瓊東南盆地砂巖侵入體成因及其對天然氣水合物成藏的影響

黃進，王任*，任金鋒，石萬忠，何玉林，杜浩

（1. 中國地質(zhì)大學（武漢）構(gòu)造和油氣資源教育部重點實驗室，湖北武漢 430074；2. 中國地質(zhì)大學（武漢）資源學院，湖北武漢 430074；3. 中國地質(zhì)調(diào)查局廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東廣州 510075）

0 引言

砂巖侵入體的概念早在1930 年就被Jenkins［1］提出，但是由于其特殊性很少受到關注。然而，隨著油氣勘探范圍的擴大和勘探技術的發(fā)展，近二十多年來，油氣勘探的方向逐漸轉(zhuǎn)向深水盆地，砂巖侵入體也逐漸成為一個重點研究對象，涉及地震測井解釋［2-5］、巖心（露頭）識別［6］、成因機制分析［7］和物理模擬［8］等方面。目前已經(jīng)在北海油田古近系發(fā)現(xiàn)了眾多大型砂巖侵入體油氣藏，展現(xiàn)了砂巖侵入體的勘探、開發(fā)前景［9］。近十年來，中國學者廣泛研究了砂巖侵入體的成因機制和油氣地質(zhì)意義。張昌民等［10］和吳偉等［11］根據(jù)巖心、測井和地震信息在珠江口盆地新近系珠江組發(fā)現(xiàn)了砂巖侵入體；楊波等［12］根據(jù)三維地震信息在珠江口盆地白云凹陷珠江組發(fā)現(xiàn)丘狀砂巖侵入體；黃苓渝等［6］根據(jù)巖心資料在東海西湖凹陷發(fā)現(xiàn)了眾多典型砂巖侵入構(gòu)造，認為該區(qū)發(fā)育砂巖侵入體。前人研究表明，砂巖侵入體的形成需要未固結(jié)的超壓供源砂體、低滲—非滲蓋層、優(yōu)勢通道和觸發(fā)機制［8，13］，砂巖侵入體可作為油氣運移的優(yōu)勢通道、優(yōu)質(zhì)儲層、巖性圈閉或侵入圈閉，也可能破壞原生油氣藏［13］。研究成果中關于對通道和儲層認識的突破拓展了砂巖侵入體的石油地質(zhì)意義，為中國深水盆地油氣勘探提供了新思路［13-14］。但是，目前有關砂巖侵入體在天然氣水合物成藏系統(tǒng)中的作用的研究較少。初步研究表明，中國南海海域同時具備形成砂巖侵入體和天然氣水合物藏的地質(zhì)條件［15］，但侵入體對天然氣運移及天然氣水合物成藏的作用值得進一步探討。為此，筆者基于研究區(qū)地震資料并結(jié)合前人研究成果，精細刻畫了瓊東南盆地砂巖侵入體的地質(zhì)特征，結(jié)合地質(zhì)背景確定了砂巖侵入體的成因機制，從而確立砂巖侵入體的演化模式，并總結(jié)砂巖侵入體對天然氣運移和水合物成藏的作用。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

瓊東南盆地是一個位于南海西北大陸邊緣的新生代陸緣拉張盆地，整體呈NE-SW 向展布，總面積約為8.3×104km2，是南海北部重要的含油氣盆地之一。該盆地具有典型的“南北分帶、東西分塊、多坳多隆”的構(gòu)造格局，自北向南分為北部坳陷帶、北部隆起帶、中央坳陷帶、南部隆起帶四個一級構(gòu)造單元（圖1）。瓊東南盆地深水區(qū)是指水深超過300 m 的區(qū)域，主要位于中央坳陷帶和南部隆起帶，面積約為5.3×104km2，包括樂東凹陷、陵水凹陷、北礁凹陷、松南凹陷、寶島凹陷、長昌凹陷、陵南低凸起、松南低凸起等二級構(gòu)造單元（圖1）。瓊東南盆地具有高沉積速率、高熱流值和高地溫梯度的特點，盆地深水區(qū)普遍存在強超壓，能為流體運移提供強有力的驅(qū)動力?，F(xiàn)今中央坳陷帶超壓最強，南、北部隆起帶超壓弱，西部超壓強于東部［16］。

圖1 瓊東南盆地構(gòu)造綱要及晚新生代巖漿分布圖（據(jù)文獻［17］修改）

瓊東南盆地具有典型的“下斷上坳”雙層結(jié)構(gòu)，古近紀以來盆地的演化階段分為裂陷期、裂后緩慢熱沉降期和加速沉降期。以不整合面T6 為界，T6 以下斷陷層構(gòu)造活動較強，發(fā)育了主要斷裂系統(tǒng)和大多數(shù)斷層；T6 以上坳陷層發(fā)育少量斷層［17］。上構(gòu)造層以平行不整合面T4 為界，T6-T4 構(gòu)造層處于緩慢熱沉降階段，沉積地層厚度不大，橫向展布均衡，呈碟形。中新世晚期至現(xiàn)今處于加速熱沉降期，沉降速率明顯增大，沉積地層厚度大并向南部斜坡帶逐漸減薄，斷裂和巖漿活動減弱［17］。盆地新生界從下往上為始新統(tǒng)、下漸新統(tǒng)的崖城組、上漸新統(tǒng)陵水組、下中新統(tǒng)三亞組、中中新統(tǒng)梅山組、上中新統(tǒng)黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和第四系樂東組。三亞組沉積時期，盆地由濱海、淺海向半深海過渡，主要沉積淺海相濱岸砂和淺灘砂，上段為厚層塊狀泥巖夾少量薄層泥質(zhì)粉砂巖，下段為細砂巖、粉砂巖和泥巖互層（圖2）。梅山組沉積時期，盆地主要為濱淺海—半深海沉積環(huán)境，上段以砂巖為主，含少量泥巖，下段主要為淺色泥巖夾薄層泥質(zhì)粉砂巖（圖2）。黃流組沉積時期，盆地主要處于淺海—半深海沉積環(huán)境，巖性為灰質(zhì)泥巖夾薄層粉砂巖。鶯歌海組主要為厚層塊狀泥巖夾薄層粉砂巖或泥質(zhì)砂巖，盆地在該沉積時期處于淺?！肷詈３练e環(huán)境（圖2）。樂東組以黏土為主，夾薄層粉砂、細砂，富含生物碎屑且未固結(jié)成巖（圖2）。

圖2 瓊東南盆地地層綜合柱狀圖（據(jù)文獻［21］修改）

研究區(qū)位于瓊東南盆地中央坳陷帶陵南低凸起東北部，整體上為“凹中隆”，地理位置優(yōu)越，面積約為3500 km2［18-20］。始新統(tǒng)和崖城組是各凹陷的主要烴源巖，其中始新統(tǒng)烴源巖以生油為主，崖城組烴源巖以生氣為主，陵水組下部的海相泥巖可作為次要烴源巖。對于常規(guī)油氣藏而言，通源斷裂、深大斷裂還有中央水道的底辟群是主要的垂向運移通道，T6 及附近的橫向展布砂體是主要的側(cè)向運移通道。陵水組下段和三亞組上段是主要儲層，其在多個繼承性背斜與上覆巨厚淺海相泥巖形成了良好的儲蓋組合。研究結(jié)果顯示，陵南低凸起潛在常規(guī)天然氣資源量約為3000×108m3，充足的氣源和良好的輸導條件利于淺層天然氣水合物成藏，具有良好的勘探前景［19］。

2 砂巖侵入體特征

地震資料解釋是識別和研究砂巖侵入體的常用方法，由于侵入砂巖和圍巖的物性差異大，較大的波阻抗差異使砂巖侵入體表層在地震剖面上呈異常強振幅反射［10］，剖面形態(tài)通常為翼狀、碟狀或錐狀，平面上常呈圓形或橢圓形，或具棱角不規(guī)則狀［2］。異常強振幅反射一般向上侵入泥巖蓋層，向下匯聚于注砂通道或供源砂體，周圍常發(fā)育斷裂，在地震剖面上可見供源砂體（層）、注砂通道和侵入蓋層三要素。

地震資料解釋表明，研究區(qū)發(fā)育多個砂巖侵入體，主體位于鶯歌海組底部，侵入中心與黃流組優(yōu)勢通道相連。砂巖侵入體在地震剖面上呈U 型或?qū)扸型強振幅異常，兩翼較對稱，厚度均勻，翼狀邊緣斜向上侵入鶯歌海組，外邊緣處逐漸減薄且趨于平緩（圖3、圖4）。砂巖侵入體單獨發(fā)育或連片發(fā)育（圖4）。T3相干切片（圖5）顯示，侵入體在平面上呈圓形或橢圓形，具有明顯的環(huán)狀特征。砂巖侵入體的平面直徑和垂直高度測量結(jié)果表明，砂巖侵入體最大直徑為3～5 km，豎直高度為350～750 m。砂巖侵入的泄壓過程導致黃流組頂面下凹、減薄，其下發(fā)育注砂通道和大量微裂縫。砂巖侵入體在地震剖面上具有明顯的強振幅反射特征，外側(cè)鶯歌海組圍巖具有弱振幅反射特征，初步推測侵入砂體來源為富砂沉積的梅山組。鶯歌海組頂部的T2 整體上平整無起伏，且鶯歌海組上部地層產(chǎn)狀水平，未受砂巖侵入的擾動影響（圖3、圖4），推測砂巖侵入時間為上新世。

圖3 A-line-7163 地震剖面（上）及其解釋剖面（下）

圖4 A-Xline-52520 地震剖面（上）及其解釋剖面（下）

圖5 T3 相干切片

根據(jù)地震剖面的空白反射特征，在砂巖侵入體周圍的黃流組中識別了大量微裂縫，大部分分布于黃流組內(nèi)部，少量上穿至鶯歌海組或下延至梅山組。砂巖侵入體下方伴生的微裂縫密度最大。結(jié)合T3 之下200 ms 相干切片（圖6）可見，微斷裂整體上具多邊形斷層特征，平面上分布密度較大，縱向上具有明顯的層控特征，斷距小、長度小、走向多變且均為正斷層［22］（圖3）。多邊形斷層可能是超壓成因，再通過多期垂向延伸、擴展形成，推測早期在梅山組超壓地層中發(fā)育少量裂縫，由于差異壓實導致T4 部分區(qū)域出現(xiàn)應力集中，隨著上覆載荷增大，梅山組內(nèi)微裂縫增加，部分裂縫向上延伸至黃流組內(nèi)部，之后少數(shù)裂縫甚至完全穿透黃流組，形成直達鶯歌海組底部的注砂通道。在適當條件下，梅山組中的超壓液化砂流得以侵入鶯歌海組，形成砂巖侵入體［2］。研究區(qū)地層因巖漿活動而變形，并形成“氣煙囪”，在地震剖面上呈柱狀模糊異常反射（圖3、圖4）。樂東組還出現(xiàn)大面積的塊體搬運體系（MTDs），其內(nèi)部為空白或弱振幅反射，邊界呈中—強振幅反射［21］，在MTDs下部地層出現(xiàn)大量強振幅“亮點”。如砂巖侵入體右翼和上方的“亮點”在發(fā)育位置上具有垂向耦合關系，推測砂巖侵入體具有良好的天然氣輸導能力，可能對水合物成藏具有控制作用（圖3）。

圖6 T3 之下200 ms 相干切片

3 砂巖侵入體形成機制

3.1 砂巖侵入體形成條件

砂巖侵入體是深水沉積砂體被低滲透層覆蓋產(chǎn)生超壓并形成砂體運移優(yōu)勢通道（如裂縫）后，在一定的觸發(fā)機制下，由砂體流化形成液化流并通過優(yōu)勢通道侵入上覆地層中形成的。受控于未固結(jié)供源超壓砂體、優(yōu)勢通道與低滲透蓋層及觸發(fā)機制幾個條件［7，10］。

3.1.1 未固結(jié)供源超壓砂體

砂巖侵入體的供源砂體來自梅山組，地層厚度較小，沉積地形較平緩，沉積物粒度較細，以粉砂巖為主；同時在深水區(qū)發(fā)育生物碎屑灰?guī)r，為典型的淺海—半深海沉積體系的產(chǎn)物。根據(jù)前文所述，梅山組砂巖侵入時間為上新世，此時沉積物處于欠壓實而未固結(jié)成巖，因此液化速率較小、液化砂流密度較低［23］，若處于超壓環(huán)境易發(fā)生液化。在一定的觸發(fā)機制條件下，超壓流體攜帶大量流化砂粒沿優(yōu)勢通道快速侵入上覆地層形成大型砂巖侵入體［7-8，10］。

超壓是砂巖失穩(wěn)、液化的前提，也是液化砂流侵入的動力，要形成研究區(qū)規(guī)模龐大的砂巖侵入體，超壓是必不可少的條件［13］。超壓使超壓流體的流速足夠大從而克服砂體的內(nèi)摩擦力，并通過水力梯度向上（通常）突破蓋層?，F(xiàn)今瓊東南盆地整體上中央坳陷帶的超壓強于南、北隆起帶，西部超壓強于東部，研究區(qū)處于強超壓地區(qū)［24］。研究區(qū)地層超壓的成因主要為：一是盆地熱沉降期和加速沉降期的快速沉降作用導致的沉積物差異壓實；二是細粒非滲—低滲沉積物的覆蓋引起的區(qū)域性欠壓實。瓊東南盆地在早中新世—中中新世處于熱沉降期，表現(xiàn)為區(qū)域差異性加速沉降，整體沉降速率較小，平均沉降速率為70 m/Ma，該期構(gòu)造層主要包括三亞組和梅山組，僅發(fā)育少量不活躍的斷裂構(gòu)造，導致地層中的流體排出受阻且出現(xiàn)不同程度的超壓［16］。瓊東南盆地自晚中新世至今處于加速沉降期，該期構(gòu)造層包括黃流組、鶯歌海組和樂東組，沉降速率大，孔隙流體排出困難，在壓實作用過程中，巨厚泥巖或泥質(zhì)粉砂巖地層外圍流體優(yōu)先排出，內(nèi)部流體排出不暢造成地層欠壓實［16，24］。梅山組之上，快速沉降的巨厚黃流組、鶯歌海組具封蓋作用，造成區(qū)域性的欠壓實和地層超壓?，F(xiàn)今瓊東南盆地深水區(qū)的地溫梯度背景值為3.3～4.3 ℃/km，大地熱流背景值為60～117 mW/m2，是一個“熱盆”，高熱流背景有利于烴源巖中的干酪根成烴、增壓［17］。同時，南海海域自古新世到第四紀發(fā)生過5 期火山活動，大量熱量被泥巖封蓋難以散失［16］。蘇龍等［24］認為，在鹽水系統(tǒng)中，系統(tǒng)溫度每升高0.56 ℃，內(nèi)部壓力增加0.76 MPa ，即水熱增壓作用在封閉條件下能形成較小的超壓。另外，瓊東南盆地的始新統(tǒng)和崖城組兩套主力烴源巖經(jīng)歷了自30 Ma至今的長期排烴，烴的注入也能提高孔隙流體壓力。整體而言，研究區(qū)形成超壓的主要因素是差異壓實作用和欠壓實作用，其他多種因素為次要因素。

3.1.2 優(yōu)勢通道與低滲透蓋層

砂體發(fā)生侵入時，超壓孔隙流體攜帶砂體順著水力梯度向上充注，優(yōu)勢通道則是裂縫或低滲透蓋層的應力薄弱點，巨大的流體壓力致使含砂流體的密度和速度較高，侵入過程產(chǎn)生的新裂縫增加了優(yōu)勢通道。在超壓持續(xù)發(fā)育的情況下，研究區(qū)梅山組發(fā)育多邊形斷層，部分區(qū)域斷層較密集且貫穿梅山組，于是在地層頂部應力薄弱處，斷層向上延伸直至穿透黃流組形成注砂通道。在一定的觸發(fā)機制下，梅山組砂巖發(fā)生液化，孔隙流體攜帶砂體優(yōu)先沿裂縫密集區(qū)域向上侵入，在鶯歌海組底部形成砂巖侵入體。

受紅河斷裂帶構(gòu)造體制轉(zhuǎn)換影響，瓊東南盆地西部自中新世晚期開始大規(guī)模沉降，水深普遍增大，沉降速率加快，形成了黃流組和鶯歌海組巨厚的淺?！肷詈Ｏ喑练e［24］，沉積物粒度較細，地層具“富泥貧砂”的特征，低滲透層的覆蓋導致下伏梅山組形成相對封閉的環(huán)境。梅山組砂體被快速沉積的低滲粉砂質(zhì)泥巖或泥巖覆蓋后，砂體周圍的相對封閉環(huán)境導致砂體無法向外排出孔隙水，從而形成超壓，孔隙流體有助于砂巖的液化流動而發(fā)生侵入（圖7）［8，10，24］。

圖7 瓊東南盆地砂巖侵入體及其上覆蓋層形成示意圖

3.1.3 觸發(fā)機制

隨著地層中出現(xiàn)超壓，砂體欠壓實程度提高，孔隙流體壓力不斷升高，砂粒顆粒間的摩擦力和支撐力不斷減小，載荷從砂粒骨架轉(zhuǎn)向水，當達到臨界狀態(tài)時，孔隙流體壓力與地層壓力相等，砂粒呈互不接觸的懸浮狀態(tài)，導致砂體完全喪失抗剪強度，即砂體發(fā)生液化［7，9-10］。在這種狀態(tài)下，即使孔隙流體壓力不斷升高，砂粒處于靜止的懸浮狀態(tài)，并不會形成液化流。但當砂體受到剪應力、孔隙流體發(fā)生滲流時，懸浮的砂粒隨著孔隙流體一起流動，從而形成液化流?？紫读黧w超壓程度越高，液化流動力越強，越容易向上突破應力薄弱點形成侵入體。因此，超壓并不能觸發(fā)侵入，需要在一定的觸發(fā)機制下才能作為液化流的動力［7］。常見的觸發(fā)機制有地震、泥石流、火山活動、區(qū)域構(gòu)造作用等［13］，均是能量爆發(fā)產(chǎn)生的剪切振動為供源砂體施加剪應力，進而破壞砂粒懸浮狀態(tài)，使孔隙流體攜帶砂體流動。若流化的砂體壓力達到破裂壓力，則高壓、高速含砂流體突破蓋層或通過已有的優(yōu)勢通道向上侵入［25］。

瓊東南盆地新生代火山活動頻繁，具有多期噴發(fā)和多期旋回特征，火山巖多呈小面積或散點狀分布（圖1）［26］。中新世以來地?；钴S，玄武巖火山活動較頻繁，新生代中晚期，南海北部巖漿活動異?；钴S，發(fā)生大規(guī)模、大范圍噴發(fā)或侵入［20］。鄒和平［27］發(fā)現(xiàn)南海北部—臺灣海峽及鄰區(qū)的上新世中南海山堿性玄武巖年齡為3.49±0.58 Ma，雷瓊盆地的玄武巖年齡為2.85～6.31 Ma，浙江東部同期的玄武巖年齡為4.47 Ma和4.77～6.51 Ma。Sun 等［28］發(fā)現(xiàn)，南海北部陸緣巖漿活動在2.8 Ma 和5.2 Ma 這兩個時期十分活躍，而又以5.2 Ma 最活躍。研究區(qū)的巖漿活動時間范圍與本文推測的砂巖侵入時間吻合，均為上新世，表明該時期活躍的巖漿活動很有可能是砂巖侵入的主要觸發(fā)機制［26］。黃流組因超壓產(chǎn)生裂縫或已有的微裂縫發(fā)生延伸或擴張時，會使砂體壓力驟增，也有助于砂體流化突破蓋層觸發(fā)侵入［10］。

3.2 砂巖侵入體演化模式

研究區(qū)的砂巖侵入體的形成分為以下幾個階段（圖8、圖9）：

圖8 孔隙流體超壓過程示意圖（據(jù)文獻［12，29］修改）

圖9 砂巖侵入體演化模式及砂體內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖（據(jù)文獻［12，29］修改）

（1）中新世中期，沉積了松散的供源砂體（梅山組粉砂巖），沉積物含砂率高且粒度較小，砂粒之間為顆粒接觸，且十分松散（圖9a）。在該階段，孔隙流體壓力等于靜水壓力（圖8的A-A1）。

（2）中新世晚期，供源砂體之上沉積了低滲透性蓋層（黃流組海相細粒富泥沉積）（圖9b），在低滲透性蓋層的快速覆蓋下，梅山組的砂巖處于相對封閉的環(huán)境并發(fā)生欠壓實，開始出現(xiàn)超壓。在該階段，梅山組砂層內(nèi)孔隙流體壓力大于靜水壓力并持續(xù)增大（圖8的A1-A2）。

（3）上新世，隨著鶯歌海組海相地層快速沉積，同時在差異壓實作用和欠壓實作用下，梅山組超壓逐漸增強，砂巖內(nèi)部孔隙流體壓力迅速增加，達到臨界狀態(tài)，砂粒之間由顆粒接觸變?yōu)閼腋〗佑|，即發(fā)生液化（圖8 的A2-A3）。同時，由于超壓和盆地伸展，梅山組開始出現(xiàn)多邊形斷層，少量裂縫向上延伸接近黃流組底部形成應力集中帶（圖9c）。

（4）由于上新世發(fā)生火山活動，破壞了梅山組液化砂體的靜止懸浮穩(wěn)定狀態(tài)，進而發(fā)生流化。巨大的壓力充當動力使液化流順著水力梯度向上侵入并突破蓋層形成砂巖侵入體（圖8 的A3、圖9d、圖9e）。部分裂縫由于應力變化或受到液化流沖擊繼續(xù)延伸或產(chǎn)生更多裂縫形成新的優(yōu)勢通道［7］。

（5）更新世砂巖侵入結(jié)束，侵入體逐漸被重力壓實，侵入通道逐漸閉合。相較于周圍地層，砂巖侵入體和伴生裂縫具有較好的油氣輸導能力，至今仍可作為淺層油氣輸導通道，利于淺層水合物藏的形成（圖9f）。

總之，研究區(qū)于中新世中期沉積供源砂體，中新世晚期沉積泥質(zhì)低滲蓋層，同時為梅山組砂體超壓提供條件，上新世時期形成多邊形斷層，梅山組砂體由于欠壓實未固結(jié)，液化后受火山活動擾動發(fā)生流化侵入。研究區(qū)砂巖侵入體的各觸發(fā)機制在時空上相互匹配，具備良好的砂巖侵入體形成條件。

4 砂巖侵入體對水合物成藏的意義

天然氣水合物勘探實踐表明，水合物氣源包括深部熱解氣、淺層生物氣及其混合氣［17］。何家雄等［30］認為，南海北部水合物氣源中深部熱解氣占比相對較高；徐立濤等［17］指出，瓊東南盆地水合物分解氣主要包括混合氣和熱解氣兩種成分。Lai 等［31］對瓊東南盆地西部水合物相關氣體樣品的分析結(jié)果表明，陵南低凸起東北部天然氣為干氣（甲烷含量為99.25%～99.81%），C1/（C2+C3）為100～500，δ13C1（甲烷碳同位素值）一般為-60‰～-50‰，部分大于-50‰。表明該區(qū)氣源具有“混合成因氣為主的含熱成因氣”的特征，且生物氣主要賦存于沉積物孔隙（而非水合物）中，因此，該地區(qū)水合物的氣源以熱解氣為主，對水合物成藏起主導作用。研究區(qū)位于陵南低凸起東北部，周圍凹陷 （特別是陵水凹陷和北礁凹陷）的崖城組陸源海相煤系烴源巖及其下的始新統(tǒng)湖相烴源巖為主力烴源巖（以生氣為主），崖城組之上的陵水組海相泥巖為潛在烴源巖，從而構(gòu)成了深部熱解氣源。熱解氣從深部運移到淺層需要優(yōu)勢輸導通道，瓊東南盆地斷層活動主要集中在古近紀斷陷階段，深部斷層貫穿至T6，未能連通淺層穩(wěn)定域，新近紀后斷層活動減弱，斷層幾乎不發(fā)育［17］。同時，活躍的巖漿活動形成了大量的底辟構(gòu)造并引起地層上拱，這些底辟構(gòu)造主要發(fā)育于T6 以下，與深部斷層構(gòu)成深部運移通道。流體超壓導致凸起地層頂部發(fā)育“氣煙囪”，能直接連通淺層穩(wěn)定域 。在樂東組和鶯歌海組的淺層松散泥質(zhì)地層中，由于欠壓實和生物生烴增壓導致微裂縫體系發(fā)育，構(gòu)成淺部運移通道。由于研究區(qū)長期存在超壓，三亞組、梅山組和黃流組中的多邊形斷層及微裂縫能有效改善粉砂質(zhì)低滲地層物性［6-7，11］。另外，鶯歌海組的砂巖侵入體具有較好的滲透性，同時與其下的多邊形斷層和其上的微裂縫系統(tǒng)相連，共同組成中部運移通道，對流體從中部運移到淺部起關鍵作用。

在砂巖發(fā)生侵入后，含砂流體逐漸充填裂縫并形成砂巖侵入體，導致流體的壓力和流速不斷下降；侵入結(jié)束后，砂體又漸漸被壓實。由于侵入砂體較圍巖和蓋層的粒度更粗、孔滲性更高，在后期裂縫閉合后，下伏地層的飽含各種烴類（主要是甲烷氣）的孔隙流體通過侵入砂體大規(guī)模垂向運移［7，11，19］。一般認為，天然氣的成功充注在地震剖面上形成“亮點”。由圖3可見，在砂巖侵入體正上方的樂東組中存在明顯的“亮點”，同時砂巖侵入體右翼邊緣和上方的“亮點”區(qū)域在縱向上具有良好的位置對應關系。盆地模擬結(jié)果表明，砂巖侵入體與周圍的多邊形斷層相連，可高效溝通深、淺部地層，使深部熱解氣順利地運移到淺部穩(wěn)定域（圖10下），說明砂巖侵入體和多邊形斷層共同構(gòu)成有效的中部油氣輸導通道，并與深部的底辟和大斷裂、淺部的微裂縫系統(tǒng)共同構(gòu)成垂向高效油氣輸導體系。結(jié)合研究區(qū)近海底均方根振幅圖（圖11）和圖5可知，近海底普遍存在“亮點”，并且在砂巖侵入體區(qū)域“亮點”更集中，說明砂巖侵入體及其周圍的多邊形斷層能有效溝通深部斷裂，有助于深部熱解氣向淺部運移。另外，研究區(qū)平均水深大于1400 m，淺層松散沉積物具有高壓、低溫特征，水合物穩(wěn)定域厚度為220～340 m［17］，并且樂東組的多期MTDs具有良好的封蓋作用，因此穩(wěn)定域的水合物形成和保存條件良好（圖12）。由井1 測井曲線及過井地震剖面（圖13）可見，該井鉆遇高飽和度水合物（圖13 左），水合物層厚度較大，證明由砂巖侵入體及多邊形斷層組成的輸導體系具有較高的輸導效率（圖13 右），對水合物的勘探、開發(fā)具有重要意義。

圖10 典型地震剖面（上）與油氣運移模擬剖面（下）

圖11 研究區(qū)近海底均方根振幅圖

圖12 瓊東南盆地水合物成藏模式圖

圖13 井1 測井曲線（左）及過井地震剖面（右）（據(jù)文獻［17］修改）

5 結(jié)論

（1）瓊東南盆地陵南低凸起發(fā)育多個大型砂巖侵入體，主要位于黃流組頂部，兩翼斜向上伸入鶯歌海組，個別規(guī)模較小的侵入體整體處于鶯歌海組底部地層。砂巖侵入體在地震剖面上呈U 型或?qū)扸 型強振幅反射，橫向展布范圍為3～5 km，豎直高度約為350～750 m，平面形態(tài)為圓形或橢圓形，具有環(huán)形特征。

（2）砂巖侵入時間為上新世，未固結(jié)供源砂體來自梅山組砂巖。黃流組和鶯歌海組的低滲巨厚蓋層具良好的封閉作用，快速沉降導致地層差異壓實和欠壓實是梅山組地層超壓的主要成因，水熱增壓和成烴增壓等多種因素是次要原因。穿透黃流組的斷裂或多邊形斷層是砂巖侵入的優(yōu)勢通道，活躍的火山活動是砂巖侵入的主要觸發(fā)機制，同時期裂縫的延伸和擴張也有助于觸發(fā)砂巖侵入。

（3）砂巖侵入體可作為研究區(qū)甲烷氣由深部到淺層的接力運移通道。在砂巖侵入后的一段時間內(nèi)，出現(xiàn)的大量裂縫是良好的油氣輸導通道，同時侵入砂體能有效阻止裂縫閉合，使其在較長一段時間內(nèi)都能作為良好的通道。在后期裂縫閉合后，由于侵入砂體較圍巖孔滲性更好，因此砂巖侵入體本身就能作為流體運移通道。大量深部熱解氣經(jīng)過深部的底辟和裂縫之后，可以通過砂巖侵入體運移到淺層穩(wěn)定域中形成水合物藏，對研究區(qū)水合物勘探、開發(fā)具有重要意義。