jīng)獲得油氣勘探的成功，但還有諸多問(wèn)題尚需探討，盆地的熱演化及烴源巖的生烴狀態(tài)就是其中之一.

盆地沉積充填物所經(jīng)歷的熱歷史對(duì)油氣的生成、運(yùn)移和聚集有著重要影響，因此盆地?zé)崾返难芯吭絹?lái)越受到地質(zhì)工作者，尤其是石油工作者的重視.自20世紀(jì)70年代迄今，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者探討過(guò)南海北部的地溫場(chǎng)特征[1-9］，但大量的地?zé)釋W(xué)方面的工作局限在大地?zé)崃鳒y(cè)量方面，也有少數(shù)學(xué)者利用“構(gòu)造-熱演化”方法對(duì)深水區(qū)盆地?zé)釟v史進(jìn)行了研究[10-13］，但這些正演熱史缺乏盆地現(xiàn)已獲得的古溫標(biāo)數(shù)據(jù)的約束.

本文在現(xiàn)今地溫場(chǎng)特征基礎(chǔ)上，利用南海北部鄰近深水區(qū)的鉆井磷灰石（U-Th）／He、鏡質(zhì)體反射率（Ro）數(shù)據(jù)對(duì)南海北部深水區(qū)盆地前人正演得到的熱歷史進(jìn)行了約束，并以南海北部深水區(qū)為主要烴源巖為研究對(duì)象，綜合正、反演熱史探討了南海北部深水區(qū)烴源巖生烴狀態(tài)以及熱史對(duì)不同凹陷烴源巖熱演化的影響.

2 地質(zhì)背景與現(xiàn)今地溫場(chǎng)

南海北部深水區(qū)指水深在300～3000m之間的陸緣盆地區(qū)，大地構(gòu)造位置屬于南海北部大陸邊緣的一部分，主體處于陸坡區(qū)，地殼以洋-陸過(guò)渡殼為主.南海北部深水區(qū)包括瓊東南盆地和珠江口盆地珠二坳陷，發(fā)育有白云凹陷、樂(lè)東—陵水、松南—寶島凹陷等8個(gè)凹陷（圖1）.

圖1 南海北部構(gòu)造單元圖Fig.1 Tectonic regionalization of the northern South China Sea

南海北部深水區(qū)是經(jīng)歷了多幕裂谷期、區(qū)域熱沉降期和新構(gòu)造活動(dòng)期3個(gè)演化階段而形成的盆地[14-16］.在盆地新生代以來(lái)演化過(guò)程中，南海北部發(fā)生過(guò)三次區(qū)域性的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[15］，即神狐運(yùn)動(dòng)、南海運(yùn)動(dòng)、東沙運(yùn)動(dòng)（表1）.這三次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在南海北部造成了沉積充填的差異：神狐運(yùn)動(dòng)至南海運(yùn)動(dòng)期間地層組成，即珠江口盆地的神狐組、文昌組、恩平組和珠海組或瓊東南盆地的古新統(tǒng)—始新統(tǒng)、崖城組和陵水組，相當(dāng)于裂谷階段的沉積地層，沉積環(huán)境以陸相為主；南海運(yùn)動(dòng)至東沙運(yùn)動(dòng)期間的地層組成，即珠江口盆地的珠江組和韓江組或瓊東南盆地的三亞組和梅山組，相當(dāng)于裂谷后（拗陷階段）的沉積地層，沉積環(huán)境以海相為主；東沙運(yùn)動(dòng)后地層組成，即珠江口盆地的粵海組、萬(wàn)山組和第四系或瓊東南盆地的黃流組、鶯歌海組和樂(lè)東組，主要為濱、淺海相沉積環(huán)境.

表1 南海北部深水區(qū)地層與盆地演化對(duì)比表（據(jù)張功成等（2007）[16］）Table 1 The comparison table of stratigraphy and evolution in the deep water area，the northern South China Sea（modified after Zhang G C（2007）[16］）

在南海構(gòu)造演化過(guò)程中，南海北部深水區(qū)盆地發(fā)育了多套烴源巖.瓊東南盆地目前鉆井揭示了下漸新統(tǒng)崖城組和上漸新統(tǒng)陵水組烴源巖[17-18］，崖城組和陵水組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，以Ⅲ型干酪根為主，未鉆遇的始新統(tǒng)地層認(rèn)為是湖相烴源巖[19］.珠江口盆地發(fā)育始新統(tǒng)文昌組、下漸新統(tǒng)恩平組和上漸新統(tǒng)珠海組烴源巖，文昌組烴源巖有機(jī)碳含量為0.5%～4.88%，平均1.22%，以Ⅱ1型干酪根為主.恩平組烴源巖有機(jī)碳含量也達(dá)1.0%～1.5%，以Ⅱ2為主[20-21］.

盆地現(xiàn)今地溫場(chǎng)是盆地構(gòu)造演化的最后一期，也是唯一能夠直接測(cè)量的一期.因此盆地現(xiàn)今地溫場(chǎng)特征是盆地構(gòu)造熱演化研究的重要環(huán)節(jié)，也是必要的約束條件之一.

南海北部現(xiàn)今地溫場(chǎng)分析結(jié)果表明[5］：南海北部地區(qū)現(xiàn)今地溫場(chǎng)具“熱盆”屬性，且深水區(qū)比淺水區(qū)更“熱”，地溫梯度為29.4～52.2℃／km，平均地溫梯度為39.1℃／km.深水區(qū)地溫梯度與華北（33～35℃／km）和松遼（38℃／km）等“熱盆”的地溫梯度相當(dāng)[22］，與中國(guó)近海其它盆地相比，深水區(qū)地溫梯度比中國(guó)東海（32.7℃／km）[23］和南黃海南部（28.6℃／km）[24］都高.南海北部陸緣淺水區(qū)大地?zé)崃鞅戎袊?guó)大陸地區(qū)大地?zé)崃髌骄担ㄆ骄?3mW／m2）[25］稍高，與中國(guó)近海其它盆地相比，南海北部陸緣深水區(qū)大地?zé)崃鞅葨|海和南黃海都高，東海盆地臺(tái)北坳陷的熱流值59.5～81.3mW／m2，平均為70.4mW／m2，西湖坳陷的熱流介于55.3～84.3mW／m2，平均值為71.7mW／m2[23］；南黃海盆地南部地區(qū)熱流值介于60.1～76.8mW／m2之間，平均值為67.7mW／m2[24］.可見(jiàn)，南海北部陸緣珠江口盆地和瓊東南盆地不僅具“熱盆”特征，而且深水區(qū)比淺水區(qū)更“熱”，深水區(qū)比東海、南黃海等邊緣海盆地也更“熱”.

3 熱史恢復(fù)

目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用于盆地?zé)崾返难芯糠椒ㄖ饕袃煞N[26］：一是在巖石圈尺度上的 “構(gòu)造-熱演化法”，即“熱史正演”，該方法基于盆地的構(gòu)造演化模型，能得到盆地演化整個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期的熱流變化，但缺乏有效的溫標(biāo)數(shù)據(jù)約束；二是在盆地尺度上“古溫標(biāo)法”，即“熱史反演”，該方法基于盆地演化形成的熱產(chǎn)物，熱史能與現(xiàn)今溫標(biāo)數(shù)據(jù)最大程度擬合.但因?yàn)楣艤貥?biāo)記錄的是地層受熱最高程度，所以反演只能得到特定地質(zhì)時(shí)刻的熱狀態(tài).兩種方法各有自身的優(yōu)勢(shì)和限制，目前熱史恢復(fù)技術(shù)正逐步向二者結(jié)合的方向發(fā)展，從而使熱史恢復(fù)技術(shù)更加系統(tǒng)、科學(xué).

3.1 熱史反演

盆地尺度上的盆地?zé)崾房梢酝ㄟ^(guò)各種古溫標(biāo)數(shù)據(jù)（如鏡質(zhì)反射率、磷灰石（U-Th）／He、包裹體測(cè)溫等）來(lái)恢復(fù)，盆地?zé)崾坊謴?fù)的方法很多[27］.根據(jù)南海深水區(qū)盆地古溫標(biāo)狀況和實(shí)際的地質(zhì)條件，選用古地溫梯度法進(jìn)行熱史恢復(fù).對(duì)于每一個(gè)樣品來(lái)說(shuō)，其溫標(biāo)值都代表了一個(gè)它所經(jīng)歷的最高古地溫，對(duì)于某一連續(xù)沉積的地層，即一個(gè)構(gòu)造層來(lái)講，一組樣品達(dá)到最高古地溫的時(shí)間是統(tǒng)一的.因此，根據(jù)不同深度上樣品最高古地溫即可得出該構(gòu)造層達(dá)到最高古地溫時(shí)的古地溫梯度.如果各個(gè)構(gòu)造層達(dá)到最高古地溫的時(shí)間不一致，則可得出各相應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)的古地溫梯度或古地溫梯度史和與之對(duì)應(yīng)的地層受熱史，這就是古地溫梯度法[27］.本次主要根據(jù)深水區(qū)北部凸起區(qū)鉆井鏡質(zhì)體反射率數(shù)據(jù)，利用古地溫梯度法，結(jié)合（U-Th）／He技術(shù)恢復(fù)南海北部陸緣熱史.

3.1.1 珠江口盆地?zé)崾贩囱?/p>

本次選取了珠江口盆地三口擁有較系統(tǒng)古溫標(biāo)數(shù)據(jù)（Ro）的鉆井（見(jiàn)圖1），即 PY33-1-1、PY28-2-1和HZ23-2-1進(jìn)行熱史恢復(fù).從三口鉆井的成熟度標(biāo)志數(shù)據(jù)Ro狀況來(lái)看：Ro數(shù)據(jù)分布在0.3%～1.6%間，與深度的相關(guān)性較強(qiáng)，整體上具有很好的分段性，以珠江組和珠海組間的不整合面為界，深部Ro隨深度變化的梯度大于淺部，如PY33-1-1井（圖2）.這種Ro隨深度的變化規(guī)律存在明顯差異的特征，記錄了盆地不整合面形成前后地層所經(jīng)歷的不同熱狀態(tài).

正是Ro數(shù)據(jù)隨深度分布的這一特征，使古地溫狀態(tài)得以重建.利用古地溫梯度法本文重建了三口鉆井的古地溫剖面.重建的PY33-1-1井古地溫剖面（圖3）顯示：在珠海組及以前地層沉積時(shí)具有較高地溫梯度，其相對(duì)應(yīng)的古地溫梯度為39.4℃／km，與現(xiàn)今地溫梯度（35.6℃／km）相比表現(xiàn)為一個(gè)下降過(guò)程，其它兩口鉆井也具有相同的特征.

三口鉆井的熱史恢復(fù)結(jié)果表明：南海北部珠江口盆地目前所能恢復(fù)的最高古地溫梯度出現(xiàn)在古近紀(jì)末，位于不同構(gòu)造單元的三口鉆井當(dāng)時(shí)古地溫梯度分別是：39.4 ℃／km（PY33-1-1）、35.8 ℃／km（PY28-2-1）和33℃／km（HZ23-2-1），與現(xiàn)今地溫梯度（35.6℃／km、33.0℃／km、30.0℃／km）相比表現(xiàn)為一個(gè)下降過(guò)程，表明自漸新世末（23.3Ma）以來(lái)所經(jīng)歷的是一個(gè)持續(xù)的冷卻過(guò)程（圖4），反演熱史反應(yīng)南海北部在漸新世及以前經(jīng)歷拉張過(guò)程、其后經(jīng)歷熱沉降的構(gòu)造演化特征.

3.1.2 瓊東南盆地（U-Th）／He熱史反演

（U-Th）／He數(shù)據(jù)是一種有效厘定盆地（或者凹陷）經(jīng)歷最高古溫度時(shí)間的溫標(biāo)數(shù)據(jù).Zeitler等研究認(rèn)為磷灰石He年齡可以解釋為通過(guò)較低溫度的冷卻年齡[28］，因而該年齡可以提供巖石低溫冷卻歷史的重要信息，并且指出了（U-Th）／He放射性測(cè)年具有作為低溫溫度計(jì)的潛力.磷灰石（U-Th）／He定年技術(shù)有效地記錄了樣品經(jīng)歷較低溫度范圍（40～75 ℃）[29］.

圖2 珠江口盆地鉆井Ro-深度圖Fig.2 The plot of Rovs.depth from the boreholes in Pearl River Mouth Basin

當(dāng)磷灰石經(jīng)歷超過(guò)75℃溫度（即磷灰石封閉溫度）時(shí)，He元素從磷灰石中完全擴(kuò)散，而溫度小于40℃時(shí)，幾乎所有的He元素都被保持在磷灰石中，在這兩個(gè)點(diǎn)之間的溫度區(qū)間為部分保留區(qū)（HePRZ）.利用高溫時(shí)He在磷灰石擴(kuò)散丟失的特性，巖石樣品經(jīng)歷75℃這一溫度點(diǎn)的時(shí)間可以很好地記錄下來(lái)，從而提供熱史的重建[30-32］.本文在美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)（U-Th）／He低溫年代實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了YA8-2-1井7個(gè)樣品13個(gè)顆粒的磷灰石（U-Th）／He年齡（表2）.測(cè)試過(guò)程分4個(gè)步驟進(jìn)行[33］：（1）在雙目鏡下從分選出來(lái)的重礦物中挑選磷灰石晶體；（2）對(duì)磷灰石晶體通過(guò)加熱3min釋氣，測(cè)試He濃度；（3）測(cè)定 U、Th的含量；（4）He年齡計(jì)算和校正.

YA8-2-1井位于南海北部深水區(qū)瓊東南盆樂(lè)東凹陷北部，采樣層位覆蓋不整合面上下地層.從測(cè)試的樣品顆粒年齡來(lái)看，磷灰石（U-Th）／He年齡以小于2.48Ma為主，在磷灰石（U-Th）／He部分保留區(qū)，存在2個(gè)顆粒年齡大于地層實(shí)際年齡，說(shuō)明樣品尚未完全經(jīng)歷封閉溫度，其年齡可能反應(yīng)母巖的地質(zhì)年齡.在封閉溫度對(duì)應(yīng)的深度面以下，磷灰石（U-Th）／He年齡均在2.48Ma內(nèi)（圖5），分布范圍為0.38～2.26Ma，這些年齡數(shù)據(jù)說(shuō)明在2.48Ma之后，樣品（顆粒）經(jīng)歷了一次從高于封閉溫度（75℃）到低于封閉溫度的過(guò)程，樣品在2.48Ma后處于最高溫度狀態(tài).

3.2 正演熱歷史約束與驗(yàn)證

利用“有限拉張模型應(yīng)變速率法”對(duì)南海北部深水區(qū)進(jìn)行的熱史正演結(jié)果揭示[13］：瓊東南盆地始新世以來(lái)存在三次熱流升高過(guò)程，自始新世時(shí)期（56～32Ma）盆熱流緩慢升高，凹陷基底熱流由54mW／m2升高到60mW／m2；漸新世時(shí)期（32～23.3Ma）熱流升高比較快速，如樂(lè)東凹陷基底熱流由60mW／m2升高到70mW／m2；中新世（23.3～5.4Ma）基底熱流開(kāi)始冷卻，直至5.4Ma熱流又開(kāi)始急劇升高，2.48Ma達(dá)到最大值，現(xiàn)今（2.48Ma以來(lái)）為最高熱流期.這一結(jié)果與利用（U-Th）／He數(shù)據(jù)記錄的最高古地溫時(shí)間一致.

珠江口盆地始新世以來(lái)存在兩期熱流升高的過(guò)程：第一期加熱過(guò)程為56～32Ma；第二期加熱過(guò)程為32～23.3Ma，珠江口盆地自23.3Ma以來(lái)基底熱流一直緩慢降低.這一演化特征與來(lái)自Ro數(shù)據(jù)反演的熱史變化吻合.

在白云凹陷邊緣，正演得到23.3Ma時(shí)基底熱流為60mW／m2左右[13］，對(duì)應(yīng)地質(zhì)時(shí)間，同一構(gòu)造部位反演得到的最高古地溫梯度為39.4℃／km（PY33-1-1），鑒于始新世以來(lái)，白云凹陷的沉積充填泥巖為主，泥巖熱導(dǎo)率一般分布范圍為1.5～2.3W／（m·K）[3，8，34］，相應(yīng)的古地表熱流為60～90mW／m2，去掉沉積層生熱影響，反演得到的基底古熱流為50～70mW／m2，此數(shù)據(jù)與正演得到的基底古熱流吻合.

圖5 瓊東南盆地YA8-2-1磷灰石（U-Th）／He年齡與地層年齡關(guān)系Fig.5 The relationship between the apitite（U-Th）／He age and the stratigraphic age in the drill of YA8-2-1，Qiongdongnan Basin

表2 瓊東南盆地YA8-2-1井磷灰石（U-Th）／He年齡記錄Table 2 The apitite（U-Th）／He age of YA8-2-1in Qiongdongnan Basin

雖然反演熱史能約束特定時(shí)間點(diǎn)正演熱流值的大小，但整個(gè)地質(zhì)時(shí)期的熱歷史還需實(shí)際鉆井的驗(yàn)證，本文選取珠江口盆地白云凹陷北部的PY33-1-1井對(duì)前人正演熱史進(jìn)行了檢驗(yàn).

PY33-1-1井位于白云凹陷的北部邊緣，實(shí)測(cè)獲得了從萬(wàn)山組至恩平組各個(gè)層位的Ro數(shù)據(jù)，井段范圍覆蓋1000～5094m，用于Ro實(shí)測(cè)值與模擬之對(duì)比，具有代表性.模擬時(shí)熱邊界選用宋洋等[13］（2011）正演模擬得到的鉆井附近熱史（見(jiàn)圖6內(nèi)）.模擬Ro值與實(shí)測(cè)值結(jié)果表明：Ro模擬值與實(shí)測(cè)值具有良好的吻合度，二者隨深度的變化趨勢(shì)也非常一致（圖6）.該結(jié)果說(shuō)明正演熱流史可以應(yīng)用于烴源巖熱演化研究.

通過(guò)與反演熱歷史對(duì)比以及鉆井資料的驗(yàn)證，結(jié)果揭示：在南海北部深水盆地，反演熱史很好地約束了正演熱史，利用正演模型得到熱流變化過(guò)程和古熱流值合理，且與現(xiàn)今鉆井吻合良好，可以應(yīng)用于盆地?zé)N源巖熱演化研究.

4 烴源巖熱演化

圖6 珠江口盆地PY33-1-1 Ro模擬值和實(shí)測(cè)值對(duì)比圖Fig.6 The comparison of the modelled and measured Roof PY33-1-1in Pearl River Mouth Basin

基于反演約束的正演熱流史，結(jié)合單點(diǎn)地層埋藏史，利用Easy Ro動(dòng)力學(xué)模型[35］，本文對(duì)南海北部深水區(qū)不同構(gòu)造部位主要烴源巖的成熟度隨時(shí)間的演化歷程和平面特征進(jìn)行了刻畫(huà).

4.1 烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟史

為了解不同構(gòu)造部位的烴源巖熱演化狀態(tài)，本文選取了瓊東南盆地樂(lè)東凹陷斜坡（A點(diǎn)）、凹陷深部的虛擬單井（B點(diǎn)）、珠江口盆地白云凹陷斜坡帶的PY33-1-1井和白云凹陷深部的虛擬單井（C點(diǎn)）進(jìn)行成熟度史研究（見(jiàn)圖1），并按前人對(duì)烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟和生烴狀態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)[36］對(duì)研究區(qū)烴源巖成熟度和生烴狀態(tài)進(jìn)行了探討.

從不同構(gòu)造部位單井（點(diǎn)）烴源巖現(xiàn)今成熟度來(lái)看（圖7）：瓊東南盆地?zé)N源巖現(xiàn)今成熟度較高，以生氣為主；珠江口盆地深水區(qū)烴源巖現(xiàn)今成熟度相對(duì)較低，油氣共生.瓊東南盆地凹陷斜坡帶始新統(tǒng)、崖城組、陵水組烴源巖現(xiàn)今成熟度分別為1.6%、1.5%和1.3%，處于濕氣階段，在凹陷中心，三套烴源巖處于過(guò)熟階段，Ro超過(guò)4%，為生氣狀態(tài)；珠江口盆地深水區(qū)白云凹陷斜坡帶文昌組現(xiàn)今Ro為2.1%，文昌組烴源巖已經(jīng)達(dá)到生氣階段、恩平組現(xiàn)今Ro為1.5% ，處于生油高峰或剛剛進(jìn)入生氣階段，珠海組則更低，現(xiàn)今剛進(jìn)入生油階段.在凹陷的中心，三套烴源巖成熟度與瓊東南盆地凹陷中心一樣，均處于生氣階段.

南海北部深水區(qū)烴源巖熱演化過(guò)程不盡相同，32～23.3Ma深水區(qū)烴源巖快速增熟，在5.4Ma后，瓊東南盆地存在再次加速演化，而珠江口盆地深水區(qū)則不存在（圖7）.瓊東南盆地凹陷斜坡帶三套烴源巖從28Ma開(kāi)始不斷增熟，并自5.4Ma后快速增熟；在凹陷深部，始新統(tǒng)烴源巖從32Ma開(kāi)始快速增熟，至23.3Ma其Ro值已經(jīng)超過(guò)4%；崖城組烴源巖自沉積開(kāi)始就快速增熟，在崖城組沉積結(jié)束時(shí)，其底部Ro已經(jīng)達(dá)0.9%，當(dāng)其上覆地層陵水組沉積結(jié)束時(shí)，其Ro已達(dá)2.6%，現(xiàn)今Ro亦超過(guò)4%；陵水組底部烴源巖自沉積之后便快速增熟，并在晚期（5.4Ma）再次加速成熟，現(xiàn)今熱演化程度也很高，Ro值超過(guò)4%.珠江口盆地深水區(qū)白云凹陷斜坡帶烴源巖早期（32Ma之前）熱演化程度很低，32～23.3Ma快速增熟并進(jìn)入生油窗，之后維持較穩(wěn)定的速率增熟；珠江口盆地白云凹陷最深處文昌組、恩平組和珠海組底部烴源巖熱演化都具有明顯的階段性，32Ma之前熱演化進(jìn)程緩慢，32～23.3Ma是各烴源巖快速增熟過(guò)程，23.3Ma之后則處于相對(duì)緩慢的持續(xù)增熟過(guò)程.

4.2 烴源巖生烴狀態(tài)的時(shí)空分布

圖7 南海北部深水區(qū)烴源巖成熟度史Fig.7 The maturity history of source rocks in the deep water area，the northern of South China Sea

圖8 南海北部深水區(qū)特定時(shí)刻烴源巖成熟度分布圖Fig.8 The maturation distribution of source rocks at the special geological time in the northern of South China Sea

利用南海北部淺水區(qū)106口鉆井資料，結(jié)合深水區(qū)地震剖面上的2951口虛擬鉆井，本文勾畫(huà)南海北部深水區(qū)盆地?zé)N源巖生烴狀態(tài)及其時(shí)空分布.鑒于23.3Ma在珠江口盆地是熱歷史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，本文以始新統(tǒng)烴源巖為例，探討其在32Ma、23.3Ma和現(xiàn)今三個(gè)特定地質(zhì)時(shí)間的生烴狀態(tài)及空間展布特征.

從所勾繪的烴源巖生烴狀態(tài)時(shí)空分布圖來(lái)看（圖8），南海北部深水區(qū)盆地存在四大“烴灶”，即珠江口盆地的白云凹陷和瓊東南盆地的樂(lè)東凹陷、陵水凹陷和松南凹陷，這四大“烴灶”均為長(zhǎng)期的生烴中心，隨著時(shí)間的推移，各凹陷內(nèi)烴源巖有機(jī)質(zhì)不斷增熟生烴.

32Ma時(shí)刻，瓊東南盆地始新統(tǒng)和珠江口盆地文昌組底部烴源巖在南海北部陸緣深水區(qū)絕大部分地區(qū)尚未成熟，Ro小于0.5%，僅在珠江口盆地白云凹陷深斷陷部位達(dá)到生油階段，但范圍非常有限.23.3Ma時(shí)刻南海北部深水區(qū)烴源巖熱演化較高.珠江口盆地白云凹陷大范圍內(nèi)文昌組烴源巖主體處于生油高峰期，Ro為0.7～1.3%，沉積中心部位處于生氣高峰，Ro大于2%.在瓊東南盆地的樂(lè)東凹陷、陵水凹陷和松南凹陷沉積中心部位，始新統(tǒng)烴源巖達(dá)到過(guò)成熟干氣階段（Ro＞2.0%）.由凹陷中心向外，有機(jī)質(zhì)熱演化程度逐漸降低，但基本上都達(dá)到成熟生油階段，Ro為0.7～1.3%.現(xiàn)今珠江口盆地白云凹陷范圍內(nèi)Ro大于2%，主凹中心部位文昌組烴源巖Ro大于4%，向外熱演化程度逐漸降低，至凹陷邊緣Ro約為0.7%.在瓊東南盆地始新統(tǒng)烴源巖在三大凹陷中心部位Ro也大于4%，與白云凹陷類似，凹陷大范圍內(nèi)Ro大于2%，由凹陷中心向邊緣熱演化程度逐漸降低.

從不同時(shí)刻烴源巖的成熟狀態(tài)特征來(lái)看，32～23.3Ma為南海北部深水區(qū)始新統(tǒng)烴源巖熱演化的重要時(shí)期.從32～23.3Ma，有機(jī)質(zhì)成熟度迅速增加，烴源巖快速穿過(guò)“油窗”（0.7% ＜Ro＜1.3%），進(jìn)入生氣階段.該時(shí)期盆地基底熱流升高的加熱事件造成了烴源巖這一熱演化特征.23.3Ma至現(xiàn)今階段，南海北部深水區(qū)始新統(tǒng)烴源巖熱演化相對(duì)平穩(wěn)，凹陷中心部位烴源巖成熟度均在過(guò)成熟階段，但凹陷邊緣烴源巖成熟度依然有所提高.

5 結(jié) 論

在認(rèn)識(shí)到南海北部深水區(qū)現(xiàn)今地溫場(chǎng)具“熱盆”屬性基礎(chǔ)上，本文通過(guò)對(duì)南海北部正演熱歷史進(jìn)行古溫標(biāo)反演約束和烴源巖熱演化研究，得到了以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）南海北部深水區(qū)瓊東南盆地現(xiàn)今（2.48Ma后）處于最高地溫狀態(tài)，珠江口盆地在23.3Ma之前處于升溫加熱狀態(tài)，之后為冷卻階段.

（2）在南海北部深水盆地，正演熱歷史和古熱流值反應(yīng)了盆地的熱演化過(guò)程，與反演熱史吻合良好，可作為盆地?zé)N源巖熱演化研究基礎(chǔ).

（3）南海北部深水區(qū)存在四大生烴中心，瓊東南盆地?zé)N源巖以氣為主，珠江口盆地則油氣共存.

（4）南海北部深水區(qū)盆地?zé)釟v史控制烴源巖熱演化過(guò)程，32～23.3Ma時(shí)期為兩個(gè)盆地?zé)N源巖快速增熟期.5.4Ma后瓊東南盆地?zé)N源巖還存在一次快速成熟過(guò)程，而珠江口盆地?zé)N源巖23.3Ma后則處于緩慢增熟狀態(tài).

致 謝 衷心感謝中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司和湛江分公司提供了本次研究的古溫標(biāo)數(shù)據(jù)和測(cè)試樣品.

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