東海陸架盆地麗水凹陷構(gòu)造演化特征

劉 歡，許長海, 2 ，申雯龍，王丹萍，鄧玉玲

(1.同濟大學(xué) 海洋與地球科學(xué)學(xué)院，上海 200092；2.同濟大學(xué) 海洋地質(zhì)國家重點實驗室，上海 200092；3.中海石油(中國)有限公司 上海分公司，上海 200335；4.中國石化 上海海洋油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，上海 200120)

東海陸架盆地麗水凹陷是在晚中生代殘留盆地基礎(chǔ)上發(fā)育起來的[1]，在新生代經(jīng)歷了斷陷、拗陷、反轉(zhuǎn)及穩(wěn)定沉降等多期構(gòu)造運動，區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力對凹陷形成、演化的控制作用明顯，不同期次構(gòu)造幕式活動相互疊加，具有獨特的構(gòu)造演化特征。東海陸架盆地的構(gòu)造演化及其動力學(xué)背景一直是學(xué)界研究的熱點[2-12]，也關(guān)乎對麗水凹陷的油氣勘探。多年來的勘探研究已經(jīng)對麗水凹陷的構(gòu)造特征及演化有了一定的認識，但多局限于對其構(gòu)造樣式及構(gòu)造演化的定性分析[1,13-14]，而對于其構(gòu)造演化過程的定量分析較少[15]，尤其是對于麗水凹陷與東海陸架盆地演化之間的關(guān)系認識還不夠清晰。本文以麗水凹陷為研究對象，通過對研究區(qū)典型剖面的平衡剖面恢復(fù)、主干斷裂活動性分析、區(qū)域性的地震剖面解釋等工作，對麗水凹陷的構(gòu)造演化特征進行定量刻畫，進而探討了其與東海陸架盆地構(gòu)造演化之間的關(guān)系和動力學(xué)背景，以期為該區(qū)下一步的油氣勘探提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

東海陸架盆地位于歐亞板塊的東南邊緣，成NE—SW向展布，是印—澳板塊與歐亞板塊以及太平洋板塊相互匯聚的地帶。按傳統(tǒng)的劃分方案，東海陸架盆地由西部坳陷帶(包括麗水、椒江、錢塘、昆山等凹陷)、中部隆起帶(包括虎皮礁、海礁隆起和漁山低隆起)和東部坳陷帶(包括釣北、西湖和福江凹陷)組成[4]，總體呈現(xiàn)出“南北分塊、東西分帶”的特征。麗水凹陷位于東海陸架盆地西部坳陷帶的西南側(cè)，北部與椒江凹陷相鄰,東部以雁蕩凸起與福州凹陷相隔，西部和南部與浙閩隆起區(qū)相接(圖1a)，面積約為12 500 km2，可劃分為麗水西次凹、東次凹、南次凹、靈峰凸起等次級構(gòu)造單元[13](圖1b)；從下至上發(fā)育了石門潭組(K2s)、月桂峰組(E1y)、靈峰組下段(E1l1)、靈峰組上段(E1l2)、明月峰組下段(E1m1)、明月峰組上段(E1m2)、甌江組(E2o)、溫州組(E2w)、新近系和第四系(N+Q)(表1)。

2 平衡剖面恢復(fù)及伸縮率特征

由于麗水凹陷各個區(qū)域的伸縮性不盡相同，為了綜合反映麗水凹陷的構(gòu)造演化特征，需要對麗水凹陷不同部位的伸縮率進行研究。為此，從南至北選取了8條骨干地震剖面對其進行平衡剖面恢復(fù)，剖面選取垂直于區(qū)域構(gòu)造線的方向；然后借助2Dmove軟件，通過平衡剖面技術(shù)對現(xiàn)今的剖面進行巖石變形及地層伸縮變形恢復(fù)，從而得到盆地的水平伸縮量以及伸縮率[16]。

2.1 伸縮率計算方法

為了更好地表征盆地的伸縮量、伸縮率、伸縮速率等伸縮參數(shù)的特征，假設(shè)變形前的原始剖面長度為L0，變形后的剖面長度為L1[17]，則伸縮量、伸縮率以及伸縮速率的計算公式為：

表1 東海陸架盆地構(gòu)造演化簡表

ΔL=L1-L0

(1)

r= (L1-L0)/L0

(2)

v= ΔL/Δt

(3)

式中：ΔL為伸縮量，m；r為伸縮率；v為伸縮速率，m/Ma；Δt為L0至L1長度變形所經(jīng)歷的時間。若ΔL、r、v為正值，則表示伸展，若其為負值，則表示收縮；正值越大，表示伸展作用越強烈，負值越小，表示擠壓作用越強烈。

2.2 平衡剖面恢復(fù)及伸縮率計算結(jié)果

表2 東海陸架盆地麗水凹陷8條骨干剖面各變形時期伸縮參數(shù)

圖2 東海陸架盆地麗水凹陷各時期伸縮參數(shù)特征曲線

圖3 東海陸架盆地麗水凹陷過S4測線構(gòu)造演化剖面

2.3 麗水凹陷伸縮性階段特征

圖4 東海陸架盆地麗水凹陷各階段伸縮特征

2.4 麗水凹陷伸縮性空間特征

3 斷裂活動特征

斷裂活動特征包括斷裂的活動期次以及斷裂的活動速率，這些特征可以反映盆地的演化特點。生長斷層的活動往往是跨時期的，這就造成了斷層上下盤巖層厚度的差異(古落差)[20]。運用古落差法測定斷層活動速率正是基于這種沉積厚度差異，斷層活動速率用厘米/千年(cm/ka)表示。

麗水凹陷存在8條主要的生長斷層，這些生長斷層多為麗水凹陷的邊界斷裂，其活動性大多跨越了麗水凹陷的各個演化階段，能夠很好地反映麗水凹陷的演化特征，運用斷層活動速率法測定了這8條主干生長斷裂的斷層活動速率(圖6)。

4 構(gòu)造演化背景

從區(qū)域位置上看，麗水凹陷位于東海陸架盆地的西南部，是東海陸架盆地最早裂陷的盆地之一，因此麗水凹陷的構(gòu)造演化歷史必然與東海陸架盆地的構(gòu)造演化史密切相關(guān)。而從大的構(gòu)造背景來看，東海陸架盆地又位于西太平洋三角帶區(qū)域[21]，是印—澳板塊、太平洋板塊和歐亞板塊巨型匯聚的地帶，其東西兩側(cè)分別與西太平洋和特提斯構(gòu)造域演化相關(guān)[22]，因此麗水凹陷的形成演化必然也受這2大構(gòu)造域演化的影響[23-25]。

圖5 東海陸架盆地麗水凹陷伸縮性隨空間的變化特征

圖6 東海陸架盆地麗水凹陷8條主干生長斷裂活動速率曲線

圖7 過東海陸架盆地南部地震剖面

圖8 東海陸架盆地麗水凹陷斷陷期與拗陷期受控于太平洋板塊的后撤式俯沖示意

綜上所述，麗水凹陷的構(gòu)造演化反映了東海陸架盆地晚中生代以來從早到晚自西向東發(fā)生構(gòu)造與沉積遷移的規(guī)律，受控于(古)太平洋板塊向歐亞板塊后撤式俯沖的動力學(xué)背景，其與東海陸架盆地周圍各大匯聚板塊的相互作用息息相關(guān)。

5 結(jié)論

(1)骨干剖面伸縮速率及主干邊界斷層活動速率研究表明，靈峰組下段沉積期主干邊界斷層的活動速率及骨干剖面的伸縮速率達到峰值，是麗水凹陷斷陷作用以及伸展作用最強烈的時期。

(2)麗水凹陷整體經(jīng)歷了斷陷初期、斷陷早期、斷陷晚期、拗陷期、反轉(zhuǎn)期和穩(wěn)定沉降期6個演化階段，具有“幕式”漸進伸展的特點。麗水凹陷的伸縮性在空間上存在差異，在斷陷期和拗陷期，麗水凹陷的北部伸展作用最強，中部次之，南部最弱。而在反轉(zhuǎn)期，麗水凹陷的中部受到的擠壓作用最強，由中部向南部和北部逐漸減小。在穩(wěn)定沉降期，麗水凹陷的伸縮性空間上差異不大。

(3)麗水凹陷的形成與演化，反映了東海陸架盆地晚中生代以來從早到晚自西向東發(fā)生構(gòu)造與沉積遷移的規(guī)律，受控于(古)太平洋板塊向歐亞板塊后撤式俯沖的動力學(xué)背景，其與東海陸架盆地周圍各大匯聚板塊的相互作用息息相關(guān)。