瓊東南盆地古近紀(jì)泥炭沼澤破壞與重建作用對煤型源巖物質(zhì)形成的控制

李增學(xué)，劉 瑩，李曉靜，張功成，孫 瑞，王東東，尹露生，劉佳敏

（1.山東科技大學(xué)山東省沉積成礦作用與沉積礦產(chǎn)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266590；2.中海油研究總院有限責(zé)任公司，北京 100010）

自從煤型油氣被發(fā)現(xiàn)以來，煤層、煤系作為重要的油氣烴源巖類型而被廣泛重視［1］。煤型烴源巖，實(shí)際上不是一種單純的烴源巖概念。煤是一種具有鮮明特色的生烴源巖。而煤系實(shí)際上是一個(gè)具有復(fù)合性含義的概念，屬于生烴源巖的巖系，除了煤之外，還有炭質(zhì)泥巖、含炭質(zhì)細(xì)粒巖等，是與煤的形成具有同源、同環(huán)境的沉積型源巖。

泥炭沼澤是成煤盆地中的一種特殊的沉積相類型。成煤環(huán)境重塑是煤地質(zhì)學(xué)研究的重要理論問題與內(nèi)容［2］，尤其是泥炭沉積環(huán)境、泥炭堆積古地理特征及背景條件的恢復(fù)，泥炭形成過程中生物群的相互作用等［3］。

泥炭沼澤一般在潮濕氣候條件下比較容易發(fā)育［2］，但有些泥炭是在相對干燥的條件下形成的，如與河流供給有關(guān)的淡水沼澤［4］。形成泥炭的植被結(jié)構(gòu)與氣候變化存在明顯響應(yīng)關(guān)系［5］。受溫暖干燥的氣候影響，地下水位下降，導(dǎo)致泥炭物質(zhì)分解加劇［6］，這是泥炭沼澤發(fā)生破壞的方式之一。

有關(guān)泥炭沼澤環(huán)境的破壞和重建作用的研究尚沒有形成很成熟的理論。國外學(xué)者認(rèn)為在進(jìn)積過程中，碎屑沉積物的掩埋作用使泥炭沉積物得以保存，區(qū)域構(gòu)造作用和海平面變化、沉積物壓實(shí)作用等是重要的控制因素［7-10］?？梢钥闯?，這里僅僅指出了泥炭物質(zhì)保存的一種機(jī)制及控制因素，并沒有指出泥炭沼澤環(huán)境的破壞和重建的作用過程及機(jī)制。

泥炭形成與聚集的有利地帶一般是有海侵作用發(fā)生的海岸濕地和三角洲平原，泥炭沼澤隨著植物碎屑在橫向或縱向上有規(guī)律的變化而發(fā)生改變，即隨著海平面上升由潮汐沼澤過渡為淡水沼澤［11-12］。

泥炭沼澤破壞與重建在泥炭物質(zhì)的聚集與分散過程中是一種相互作用的關(guān)系，是成煤環(huán)境分析的重要組成部分。泥炭沼澤的破壞作用是一個(gè)復(fù)雜的過程，而破壞過程為泥炭物質(zhì)的另一種聚集方式（如分散漂移、重力流攜帶等）創(chuàng)造了條件。如在中國南海新生代成煤時(shí)期的海相沉積中發(fā)育大量陸源有機(jī)質(zhì)［13-14］，即是泥炭沼澤破壞的結(jié)果?！霸?匯系統(tǒng)”理論［15-20］闡明了包括地貌演化、源-沉積體系響應(yīng)及其耦合模式［21-22］，以及深水源-匯響應(yīng)多尺度氣候變化過程產(chǎn)物鏈接及反饋機(jī)制［23］等，為泥炭沼澤破壞后泥炭物質(zhì)運(yùn)移、再分配機(jī)制研究提供了理論支持。

泥炭沼澤被破壞是泥炭形成與堆積的可容空間發(fā)生突然變化的結(jié)果?？扇菘臻g（accommodation space）是層序地層學(xué)概念體系中的關(guān)鍵術(shù)語，指的是盆地底面到基準(zhǔn)面（近似于海平面、湖平面、潛水面）之間的空間。由于泥炭沼澤具有一種特殊的地理特征，因此可以認(rèn)為泥炭沼澤的可容空間的頂界面是泥炭所能聚集的最大高度［24］。但該最大高度是動態(tài)的，尤其是當(dāng)?shù)刭|(zhì)事件或氣候發(fā)生突變時(shí)，可容空間會隨之發(fā)生變化。正常情況下，在泥炭聚集期間，盆地基準(zhǔn)面變化速率受控于盆地基底沉降作用，基準(zhǔn)面變化又控制著可容空間的增大或減少［25-27］。在風(fēng)暴潮活動時(shí)期，浪基面發(fā)生劇烈變化，風(fēng)暴浪基面比正常浪基面要深的多。隨之基準(zhǔn)面發(fā)生很大的變化，導(dǎo)致可容空間發(fā)生變化。

近年來，煤地質(zhì)學(xué)家及沉積學(xué)家對不同盆地厚煤層中反映氣候變化的天文周期信息開展了研究，已經(jīng)注意到厚煤層的形成與天文周期變化的密切關(guān)系［28］，發(fā)現(xiàn)厚煤層中煤巖顯微組分以及灰分在垂向上的周期性變化和沉積間斷面的存在，是多期次泥炭沼澤疊加形成厚煤層的重要依據(jù)。這可能是泥炭沼澤破壞與重建作用受氣候周期性變化影響的例證。

泥炭沼澤發(fā)育與泥炭生產(chǎn)、聚集始終處于敏感狀態(tài)，即對氣候變化和地質(zhì)背景條件具有很強(qiáng)的敏感性，因此有很多因素會造成泥炭沼澤的破壞，如泥炭沼澤古地理?xiàng)l件和水介質(zhì)性質(zhì)的突變，極端氣候變化（諸如風(fēng)暴事件［29-30］、洪水事件）等。泥炭沼澤可能在任何地理背景下發(fā)育，最適宜的地帶是陸地與水域的結(jié)合帶，或者過渡帶，如盆地的斜坡帶（緩坡帶、陡坡帶、構(gòu)造活動區(qū)相對穩(wěn)定帶）。

泥炭沼澤的破壞是一種地質(zhì)作用機(jī)制，一方面可以造成泥炭沼澤原有狀態(tài)發(fā)生變化，另一方面可以使已經(jīng)形成的泥炭物質(zhì)發(fā)生不同程度的遷移，使泥炭物質(zhì)重新分布，進(jìn)而可以導(dǎo)致一種新的沉積作用發(fā)生，如在海相沉積環(huán)境中有大量泥炭物質(zhì)聚集。

1 煤型烴源巖：煤、煤系與陸源海相烴源巖

1.1 瓊東南盆地地質(zhì)概況

瓊東南盆地處于南中國海北部大陸邊緣的西段，是古近紀(jì)—第四紀(jì)形成的被動大陸邊緣盆地。盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造與沉積演化，古近紀(jì)始新世—漸新世盆地處于斷陷期，新近紀(jì)—第四紀(jì)盆地處于拗陷期［31］。漸新世早期，盆地主要為海-陸過渡相沉積，沉積了崖城組。漸新世晚期—第四紀(jì)盆地主要為海相沉積，自下而上依次沉積了陵水組、三亞組、梅山組、黃流組與鶯歌海組等［32-33］（圖1）。鉆探巖心、測井資料和地震探測資料證實(shí)，崖城組的煤層厚度薄，最厚不超過40 cm（圖2），具有層數(shù)多、穩(wěn)定性差、難以對煤層進(jìn)行橫向?qū)Ρ鹊忍攸c(diǎn)［34-35］。

圖1 瓊東南盆地構(gòu)造格局與氣田分布（據(jù)參考文獻(xiàn)［30，31，33］修改）Fig.1 Sketch map showing the tectonic layout and gas field locations in the Qiongdongnan Basin（Modified from［30，31，33］）

圖2 瓊東南盆地YC13-1-A2井原地煤與異地煤地層柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column showing autochthonous and allochthonous coals in Well YC13-1-A2，Qiongdongnan Basin

1.2 泥炭沼澤破壞、重建作用與煤及陸源海相烴源巖的成因關(guān)系

古氣候和古植物是成煤的必要條件。古構(gòu)造控制含煤沉積旋回和成煤作用的強(qiáng)度。古地理是泥炭沼澤發(fā)育和泥炭聚集的控制條件［36］。古沉積是泥炭沼澤被破壞后泥炭物質(zhì)遠(yuǎn)距離聚集的控制因素，與古水文和水介質(zhì)特征密切相關(guān)。泥炭層中一部分泥炭物質(zhì)在原地或搬運(yùn)一定距離后形成單獨(dú)的煤層，另一部分泥炭物質(zhì)則可能搬運(yùn)到較遠(yuǎn)甚至盆地深水區(qū)而沉積下來，形成“陸源海相烴源巖”。

根據(jù)前人煤層厚度劃分標(biāo)準(zhǔn)［1］和陸源有機(jī)質(zhì)占總有機(jī)質(zhì)的比例［37］（表1），結(jié)合泥炭沼澤破壞與重建機(jī)制的概念，歸納出幾種成煤與陸源海相烴源巖的成因理論。

表1 煤層厚度分級和成煤及陸源有機(jī)質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Coal seam thickness grading and non-marine organic matter assessment

1）成煤好且陸源有機(jī)質(zhì)好，即有利的成煤環(huán)境下形成較厚的煤層，有充足的泥炭碎屑物質(zhì)供應(yīng)，利于陸源有機(jī)質(zhì)在深水區(qū)沉積。其特點(diǎn)是，泥炭堆積連續(xù)性好、穩(wěn)定，但泥炭沼澤也發(fā)生過破壞作用，源源不斷的泥炭或碎屑快速搬運(yùn)，如異重流，對于成煤和深水陸源有機(jī)質(zhì)堆積都有利。

滿足植物繁盛的有利氣候條件，泥炭形成與堆積的速率較大。泥炭堆積帶的基底沉降速率較小，接受了大量的泥炭。但是，潮濕的氣候可以有足夠的水源，古地理?xiàng)l件有利于形成大型的沖積體系，會有部分泥炭沼澤被破壞，從而造成泥炭堆積不斷地被搬走，甚至?xí)休^多的泥炭搬運(yùn)至深水地帶。深水沉積混合有大量陸源有機(jī)物質(zhì)。

2）成煤好但陸源有機(jī)質(zhì)不好，即有利的成煤環(huán)境下形成較厚的煤層，但沒有較為充足的泥炭碎屑物質(zhì)供應(yīng)至盆地深水區(qū)沉積。此種情況下泥炭沼澤基準(zhǔn)面下降與泥炭物質(zhì)供應(yīng)具有好的適應(yīng)性，原地堆積持續(xù)時(shí)間較長。其特點(diǎn)是，泥炭堆積連續(xù)性好，但泥炭沼澤局部被破壞，泥炭或碎屑生產(chǎn)少，搬運(yùn)或漂移至盆地深水區(qū)的陸源有機(jī)質(zhì)更少。

滿足植物繁盛的有利氣候條件，泥炭形成與堆積的速率與基底沉降速率處于均衡狀態(tài)，且保持時(shí)間較久，接受了大量的泥炭堆積且被保存下來。泥炭沼澤被破壞的程度較弱，有較少的泥炭被流體搬運(yùn)至深水地帶。或者泥炭沼澤發(fā)生破壞作用，而泥炭在被搬運(yùn)過程中損失殆盡，很少部分搬運(yùn)到較遠(yuǎn)地帶以及深水區(qū)。

陸相湖泊盆地中泥炭沼澤環(huán)境的破壞作用有利于厚層泥炭的形成，但泥炭多被搬運(yùn)至一定距離后迅速堆積和保存，從而形成巨厚層異地煤。因?yàn)樵睾駥幽嗵繉与y以支撐后續(xù)的泥炭形成和可持續(xù)性連續(xù)堆積，此外天然火災(zāi)事件也會頻頻發(fā)生，導(dǎo)致泥炭原地堆積中斷。

3）成煤不好但陸源有機(jī)質(zhì)好，大量陸源有機(jī)質(zhì)形成于盆地深水區(qū)，成為優(yōu)質(zhì)煤型烴源巖。泥炭堆積雖然不連續(xù)，但是泥炭沼澤因破壞作用產(chǎn)生大量泥炭或碎屑，它們被及時(shí)搬運(yùn)或漂移至較遠(yuǎn)地帶。這種古地理?xiàng)l件雖然有較好的成煤氣候條件，但泥炭沼澤基準(zhǔn)面變化不利于泥炭在原地堆積下來，時(shí)而發(fā)生的洪水將泥炭及時(shí)搬運(yùn)至遠(yuǎn)處沉積下來，有利于陸源有機(jī)質(zhì)堆積。

煤系沉積序列中煤層不發(fā)育，或者厚度較薄，可以見到較多的煤層，甚至很多煤線。盆地深水沉積中有大量的陸源有機(jī)質(zhì)，呈聚集態(tài)勢，分布范圍較廣，可以成為優(yōu)質(zhì)的煤型烴源巖。搬運(yùn)的機(jī)制可能包括沖積扇或者重力流，甚至是大面積的面流。最具代表性的是中國南海新生代成煤環(huán)境及陸源有機(jī)質(zhì)的形成機(jī)制。

4）成煤不好且陸源有機(jī)質(zhì)不好。泥炭堆積生產(chǎn)不具連續(xù)性，成煤環(huán)境不穩(wěn)定，而且時(shí)常發(fā)生的構(gòu)造與沉積事件使泥炭沼澤常被破壞，導(dǎo)致泥炭碎屑生產(chǎn)量較少或很少，不能被及時(shí)被搬運(yùn)至較遠(yuǎn)的地帶沉積。

氣候條件不利于植物生長，古地理?xiàng)l件不利于煤的沉積，泥炭堆積速率大于基底沉降速率，泥炭很快被分解，并且又沒有搬運(yùn)介質(zhì)將泥炭物質(zhì)搬運(yùn)至有利的保存地帶。

5）不成煤但在沉積物質(zhì)中有少量陸源有機(jī)質(zhì)。由于開放性環(huán)境持續(xù)時(shí)間較長，已經(jīng)形成的泥炭物質(zhì)，不斷被分解殆盡，僅有少部分泥炭物質(zhì)被流體帶走在深水區(qū)沉積下來。

通過鉆井巖心和測井?dāng)?shù)據(jù)，以及煤巖組分和關(guān)鍵煤質(zhì)指標(biāo)（如灰分）含量的分析，對瓊東南盆地原地煤與異地煤進(jìn)行了識別（圖2）。

原地煤（主要烴源巖類型）的識別標(biāo)志有：泥炭沼澤中，植物殘?bào)w在原地堆積，形成單獨(dú)層位；煤層底板為泥巖，可見植物根系（根土巖），煤層與底板為漸變沉積；煤層的結(jié)構(gòu)構(gòu)造完整，光澤較強(qiáng)；煤的灰分產(chǎn)率相對較低，平均為22%。

異地煤（次要烴源巖類型）的識別標(biāo)志有：植物殘?bào)w或泥炭被搬運(yùn)至植物生長地之外的地區(qū)，再次堆積，形成單獨(dú)層位；煤層底板為砂巖等，底板中無植物根系（根土巖），煤層與底板呈突變接觸；煤層的結(jié)構(gòu)構(gòu)造較破碎，光澤較暗淡；煤的灰分產(chǎn)率相對較高，平均為52%。

陸源分散有機(jī)質(zhì)（陸源海相泥巖），即植物碎屑或泥炭物質(zhì)被搬運(yùn)至植物生長地之外的地帶，呈碎屑或細(xì)粒狀態(tài)，與碎屑物質(zhì)混合沉積，不能形成單獨(dú)的煤層。其特點(diǎn)是有機(jī)質(zhì)豐度較高，以陸源高等植物有機(jī)質(zhì)為主，海源有機(jī)質(zhì)較少；陸源有機(jī)質(zhì)在泥巖和砂巖中均有分布，但多以泥巖為主，多呈分散狀出現(xiàn)，地層厚度大。

2 泥炭沼澤破壞作用的原因

導(dǎo)致泥炭沼澤破壞的原因很多，如劇烈的構(gòu)造活動、動蕩的水文條件（風(fēng)暴、氣候變化導(dǎo)致的洪水事件）等。破壞作用導(dǎo)致泥炭物質(zhì)的產(chǎn)生、搬運(yùn)與聚集。泥炭物質(zhì)與細(xì)粒沉積物以及泥質(zhì)等混合，被水流帶到較遠(yuǎn)的地方，甚至匯水盆地較深水地帶再次沉積。因此，在搬運(yùn)過程中呈分散狀態(tài)的泥炭物質(zhì)是與細(xì)粒及泥質(zhì)沉積物不斷混合的，形成含陸源有機(jī)質(zhì)沉積的深水沉積。需要指出的是，泥炭沼澤破壞作用的程度是千差萬別的。

泥炭沼澤嚴(yán)重破壞，是指泥炭沼澤幾乎全部被破壞，泥炭物質(zhì)幾乎全部被搬運(yùn)或分解掉。如強(qiáng)大的風(fēng)暴潮導(dǎo)致巨浪向岸邊推進(jìn)，侵進(jìn)的海水淹沒處于發(fā)育期的泥炭沼澤，回流強(qiáng)烈的侵蝕作用將已經(jīng)堆積的泥炭物質(zhì)挖蝕、搬運(yùn)。在此種情況下，不可能形成較厚的煤層，可能形成薄煤層或煤線，其頂?shù)装灞容^雜亂。

泥炭沼澤的破壞作用并不是一種完全進(jìn)行到底的過程，但原有泥炭形成與聚集的環(huán)境已被打破，泥炭物質(zhì)可能大部或全部被分解掉或搬運(yùn)走。而重建作用則是在適宜的氣候條件下，泥炭沼澤恢復(fù)發(fā)育的過程。

2.1 古地理?xiàng)l件

比較而言，在盆地陡坡帶植物碎屑或泥炭物質(zhì)易發(fā)生異地堆積，形成異地泥炭堆積層，陸源碎屑成分較多，成熟度較差。

泥炭物質(zhì)在陡坡帶發(fā)生同盆異地聚集是異地成煤的形式之一。已經(jīng)成型的泥炭沼澤及其堆積成層的泥炭，受突發(fā)性洪水沖擊作用、河道側(cè)蝕作用以及決口作用等影響，會被沖蝕或者側(cè)蝕引發(fā)坍塌，從而被水流帶至其他穩(wěn)定環(huán)境中聚集沉積。如果這種穩(wěn)定的環(huán)境能保持續(xù)較長時(shí)間，則泥炭物質(zhì)會發(fā)生連續(xù)堆積作用，進(jìn)而形成異地泥炭堆積。此種情況下，水體帶來的不完全是泥炭物質(zhì)，可能夾雜著較多的陸源物質(zhì)（圖3）。

圖3 瓊東南盆地泥炭聚集模式Fig.3 Proposed model showing peat accumulation in the Qiongdongnan Basin

在盆地演化過程中最穩(wěn)定時(shí)期，原地堆積易發(fā)生在緩坡地帶，三角洲體系也證明是最好的成煤沉積體系。在陡坡地帶，泥炭或植物碎屑受自身的重力作用，或者受辮狀河流水的動力作用，可沿陡坡向盆地內(nèi)部滑落聚集，發(fā)生盆內(nèi)異地泥炭聚集作用。

2.2 水動力與水密度

泥炭物質(zhì)的運(yùn)移是一個(gè)復(fù)雜的過程。陸源有機(jī)質(zhì)搬運(yùn)至深水區(qū)的路徑主要有扇三角洲、辮狀河三角洲以及三角洲分流河道等，搬運(yùn)的主要動力形式有單向流、雙向流、面流、風(fēng)暴旋流、重力流、突發(fā)性洪水、河道側(cè)蝕作用、決口作用、構(gòu)造活動（包括地震）以及風(fēng)暴流等。泥炭沼澤會遭受多期次的破壞作用，同時(shí)也會發(fā)生持續(xù)的破壞作用；在破壞的過程中，泥炭沼澤還會有增生發(fā)育，使得泥炭物質(zhì)得到一定程度的補(bǔ)充（圖4）。

圖4 河水密度大于海水密度時(shí)泥炭物質(zhì)隨河水沿基底呈軸狀沉積［38-39］Fig.4 Proposed model showing the peat material being carried away by river water and axially depositing along the basement when the river water surpassing sea water in terms of density［38-39］

正常細(xì)粒三角洲的水流狀態(tài)有3種：高密度流、等密度流和低密度流［38-39］。由于河口處單向流的噴射作用，使得水動力條件發(fā)生顯著改變，被水流攜帶來的泥炭呈不均勻分散狀漂移。在盆地中，這類密度流會導(dǎo)致不同的細(xì)粒物質(zhì)的分布與沉積特點(diǎn)。當(dāng)泥炭沼澤被破壞時(shí)，進(jìn)入盆地的水流密度與動力不同，泥炭物質(zhì)的搬運(yùn)與沉積分布也會有較大的差異。

泥炭被匯水盆地水流攜帶的過程是比較復(fù)雜的，受以下因素影響：河流水體與海水密度差、潮汐流作用、沿岸流強(qiáng)度、波浪波及強(qiáng)度與深度、風(fēng)暴流（特別是風(fēng)暴潮回流）等。如果泥炭沼澤被破壞的動力是風(fēng)暴流，那么風(fēng)暴潮回流可以將泥炭攜帶到盆地深水地帶。有利于分散有機(jī)質(zhì)沉積的可能區(qū)域是：正常浪基面以下、風(fēng)暴浪基面以下，甚至濁流沉積中也含有數(shù)量不等的陸源有機(jī)質(zhì)。

河流水體與海水密度差是影響分散有機(jī)質(zhì)沉積范圍及分布狀態(tài)的主導(dǎo)因素，其他因素如潮汐流、沿岸流和波浪強(qiáng)度等因素，對分散有機(jī)質(zhì)分布有改造作用。

當(dāng)河流水體密度大于海水密度時(shí)，水體攜帶由三角洲平原區(qū)沖蝕而來的泥炭物質(zhì)，迅速下沉并隨河水沿基底呈軸狀向盆地撒開狀沉積，但距離不會很遠(yuǎn)。當(dāng)河流水體密度小于海水密度時(shí)，泥炭物質(zhì)隨河水沿盆地水面呈軸狀向盆地內(nèi)部散開，并逐漸沉積下來。此種情況下，泥炭物質(zhì)在盆地水體中漂移較長距離，而后與其他細(xì)?；蚰噘|(zhì)一起發(fā)生沉積，其范圍及形態(tài)大致呈扇狀。當(dāng)河流水體與海水密度基本相等時(shí)，河流與盆地水體發(fā)生混合，此時(shí)泥炭物質(zhì)也會隨河水與盆地水體混合，其分散狀態(tài)一般呈面狀沿岸漂移，與其他物質(zhì)如細(xì)?；蚰噘|(zhì)一起沉積。此種情況下，泥炭物質(zhì)不會漂移很遠(yuǎn)，其多為沿岸呈短軸狀分布。

最有利于泥炭物質(zhì)在盆地內(nèi)遠(yuǎn)距離搬運(yùn)、且可能保存最完整的動力形式是高密度流，特別是風(fēng)暴流導(dǎo)致泥炭沼澤被破壞，風(fēng)暴潮回流攜帶大量泥炭物質(zhì)，可能混入更多的無機(jī)物質(zhì)，呈混合狀態(tài)，沿著盆地底部形成平面擴(kuò)散的噴流和重力流，形成陸源海相有機(jī)質(zhì)分布帶。而等密度流和低密度流所攜帶的泥炭物質(zhì)的搬運(yùn)與沉積，受正常河口動力和盆地內(nèi)部水動力條件的限制，泥炭物質(zhì)的漂移、分散以及沉積需要較長時(shí)間在有氧參與的條件下進(jìn)行，被分解的過程復(fù)雜。因此，這兩種情況下海相沉積中含有陸源有機(jī)質(zhì)的數(shù)量要比高密度流的少很多。因此在扇三角洲前緣以陸源海相烴源巖為主，這類烴源巖含有河流輸入的豐富的陸源有機(jī)質(zhì)［40］。

2.3 風(fēng)暴事件

南海是全球臺風(fēng)活動頻繁的主要區(qū)域之一，一年四季均有臺風(fēng)活動。研究南?；顒拥呐_風(fēng)（包括南海生成的臺風(fēng)和西北太平洋移入南海的臺風(fēng)），對掌握南海臺風(fēng)活動規(guī)律及對海底沉積物控制作用和影響是十分必要的。

據(jù)氣象統(tǒng)計(jì)，在南?；顒拥臒釒庑颊麄€(gè)西北太平洋地區(qū)生成的熱帶氣旋總數(shù)的42.5%，其中臺風(fēng)占41.1%。近30年在南海共出現(xiàn)360余次臺風(fēng)，平均每年11.1次；熱帶低壓148次，平均每年4.5次。由此可見，在南?；顒拥臒釒庑饕桥_風(fēng)，占總數(shù)的71.2%，其中強(qiáng)臺風(fēng)198次，平均每年6.0次，占總數(shù)的38.5%，熱帶低壓僅占總數(shù)的28.8%。將今論古，可以推測在古近紀(jì)，南海風(fēng)暴潮應(yīng)該頻繁發(fā)生，影響和改造著沿岸泥炭沼澤。

2.3.1 風(fēng)暴沉積與風(fēng)暴異地煤

在陸地環(huán)境和海洋環(huán)境中均可以發(fā)生突發(fā)性的事件沉積。在海洋環(huán)境中，最普遍的事件沉積是風(fēng)暴沉積和重力流沉積（風(fēng)暴濁流）。在中國南海盆地含煤沉積以及含陸源有機(jī)質(zhì)的沉積中，可以證實(shí)風(fēng)暴事件的存在。

風(fēng)暴流除了在風(fēng)暴潮發(fā)生時(shí)對海底沉積物進(jìn)行擾動、破壞外，還在風(fēng)暴潮的推動下，通過推向岸邊的海浪對泥炭沼澤產(chǎn)生極大的破壞作用。風(fēng)暴潮回流對濱岸帶有很大的侵蝕作用。風(fēng)暴事件是侵蝕到再沉積的改造過程，從風(fēng)暴早期的高峰到晚期的衰退，表現(xiàn)出從高能到低能的變化。在風(fēng)暴高峰時(shí)懸浮物質(zhì)中含有粗碎屑物質(zhì)、細(xì)粒物質(zhì)（包括泥炭物質(zhì)），一旦風(fēng)勢衰退或平息，立即發(fā)生沉積分異，形成明顯的從粗變細(xì)的韻律層。如果風(fēng)暴潮回流裹挾的泥炭物質(zhì)比較豐富，就可能形成一定厚度的異地泥炭層堆積，最終形成異地煤。

通過陸表海盆地與邊緣海盆地成煤特征的比較分析［41］，發(fā)現(xiàn)在中國南海瓊東南盆地古近系崖城組發(fā)現(xiàn)的異地煤，也具有穩(wěn)定陸表海盆地中泥炭沼澤被破壞形成的風(fēng)暴異地煤的基本特征（圖2）。但是瓊東南盆地古近系崖城組中發(fā)育的主要是薄煤層，甚至是極薄煤層、煤線，因此其形成機(jī)制更復(fù)雜。

2.3.2 風(fēng)暴潮回流破壞泥炭沼澤

通過對海島、海洋沉積和海岸帶及其島嶼的沉積過程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)南海海嘯事件在沉積序列中留下了記錄［42］。通過分析瓊東南盆地陡坡區(qū)重力流的沉積特征，認(rèn)為淺水底流與峽谷中濁流的相互作用，導(dǎo)致了峽谷不同區(qū)帶表現(xiàn)出不同的沉積樣式。在峽谷頭部區(qū)域，淺水底流比濁流的作用更加強(qiáng)烈［43-44］。這些研究佐證了風(fēng)暴濁流沉積的存在。因此，可以認(rèn)為在南海古近紀(jì)和新近紀(jì)的極端氣候條件下，泥炭沼澤被破壞，風(fēng)暴潮回流形成的重力流進(jìn)入深水是一個(gè)極有可能的地質(zhì)事件。

風(fēng)暴對陸地與海洋之間的過渡帶，即泥炭沼澤發(fā)育的地帶，有極大的破壞作用。但不是所有的泥炭沼澤都被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致泥炭的生產(chǎn)停滯。本文認(rèn)為，風(fēng)暴沉積有幾個(gè)重要的作用，即過渡帶的破壞侵蝕作用、風(fēng)暴潮回流在風(fēng)暴衰退期的近源沉積作用，以及深水的遠(yuǎn)源細(xì)粒陸源有機(jī)質(zhì)的沉積作用，典型的是風(fēng)暴濁流沉積和含陸源有機(jī)質(zhì)的正常海洋沉積。胡益成等［29-30］對河南地區(qū)晚石炭世含煤地層中風(fēng)暴沉積進(jìn)行研究，認(rèn)為其應(yīng)該屬于風(fēng)暴潮回流的近源沉積類型。在中國南海盆地發(fā)現(xiàn)的陸源海相有機(jī)質(zhì)是生烴源巖的重要組成部分，對整個(gè)風(fēng)暴沉積的成因機(jī)制應(yīng)有更科學(xué)合理的解釋。需要指出的是，由于其與在瓊東南盆地發(fā)現(xiàn)的異地煤僅具有一定的相似性，因而只能作為近源風(fēng)暴沉積的佐證之一，并不具有完全對應(yīng)的價(jià)值。其與瓊東南盆地異地煤的主要差異是煤層厚度不同，這種差異主要是由盆地坡度與泥炭物質(zhì)供應(yīng)關(guān)系不同造成的。

綜上分析，本文提出了瓊東南盆地風(fēng)暴作用形成陸源海相烴源巖的模式（圖5）。強(qiáng)烈的風(fēng)暴潮是重要的地質(zhì)作用，以其巨大的威力侵蝕海岸，不僅通過風(fēng)暴渦流對海底沉積物進(jìn)行攪動、挖掘和改造，更重要的是，強(qiáng)烈的潮流向岸進(jìn)襲，甚至達(dá)到陸上很遠(yuǎn)的地方，風(fēng)暴流對濱岸沉積物進(jìn)襲侵蝕、破壞，回流進(jìn)行挖蝕和快速搬運(yùn)。尤其是沿岸及過渡帶泥炭沼澤的破壞很嚴(yán)重，強(qiáng)烈地侵蝕和擾動濱海泥炭層和淹沒的泥炭層，并使大量的泥炭物質(zhì)被掀起而卷入于海水中。在風(fēng)暴高峰過后，隨著底摩擦作用的增強(qiáng)和風(fēng)暴作用的減弱，向岸推進(jìn)的風(fēng)暴流達(dá)到極限［30］。繼而出現(xiàn)的是攜帶著大量泥炭物質(zhì)的風(fēng)暴潮回流，在重力作用下，流速不斷增大，被搬運(yùn)走的泥炭物質(zhì)可以在適合的地理部位聚集，形成風(fēng)暴異地煤。異地煤是風(fēng)暴近源沉積的典型類型（圖5）。

圖5 中國南海邊緣海盆地風(fēng)暴沉積模式Fig.5 Proposed model showing the stormdeposits in basins at the edge of the South China Sea

風(fēng)暴停止，但回流的作用并沒有隨之停止，形成的重力流持續(xù)沿著盆地斜坡向深部推進(jìn)，其所攜帶的泥炭在深水區(qū)與泥質(zhì)一起沉積下來，形成含有陸源有機(jī)質(zhì)的海相沉積。泥炭沼澤被破壞的結(jié)果是泥炭堆積間斷甚至終止，泥炭物質(zhì)被分解，并有一部分遠(yuǎn)距離漂移搬運(yùn)，形成好的烴源巖。

2.4 陸源分散有機(jī)質(zhì)分布范圍

極端氣候?qū)е履嗵空訚杀黄茐?，泥炭物質(zhì)被風(fēng)暴潮回流或洪水帶走進(jìn)入盆地水域，甚至深水區(qū)，盆地基底坡度（或?yàn)槎钙禄驗(yàn)榫徠拢┦亲顬殛P(guān)鍵的影響因素。

以（扇）三角洲坡度的估算作為示例。根據(jù)平衡剖面把陵水組三段頂界面拉平，找出扇三角洲前緣+前三角洲的高度差（A）和延伸距離（B），坡度角x的值為arctan（A/B）（圖6，圖7）；計(jì)算發(fā)現(xiàn)瓊東南盆地區(qū)（扇）三角洲坡度在0.08°～2.68°，一般小于1°。

圖6 瓊東南盆地漸新統(tǒng)扇三角洲坡度計(jì)算示例Fig.6 Example of slope calculation for the Oligocenefan delta in the Qiongdongnan Basin

圖7 瓊東南盆地漸新統(tǒng)扇三角洲陸源分散有機(jī)質(zhì)分布范圍示例Fig.7 Example of delineation of distribution of terrigenous dispersed organic matter in the Oligocene fan delta of the Qiongdongnan Basin

據(jù)此估算扇三角洲分散有機(jī)質(zhì)分布范圍。首先量取扇三角洲各朵葉體的坡度，其次計(jì)算各坡度對應(yīng)的陸源分散有機(jī)質(zhì)的范圍（扇三角洲需要進(jìn)行校正），然后在扇三角洲平面圖上量取分散有機(jī)質(zhì)的分布范圍（扇三角洲平原與前緣分界線位置）。

計(jì)算發(fā)現(xiàn)，瓊東南盆地漸新統(tǒng)（扇）三角洲區(qū)域陸源有機(jī)質(zhì)厚度分布在9.7～44.3 km，校正后為5.8～44.3 km，最大值出現(xiàn)在松北凹陷陵三段三角洲前側(cè)。

2.5 泥炭沼澤破壞作用與煤系“源-匯系統(tǒng)”

在泥炭沼澤破壞作用與泥炭物質(zhì)運(yùn)移的“源-匯系統(tǒng)”中，“源”的問題相對比較簡單，即在沼澤中形成的泥炭物質(zhì)，是一種屬于“自生”產(chǎn)物。

來自于泥炭沼澤的泥炭碎屑物質(zhì)，其運(yùn)移距離與沉積聚集需要特定條件：有利植物繁殖的持續(xù)時(shí)間和適宜的氣候；泥炭的生產(chǎn)量大于供應(yīng)量；水動力強(qiáng)度和方式（如單向流、雙向流、面流、風(fēng)暴旋流、重力流）；盆地坡度與水體密度；泥炭碎屑在細(xì)粒及泥質(zhì)沉積中的混合程度；泥炭碎屑分散漂移的最大距離及損失量等。

陸源泥炭物質(zhì)的沉積（匯聚）位置主要包括：正常浪基面以下的斜坡部位，風(fēng)暴浪基面以下的深水區(qū)，以及風(fēng)暴潮回流形成的濁流沉積區(qū)。泥炭物質(zhì)被搬運(yùn)與再次聚集沉積，經(jīng)歷了水動力分選、泥炭物質(zhì)與細(xì)?；蚰噘|(zhì)等混合，再被水流帶到較遠(yuǎn)的匯水盆地靜水環(huán)境中，甚至較深水區(qū)域（還原環(huán)境）。由此使得被保存下來、呈分散狀態(tài)的泥炭物質(zhì)，成為海相細(xì)粒和泥質(zhì)沉積物中陸源有機(jī)質(zhì)的主要組成部分。

瓊東南盆地含煤沉積中，煤層多為薄煤層和極薄煤層，層數(shù)多而分布不集中、煤質(zhì)指標(biāo)中灰分產(chǎn)率很高，說明泥炭聚集最終成煤的地質(zhì)背景是很不穩(wěn)定的。可以推測當(dāng)時(shí)泥炭沼澤發(fā)育的繼承性和連續(xù)性較差，時(shí)常受到破壞。

泥炭沼澤和已經(jīng)發(fā)生堆積的泥炭物質(zhì)被破壞成碎屑狀態(tài)，為盆地分散有機(jī)質(zhì)沉積提供了物源，動力條件構(gòu)建了分散有機(jī)質(zhì)到達(dá)聚集區(qū)的運(yùn)移路徑。因此，煤系、煤層（原地泥炭聚集和異地聚集）、陸源分散有機(jī)質(zhì)沉積，3個(gè)層次的匯聚，構(gòu)成一種復(fù)雜的煤系“源-匯系統(tǒng)”（圖8）。

1）物質(zhì)同源：無論是原地堆積還是異地堆積，或者是分散有機(jī)質(zhì)，其總的有機(jī)質(zhì)具有同源性，即適合泥炭沼澤發(fā)育和植物生長的地貌環(huán)境單元。圖8中的沖積平原、三角洲-海岸平原，是煤系在“源-匯系統(tǒng)中”形成與發(fā)育的“源”，由沖積沉積體系及內(nèi)部各種亞相、扇/辮狀河三角洲沉積體系及內(nèi)部各種亞相等構(gòu)成，泛濫平原、分流間洼地等微環(huán)境單元是最先發(fā)育泥炭沼澤環(huán)境單元，是泥炭物質(zhì)形成“源”。

圖8 煤系源-匯系統(tǒng)與烴源巖生烴母質(zhì)分布模式（據(jù)文獻(xiàn)［45］修改）Fig.8 Source-to-sink systemof coal measures and distribution mode of hydrocarbon parent material of source rocks（modified from［45］）.

2）有機(jī)質(zhì)運(yùn)移過程（渠）：原地垂向堆積、流動水體攜帶到相對穩(wěn)定區(qū)域、遠(yuǎn)距離分散漂移與其他物質(zhì)混合搬運(yùn)等3種形式。

3）匯聚形式：原地垂向加積，離開植物生長地由流動水體攜帶到相對穩(wěn)定區(qū)域聚集成層（異地），以及泥炭物質(zhì)呈分散漂移狀態(tài)與其他細(xì)粒物質(zhì)混合沉積于較深水盆地等3種形式。

3 結(jié)論

1）泥炭沼澤環(huán)境的破壞與重建作用，對于泥炭物質(zhì)的聚集與分散過程來說是一種相互作用甚至并存的關(guān)系，煤與非煤系中陸源海相烴源巖的形成，是泥炭沼澤環(huán)境被破壞的結(jié)果，具有復(fù)雜性?；谥袊虾－倴|南盆地泥炭沼澤形成與發(fā)育的研究，本文總結(jié)出了5種有關(guān)煤層發(fā)育與陸源海相烴源巖成因的關(guān)系。

2）泥炭沼澤的破壞，不可能是一種完全進(jìn)行到底的作用過程，雖然泥炭沼澤原有的環(huán)境被打破，大部或全部泥炭物質(zhì)可能被分解或搬運(yùn)至較遠(yuǎn)的地方，但泥炭沼澤古地理環(huán)境是仍然存在的。因而在適宜的氣候條件下泥炭沼澤則可以繼續(xù)恢復(fù)發(fā)育，即實(shí)現(xiàn)泥炭沼澤的重建。

3）導(dǎo)致泥炭沼澤環(huán)境被破壞、泥炭物質(zhì)被遠(yuǎn)距離搬運(yùn)的因素很多，但在一個(gè)具體的盆地中，有其主要控制因素。因此，本文認(rèn)為風(fēng)暴事件是中國南海新生代盆地泥炭沼澤破壞與泥炭物質(zhì)遠(yuǎn)距離搬運(yùn)并沉積于海相環(huán)境的主要動力因素之一。