南沙海域南部第三紀(jì)三角洲演化與油氣聚集

雷志斌，楊明慧，2，張厚和，廖宗寶，張少華，羅曉華

（1中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院）（2中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中海油研究總院）

南沙海域南部第三紀(jì)三角洲演化與油氣聚集

雷志斌1，楊明慧1，2，張厚和3，廖宗寶3，張少華1，羅曉華1

（1中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院）（2中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；3中海油研究總院）

利用鉆井、測(cè)井及地震資料，重建了南沙海域南部第三紀(jì)三角洲沉積的時(shí)空演化，并討論了主控因素。研究表明，自晚漸新世—上新世，研究區(qū)三角洲在平行岸線方向（NE—SW）自西向東從西巴蘭斷層西側(cè)向東側(cè)遷移；在垂直岸線方向（NW—SE）則整體表現(xiàn)出從陸向海進(jìn)積推進(jìn)。這一演化過程主要受控于古南海自西向東“剪刀式”俯沖引起的造山帶的遷移和海平面的升降。并且發(fā)現(xiàn)研究區(qū)烴源巖、儲(chǔ)層和圈閉具有分期、分帶特征。通過綜合分析，在研究區(qū)劃分出3個(gè)與三角洲有關(guān)的油氣聚集區(qū)，即曾母盆地巴林堅(jiān)三角洲油氣聚集區(qū)、文萊—沙巴盆地巴蘭三角洲油氣聚集區(qū)、梅麗干—冠軍三角洲油氣聚集區(qū)。

南沙海域；曾母盆地；文萊—沙巴盆地；三角洲沉積；沉積演化；油氣聚集

1　前言

南沙海域南部與婆羅洲西北緣的過渡帶上發(fā)育曾母盆地和文萊—沙巴盆地（圖1a），兩個(gè)盆地油氣富集，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，它們占南沙海域油氣地質(zhì)儲(chǔ)量的比例均為92%（圖1b），其中，三角洲與濱岸沉積是優(yōu)勢(shì)油氣聚集相帶。研究區(qū)的三角洲主要發(fā)育于第三紀(jì)，曾母盆地東南部發(fā)育漸新世—上新世巴林堅(jiān)（Balingian，現(xiàn)譯名“巴林基安”）三角洲；文萊—沙巴盆地則在早中新世—上新世相繼發(fā)育梅麗干（Meiligan）三角洲、冠軍（Champion）三角洲和巴蘭（Baram）三角洲［1］。Sandal［2］于1996年提出受古南海向婆羅洲地塊俯沖影響，文萊、沙巴地區(qū)后期發(fā)育三角洲的物源來自克羅克隆起帶及早期發(fā)育的三角洲，即梅麗干三角洲、冠軍三角洲、巴蘭三角洲在NW—SE方向上依次由陸向海繼承性發(fā)育，這種演化模式被廣泛接受，直到Torres等［3］于2011年根據(jù)孢粉年代學(xué)等資料提出：冠軍三角洲和巴蘭三角洲幾乎是在中中新世同期發(fā)育的，而非先后發(fā)育。可以看出前人的研究對(duì)三角洲的演化時(shí)限仍存在爭(zhēng)議。此外，前人恢復(fù)了巴蘭三角洲和冠軍三角洲的古流域系統(tǒng)，也對(duì)冠軍三角洲的時(shí)空演化進(jìn)行了概要恢復(fù)［4-5］，但沒有劃分沉積亞相。總而言之，前人對(duì)本區(qū)三角洲演化的研究多限制在中—晚中新世以后各孤立的三角洲內(nèi)，而針對(duì)南沙海域南部三角洲整體，尤其是早期發(fā)育的三角洲的演化規(guī)律及控制因素尚未進(jìn)行討論。因此，本文基于研究區(qū)內(nèi)170口鉆井?dāng)?shù)據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合典型地震剖面，分析南沙海域南部漸新世—上新世的三角洲沉積特征、時(shí)空演化和控制因素，最后闡明油氣成藏要素分期分帶特征、油氣聚集與三角洲演化的成因關(guān)系。

2　區(qū)域地質(zhì)背景

南沙海域南部緊鄰婆羅洲地塊，北接南海，東與巴拉望島、蘇祿海和蘇拉威西海相望，西和西北分別為馬來半島、中南半島（圖1c）。婆羅洲陸上的典型構(gòu)造是橫跨沙撈越州、沙巴州的拉羌（Rajang，現(xiàn)譯名“拉讓”）—克羅克褶皺沖斷帶［6-7］，它的形成與拉羌海（古南海）關(guān)閉消亡有關(guān)［8-10］。據(jù)陸上和海上的區(qū)域不整合面及火山弧分布特征分析，該帶構(gòu)造活動(dòng)可分晚白堊世—始新世的沙撈越造山運(yùn)動(dòng)及早中新世的沙巴造山運(yùn)動(dòng)（圖2）：由晚白堊世—始新世的拉羌群深海濁積巖構(gòu)成的褶皺沖斷帶是盧卡尼亞地塊與婆羅洲西部沙撈越區(qū)碰撞的結(jié)果，配套的火山弧為斯赫瓦納火山；由始新世—早中新世克羅克組深水扇沉積構(gòu)成的克羅克造山帶則是危險(xiǎn)地（Dagerous Grounds）地塊與婆羅洲北部的沙巴區(qū)碰撞的產(chǎn)物，配套的火山弧為沙巴—卡加延火山?。?1-17］。克羅克組深水扇是東南亞最大的古近紀(jì)獨(dú)立沉積單元［18］，最大沉積厚度大于8 km；而晚漸新世—上新世發(fā)育的濱岸、三角洲沉積，最大沉積厚度大于12 km［19］。

由于上述兩期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活動(dòng)時(shí)間及影響范圍不同，研究區(qū)地層的側(cè)向相變十分劇烈，導(dǎo)致不同地區(qū)的地層劃分方案仍存在差異，目前共分為沙撈越區(qū)、文萊區(qū)和沙巴區(qū)三套劃分方案。各區(qū)地層又分陸上露頭及海上鉆遇的沉積旋回，后者包括沙撈越旋回、文萊旋回和沙巴旋回（圖2）。陸上露頭和海上沉積旋回地層在研究區(qū)內(nèi)可以大致追蹤并互相對(duì)比。

3　三角洲演化

曾母盆地與文萊—沙巴盆地是在俯沖擠壓背景下形成的前陸盆地［29］。曾母盆地南部的二級(jí)構(gòu)造單元南康臺(tái)地中南部和東巴林堅(jiān)坳陷內(nèi)發(fā)育巴林堅(jiān)三角洲；文萊—沙巴盆地巴蘭三角洲區(qū)發(fā)育巴蘭三角洲，而沙巴內(nèi)外帶發(fā)育梅麗干三角洲和冠軍三角洲（圖3）。

3.1晚漸新世（29.3～23.3M a）

本期婆羅洲受盧卡尼亞地塊與婆羅洲地塊碰撞拼合事件（即沙撈越造山運(yùn)動(dòng)）影響，拉羌群深海濁積巖自泗務(wù)地區(qū)向東沿NW—EW持續(xù)隆升，形成拉羌造山帶的泗務(wù)褶皺帶，該帶東側(cè)則發(fā)育了一系列的、由古南海俯沖消減而引發(fā)的、弧形分布的火山（圖3a）。造山帶東北側(cè)的曾母盆地在本期處于淺海沉積環(huán)境；而文萊—沙巴盆地仍處于深海、半深海沉積環(huán)境，并伴有復(fù)理石沉積（圖2）。由于該期構(gòu)造活動(dòng)頻繁且岸線距物源區(qū)較近，因此曾母盆地發(fā)育扇三角洲沉積，粒度較粗，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低，多發(fā)育向上變粗的反韻律，單期沉積厚度超過200m。

圖2　南沙海域南部曾母盆地、文萊—沙巴盆地主要構(gòu)造事件與三角洲演化（據(jù)文獻(xiàn)［1，13，17，20-28］編繪）

巴林堅(jiān)三角洲晚漸新世巴林堅(jiān)區(qū)的岸線與現(xiàn)今岸線近乎垂直，海水向東北方向逐漸變深（圖3a）。本期隆起的泗務(wù)褶皺帶，尤其是其西北部的Penian隆起遭受風(fēng)化剝蝕，經(jīng)河流搬運(yùn)至東側(cè)海岸，形成早期的巴林堅(jiān)三角洲［30］。該期三角洲平原亞相在現(xiàn)今陸上民都魯?shù)貐^(qū)出露有雅勞組下段，該段地層含砂量高，且夾有泥巖夾層；在民都魯西側(cè)，發(fā)現(xiàn)有煤線。三角洲前緣和前三角洲亞相在海上鉆遇沙撈越旋回Ⅰ頂部（圖2）。三角洲平面整體展布呈扇形，主要分布在濱淺海環(huán)境（圖3a）。

3.2早中新世（23.3～16.3Ma）

受古南?！凹舻妒健备_引發(fā)的沙巴造山運(yùn)動(dòng)影響，沙巴地區(qū)克羅克組深水扇沉積開始隆起，形成克羅克造山帶，沙撈越拉羌造山帶進(jìn)一步隆升。自此，婆羅洲陸上造山帶的主體開始逐漸由沙撈越向沙巴遷移。值得注意的是，古地磁研究表明，婆羅洲在18～16.5Ma期間發(fā)生了持續(xù)的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)［32-33］。受此影響，本期海岸線的走向和古南海俯沖導(dǎo)致的火山島弧走向都發(fā)生了逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。曾母盆地仍處于濱淺海環(huán)境；文萊—沙巴盆地處于半深海環(huán)境，僅盆地南部的陸上部分被抬升至濱淺海環(huán)境，與沙巴造山帶相依，開始接受三角洲沉積。本期構(gòu)造活動(dòng)依舊頻繁，因此兩盆地內(nèi)仍主要發(fā)育扇三角洲沉積，粒度較粗，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低，單期沉積厚度在側(cè)向上變化較大，平均厚度近千米。

圖3　南沙海域南部晚漸新世—早上新世三角洲沉積演化圖（婆羅洲的方位據(jù)文獻(xiàn)［31］）

巴林堅(jiān)三角洲雖然本期海平面上升了，但由于造山帶強(qiáng)烈隆升，還是造成了海平面相對(duì)下降，岸線明顯向海推進(jìn)。巴林堅(jiān)區(qū)的岸線走向仍為NW—SE，但在民都魯則由NW轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向(圖3b)。三角洲平原亞相在陸上出露雅勞組上段，發(fā)育更廣泛、更厚的濱岸平原和三角洲平原沉積的煤線；三角洲前緣和前三角洲亞相在海上鉆遇沙撈越旋回Ⅱ、Ⅲ（圖2），巖性以交錯(cuò)層理砂巖、煤系泥頁巖為主。三角洲平面展布仍呈扇形，但較晚漸新世的分布更加廣泛，這可能與物源區(qū)拉羌造山帶的持續(xù)隆升有關(guān)，總沉積厚度達(dá)上千米。

梅麗干三角洲在沙巴造山運(yùn)動(dòng)的影響下，克羅克組深水沉積褶皺抬升，開始遭受剝蝕，新生的河流向北入海，在濱岸—淺海內(nèi)側(cè)發(fā)育新的三角洲沉積，即梅麗干三角洲。早中新世中期，梅麗干區(qū)的岸線呈NE—SW向。受沙巴造山運(yùn)動(dòng)的影響，該區(qū)由深水碎屑沉積轉(zhuǎn)變?yōu)闇\水三角洲沉積（圖3b）。晚期，由于古南海持續(xù)向南俯沖，梅麗干區(qū)進(jìn)一步抬升，梅麗干三角洲隆升遭受剝蝕，并成為后期（冠軍）三角洲的物源區(qū)?，F(xiàn)今在沙巴地區(qū)，出露了大量的三角洲相地層，如梅麗干組、塞塔普組，其中梅麗干組以厚層三角洲砂巖為主，夾淺海泥巖沉積；塞塔普組以前三角洲泥巖為主，夾薄層砂巖。海上未鉆遇梅麗干三角洲地層，也說明梅麗干三角洲扇形平面展布范圍很小。

3.3中中新世（16.3～10.4Ma）

該時(shí)期的古南海已近乎消失，僅在婆羅洲北側(cè)殘留一海槽。曾母盆地、文萊—沙巴盆地則經(jīng)歷了顯著的差異構(gòu)造變動(dòng)：曾母盆地經(jīng)歷了后裂谷期的斷塊差異升降［21，25］，并快速沉降，在斷塊高部位發(fā)育大規(guī)模的碳酸鹽臺(tái)地沉積，三角洲沉積則從斷塊低部位穿過；而文萊—沙巴盆地以擠壓抬升作用為主，克羅克造山帶的快速剝蝕為盆內(nèi)三角洲發(fā)育提供了充分的物源。本期兩盆地同處于濱淺海環(huán)境，區(qū)內(nèi)三角洲沉積總規(guī)模達(dá)到頂峰，西巴蘭斷層和Jerudong— Morris斷層將不同的三角洲沉積隔離開，形成了三個(gè)獨(dú)立的沉積中心。

巴林堅(jiān)三角洲雖然本期海平面下降了，但由于本區(qū)地殼快速沉降，還是造成了海平面相對(duì)上升，三角洲退積使得岸線向陸地遷移。沙撈越區(qū)岸線由NW向轉(zhuǎn)為NE向，與現(xiàn)今岸線方向大致平行；古河流在民都魯東北入海形成三角洲（圖3c）。在地震剖面中，巴林堅(jiān)三角洲范圍廣闊，幾乎覆蓋巴林堅(jiān)北部的整個(gè)陸棚，部分三角洲沉積甚至從碳酸鹽臺(tái)地之間的槽部穿過，一直抵達(dá)陸棚前端的坡折帶（圖4）。三角洲沉積在陸上未出露；海上鉆遇沙撈越旋回Ⅳ和Ⅴ的下部沉積，以三角洲前緣砂巖為主。本期該三角洲沉積厚度達(dá)數(shù)千米。

圖4　南沙海域南部巴林堅(jiān)三角洲地震剖面（改編自Kosa［34］）

冠軍三角洲沙巴區(qū)的岸線方向仍為NE向?？肆_克造山帶持續(xù)發(fā)育并沿NE方向延伸至沙巴北部。中中新世不整合面（MMU）將下伏的梅麗干三角洲與上覆的冠軍三角洲分隔開［2］，表明這兩者是前后發(fā)育關(guān)系。在克羅克造山帶北麓發(fā)育數(shù)條小規(guī)模的河流，并沿多個(gè)向斜洼地匯聚成水動(dòng)力條件復(fù)雜的三角洲系統(tǒng)，即冠軍三角洲（圖3c）。三角洲平原在陸上沉積有白拉奕組，砂泥混雜，構(gòu)成頂積層；三角洲前緣在陸上沉積有詩里亞組，砂泥巖互層，構(gòu)成前積層；前三角洲在陸上沉積詩巫帝組，以泥巖為主，構(gòu)成底積層。海上鉆遇沙巴旋回Ⅳ-A、Ⅳ-B，以三角洲前緣沉積為主，夾有淺海沉積。

巴蘭三角洲與冠軍三角洲不同，巴蘭三角洲的物源來自南和東南方向的沙撈越區(qū)，河流在米里東南地區(qū)匯入南海，形成早期的巴蘭三角洲（圖3c）。三角洲沉積在陸上自下而上出露蘭博組和土考組，其中，蘭博組主要由厚層砂巖組成，底部砂巖分選好，由幾個(gè)旋回的波狀交錯(cuò)層理組成，頂部砂巖表現(xiàn)為低角度的板狀交錯(cuò)層理；土考組以出露褐煤為標(biāo)志，為三角洲平原亞相。海上鉆遇文萊旋回Ⅳ、Ⅴ下部，揭示了該時(shí)期發(fā)育三角洲相的各個(gè)亞相沉積，本期沉積厚度超過千米。

3.4晚中新世（10.4～5.2Ma）

據(jù)磷灰石裂變徑跡分析，婆羅洲中北部地區(qū)晚中新世的地層抬升剝蝕厚度約4～8 km［7，27］，該期構(gòu)造變動(dòng)記錄在淺部區(qū)域不整合（SRU）內(nèi)，并導(dǎo)致前期的三角洲遭受抬升，成為后期三角洲沉積的物源。受此影響，岸線向海方向推進(jìn)，兩盆地都處于濱淺海環(huán)境，三角洲沉積主體由曾母盆地遷移至文萊—沙巴盆地，且兩盆地內(nèi)的碎屑巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度都得到改善。

巴林堅(jiān)三角洲平面上，在巴林堅(jiān)區(qū)，岸線向海推進(jìn)達(dá)數(shù)十千米，并轉(zhuǎn)變?yōu)榻麰W向，沉積范圍較中中新世時(shí)期縮小（圖3d）。剖面上，三角洲向陸棚邊緣推進(jìn)，而陸棚上的河流回春，發(fā)育下切谷，在底部形成了明顯的沖刷面（圖4）。三角洲平原在陸上出露的巴林堅(jiān)組為厚層砂巖、砂礫巖和含化石的泥巖、大量的煤層及含根土巖的褐煤。海上鉆遇沙撈越旋回Ⅴ上部和Ⅵ底部，以三角洲前緣沉積為主。

冠軍三角洲岸線走向仍為NE向，但受區(qū)域抬升影響，岸線向海推進(jìn)了數(shù)千米。Jerudong—Morris斷層繼續(xù)發(fā)育，構(gòu)成冠軍三角洲與巴蘭三角洲的分界線，冠軍三角洲沉積主體就充填在斷層的東南側(cè)（圖3d）。陸上發(fā)育白拉奕組上部及詩里亞組上部的地層，巖性與下部地層類似。海上鉆遇沙巴旋回Ⅳ-C、Ⅳ-D和Ⅳ-E，以濱淺海沉積為主，三角洲沉積范圍變小。

巴蘭三角洲平面上，岸線走向發(fā)生輕微的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，古巴蘭河從南部陸上造山帶攜帶充足的泥沙，支撐著巴蘭三角洲向東北方向快速進(jìn)積（圖3d）；剖面顯示，本期三角洲以Frigate斷層為北界，地層厚度向海明顯增厚（圖5）。陸上露頭為米里組，海上多口鉆井鉆遇文萊旋回Ⅴ的中、上部。米里組為河流、三角洲沉積，下部為砂泥巖互層，上部含砂量較高。文萊旋回Ⅴ的中、上部地層除三角洲沉積外，還有遠(yuǎn)岸頁巖和深水濁積巖，沉積厚度達(dá)數(shù)千米。

圖5　南沙海域南部巴蘭三角洲地質(zhì)剖面（據(jù)文獻(xiàn)［3］修編）

3.5上新世（5.2～1.6Ma）

婆羅洲陸上處于造山運(yùn)動(dòng)后的后陸抬升階段，早期陸上沉積遭受抬升成為物源的一部分。受此影響，岸線進(jìn)一步向海推進(jìn)，兩盆地處于陸相—濱淺海環(huán)境，碎屑巖物性得到進(jìn)一步改善。

巴林堅(jiān)三角洲該時(shí)期平面上岸線走向近EW，濱岸地區(qū)構(gòu)造抬升使得巴林堅(jiān)區(qū)發(fā)生褶皺抬升，成為新的物源區(qū)；三角洲繼續(xù)向海推進(jìn)，沉積范圍較晚中新世稍大，但已不及早中新世時(shí)期（圖3e），快速堆積使南康臺(tái)地的部分礁隆被埋在三角洲沉積之下［34］。剖面顯示，上新世早期由于局部抬升剝蝕，在底部形成了沖刷面，晚期構(gòu)造平穩(wěn)，三角洲向海進(jìn)積（圖4）。陸上發(fā)育貝格瑞組、利昂組。前者由河流相黏土、砂巖組成，底部為含巨礫的粗砂巖、砂礫巖，厚600～750m；后者為海陸過渡相沉積，厚約520m。海上鉆遇沙撈越旋回Ⅵ、Ⅶ，由濱岸平原和三角洲沉積的煤層、具交錯(cuò)層理的砂泥巖組成。

巴蘭三角洲該時(shí)期平面上岸線走向基本與現(xiàn)今一致，物源來自南部造山帶，鉆井顯示三角洲在平行岸線方向上，面積明顯縮小，但在垂直岸線方向上依舊向海延伸較遠(yuǎn)（圖3e）。剖面上，三角洲自下而上向海盆方向進(jìn)積，但始終受制于Frigate同沉積斷層，本期三角洲地層厚達(dá)數(shù)千米，是巴蘭三角洲沉積最厚的一期（圖5）。陸上沉積的利昂組較巴林堅(jiān)區(qū)稍厚，達(dá)3 000m；海上的文萊旋回Ⅵ、Ⅶ為三角洲前緣、前三角洲沉積，規(guī)模亦相對(duì)較小。

4　三角洲演化規(guī)律及主控因素

4.1南沙海域南部三角洲沉積演化規(guī)律

Koopman利用文萊—沙巴盆地野外露頭及NW—SE向地震剖面分析，建立了早中新世梅麗干三角洲、中晚中新世冠軍三角洲和晚中新世—第四紀(jì)巴蘭三角洲依次向海推進(jìn)的繼承性發(fā)育模式［2］（圖6a）。然而，這一廣泛傳播的婆羅洲三角洲演化模式受到Torres等［3］的質(zhì)疑，他們認(rèn)為，巴蘭三角洲與冠軍三角洲同期發(fā)育。本次研究認(rèn)為，巴蘭三角洲、冠軍三角洲是同期發(fā)育的三角洲，兩者之間不存在接替關(guān)系：其一，物源方向不同，巴蘭三角洲物源來自南部沙撈越與克羅克造山帶交界附近，而冠軍三角洲的物源則來自東部的克羅克造山帶；其二，這些三角洲的沉積演化在空間上呈現(xiàn)兩個(gè)趨勢(shì)（圖6），在平行岸線方向上，三角洲主體由西南部的巴林堅(jiān)三角洲向東北發(fā)展到巴蘭三角洲、冠軍三角洲，或由西巴蘭斷層西側(cè)轉(zhuǎn)移至其東側(cè)，在垂直岸線方向上，三角洲表現(xiàn)出由陸向海的強(qiáng)烈推進(jìn)，即從早中新世梅麗干三角洲演變到中中新世冠軍三角洲（圖6b）。由此認(rèn)為，Koopman模式存在的問題可能與其選取剖面方位不當(dāng)有關(guān)，該剖面依次穿過早中新世梅麗干三角洲、中中新世冠軍三角洲和晚中新世巴蘭三角洲，難以正確反映3個(gè)三角洲之間實(shí)際的沉積演化關(guān)系。

圖6　南沙海域南部三角洲時(shí)空演化圖

4.2三角洲演化的主控因素

研究區(qū)三角洲演化與古南海俯沖消亡引發(fā)的造山帶遷移和海平面升降有關(guān)。

（1）婆羅洲陸上造山帶的構(gòu)造演化具有從西南向東北遷移的趨勢(shì)。從婆羅洲西到婆羅洲北發(fā)育的地層沿造山帶走向越來越年輕，即由晚白堊世—早始新世拉羌群遞變?yōu)槭夹率馈缰行率揽肆_克組［15］。這一變化顯然與盧卡尼亞地塊、危險(xiǎn)地地塊先后與婆羅洲地塊作“剪刀式”碰撞拼貼有關(guān)，而且，該碰撞過程影響了研究區(qū)三角洲的主體位置及遷移方向。據(jù)輕重礦物組分、鋯石定年和古水流分析，第三紀(jì)曾母盆地和文萊—沙巴盆地的物源幾乎全部來自拉羌—克羅克造山帶的再旋回作用［27］。始新世，盧卡尼亞地塊與婆羅洲西碰撞形成拉羌造山帶，北緣發(fā)育曾母盆地巴林堅(jiān)三角洲；早中新世以來，危險(xiǎn)地地塊與婆羅洲東碰撞造山，造山帶向東北遷移，三角洲主體隨之遷移，文萊—沙巴盆地相繼發(fā)育早中新世梅麗干三角洲、中中新世冠軍三角洲和巴蘭三角洲。

（2）Porebski等［35］據(jù)海平面升降與陸棚三角洲位置的關(guān)系，提出了一種動(dòng)態(tài)的三角洲分類方案，它包括低位期陸棚邊緣三角洲和高位期內(nèi)陸棚三角洲等。針對(duì)研究區(qū)三角洲沉積演化而言，在晚漸新世—中中新世，海平面處于相對(duì)高位期，因而發(fā)育內(nèi)陸棚三角洲；至晚中新世—上新世，海平面處于相對(duì)低位期，岸線向北（海）推進(jìn)，三角洲隨之向陸棚邊緣進(jìn)積，發(fā)育陸棚邊緣三角洲。因此，海平面升降變化控制了研究區(qū)三角洲在陸棚上向海推進(jìn)的位置。

此外，研究區(qū)第三紀(jì)始終位于赤道附近，屬熱帶雨林氣候，降雨充足。強(qiáng)烈的風(fēng)化剝蝕作用提供了大量的沉積物［36］，為不同時(shí)期的三角洲發(fā)育提供了雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。

5　成藏要素分期、分區(qū)和分帶特征

5.1烴源巖特征

研究表明，研究區(qū)烴源巖具有分期、分區(qū)特征，受三角洲沉積演化影響，即三角洲平原、前三角洲亞相是烴源巖發(fā)育的有利區(qū)帶［37］。

烴源巖分期研究區(qū)烴源巖可分為兩期：第一期為晚漸新世—早中新世煤系、泥頁巖烴源巖發(fā)育期；第二期為中中新世—上新世泥頁巖烴源巖發(fā)育期（圖7）。在第一期，煤系烴源巖比泥頁巖生烴潛力高，而前者又以沙撈越旋回Ⅰ頂部，即晚漸新世發(fā)育的煤系烴源巖為主導(dǎo)，TOC最高可達(dá)70%～85%［38］，干酪根類型以Ⅲ型為主，Ro為0.8%～1.2%，Tmax值介于430～480℃，烴源巖處于成熟—高成熟階段，起始生烴、排烴時(shí)間為中中新世，現(xiàn)處于生油末期—生氣早期階段［39］。而第二期烴源巖巖性則以泥頁巖為主，主要發(fā)育于文萊旋回的Ⅴ—Ⅵ階段和沙巴旋回的Ⅳ-A、Ⅳ-B階段，TOC介于1%～2%，干酪根類型為Ⅲ型，陸上同期烴源巖測(cè)試結(jié)果顯示Ro為0.39%～0.48%，Tmax值介于401～434℃，即陸上烴源巖處于未成熟階段，通過埋藏史模型可以推測(cè)盆內(nèi)烴源巖已進(jìn)入成熟—高成熟階段，起始生烴、排烴時(shí)間為晚中新世—早上新世，現(xiàn)處于生油高峰—生氣早期階段［40-41］。

烴源巖分區(qū)據(jù)鉆井資料，曾母盆地?zé)N源巖分布具有“南北分區(qū)”特點(diǎn)，“北區(qū)”以煤系烴源巖為主，地化特征與第一期烴源巖相似；“南區(qū)”以泥頁巖烴源巖生油為主（圖8a）。而文萊—沙巴全盆烴源巖以泥頁巖為主，本次統(tǒng)計(jì)表明，泥頁巖對(duì)全盆油、氣儲(chǔ)量的貢獻(xiàn)率分別達(dá)81%、84%，其地化特征與第二期烴源巖一致。

5.2三角洲砂體儲(chǔ)層特征

研究區(qū)三角洲沉積體中的砂巖儲(chǔ)層是南沙海域南部最重要的儲(chǔ)層類型之一，主要發(fā)育在三角洲前緣亞相內(nèi)，受三角洲多期“再旋回”影響，砂巖儲(chǔ)層物性要明顯優(yōu)于陸相扇三角洲，且其分布具有分期、分帶的特征。

砂巖儲(chǔ)層分期研究區(qū)儲(chǔ)集層可分為兩期：第一期為晚漸新世—早中新世儲(chǔ)層發(fā)育期；第二期為中中新世—上新世儲(chǔ)層發(fā)育期（圖7）。第一期儲(chǔ)層主要見于沙撈越旋回的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ這三套地層內(nèi)，自上而下可分為5個(gè)主要含油層系，其中第3層系儲(chǔ)層孔隙度為10%～35%，有效滲透率大于1000×10-3μm2，儲(chǔ)集層條件最好。第二期儲(chǔ)層主要沉積于文萊旋回的Ⅴ、Ⅵ時(shí)期和沙巴旋回Ⅳ-C至Ⅳ-D時(shí)期，其孔滲條件整體較第一期更好。如Boker油田文萊旋回Ⅴ、Ⅵ期儲(chǔ)層孔隙度為15%～32%，滲透率為（50～4 000）×10-3μm2；又如Erb West油田沙巴旋回Ⅳ-D層的儲(chǔ)層孔隙度為15%～26%，滲透率為（30～3000）×10-3μm2。

砂巖儲(chǔ)層分帶研究發(fā)現(xiàn)曾母盆地和文萊—沙巴盆地內(nèi)主要發(fā)育了3個(gè)三角洲砂巖儲(chǔ)層帶，即東巴林堅(jiān)坳陷和南康臺(tái)地中南部的巴林堅(jiān)三角洲儲(chǔ)集帶、沙巴內(nèi)帶和沙巴外帶的梅麗干—冠軍三角洲儲(chǔ)集帶以及巴蘭三角洲區(qū)的巴蘭三角洲儲(chǔ)集帶（圖8b）。

5.3圈閉

圖7　南沙海域南部三角洲沉積成藏事件圖

研究區(qū)三角洲砂巖油氣田以構(gòu)造圈閉為主，類型包括背斜圈閉、斷鼻圈閉和后期改造的泥巖底辟圈閉；局部發(fā)育不整合—地層圈閉。這些圈閉的成因多種多樣，如基底構(gòu)造復(fù)活控制的蓋層變形、三角洲快速堆積在前緣形成的重力滑脫滾動(dòng)背斜、受擠壓應(yīng)力影響而發(fā)育的正反轉(zhuǎn)構(gòu)造和泥底辟等。

圈閉分期研究區(qū)圈閉發(fā)育可分為兩期：晚漸新世—中中新世構(gòu)造型圈閉發(fā)育期和晚中新世—上新世構(gòu)造型、復(fù)合型圈閉發(fā)育期（圖7）。第一期受沙撈越造山運(yùn)動(dòng)和沙巴造山運(yùn)動(dòng)影響，圈閉類型具有顯著的構(gòu)造型傾向，加之三角洲前緣快速堆積，坡度逐漸變得高陡，易引發(fā)重力滑動(dòng)，從而形成滾動(dòng)背斜及斷鼻型構(gòu)造圈閉。第二期區(qū)域構(gòu)造背景趨于穩(wěn)定，除三角洲前緣由于快速堆積引發(fā)重力滑動(dòng)，形成滾動(dòng)背斜及斷鼻型構(gòu)造圈閉外，本期還發(fā)育構(gòu)造—地層復(fù)合型圈閉及局部地層型圈閉。此外，Morley等［42］認(rèn)為，Jerudong斷層附近發(fā)育兩期與泥底辟有關(guān)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，如中中新世的近EW向伸展和晚中新世—上新世的壓扭變形，受此影響，區(qū)內(nèi)發(fā)育泥底辟構(gòu)造型圈閉。

圈閉分帶研究區(qū)圈閉具有顯著的分帶特征：從濱岸沿著北西向至盆地遠(yuǎn)洋區(qū)，圈閉類型由構(gòu)造圈閉過渡為地層圈閉，在兩者之間發(fā)育構(gòu)造—地層型復(fù)合圈閉（圖8c）。這樣的分帶特征與古南海關(guān)閉引發(fā)的擠壓應(yīng)力場(chǎng)背景有關(guān)。

5.4油氣聚集區(qū)

圖8　南沙海域南部三角洲沉積成藏要素分布及油氣聚集區(qū)劃分

油氣聚集區(qū)是受二級(jí)構(gòu)造帶或地層巖相變化帶制約、互有成因聯(lián)系且油氣聚集條件相似的一系列油氣田的分布區(qū)［43］。前人依據(jù)研究區(qū)構(gòu)造演化階段，在南沙海域南部劃分出兩類與三角洲沉積有關(guān)的含油氣系統(tǒng)，即曾母盆地巴林堅(jiān)區(qū)裂谷晚期海侵三角洲含油氣系統(tǒng)和文萊—沙巴盆地后裂谷晚期海退三角洲含油氣系統(tǒng)［44-45］。本次研究結(jié)合不同時(shí)期的三角洲分布、成藏要素配置及大中型油氣田發(fā)現(xiàn)，將三角洲砂巖油氣聚集區(qū)分為三個(gè)：巴林堅(jiān)三角洲油氣聚集區(qū)、巴蘭三角洲油氣聚集區(qū)和梅麗干一冠軍三角洲油氣聚集區(qū)（圖8d）。

巴林堅(jiān)三角洲油氣聚集區(qū)該區(qū)位于曾母盆地東南部，已探明2個(gè)油田、1個(gè)氣田和12個(gè)油氣田。其中，北區(qū)煤質(zhì)烴源巖成熟度高，生氣,南區(qū)泥質(zhì)烴源巖生油；儲(chǔ)層為沙撈越旋回Ⅰ—Ⅲ的三角洲前緣砂體；圈閉為三角洲前緣受西巴林堅(jiān)走滑斷層等基底構(gòu)造［21］活動(dòng)影響而形成的背斜構(gòu)造圈閉（圖9）。

圖9　南沙海域南部巴林堅(jiān)三角洲背斜構(gòu)造圈閉與油氣聚集

巴蘭三角洲油氣聚集區(qū)位于文萊—沙巴盆地西南部，已探明10個(gè)油田、11個(gè)氣田及30多個(gè)油氣田。烴源巖以文萊旋回Ⅴ的前三角洲泥巖為主；儲(chǔ)層為文萊旋回Ⅴ—Ⅵ的三角洲前緣砂巖；油氣主要聚集在傾向NW的重力滑動(dòng)斷層形成的斷背斜圈閉（圖10）及晚中新世—上新世壓扭作用形成的背斜圈閉內(nèi)。

圖10　南沙海域南部巴蘭三角洲重力滑動(dòng)構(gòu)造與背斜圈閉油氣聚集（地震剖面據(jù)文獻(xiàn)［3］）

梅麗干—冠軍三角洲油氣聚集區(qū)位于文萊—沙巴盆地東南部，以Jerudong—Morris斷層為界與巴蘭三角洲油氣聚集區(qū)分隔，已探明了3個(gè)油田、5個(gè)氣田和7個(gè)油氣田。烴源巖以沙巴旋回Ⅲ、Ⅳ-A、Ⅳ-B的前三角洲泥巖為主；儲(chǔ)層為沙巴旋回Ⅲ、Ⅳ-A至Ⅳ-E的三角洲前緣砂巖；油氣聚集在擠壓應(yīng)力形成的正反轉(zhuǎn)背斜及泥底辟構(gòu)造中（圖11）。

圖11　南沙海域南部沙巴地區(qū)泥底辟型油氣聚集（地震剖面據(jù)文獻(xiàn)［2］）

6　結(jié)論

（1）南沙海域南部第三紀(jì)發(fā)育巴林堅(jiān)、梅麗干、冠軍和巴蘭等三角洲。在平行岸線方向上，三角洲主體自西南向東北遷移；而在垂直岸線方向上，三角洲由陸向海不斷進(jìn)積。巴蘭三角洲與冠軍三角洲同期發(fā)育，兩者之間不具繼承關(guān)系。

（2）研究區(qū)的三角洲沉積演化受控于構(gòu)造活動(dòng)、海平面升降和古氣候，即造山帶遷移控制三角洲的發(fā)育位置，海平面升降則控制三角洲在陸棚上的發(fā)育位置。

（3）從成藏要素角度，曾母盆地晚漸新世—早中新世烴源巖以海陸過渡相含煤泥巖為主，文萊—沙巴盆地?zé)N源巖以中晚中新世前三角洲泥巖為主；三角洲砂巖是研究區(qū)最重要的儲(chǔ)層類型之一；圈閉則以背斜構(gòu)造為主。研究區(qū)與三角洲沉積演化有關(guān)的油氣聚集區(qū)包括曾母盆地巴林堅(jiān)三角洲、文萊—沙巴盆地巴蘭、梅麗干、冠軍三角洲等。

致謝：感謝中國(guó)海洋石油研究總院為本次研究提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。感謝審稿專家及編輯對(duì)本文詳盡的審閱并提出建設(shè)性意見。

［1］Hutchison C S.Geology of North-West Borneo:Sarawak,Brunei and Sabah［M］.Amsterdam:Elsevier Science,2005:1-412.

［2］Sandal S T.The Geology and Hydrocarbon Resources of Negara BruneiDarussalam［M］.Bandar Seri Begawan:Syabas,1996:1-243.

［3］Torres J,Gartrell A,Hoggmascall N.Redefining a sequence stratigraphic framework for the Miocene to Present in Brunei Darussalam:Roles of local tectonics,eustacy and sediment supply［C］//International Petroleum Tecnology Conference,2012:No. 15167.http://www.iptcnet.org/2011/pages/schedule/tech_program/ documents/IPTC-15167.pdf.

［4］James D M D.The Geology and Hydrocarbon Resources of Negara Brunei Darussalam［M］.Muzium Brunei:Bandar Seri Begawan,1984:1-165.

［5］Lambiase J J,Cullen A B.Sediment supp ly systems of the Champion“Delta”of NW Borneo:Implications for deepwater reservoir sandstones［J］.Journal of Asian Earth Sciences,2013,76: 356-371.

［6］Bénard F,Muller C,Letouzey J,et al.Evidence ofmultiphase deformation in the Rajang-Crocker Range(Northern Borneo)from Landsat imagery interpretation:Geodynamic implications［J］. Tectonophysics,1990,183(1/4):321-339.

［7］Hutchison C S,Bergman S C,Swauger D A,et al.A Miocene collisional belt in north Borneo:Uplift mechanism and isostatic ad justment quantified by thermochronology［J］.Journal of the Geological Society,2000,157(4):783-793.

［8］Hall R.Reconstructing Cenozoic SE Asia［C］//Hall R,Blundell D J.Tectonic evolution of Southeast Asia(Geological Society, Special Publication No.106).London:The Geological Society, 1996,106:153-184.

［9］Hutchison C S.The‘Rajang accretionary prism’and‘Lupar Line’problem of Borneo［C］//Hall R,Blundell D J.Tectonic evolution of Southeast Asia(Geological Society,Special Publication No. 106).London:The Geological Society,1996,106:247-261.

［10］Pubellier M,Ali J,Monnier C.Cenozoic Plate interaction of the Australia and Philippine Sea Plates:“Hit-and-run”tectonics［J］.Tectonophysics,2003,363(3):181-199.

［11］Fyhn M BW,Pedersen SA S,Boldreel LO,etal.Palaeoceneearly Eocene inversion of the Phuquoc-Kampot Som Basin:SE Asian deformation associated with the suturing of Luconia［J］.Journal of the Geological Society,2010,167(2):281-295.

［12］Cullen A B.Transverse segmentation of the Baram-Balabac Basin,NW Borneo:Refining themodel of Borneo’s tectonic evolution［J］.Petroleum Geoscience,2010,16(1):3-29.

［13］Cullen A B,Reemst P,Henstra G et al.Rifting of the South China Sea:New perspectives［J］.Petroleum Geoscience,2010, 16(3):273-282.

［14］Madon M,Ly K C,Wong R.The structure and stratigraphy of deepwater Sarawak,Malaysia:Implications for tectonic evolution［J］.Journal of Asian Earth Science,2013,76:312-333.

［15］Hutchison C S.Oroclines and paleomagnetism in Borneo and South-East Asia［J］.Tectonophysics,2010,496(1):53-67.

［16］Hall R.Contraction and extension in northern Borneo driven by subduction rollback［J］.Journal of Asian Earth Sciences, 2013,76:399-411.

［17］Spencer JE,Titley SR.Ores and orogenesis:Circum-Pacific tectonics,geologic evolution,and ore deposits［C］//Hall R. Arizona Geological Society Digest,2008(22):245-258.

［18］Crevello P D.The great Crocker submarine fan:A worldclass foredeep turbidite system［C］//Indonesian Petroleum Association(28th Annual Convention Proceedings),2002,1: 377-407.

［19］Morley C K,Back S,Rensbergen P V,et al.Characteristics of repeated,detached,Miocene–Pliocene tectonic inversion events,in a large delta province on an activemargin,Brunei Darussalam,Borneo［J］.Journal of Structural Geology,2003, 25(7):1147-1169.

［20］Haq B U,Hardenbol J,Vail P R.Chronology of fluctuating sea levels since the Triassic［J］.Science,1987,235(4793): 1156-1167.

［21］Zin IC M.Tertiary tectonics and sedimentation history of the Sarawak Basin,EastMalaysia［D］.Durham University,1996.

［22］Hasiah A W.Oil-generating potential of Tertiary coals and other organic-rich sediments of the Nyalau Formation,onshore Sarawak［J］.Journal of Asian Earth Sciences,1999,17(1): 255-267.

［23］Hageman H.Palaeobathymetrical changes in NW Sarawak during Oligocene to Pliocene［J］.Bulletin of The Geological Society of Malaysia,1987,21:91-102.

［24］Balaguru A,Lukie T.Tectono-stratigraphy and development of the Miocene delta systems on an active margin of Northwest Borneo,Malaysia［C］//Petroleum Geoscience Conference& Exhibition,Kuala Lumpur,Malaysia,2012:23-24.

［25］Morrison K,Lee W C.Sequence stratigraphic framework of Northwest Borneo［J］.Bulletin of the Geological Society of Malaysia,2003,47:127-138.

［26］Hutchison C S.Marginal basin evolution:The southern South China Sea［J］.Marine and Petroleum Geology,2004,21(9): 1129-1148.

［27］Hall R,van Hattum MW A,Spakman W.Impact of India-Asia collision on SE Asia:The record in Borneo［J］.Tectono-physics,2008,451(1):366-389.

［28］Hall R.Late Jurassic-Cenozoic reconstructions of the Indonesian region and the Indian Ocean［J］.Tectonophysics,2012, 570/571(11):1-41.

［29］張功成，謝曉軍，王萬銀，等.中國(guó)南海含油氣盆地構(gòu)造類型及勘探潛力［J］.石油學(xué)報(bào),2013,34(4):611-627.

［30］Hassan M H A,Johnson H D,Allison P A,et al.Sedimentology and stratigraphic developmentof the upper Nyalau Formation (Early Miocene),Sarawak,Malaysia:A mixed wave-and tideinfluenced coastal system［J］.Journal of Asian Earth Sciences, 2013,76:301-311.

［31］Hall R.Cenozoic geological and plate tectonic evolution of SE Asia and the SW Pacific:Computer-based reconstructions,model and animations［J］.Journal of Asian Earth Sciences,2002,20(4):353-431.

［32］Schmidtke E A,Fuller M D,Haston R B.Paleomagnetic data from Sarawak,Malaysian Borneo,and the late Mesozoic and Cenozoic tectonics of Sundaland［J］.Tectonics,1990,9(1): 123-140.

［33］Fuller M,Haston R,Lin J L,et al.Tertiary paleomagnetism of regions around the South China Sea［J］.Journal of Southeast Asian Earth Sciences,1991,6(3/4):161－184.

［34］Kosa E.Sea-level changes,shoreline journeys,and the seismic stratigraphy of Central Luconia,Miocene-present,offshore Sarawak,NW Borneo［J］.Marine and Petroleum Geology,2015, 59:35-55.

［35］Por bski S J,Steel R J.Shelf-margin deltas:Their stratigraphic significance and relation to deepwater sands［J］.Earth-Science Reviews,2003,62(3):283-326.

［36］Milliman JD,Meade R H.World-wide delivery of river sediment to the oceans［J］.The Journal of Geology,1983,91(1): 1-21.

［37］Fraser A J,Matthews S J,Murphy RW.Petrolem geology of Southeast Asia［C］//Todd SP,Dunn M E,Barwise A JG. Geologic Society Special Publication,1997,126:25-47.

［38］王登，徐耀輝,，文志剛，等.曾母盆地東巴林堅(jiān)坳陷烴源巖評(píng)價(jià)及油源探討［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào),2013,32(5): 583-590.

［39］楊楚鵬，姚永堅(jiān)，李學(xué)杰，等.南海南部曾母盆地新生界煤系烴源巖生油條件［J］.石油學(xué)報(bào)，2010,31(6):920-926.

［40］Togunwa O S,Abdullah W H,Hakimi M H,et al.Organic geochemical and petrographic characteristics of Neogene organic-rich sediments from the onshoreWest Baram Delta Province, Sarawak Basin:Implications for source rocks and hydrocarbon generation potential［J］.Marine and Petroleum Geology,2015, 63:115-126.

［41］Curiale J,Morelos J,Lambiase J,et al.Brunei Darussalam: Characteristics of selected petroleums and source rocks［J］. Organic Geochemistry,2000,31(12):1475-1493.

［42］Morley C K,Crevello P,Ahmad ZH.Shale tectonics and deformation associated with active diapirism:The Jerudong Anticline,Brunei Darussalam［J］.Journal of the Geological Society,1998,155(3):475-490.

［43］張厚福，方朝亮，高先志，等.石油地質(zhì)學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1999：1-345.

［44］Doust H,Noble R A.Petroleum systems of Indonesia［J］. Marine and Petroleum Geology,2008,25(2):103-129.

［45］楊明慧，張厚和，廖宗寶，等.南海南沙海域主要盆地含油氣系統(tǒng)特征［J］.地學(xué)前緣，2015,22(3):48-58.

編輯：黃革萍

Lei Zhibin：Master degree candidate at China University of Petroleum(Beijing).Add:College of Geosciences,China University of Petroleum,18 Fuxue Rd.,Changping,Beijing,102249,China

Tertiary Delta Evolution and Related Hydrocarbon Accumulation in the Southern Nansha Area,South China Sea

LeiZhibin,Yang Minghui,Zhang Houhe,Liao Zongbao,Zhang Shaohua,Luo Xiaohua

Based on seism ic sections,drilling data and logging profiles,the spatial-tem poral evolution of the deltas that developing in southern Nansha area during Tertiary sedimentation is reconstructed and the dominating factors controlling development of each delta are discussed.It is indicated that the deltasmigrated from the west side of the west Baram fault to the east side of the west Baram fault along the coastline(NE—SW)w hile they advanced w ith progradation from the land to the sea in the longitudal direction(NW—SE)during Oligocene and Pliocene.Such an evolution process is controlled by eustacy and the m igration of orogenic belts w hich is caused from the scissors-typed subduction of the ancient South China Sea.Source rock,reservoirs and traps can be divided into different stages and zones.By synthetic analysis,three zones of hydrocarbon accumulation relative with the evolution of the deltas are divided:the Balingian delta oil-rich zone in Zengmu Basin,the Baram delta oil-rich zone and the M eligan-Champion delta oil-rich zone in Brunei-Sabah Basin.

Delta sediments;Sediment evolution;Hydrocarbon accumulation;Zengmu Basin;Brunei-Sabah Basin; Nansha waters

TE122.3+1

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2016.04.003

1672-9854(2016)-04-0021-13

2015-08-21；改回日期：2016-06-06

本文受國(guó)家科技重大科技專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開發(fā)”的子課題“南沙海域大中型油氣田成藏規(guī)律”（編號(hào)：2011ZX05025-005-03）資助

雷志斌：1990年生，中國(guó)石油大學(xué)（北京）碩士研究生，地質(zhì)學(xué)專業(yè)，區(qū)域構(gòu)造及盆地分析、油區(qū)構(gòu)造解析方向。通訊地址：102249北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào)中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院；Email：lei_zhibin@163.com