鶯歌海盆地新近紀(jì)以來(lái)古構(gòu)造地貌恢復(fù)

肖坤澤，童亨茂，楊東輝,3，李緒生，范彩偉，張宏祥，黃 磊

(1. 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，北京 102249；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；3.河北省地震局 承德中心臺(tái)，河北 承德 067000;4.中海石油(中國(guó))有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057)

鶯歌海盆地油氣資源非常豐富[1-2]。已有的勘探成果表明，鶯歌海盆地新近紀(jì)以來(lái)沉積了3大套泥巖，即三亞組上段、梅山組上段和鶯歌海組下段，其中三亞組上段泥巖和梅山組上段泥巖是良好的烴源巖，生烴潛力巨大[3-4]，但對(duì)烴源巖的分布特征和規(guī)律的認(rèn)識(shí)，目前還沒(méi)有明確。

烴源巖的形成和分布受沉積環(huán)境的控制，古構(gòu)造和古地貌形態(tài)是控制沉積相發(fā)育的主要因素，要進(jìn)行烴源巖分布特征和規(guī)律的研究，必須對(duì)古構(gòu)造和古地貌形態(tài)進(jìn)行恢復(fù)。前人對(duì)盆地(包括鶯歌海盆地)古構(gòu)造和古地貌的研究方法主要包括2大方面，即利用鉆井資料的單井分析方法和利用地層厚度資料的區(qū)域分析方法。單井分析方法包括古生物化石[5-6]、元素比值法[7-8]、古海岸位置標(biāo)志[9-10]、沉積標(biāo)志及成因相[11]、伽馬能譜測(cè)井信息[12-13]、化石群的分異度[14-15]等分析方法。這些研究方法的共同點(diǎn)是要通過(guò)巖心采樣進(jìn)行分析，但由于海洋鉆探成本高，尤其取心成本更高，且通過(guò)取心獲取的樣本數(shù)量十分有限，特別是烴源巖主體發(fā)育的凹陷區(qū)鉆井更少。因此，受鉆井?dāng)?shù)量、取心井段等限制，單井分析方法難以包括整個(gè)盆地范圍，且效率較低。

地層厚度分析法是根據(jù)不同地層的厚度來(lái)確定相應(yīng)沉積時(shí)期的構(gòu)造地貌(包括古水深)。這一方法的前提條件是沉積作用是在基底沉降完成后。實(shí)際上，一旦基底發(fā)生沉降，就會(huì)產(chǎn)生沉積作用，是邊沉降邊沉積的過(guò)程，顯然上述假設(shè)前提不成立。因此，地層厚度分析法是比較粗略的定性方法，只能作為參考。因此，探索一種相對(duì)科學(xué)的區(qū)域古地貌分析方法，在油氣勘探中有著廣泛的理論和應(yīng)用價(jià)值。

目前，構(gòu)造對(duì)沉積有控制作用已得到公認(rèn)[16-17]，構(gòu)造—古地貌的耦合關(guān)系也是研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)[18-19]，但從構(gòu)造變形出發(fā)定量研究古水深的變化很少有文獻(xiàn)涉及。童亨茂等[20-21]通過(guò)對(duì)渤海灣盆地南堡凹陷詳細(xì)的構(gòu)造解剖和沉積充填的耦合關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，在區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力體制(構(gòu)造作用的方式和方向)保持不變的情況下，構(gòu)造變形(包括斷層性質(zhì)、斷層活動(dòng)量等)及其盆地的基底沉降表現(xiàn)出很好的繼承性，其控制的古地貌也是繼承性演化；而當(dāng)構(gòu)造應(yīng)力體制發(fā)生變化時(shí)，構(gòu)造變形就發(fā)生突變(如南堡凹陷拾場(chǎng)次凹沙河街組二段上、下部地層厚度產(chǎn)生了“蹺蹺板”式的變化)[20]，其控制的古構(gòu)造地貌也會(huì)發(fā)生突變。

按照上述思想，利用鶯歌海盆地新近紀(jì)以來(lái)構(gòu)造演化的研究成果，用單井確定的古水深、現(xiàn)今海水深度、全球海平面變化規(guī)律和不同階段陸坡坡折帶位置(鶯歌海盆地陸坡產(chǎn)生以后)、地層厚度等作為約束條件，不同階段分別采用“將今論古”和“比例補(bǔ)償”的思想和方法，從構(gòu)造角度恢復(fù)鶯歌海盆地裂后不同階段的古構(gòu)造地貌(古海水深度)。

1 盆地區(qū)域地質(zhì)背景和新近紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力體制演化

1.1 區(qū)域地質(zhì)背景

自新生代以來(lái)，在南海擴(kuò)張過(guò)程中，南海北部地區(qū)形成了一系列裂陷型盆地(北部灣盆地、珠江口盆地、瓊東南盆地、鶯歌海盆地等)，鶯歌海盆地就是位于南海北部大陸架西區(qū)的新生代沉積盆地之一[22]。鶯歌海盆地總體呈菱形，沿北北西向展布(圖1)，油氣資源非常豐富[1-2]。鶯歌海盆地總體經(jīng)歷裂陷(斷陷和斷拗)、拗陷和快速沉降3個(gè)大的構(gòu)造演化階段，T60之后，盆地總體為拗陷特征(圖2，表1)。新近系拗陷構(gòu)造層幾乎沒(méi)有斷層發(fā)育，加上是海相沉積環(huán)境，古構(gòu)造地貌形態(tài)主要受控于海水深度。新近紀(jì)以來(lái)，鶯歌海盆地沉積了三亞組、梅山組、黃流組和鶯歌海組等4套地層。已有的勘探成果表明，其中的三亞組和梅山組是良好的烴源巖，具有巨大的生烴潛力[3-4]。

圖1 鶯歌海盆地區(qū)域構(gòu)造綱要 據(jù)參考文獻(xiàn)[23]修改。Fig.1 Tectonic units of the Yinggehai Basin

圖2 鶯歌海盆地構(gòu)造演化階段劃分 剖面位置見(jiàn)圖1AA’ 。Fig.2 Tectonic evolution stages of Yinggehai Basin

表1 鶯歌海盆地構(gòu)造演化階段

Table 1 Tectonic evolution of the Yinggehai Basin

1.2 新近紀(jì)構(gòu)造應(yīng)力體制演化

紅河斷裂從陸地向海域延伸進(jìn)入鶯歌海盆地，是對(duì)盆地的形成和演化起重要的控制作用[2]的主控?cái)嗔严?。自新近紀(jì)以來(lái)，鶯歌海盆地總體表現(xiàn)為受熱冷卻控制的拗陷沉降，斷裂基本不發(fā)育，特別是晚中新世(10.5 Ma)以來(lái)，整個(gè)盆地內(nèi)部幾乎沒(méi)有斷裂活動(dòng)，故無(wú)法利用斷層來(lái)進(jìn)行構(gòu)造應(yīng)力體制演化的分析，需要通過(guò)綜合分析的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

楊東輝等[23]利用“構(gòu)造控制沉積、沉積反映構(gòu)造”的思想，在鶯歌海盆地三維地震資料系統(tǒng)解析的基礎(chǔ)上，對(duì)T27界面上、下地層厚度存在“蹺蹺板”式的變化、盆地沉積中心的遷移特征、沉積速率的變化、陸架—陸坡間的坡折帶發(fā)育、微小斷裂的特征以及底辟構(gòu)造等方面綜合研究，確定鶯歌海盆地新近紀(jì)以來(lái)構(gòu)造應(yīng)力體制的演化(表1)，具體表現(xiàn)為：(1)鶯歌海盆地紅河斷裂帶的左旋走滑運(yùn)動(dòng)停止于T40界面(10.5 Ma)，之后斷裂活動(dòng)幾乎停止；(2)T40～T30(10.5～5.5 Ma)是構(gòu)造變形的平靜期，不同區(qū)域表現(xiàn)為相對(duì)均勻的沉降和沉積作用；(3)T30～T27(5.5～2.4 Ma)為左旋走滑活動(dòng)向右旋走滑活動(dòng)轉(zhuǎn)換時(shí)期，不同區(qū)域沉降和沉積作用無(wú)顯著變化；(4)T27～T20(2.4～1.9 Ma)，構(gòu)造應(yīng)力體制發(fā)生根本性改變(從左旋走滑轉(zhuǎn)化為右旋走滑)，右旋走滑活動(dòng)開(kāi)始，并控制底辟構(gòu)造帶的形成，T27界面之上，坡折帶開(kāi)始發(fā)育；(5)T20(1.9 Ma)至今，右旋走滑活動(dòng)逐漸減弱。

據(jù)楊東輝等[23]的研究成果，新近紀(jì)以來(lái)，鶯歌海盆地的構(gòu)造應(yīng)力體制的演化雖然可以劃分為多個(gè)階段，但應(yīng)力體制只在中新世后(5.5 Ma)發(fā)生了一次質(zhì)的變化，而在其他時(shí)期只是量變，即鶯歌海盆地在中新世(23.0～5.5 Ma)、上新世至今(5.5～0 Ma)這2個(gè)時(shí)期內(nèi)，應(yīng)力體制均無(wú)明顯變化。

綜上所述，按照“構(gòu)造控制沉積”的原則和思想，可確定鶯歌海盆地在中新世(23.0～5.5 Ma)、上新世至今(5.5～0 Ma)這2個(gè)時(shí)期之間，古構(gòu)造地貌發(fā)生根本改變，而分別在2個(gè)時(shí)期內(nèi)，呈現(xiàn)繼承性演化。根據(jù)這一認(rèn)識(shí)，對(duì)鶯歌海盆地新近紀(jì)以來(lái)古構(gòu)造地貌的恢復(fù)需要對(duì)中新世和上新世以來(lái)這2個(gè)階段分別進(jìn)行研究。

2 古構(gòu)造地貌的恢復(fù)

2.1 上新世至今

整個(gè)上新世時(shí)期，鶯歌海盆地內(nèi)的構(gòu)造應(yīng)力體制無(wú)明顯變化，地貌也表現(xiàn)為繼承性演化，盆地總體處于快速沉降階段。通過(guò)對(duì)地震剖面的系統(tǒng)分析，該時(shí)期盆地內(nèi)在T27反射界面之上屬于被動(dòng)大陸邊緣，發(fā)育陸架—陸坡坡折帶(圖3)[23]，陸架—陸坡之間的坡折分布對(duì)地貌起主要的控制作用。由于物源供給一直十分充足，陸架—陸坡坡折帶不斷向盆地東南方向(外海方向)遷移(圖3)，最終遷移出鶯歌海盆地。

陸坡坡折指示大陸架向大陸坡發(fā)生轉(zhuǎn)折的位置，是淺海和半深海的分界點(diǎn)，在不考慮海平面升降的情況下，一個(gè)區(qū)域內(nèi)坡折處的海水深度總體保持一致[24]。故不同階段古坡折帶所在處的古海水深度被認(rèn)為大體也保持一致。因此，隨著坡折帶的遷移，地理上同一位置的古海水深度隨之變化，同時(shí)坡折作為陸架向大陸坡發(fā)生轉(zhuǎn)折處古海水深度的標(biāo)志點(diǎn)。上新世以來(lái)，鶯歌海盆地地貌形態(tài)總體是向南傾斜的大陸邊緣，格局變化不大，變化主要表現(xiàn)在坡折帶的位置不斷遷移(圖3)，導(dǎo)致具體位置(如圖3中的點(diǎn)W處)海水深度的變化：(1)在T23界面之下，位于陸坡上，屬于半深海；(2)在T23界面之上，位于陸架上，屬于淺海；(3)隨著時(shí)間演化，海水深度不斷變淺。

圖3 鶯歌海盆地T27界面之上陸架—陸坡坡折帶特征 剖面位置見(jiàn)圖1的BB’，據(jù)文獻(xiàn)[23]修改。Fig.3 Continental shelf-slope break belt above T27 seismic reflecting interface in Yinggehai Basin

本文首先應(yīng)用地震資料和地震波在海水中的傳播速度，編制鶯歌海盆地區(qū)現(xiàn)今海底的等深圖(圖4a)，在此基礎(chǔ)上，采用“將今論古”的方法，恢復(fù)上新世至今的古海水深度(圖4b)。

按照上述認(rèn)識(shí)，本文恢復(fù)鶯歌海盆地晚上新世以來(lái)的古海水深度的基本思路如下：

(1)上新世以來(lái)構(gòu)造變形具有很好的繼承性，古構(gòu)造環(huán)境(古海水深度)演化也應(yīng)該具有很好的繼承性，主要體現(xiàn)在海水深度變化趨勢(shì)、海灣形態(tài)、古海水深度等值線趨勢(shì)等基本相似；

(2)晚上新世時(shí)期，鶯歌海盆地開(kāi)始發(fā)育陸架—陸坡坡折帶。假定坡折帶所處的古海水深度大體一致，再按現(xiàn)今坡折帶的海水深度和不同時(shí)期古坡折帶的發(fā)育位置進(jìn)行對(duì)比推演；

(3)現(xiàn)今瓊州海峽(海頭北斷層所在區(qū))表現(xiàn)為相對(duì)局部的沉陷區(qū)(圖4a)，是斷層活動(dòng)的結(jié)果。因海頭北斷層上新世以來(lái)一直活動(dòng)，推定其在此期間一直控制瓊州海峽的地貌。

按照上述思路，結(jié)合全球海平面升降的變化，可以確定鶯歌海盆地區(qū)晚上新世以來(lái)不同時(shí)期、具體位置的古海水深度，并恢復(fù)鶯歌海盆地2.4 Ma時(shí)期的古水深(圖4b)。由于該時(shí)期斷裂很不發(fā)育，古海水深度分布圖即可代表古構(gòu)造地貌圖。

對(duì)比2.4 Ma時(shí)期和現(xiàn)今的古海水深度(圖4)發(fā)現(xiàn)，鶯歌海盆地現(xiàn)今海水深度與晚上新世古海水深度的變化趨勢(shì)基本一致，均是從北到南逐漸加深，開(kāi)始時(shí)緩慢加深，越過(guò)坡折帶后開(kāi)始迅速加深。

2.2 中新世(23～5.5 Ma)時(shí)期

根據(jù)上述分析，鶯歌海盆地在中新世時(shí)期與現(xiàn)今的構(gòu)造應(yīng)力體制明顯不同，因而，中新世與現(xiàn)今的地貌格局也完全不同，“將今論古”方法在中新世不適用，必須另辟蹊徑。

本文在恢復(fù)鶯歌海盆地上新世古地貌過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，其地層厚度與古海水深度具有緊密的關(guān)聯(lián)(圖5，圖4b)，因此可以通過(guò)建立地層厚度與古海水深度的關(guān)系(“比例補(bǔ)償”)對(duì)鶯歌海盆地中新世古地貌進(jìn)行恢復(fù)。

2.2.1 “比例補(bǔ)償”的概念

“補(bǔ)償”是沉積學(xué)上用來(lái)描述一定時(shí)期內(nèi)沉積充填量(Vs)和可容空間(Va)相互關(guān)系的概念：(1)Vs=Va為補(bǔ)償；(2)VsVa為超補(bǔ)償。在補(bǔ)償和超補(bǔ)償?shù)那闆r下，水深被認(rèn)為大體為零，只有在欠補(bǔ)償?shù)那闆r下，才會(huì)涉及水深的問(wèn)題。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，欠補(bǔ)償不只出現(xiàn)在大洋盆地，大陸上(含大陸架)也是經(jīng)常出現(xiàn)的，如大陸裂谷區(qū)(東非裂谷、貝加爾裂谷等)、陸內(nèi)殘留洋盆區(qū)(如黑海)、陸內(nèi)拗陷區(qū)(如渤海)等都存在不同程度的欠補(bǔ)償，表現(xiàn)為存在不同深度的水體覆蓋。借助于聲吶等現(xiàn)代技術(shù)，現(xiàn)今海水水深在區(qū)域上的分布很容易精確探測(cè)，但區(qū)域上古水深的分布問(wèn)題一直沒(méi)有找到有效的解決方法，而鶯歌海盆地晚上新世以來(lái)古水深的恢復(fù)研究為該問(wèn)題的解決提供了線索。

圖4 鶯歌海盆地現(xiàn)今(a)和上新世時(shí)期(b)海水深度Fig.4 Seawater depth of present day (a) and during Pliocene (b) in Yinggehai Basin

圖5 鶯歌海盆地鶯歌海組地層厚度Fig.5 Stratigraphic thickness of Yinggehai Formation in Yinggehai Basin

通過(guò)對(duì)鶯歌海盆地地震資料的系統(tǒng)分析，晚上新世以來(lái)，地震剖面清晰地記錄陸坡坡折帶的位置(圖3)，不同時(shí)期的古海水深度由此可以得到比較精確的恢復(fù)。對(duì)比上新世時(shí)期古海水深度(圖4b)和沉積厚度(圖5)，發(fā)現(xiàn)沉積物的厚度與海水深度存在明顯的正相關(guān)關(guān)系：古水深越大的區(qū)域，沉積物厚度總體也越大，盆地古水深分布與地層沉積厚度分布形態(tài)大體一致，董剛等[25-26]也有類似的認(rèn)識(shí)。為此本文提出“比例補(bǔ)償”的概念。

“比例補(bǔ)償”是屬于欠補(bǔ)償?shù)囊环N方式，具體是指某一地區(qū)內(nèi)，不同位置的沉積充填厚度與基底的總沉降量成正比，即：K=m/(m+H)，其中，K為比例補(bǔ)償系數(shù)，m為沉積物厚度，H為古水深，m+H為基底總沉降量(圖6)。在“比例補(bǔ)償”的情況下，盆地中沉降幅度最大的地方沉積物堆積最厚，水深最大，且沉積中心和沉降中心、古水深中心一致。在確定比例補(bǔ)償系數(shù)K和沉積物厚度m后，古水深就可定量預(yù)測(cè)：H=m(1-K)/K。在考慮壓實(shí)的情況下，沉積物厚度m值發(fā)生變化，比例補(bǔ)償系數(shù)K值隨之變化，但古水深H保持不變。因此，按“比例補(bǔ)償”預(yù)測(cè)古水深不用考慮壓實(shí)作用。

在比例補(bǔ)償?shù)那闆r下，利用沉積物厚度預(yù)測(cè)古水深的方法，本文稱之為“比例補(bǔ)償”法。當(dāng)K=1時(shí)，“比例補(bǔ)償”轉(zhuǎn)化為補(bǔ)償，因此，補(bǔ)償可以理解為比例補(bǔ)償?shù)奶厥馇闆r。

2.2.2 利用“比例補(bǔ)償”法恢復(fù)古海水深度

在中新世時(shí)期，鶯歌海盆地尚未發(fā)育陸架—陸坡坡折帶，此時(shí)鶯歌海盆地雖有海水覆蓋，但從大地構(gòu)造上劃分它屬于陸內(nèi)坳陷，與現(xiàn)今渤海灣盆地情況類似。由于周緣大部分是陸地，物源比較充足，包括北部物源(主要通過(guò)紅河輸入)，西部物源(來(lái)自越南)和東部物源(來(lái)自古海南半島)，“比例補(bǔ)償”法的適用條件比較容易滿足。

為了檢驗(yàn)鶯歌海盆地在中新世時(shí)期是否符合比例補(bǔ)償?shù)臈l件，本文選取鉆至中新統(tǒng)(有巖心)、并對(duì)經(jīng)過(guò)古水深研究的5口井(LOTUS-1X、HK29-1-1、DF1-6-1、LG20-1-1、LT33-1-1)進(jìn)行比例補(bǔ)償?shù)姆治?表2)。結(jié)果表明，鶯歌海盆地在中新世大體符合比例補(bǔ)償?shù)臈l件，為此，可應(yīng)用“比例補(bǔ)償”法恢復(fù)鶯歌海盆地中新世的古海水深度。

表2 鶯歌海盆地中新世時(shí)期古海水深度與地層厚度的關(guān)系

圖6 鶯歌海盆地古海水深度與沉積厚度關(guān)系Fig.6 Relationship between paleo-seawater depth and sedimentary thickness in Yinggehai Basin

綜上所述，古海水深度恢復(fù)需要利用沉積物的厚度和比例補(bǔ)償系數(shù)2個(gè)參數(shù)。鶯歌海盆地主體部分有地震資料覆蓋，地層厚度是在地震資料構(gòu)造解釋的基礎(chǔ)上，通過(guò)殘余厚度圖的編制獲得。雖然鶯歌海盆地鶯西斜坡區(qū)和西北的河內(nèi)凹陷區(qū)缺乏地震資料，但為了盆地的完整性，在僅有少數(shù)幾條地震剖面的情況下，根據(jù)鶯歌海盆地構(gòu)造變形和規(guī)律進(jìn)行了推測(cè)。

中新統(tǒng)的不同層段(三亞組、梅山組和黃流組)的比例補(bǔ)償系數(shù)，是通過(guò)5口井(LOTUS-1X、HK29-1-1、DF1-6-1、LG20-1-1、LT33-1-1)的比例補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算求平均值后得到。結(jié)果表明，三亞組、梅山組和黃流組時(shí)期“比例補(bǔ)償”系數(shù)K分別約為10/11、18/19和15/17(表2)，從而確定三亞組、梅山組和黃流組時(shí)期古水深與地層厚度的比例系數(shù)[H/m=(1-K)/K]分別約為1/10、1/18和2/15。這樣，利用地層厚度圖及古水深與地層厚度的比例系數(shù)，恢復(fù)中新世時(shí)期的古地貌，分別制作鶯歌海盆地黃流組(圖7a)、梅山組(圖7b)、三亞組(圖7c)沉積時(shí)期古海水深度分布圖。

2.2.3 中新世不同階段古地貌特征分析

從圖7可以看出，三亞組和梅山組沉積時(shí)期，鶯歌海盆地形成了一個(gè)局部與外界連通的半封閉海灣環(huán)境，與外界交流有限，容易形成還原環(huán)境，對(duì)有機(jī)物的保存和烴源巖的發(fā)育十分有利；盆地東西兩側(cè)均為緩斜坡，東側(cè)略陡，往中心方向深度不斷增加；黃流組沉積時(shí)期，海灣環(huán)境開(kāi)始向外開(kāi)口，總體由西北向東南傾斜的地貌結(jié)構(gòu)出現(xiàn)雛形，但在一定程度上還保持半封閉海灣沉積環(huán)境，與外海的連通不太通暢。

從水深角度分析，梅山組沉積時(shí)期深度最大，其次是三亞組，黃流組沉積時(shí)期深度相對(duì)最小。三亞組和梅山組時(shí)期盆地的地貌結(jié)構(gòu)(水深分布)比較相似，均是盆地中央深凹帶水深最大，向邊緣逐漸變淺；黃流組時(shí)期地貌結(jié)構(gòu)發(fā)生比較明顯的變化，水體從盆地中央深、四周淺的地貌結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)化為總體向東南傾斜、中間深兩側(cè)淺的槽谷形態(tài)。

從周緣陸地分析，中新世時(shí)期與現(xiàn)今的陸地分布存在很大的差異，主要表現(xiàn)為：(1)海南島與陸地相連，為半島(本文稱之為“古海南半島”，見(jiàn)圖7)，海南島此時(shí)還未形成；(2)與現(xiàn)今的海灣相比，形態(tài)上要狹窄很多。

3 討論

3.1 “比例補(bǔ)償”法的適用性問(wèn)題

在碎屑物源相對(duì)充足的情況下(如陸內(nèi)和大陸架地區(qū))，“比例補(bǔ)償”式的沉積充填總體符合碎屑沉積有“填平補(bǔ)齊”趨勢(shì)的物理原理，結(jié)果容易造成可容空間(基底沉降和海(湖)平面上升的結(jié)果)大的區(qū)域，接受的沉積充填量就相對(duì)較大。因此，推斷在陸內(nèi)和大陸架地區(qū)符合“比例補(bǔ)償”式沉積充填的可能性比較大。

當(dāng)然，沉積充填要實(shí)現(xiàn)“比例補(bǔ)償”，必須要有相對(duì)充足的物源供給。如物源供給嚴(yán)重不足，沉積充填就無(wú)法實(shí)現(xiàn)“比例補(bǔ)償”，如陸坡以外的海洋區(qū)域(特別是大洋盆地)，由于遠(yuǎn)離物源，雖可容空間很大，但由于沒(méi)有充足的物源供應(yīng)，沉積充填量就十分有限(“饑餓盆地”)，不可能實(shí)現(xiàn)“比例補(bǔ)償”，因此，陸坡以下的海洋地區(qū)不滿足“比例補(bǔ)償”的條件。另外，如果盆地只有非常少量的物源通道，沉積物長(zhǎng)期在某一局部區(qū)域集中供給，會(huì)導(dǎo)致高于其他區(qū)域的均衡沉降，造成比例補(bǔ)償系數(shù)K大于其他區(qū)域，結(jié)果也不太滿足“比例補(bǔ)償”的條件，如大河流入海的三角洲地區(qū)。

圖7 鶯歌海盆地晚中新世(黃流組)(a)、中中新世(梅山組)(b)和早中新世(三亞組)(c)古海水深度Fig.7 Paleo-seawater depth in Yinggehai Basin during late Miocene (Huangliu period) (a), middle Miocene (Meishan period) (b) and early Miocene (Sanya period) (c)

在符合“比例補(bǔ)償”的前提下，由于地層的厚度分布數(shù)據(jù)比較容易取得(通過(guò)地震反射資料構(gòu)造解釋)，如再結(jié)合相應(yīng)鉆井的古水深研究成果，即可應(yīng)用“比例補(bǔ)償”法，預(yù)測(cè)整個(gè)區(qū)域不同時(shí)期的古水深分布，因此“比例補(bǔ)償”法具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)然，即使在陸內(nèi)和大陸架，由于物源分布不均一，“比例補(bǔ)償”法預(yù)測(cè)的古水深也會(huì)存在或多或少的誤差。這個(gè)問(wèn)題有待進(jìn)一步深入探索。

3.2 “比例補(bǔ)償”法的預(yù)測(cè)精度問(wèn)題

根據(jù)上述分析，應(yīng)用“比例補(bǔ)償”法預(yù)測(cè)古水深可能存在誤差。為了分析預(yù)測(cè)結(jié)果的誤差情況，本文用中海油湛江分公司提供的8口井(LOTUS-1X、HK29-1-1、DF1-6-1、LG20-1-1、LT33-1-1、LD10-3-1、LD10-1-1、LD22-1-7)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。這些井的古水深數(shù)據(jù)主要通過(guò)古生物(有孔蟲(chóng))分析獲得。對(duì)比結(jié)果表明，其中5口井(LOTUS-1X、HK29-1-1、DF1-6-1、LG20-1-1、LT33-1-1)數(shù)據(jù)與區(qū)域資料符合較好，但3口井(LD10-3-1、LD10-1-1、LD22-1-7)顯示在黃流組和梅山組沉積時(shí)期處于半深海環(huán)境，水深均大于200 m，與預(yù)測(cè)結(jié)果存在很大的偏差。但本文認(rèn)為，這種偏差不一定完全是“比例補(bǔ)償”法預(yù)測(cè)造成的。

根據(jù)前面的分析，鶯歌海盆地在中新世時(shí)期為大陸拗陷的構(gòu)造環(huán)境(陸坡還沒(méi)有開(kāi)始發(fā)育，與現(xiàn)今的渤海灣盆地類似)，從晚上新世開(kāi)始(T27界面以上，即2.4 Ma以后)才發(fā)育大陸邊緣。從全球現(xiàn)今陸內(nèi)湖盆和內(nèi)陸海灣的水深分析表明，只有裂陷階段的湖盆(如貝加爾湖、東非裂谷區(qū)等)的水深可以超過(guò)200 m(東非裂谷區(qū)湖盆的最大水深一般為300～600 m，貝加爾湖的最大水深為1 620 m)，處在拗陷階段的陸內(nèi)湖盆或海灣(如渤海灣)水深一般不超過(guò)100 m。因此推測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果與LD10-3-1、LD10-1-1、LD22-1-7對(duì)比造成的偏差，有可能是井點(diǎn)的古水深研究結(jié)果存在誤差(通過(guò)古生物和同位素研究得到的古水深也是有誤差的)。

因此，恢復(fù)盆地古水深時(shí)，將“比例補(bǔ)償”法、古生物法和同位素法等方法有機(jī)結(jié)合，相互校驗(yàn)，就可能得到相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。

4 結(jié)論

(1)鶯歌海盆地在中新世時(shí)期和上新世以來(lái)2個(gè)階段，構(gòu)造應(yīng)力體制存在很大的差異，紅河斷裂系從左旋走滑轉(zhuǎn)化為右旋走滑，導(dǎo)致古構(gòu)造環(huán)境也存在很大差異，從中新世的陸內(nèi)拗陷轉(zhuǎn)化為上新世以來(lái)的被動(dòng)大陸邊緣。

(2)根據(jù)地貌發(fā)育的繼承性原則和“將今論古”的方法，恢復(fù)了鶯歌海盆地上新世至今的古海水深度，不同階段的古地貌均是向外海敞開(kāi)的淺?！肷詈－h(huán)境，期間坡折帶位置不斷向外遷移。

(3)中新統(tǒng)三亞組和梅山組沉積時(shí)期，鶯歌海盆地是中央深、四周向盆地邊緣逐漸變淺的半封閉海灣環(huán)境，容易形成還原環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)富集和烴源巖的發(fā)育。