珠江口盆地白云凹陷裂陷期斷裂活動(dòng)特征與動(dòng)力學(xué)機(jī)制

摘要：珠江口盆地深水區(qū)白云凹陷構(gòu)造特征復(fù)雜，勘探程度低，對(duì)凹陷內(nèi)部斷裂構(gòu)造特征仍需深入研究，其裂陷期斷層活動(dòng)性及區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)動(dòng)態(tài)演化亟需厘清。為揭示南海北部陸緣深水區(qū)白云凹陷裂陷期斷裂活動(dòng)特征及動(dòng)力學(xué)機(jī)制，本文以珠二坳陷白云凹陷為例，基于最新的三維地震資料和地層解釋方案，應(yīng)用相干屬性、古落差法等方法對(duì)白云凹陷的構(gòu)造特征進(jìn)行相關(guān)分析。研究表明：白云凹陷主要活動(dòng)斷裂劃分為一級(jí)控盆斷裂、二級(jí)控凹斷裂、三級(jí)控帶斷裂；依據(jù)高精度的三維地震資料，在研究區(qū)識(shí)別出鏟狀斷裂、階梯狀斷裂、Y字形斷裂、嵌套V字形斷裂、似花狀斷裂5種斷裂類型；平行式斷裂、雁列式斷裂、斜交式斷裂、帚狀斷裂4種斷裂組合樣式。結(jié)合各時(shí)期斷裂產(chǎn)狀特征，定量統(tǒng)計(jì)507條斷裂，進(jìn)而分析區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)的動(dòng)態(tài)演化并探討其動(dòng)力學(xué)機(jī)制。研究表明：在早始新世晚始新世期間，斷裂走向呈現(xiàn)NE—NEE—EW向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；結(jié)合斷裂古落差分析，一級(jí)斷裂的活動(dòng)強(qiáng)度在逐漸減弱，同一時(shí)期不同斷裂活動(dòng)性及同一斷裂在不同位置差異顯著；研究區(qū)共發(fā)育早文昌、晚文昌和恩平組3期斷裂活動(dòng)?；诖耍疚奶接懥税自瓢枷萘严萜趧?dòng)力學(xué)成因機(jī)制，同前人認(rèn)為是印度—?dú)W亞板塊碰撞、太平洋板塊俯沖后撤和古南海持續(xù)南移的耦合作用相互印證，形成了研究區(qū)典型的伸展拉張背景。

馬凌，單玄龍，向緒洪，等.珠江口盆地白云凹陷裂陷期斷裂活動(dòng)特征與動(dòng)力學(xué)機(jī)制.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2024，54（6）：19681985. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240237.

Ma Ling，Shan Xuanlong，Xiang Xuhong，et al. Fault Activity and Dynamic Mechanisms During the Rifting Stage in the Baiyun Depression of the Pearl River Mouth Basin. Journal of Jilin University （Earth Science Edition） ，2024，54（6）：19681985. doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240237.

關(guān)鍵詞：南海北部陸緣；珠江口盆地；白云凹陷；區(qū)域應(yīng)力；斷層活動(dòng)性；斷裂類型；組合樣式

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20240237

中圖分類號(hào)：P542；P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：20240830

作者簡(jiǎn)介：馬凌（2000—）， 男， 回族， 碩士研究生， 主要從事石油地質(zhì)方面的研究，E-mail： maling22@mails.jlu.edu.cn

通信作者：?jiǎn)涡垼?969—）， 男， 教授， 博士生導(dǎo)師， 主要從事非常規(guī)和深層油氣地質(zhì)方面的研究， E-mail： shanxl@jlu.edu.cn

基金項(xiàng)目：中國(guó)海洋石油有限公司“十四五”重大科技項(xiàng)目（KJGG20210100）

Supported by the the Major Science and Technology Project of CNOOC During the 14th FiveYear Plan Period （KJGG20210100）

Fault Activity and Dynamic Mechanisms During the Rifting Stage in the Baiyun Depression of the Pearl River Mouth Basin

Ma Ling1，Shan Xuanlong1，Xiang Xuhong2，3，Hao Guoli1，Zhang Penglin1，Yan Bo1， Yi Jian1

1. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， China

2. CNOOC Deepwater Development Limited，

Shenzhen 518054， Guangdong， China

3. CNOOC China Limited， Shenzhen Branch， Shenzhen 518054， Guangdong， China

Abstract：

The Baiyun sag in the deepwater area of the Pearl River Mouth basin is characterized by complex tectonic features and low exploration levels. There is still a need for in-depth research on the fault structures within the sag， and the activity of faults during the rifting stage and the dynamic evolution of the regional stress field remains unclear. To reveal the fault activity characteristics and dynamic mechanisms during the rifting stage in the Baiyun sag of the northern margin of the South China Sea， this paper takes the Baiyun sag in the Zhu Ⅱ depression as an example. Based on the latest 3D seismic data and stratigraphic interpretation schemes， methods such as coherence attributes and ancient fault throw analysis are used to analyze the tectonic characteristics of the Baiyun sag. The main active faults in the Baiyun sag are classified into three levels： First-order basin-controlling faults， second-order sag-controlling faults， and third-order zone-controlling faults. Based on high-resolution 3D seismic data， five fault types were identified in the study area： Flower-like faults， imbricate faults， step faults， Y-shaped faults， and nested V-shaped faults. Four fault combination patterns were identified： Parallel faults， en-echelon faults， oblique faults， and broom-like faults. By quantitatively analyzing the characteristics of 507 faults across different periods， the dynamic evolution of the regional stress field and its associated dynamic mechanisms were further explored. The study shows that from the Late Eocene to the Early Oligocene， the fault orientations underwent a clockwise rotation from NENEE to EW. Based on the analysis of ancient fault throw， the activity intensity of the first-order faults gradually weakened， and significant differences were observed in the activity of different faults during the same period， as well as in different segments of the same fault. Three phases of fault activity were identified in the study area： The Late Wenchang， Early Wenchang， and Enping Formations. Finally， the paper discusses the dynamic mechanisms during the rifting stage of the Baiyun sag， which corroborates previous views that it was a result of the coupled effects of the collision between the Indian and Eurasian plates， the rollback of the Pacific Plate subduction， and the continuous southward migration of the ancient South China Sea. This formed a typical extensional tectonic background in the study area. By revealing the fault activity characteristics and dynamic mechanisms in the Baiyun sag， this study contributes to Eocene rifting-stage oil and gas exploration in the northern South China Sea and provides important insights for analyzing fault activity in similar basins.

Key words：

northern margin of the South China Sea; Pearl River Mouth basin; Baiyun depression; regional stress; fault activity; fault types; combination patterns

0" 引言

若盆地的形成經(jīng)歷不同的裂陷階段，且該階段被相對(duì)靜止構(gòu)造期（時(shí)間大于10 Ma的裂谷間隙）所分隔，那么這種盆地被稱為多期裂陷盆地［14］。前人［58］已經(jīng)證實(shí)亞丁灣、北大西洋北部及東非大裂谷等為多期應(yīng)力疊加所形成的。南海北部陸緣亦是如此，前人［910］依據(jù)重磁、地震等資料證實(shí)南海北部存在NNENE向、NEEEW向、NWNWW向斷裂。多期次裂陷盆地會(huì)導(dǎo)致盆地形成不同的斷裂體系，識(shí)別斷裂體系可以反映地殼的應(yīng)力狀況，并對(duì)盆地的結(jié)構(gòu)及構(gòu)造演化起到關(guān)鍵作用［1112］。珠江口盆地位于南海北部大陸邊緣中部，前人［13］研究認(rèn)為珠江口盆地演化分為斷陷期（始新世—漸新世）、坳陷期（早中新世—中中新世）、塊段升降期（中中新世—第四紀(jì)），盆地主要經(jīng)歷兩個(gè)主要的構(gòu)造作用：其一是在古新世—中始新世期間，由于太平洋板塊的俯沖作用，產(chǎn)生NW—SE的區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)，在盆地內(nèi)形成大量NE向斷裂；其二是在晚始新世—早漸新世，由于印支半島的旋轉(zhuǎn)及古南海的俯沖作用，致使盆地內(nèi)應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得應(yīng)力場(chǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)镹E—SE向［1416］，形成珠江口盆地如今“東西分段、南北分帶”的構(gòu)造格局［13，1720］。

研究區(qū)位于珠二坳陷中部的白云凹陷，構(gòu)造復(fù)雜，勘探程度亟待提高。前人對(duì)于白云凹陷的研究主要集中在沉積物物源［2122］、沉積相類型［21，23］、源匯特征、構(gòu)造沉積響應(yīng)關(guān)系［22，24］、拆離體系［24］、沉積環(huán)境演化與控?zé)N作用［2425］等。還有一些學(xué)者［26］對(duì)白云凹陷斷裂構(gòu)造特征及活動(dòng)期次進(jìn)行過研究，但受限于先前地震及鉆井資料不足或品質(zhì)較低，致使白云凹陷內(nèi)部斷裂構(gòu)造特征研究較為粗糙，對(duì)其裂陷期斷層活動(dòng)性的厘定及區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)動(dòng)態(tài)演化的研究還有待深入。因此，本文基于最新的高精度三維地震資料，對(duì)白云凹陷裂陷期的斷裂樣式及平面組合進(jìn)行詳細(xì)分析，利用古落差法并結(jié)合高精細(xì)斷裂走向統(tǒng)計(jì)對(duì)研究區(qū)主要同沉積斷裂活動(dòng)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)刻畫，進(jìn)而探討白云凹陷區(qū)域斷裂演化的動(dòng)力學(xué)機(jī)制。通過揭示白云凹陷斷裂活動(dòng)特征及成因機(jī)制，有助于服務(wù)南海北部始新世裂陷期油氣勘探，也為同類型盆地的斷裂活動(dòng)分析提供重要思路。

1" 地質(zhì)概況

南海北部陸緣盆地位于南海海盆以北、華南地塊以南（圖1a），構(gòu)造成因復(fù)雜，現(xiàn)今主流觀點(diǎn)認(rèn)為該盆地是在印度—澳大利亞板塊與歐亞板塊碰撞動(dòng)力學(xué)體系及太平洋板塊俯沖作用等多重因素下形成，因而該盆地構(gòu)造特征復(fù)雜［9，2728］，形成眾多的新生代盆地。

珠江口盆地位于南海北部大陸中部，是中國(guó)南海最大的新生代盆地，蘊(yùn)藏著豐富的資源［20，2934］。由于其特殊的構(gòu)造環(huán)境，盆地內(nèi)部斷裂廣布，結(jié)構(gòu)復(fù)雜［35］，盆地在眾多構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（神狐運(yùn)動(dòng)、珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕、惠州運(yùn)動(dòng)、珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕、南海運(yùn)動(dòng)、白云運(yùn)動(dòng)、東沙運(yùn)動(dòng)）下形成“三隆兩坳”的構(gòu)造格局，且盆地具有下斷上坳、早陸晚海的特點(diǎn)。盆地自北向南依次為北部隆起帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部隆起帶和南部坳陷帶（圖1b）。其中北部坳陷帶包含珠一坳陷和珠三坳陷，南部坳陷帶包含珠二坳陷。珠一、珠三坳陷位于陸架淺水區(qū)，珠二坳陷位于陸坡深水超深水區(qū)，走向呈NENEE，大部分位于大陸坡上，水深超過200 m，處于減薄的陸殼和過渡殼上，從北到南地殼厚度不斷減薄。

白云凹陷位于珠二坳陷中部，北鄰番禺低隆起，西接云開低凸起，東連云荔低隆起，南靠順鶴隆起帶（圖1c）。內(nèi)部可分為4個(gè)次洼（主洼、東洼、西洼、南洼），面積約為25 000 km2，沉積厚度大，探明油氣資源豐富。白云凹陷具有“下斷上坳”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，白云凹陷自下而上發(fā)育文昌組、恩平組、珠海組、珠江組、韓江組、粵海組、萬山組和第四系（圖1d）［36］。白云凹陷主要經(jīng)歷3個(gè)構(gòu)造階段：裂陷期（始新世—晚始新世）、裂后坳陷期（早漸新世—中中新世）、構(gòu)造活化期（晚中新世—現(xiàn)今），裂陷期以T80為界，分為裂陷Ⅰ幕和裂陷Ⅱ幕，對(duì)應(yīng)地層為文昌組和恩平組，同時(shí)也是本文研究的主要地層。而裂陷Ⅰ幕又可以進(jìn)一步劃分為裂陷Ⅰa亞幕和裂陷Ⅰb亞幕，界限為T83［1516］。

2" 斷裂幾何學(xué)特征

2.1" 斷裂分級(jí)

斷裂活動(dòng)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的過程。以往研究尚未精細(xì)劃分?jǐn)嗔鸭?jí)別，極易對(duì)后續(xù)研究包括層序劃分、結(jié)構(gòu)識(shí)別、油氣分布等產(chǎn)生一定阻力和混淆［37］。因此，對(duì)白云凹陷斷裂分級(jí)刻不容緩。本文基于最新三維地震資料及地層解釋方案，采用文六段（T85）、文五段（T84）、文四段（T83）、文三段（T82）、文二段（T81）、

文一段（T80）、恩四段（T73）、恩三段（T72）、恩一二段（T70）等界面的同沉積斷裂限定分級(jí)規(guī)則，并基于斷裂的規(guī)模、發(fā)育程度及對(duì)盆地的影響程度將斷裂劃分為一級(jí)控凹斷裂、二級(jí)控洼斷裂、三級(jí)控帶斷裂三個(gè)等級(jí)（圖2）。

1）一級(jí)控凹斷裂：該類型斷裂通?？刂婆璧氐某练e，且延伸距離非常大，斷層活動(dòng)性十分強(qiáng)烈，可從基底活動(dòng)到淺層，控盆控沉積作用顯著。研究區(qū)內(nèi)部共識(shí)別出7條一級(jí)斷裂，在地震剖面上可以看到這些斷裂均貫穿了基底（圖3），并向上切割整個(gè)文昌組、恩平組，且斷裂斷距相比于同時(shí)期斷裂，斷距也達(dá)到了最大，其形成原因可能是由于基底先存斷裂復(fù)活所導(dǎo)致。盆地內(nèi)部一級(jí)斷裂大多呈NE和NEE向展布，主要分布在主洼及南洼，僅F4、F7斷裂呈EW向分布，分別分布在西洼及東洼。斷裂F4位于研究區(qū)西洼，平面延伸超過10 km，控制了西洼的形成與展布；斷裂F2、F3、F5位于研究區(qū)主洼，平面上延伸距離均超過10 km，其中F2延伸距離最大，達(dá)到了30 km，這3條斷裂主要控制了主洼的形成與展布；F1斷裂位于研究區(qū)南洼，平面上延伸超過10 km，控制了南洼的形成與展布；斷裂F6、F7位于

研究區(qū)東洼，平面上延伸介于10～20 km之間，控制了東洼的形成與展布。

2）二級(jí)控洼斷裂：與一級(jí)控凹斷裂相比，二級(jí)控洼斷裂對(duì)于盆地沉積的控制作用及延伸距離相對(duì)減弱，部分延伸長(zhǎng)度大于10 km，但仍貫穿基底，斷距較大，依然貫穿整個(gè)文昌組、恩平組，控制著構(gòu)造帶的展布。通過平面圖（圖2）可知，凹陷內(nèi)部二級(jí)斷裂在4個(gè)次洼均有分布，但在主洼北部分布相對(duì)較少，在主洼南部及西洼最為發(fā)育，且大多數(shù)斷裂仍呈NE和NEE向展布，與一級(jí)斷裂不同，二級(jí)斷裂在東洼分布少量NW和NWW向斷裂。

3）三級(jí)控帶斷裂：一般對(duì)于整個(gè)凹陷的沉積及構(gòu)造特征沒有影響，僅控制局部構(gòu)造，且在平面上延伸距離及斷距相對(duì)于一級(jí)、二級(jí)斷裂大幅度減小。研究區(qū)內(nèi)部三級(jí)斷裂在4個(gè)次洼均有分布，在數(shù)量上多于一級(jí)、二級(jí)斷裂，由剖面（圖3）可見，三級(jí)斷裂僅貫穿部分構(gòu)造面，且都不貫穿基底。在走向上以NE和NEE向斷裂居多，少部分呈NW和NWW向展布。

2.2" 斷裂剖面組合樣式

斷裂剖面組合樣式是指同一地區(qū)多條斷裂在剖面上組合形成的具有一定規(guī)律的構(gòu)造樣式，不同類型的組合樣式可以間接體現(xiàn)出不同的形成過程、構(gòu)造應(yīng)力背景。白云凹陷屬于典型的伸展裂谷盆地，斷裂性質(zhì)均表現(xiàn)為張性或者張扭性特征，凹陷內(nèi)部斷裂發(fā)育且及其豐富，基于地震剖面對(duì)比解釋結(jié)果，發(fā)現(xiàn)研究區(qū)內(nèi)形成了大量高角度伸展拉張正斷層，并帶有少部分張扭性斷裂。張性斷裂包含鏟狀斷裂、階梯狀斷裂、Y字形斷裂、嵌套V字形斷裂，在恩平組發(fā)現(xiàn)部分似花狀斷裂組合樣式，顯示出張扭性特點(diǎn)（圖4）。似花狀斷裂的出現(xiàn)說明該地區(qū)構(gòu)造受到走滑斷裂的影響，推測(cè)其主要原因是受NW向陽(yáng)江—一統(tǒng)暗沙斷裂帶及北衛(wèi)灘斷裂這兩條斷裂帶影響下，致使白云凹陷在恩平期出現(xiàn)張扭性特征。以下為這5類斷裂剖面組合樣式在該地區(qū)的具體特征：

1）鏟狀斷裂：凹陷內(nèi)鏟式斷裂是在早期伸展背景下發(fā)育的控洼斷裂，靠近洼陷一側(cè)通常含有多條次級(jí)斷裂與控洼斷裂相交，在剖面上形成上陡下緩的鏟式構(gòu)造特點(diǎn)（圖4a）。研究區(qū)內(nèi)鏟式斷裂主要分布在白云主洼南部，底部角度平均在10°～30°之間。

2）階梯狀斷裂：研究區(qū)內(nèi)階梯狀斷裂廣泛分布，通常為同向斷階，在白云西洼、白云主洼北部緩坡帶及白云主洼西南部可見大量階梯狀斷裂，推測(cè)其成因主要是由于盆地在接受沉降時(shí)受到抬升作用，導(dǎo)致沉積物發(fā)生滑脫故而呈階梯狀（圖4b）。

3）Y字形斷裂：研究區(qū)內(nèi)Y字形斷裂是由一組主斷裂和一支與主斷裂傾向相反的次級(jí)斷裂組合形成（圖4c）。按上文斷裂分級(jí)，Y字形斷裂中主斷裂通常為一級(jí)或二級(jí)斷裂，通常在平面上延伸距離較大，斷距亦是如此，研究區(qū)內(nèi)該斷裂主斷裂通常向下穿過基底，而次級(jí)斷裂則是由于逆牽引作用下，導(dǎo)致上盤地層發(fā)生反向傾斜。研究區(qū)內(nèi)Y字形斷裂廣泛分布于西洼、主洼北部及南洼。

4）嵌套V字形斷裂：研究區(qū)內(nèi)該類型斷裂由多組傾向相反的次級(jí)斷裂相互疊置，每一組斷裂性質(zhì)相同，且級(jí)別類似（圖4d），該類型成因近似于階梯狀斷裂。研究區(qū)內(nèi)該類型斷裂主要分布在東洼及主洼北部。

5）似花狀斷裂：此類型斷裂彰顯出研究區(qū)具有張扭的應(yīng)力特征，顯示出走滑性質(zhì)，剖面上，主干斷裂通常為一條一級(jí)或二級(jí)斷裂，多條次級(jí)斷裂自上而下匯聚于主干斷裂分布，形似花狀（圖4e），次級(jí)斷裂大多在恩平期活動(dòng)，說明在該時(shí)期區(qū)域應(yīng)力發(fā)生改變。研究區(qū)內(nèi)該類型斷裂主要發(fā)育在西洼及主洼北部。

剖面位置見圖2。

剖面位置見圖1c。

2.3" 斷裂平面分布特征及組合類型

白云凹陷裂陷期先后經(jīng)歷了珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕、惠州運(yùn)動(dòng)、珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕3期構(gòu)造活動(dòng)，不同構(gòu)造期次所對(duì)應(yīng)的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)不同，因而導(dǎo)致在平面上形成了不同的斷裂體系。由于多期次構(gòu)造活動(dòng)的疊加，使得斷裂在平面上具有了一定的分帶性。從斷裂平面分布圖（圖5）也可以看出，研究區(qū)內(nèi)斷裂具有其特殊的組合樣式。本文通過用斷裂相干屬性技術(shù)，精細(xì)刻畫了研究區(qū)內(nèi)斷裂于平面上的組合特點(diǎn)。依據(jù)對(duì)三維地震資料的精細(xì)解釋結(jié)果分析，該地區(qū)主要以平行式斷裂、雁列式斷裂、斜交式斷裂及帚狀斷裂組合等樣式為主（圖6）。

1）平行式斷裂：該類型斷裂在研究區(qū)內(nèi)廣泛分布，主要集中在白云主洼南部及白云西洼部分區(qū)域（圖6a），走向多呈NEE—SWW或近EW向展布，體現(xiàn)出在凹陷形成初期洼陷內(nèi)部強(qiáng)烈的拉張作用。

2）雁列式斷裂：主要分布于白云主洼北坡、白云主洼西南部、白云西洼及白云東洼部分區(qū)域（圖6b），受漸新世右旋張扭應(yīng)力影響，多為右旋雁列，在平面上呈NWW—SEE向展布。

3）斜交式斷裂：研究區(qū)內(nèi)該類型斷裂主要集中于白云東洼地區(qū)（圖6c），相較于前兩種該類型分布較少，其形成原因推測(cè)主要是由于在凹陷裂陷期太平洋板塊持續(xù)的俯沖作用，致使該地區(qū)應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生持續(xù)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致多期次斷裂相互疊加，與早期斷裂相交形成斜交式斷裂。

4）帚狀斷裂：該類型斷裂在研究區(qū)由一條主干斷裂和多條次級(jí)斷裂組合形成，次級(jí)斷裂通過不斷收斂于主干斷裂的末端，而另一端則呈現(xiàn)敞開狀態(tài)，形成類似帚狀的斷裂組合樣式，一般由主干斷裂控制區(qū)域內(nèi)次級(jí)斷裂走向，通常該類型斷裂與走滑作用相伴生（圖6d）［38］。研究區(qū)內(nèi)該類型斷裂主要存在于白云主洼北坡，表明晚始新世區(qū)域應(yīng)力發(fā)生順時(shí)針旋鈕，致使斷裂走向呈NWW—SEE向。

3" 斷裂運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律

3.1" 斷裂走向變化特征

為合理分析白云凹陷裂陷期應(yīng)力場(chǎng)變化特征，對(duì)研究區(qū)裂陷期三級(jí)層序地裂界面（T85—T70）內(nèi)斷裂走向進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)，推斷不同時(shí)期斷裂走向與數(shù)量的關(guān)系（圖7），圖中各地層段玫瑰花圖對(duì)應(yīng)關(guān)系為下文昌段（T90—T83）、上文昌段（T83—T80）、恩平組（T80—T70）。

據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，在裂陷初期，活動(dòng)斷裂數(shù)量相對(duì)較少，且斷裂走向主要以NE向斷裂為主，僅有少部分NWW向活動(dòng)斷裂；在惠州運(yùn)動(dòng)（即晚文昌期）以后，NE向斷裂發(fā)育開始逐漸減弱，斷裂走向由早文昌期的NE向逐漸向NEE向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，在該時(shí)期NWW向斷裂發(fā)育較少，基本不發(fā)育NWW向斷裂；至裂陷晚期（恩平期），該時(shí)期不同于文昌期，NE、NEE向斷裂大量減少，EW向斷裂占據(jù)主導(dǎo)地位，且NWW向斷裂開始大量發(fā)育。綜上，白云凹陷裂陷期斷裂走向在縱向上呈現(xiàn)NE向至NEE向再轉(zhuǎn)為EW向的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)規(guī)律。

位置見圖5。

3.2" 斷層活動(dòng)性分析

斷層活動(dòng)性常用評(píng)價(jià)方法有3種：生長(zhǎng)指數(shù)法［39］，古落差法［40］，活動(dòng)速率法［41］（圖8）。生長(zhǎng)指數(shù)法是利用斷層上盤厚度比下盤厚度，但通常會(huì)由于盆地剝蝕作用導(dǎo)致斷層下盤缺失，從而無法計(jì)算生長(zhǎng)指數(shù)；活動(dòng)速率法指斷層的古落差與沉積時(shí)間的比值，但地層沉積的精確時(shí)間難以確定，導(dǎo)致該方法誤差較大［42］。綜合對(duì)比后，本文采用古落差法

據(jù)文獻(xiàn)［14］修改。T1.地層上界面；T2.地層下界面。

來進(jìn)行斷層活動(dòng)性的研究，其原理為上盤厚度減去下盤厚度，若斷層下盤被剝蝕，那么上盤的厚度即代表斷層落差。即：

ΔH=Hh-Hf。（1）

式中：ΔH為落差，m；Hh為上盤厚度， m；Hf為下盤厚度，m。

本文采用上述方法分別計(jì)算了白云凹陷一級(jí)斷裂中的F1—F77條斷裂文昌期至恩平期的斷距，通過統(tǒng)計(jì)斷層落差結(jié)果顯示：在同一沉積時(shí)間內(nèi)，不同斷裂的活動(dòng)強(qiáng)度存在明顯差異，在同一條斷裂內(nèi)部，沿著其走向方向不同位置斷層活動(dòng)性也存在差異。

3.2.1" 同一時(shí)期不同斷裂

F1、F2斷裂在早文昌期活動(dòng)十分強(qiáng)烈，平均落差可達(dá)1 000 m，但在晚文昌期幾乎未活動(dòng)，直到恩平期開始，F(xiàn)1、F2稍有活化，活動(dòng)落差平均在100 m左右（圖9）。通過數(shù)據(jù)表明這兩條斷裂屬于早期活動(dòng)，然后迅速消亡，直到斷裂活動(dòng)晚期，又發(fā)生活化。F3斷裂在裂陷早文昌期未活動(dòng)，直至惠州運(yùn)動(dòng)之后，在晚文昌期才開始活動(dòng)，且活動(dòng)強(qiáng)度為先增強(qiáng)后減弱，活動(dòng)期間平均斷距可達(dá)500 m，相較于F1、F2在早文昌期的活動(dòng)性雖有減弱，但活動(dòng)強(qiáng)度仍然較大（圖9）。

其余斷裂F4、F5、F6、F7則是在整個(gè)裂陷期均有活動(dòng)，但其活動(dòng)強(qiáng)度仍存在部分差異，各斷裂在早文昌期平均落差分別為800 m、550 m、800 m、400 m左右，在晚文昌期平均落差分別為350 m、250 m、400 m、250 m左右，在恩平期平均落差分別為210 m、150 m、150 m、100 m左右。其斷裂活動(dòng)強(qiáng)度隨時(shí)間推移處于一個(gè)逐漸下降的狀態(tài)（圖9）。

綜上。雖然各斷裂在活動(dòng)期間存在差異性，但仍存在共性，裂陷初期，由于強(qiáng)烈的伸展裂陷作用，使得各斷裂活動(dòng)強(qiáng)度最強(qiáng)，所形成的斷距也最大；在裂陷中期，隨著拉張應(yīng)力的減弱及區(qū)域應(yīng)力的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，致使斷層落差較裂陷初期大幅度衰減，但仍具有一定強(qiáng)度；到裂陷后期，凹陷構(gòu)造活動(dòng)減弱，斷裂活動(dòng)速率顯著降低，且速度逐漸趨于一致。整體

來看白云凹陷南部斷裂活動(dòng)強(qiáng)于北部。

3.2.2" 同一斷裂不同位置

為方便比對(duì)同一斷裂不同位置活動(dòng)強(qiáng)度，本次研究選用等間距截取剖面，測(cè)量其落差，制作成柱狀圖（圖10）來分析其規(guī)律性。

其中主洼區(qū)域共測(cè)量F2、F3、F53條斷裂（圖10c、d、f），F(xiàn)2斷裂較為特殊，在文一段、文二段沉積時(shí)期并未活動(dòng)，在其余時(shí)期均有活動(dòng)，F(xiàn)3、F5活動(dòng)情

況相似，在初始斷陷期（文六段）并未活動(dòng)，在文五段開始活動(dòng)，至恩平期活動(dòng)速率逐漸減弱。F2斷裂在

早文昌期斷層活動(dòng)強(qiáng)度整體上自西向東逐漸增強(qiáng)、而F3、F5則與其相反；晚文昌期F2在文三段與早文昌期出現(xiàn)差異，斷裂活動(dòng)自西向東逐漸降低，而F3、F5則繼續(xù)延續(xù)其在早文昌期的活動(dòng)特征；在恩平期，F(xiàn)2斷裂東西向差異較小，F(xiàn)3、F5自西向東逐漸呈下降趨勢(shì)。

南洼僅一條斷裂，即F1斷裂，其在文六段、文五段、文四段、文三段及恩一二段有所活動(dòng)，在文六段、文五段活動(dòng)時(shí)期，整體上西段活動(dòng)性強(qiáng)烈，往東先減弱而后增強(qiáng)再減弱，文四段及文三段整體活動(dòng)性比較穩(wěn)定，自西向東活動(dòng)性差異不大，在恩二段時(shí)期，斷裂活動(dòng)強(qiáng)度呈現(xiàn)西弱東強(qiáng)（圖10b）。

西洼僅一條斷裂，即F4斷裂，該斷裂除文六段與文一段未活動(dòng)外，在其他裂陷期均有活動(dòng)，文五段活動(dòng)時(shí)期，斷層活動(dòng)性從西部向中部逐漸增強(qiáng)，往東部逐漸衰減，文四段、文三段活動(dòng)時(shí)期表現(xiàn)為西強(qiáng)東弱，文二段活動(dòng)時(shí)期西部向中部逐漸減弱，中東部逐漸增強(qiáng)，恩四段沉積時(shí)期表現(xiàn)為西強(qiáng)東弱，恩三段活動(dòng)性較為均一，恩二段整體活動(dòng)性不強(qiáng)，表現(xiàn)為中部弱，兩端強(qiáng)（圖10e）。

東洼共計(jì)F6、F7兩條斷裂，在早文昌期，兩條斷裂均呈現(xiàn)自西向東逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)；晚文昌期斷裂活動(dòng)強(qiáng)度整體下降，且東西向差異不強(qiáng)；在恩平期，其斷層活動(dòng)性大幅度降低，F(xiàn)6平均活動(dòng)強(qiáng)度不到100 m，其活動(dòng)強(qiáng)度東西向差異較小， F7平均活動(dòng)強(qiáng)度在100～200 m之間，整體活動(dòng)強(qiáng)度表現(xiàn)為西強(qiáng)東弱（圖10g、h）。

綜上，斷裂活動(dòng)特征整體表現(xiàn)為：1）裂陷期斷裂主要活動(dòng)期為文昌期，恩平期雖有活動(dòng)，但整體活動(dòng)強(qiáng)度不高；2）斷裂活動(dòng)整體在平面上表現(xiàn)為南部強(qiáng)于北部；3）一級(jí)控凹斷裂沿其走向演化特征較為復(fù)雜，在同一時(shí)期各斷裂活動(dòng)強(qiáng)度不一致，同一條斷裂在其不同位置活動(dòng)強(qiáng)度也不同，整體來看，從文昌組至恩平組，斷裂活動(dòng)表現(xiàn)為西強(qiáng)東弱。

4" 斷裂成因動(dòng)力學(xué)機(jī)制探討

研究區(qū)位于南海板塊區(qū)域內(nèi)，構(gòu)造特征復(fù)雜，盆地以北屬于華南陸緣地塊，盆地以西屬于印度—澳大利亞板塊，東部則屬于太平洋板塊。由于其東部構(gòu)造板塊對(duì)歐亞板塊的擠壓、西部太平洋板塊對(duì)歐亞大陸的俯沖、北部華南陸緣的向外延伸及古南海的俯沖消亡，在各種應(yīng)力背景下，造就了白云凹陷的復(fù)雜地質(zhì)樣貌［9，4344］，這其中以太平洋板塊的俯沖作用占據(jù)主導(dǎo)（圖11）。白云凹陷裂陷期經(jīng)歷了多期伸展作用，根據(jù)其構(gòu)造背景可分為以下3個(gè)階段：

古新世—早始新世，珠瓊一幕開始，由于太平洋板塊沿NWW方向向歐亞板塊進(jìn)行俯沖，外加印度板塊對(duì)歐亞板塊持續(xù)碰撞等眾多因素下［45］（圖11a），板塊下部軟流圈上涌，劇烈的巖漿作用導(dǎo)致地殼抬升，剝蝕作用加強(qiáng)，整個(gè)巖石圈受到NWSE的拉張應(yīng)力［46］。自此，白云凹陷進(jìn)入初始裂陷階段，由于NW—SE方向地質(zhì)應(yīng)力影響，NE向斷裂開始活動(dòng)，在地表形成一系列規(guī)模小、分散不連續(xù)的斷陷盆地。由于南洼主控?cái)嗔袴1、主洼主控?cái)嗔袴2活動(dòng)較早，且更靠近最先活化的先存斷裂，所以形成的斷距也相對(duì)最大，而東洼及西洼相對(duì)于主洼、南洼則次之，活動(dòng)相對(duì)較弱（圖11e）。

早始新世—中始新世，惠州運(yùn)動(dòng)開始，太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖方向持續(xù)偏轉(zhuǎn)，使得凹陷內(nèi)部應(yīng)力方向再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)，構(gòu)造應(yīng)力逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镹NW—SSE，在東亞陸緣產(chǎn)生一定的右旋走滑分量，使得凹陷內(nèi)部發(fā)育大量NEE—SWW向次級(jí)斷裂，且在東洼形成部分NW和NWW向斷裂。在這一時(shí)期，主洼及南洼初期活動(dòng)的斷裂F1、F2發(fā)育近乎停止，構(gòu)造應(yīng)力向內(nèi)部傳遞，處于主洼中間的斷裂F3活動(dòng)強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng)，東洼及西洼的斷裂仍有活動(dòng)，相對(duì)珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕活動(dòng)強(qiáng)度大幅度減弱，東洼活動(dòng)強(qiáng)度略低于西洼（圖11d）。

晚始新世以來，太平洋板塊沿NWW向繼續(xù)俯沖（圖11b），白云凹陷南部大陸破碎，南海逐漸形成，斷裂活動(dòng)速率降低。由于印度板塊向亞歐板塊的持續(xù)碰撞，使得印支地塊向南東方向擠出，基于此構(gòu)造背景，白云凹陷內(nèi)部發(fā)生珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕，研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造應(yīng)力由NNW—SSE逐漸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為S—N向，凹陷內(nèi)部形成數(shù)量較多的EW向斷裂。主洼北部、西南部形成部分雁列式展布的斷裂，走向呈NWW—SEE。該時(shí)期，凹陷內(nèi)拉張作用減弱，各洼陷逐漸處于穩(wěn)定的沉積狀態(tài)，主洼、南洼、西洼、東洼活動(dòng)強(qiáng)度也幾近相似（圖11c）。

據(jù)文獻(xiàn)［45］修改。剖面測(cè)線見圖2。

5" 結(jié)論

1）本文首次將白云凹陷同沉積斷裂分為一級(jí)控凹斷裂、二級(jí)控洼斷裂、三級(jí)控帶斷裂三個(gè)級(jí)次。共識(shí)別出鏟狀斷裂、階梯狀斷裂、Y字形斷裂、嵌套V字形斷裂、似花狀斷裂等5種典型斷裂樣式，以及平行式斷裂、雁列式斷裂、斜交式斷裂及帚狀斷裂等4種平面組合樣式。

2）白云凹陷裂陷期斷裂走向自文昌期到恩平期呈現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的特征。斷裂活動(dòng)強(qiáng)度在早文昌期達(dá)到最強(qiáng)，平均落差可達(dá)900 m，晚文昌期次之，平均落差可達(dá)350 m，恩平期斷裂活動(dòng)強(qiáng)度最低，平均落差僅150 m。同一時(shí)期不同斷層活動(dòng)性，同一斷裂在不同位置差異顯著。裂陷期斷裂活動(dòng)表現(xiàn)為“南強(qiáng)北弱、西強(qiáng)東弱”的特征。

3）多板塊區(qū)域應(yīng)力圍限下，證實(shí)白云凹陷區(qū)域應(yīng)力與斷裂走向規(guī)律一致，自文昌期至恩平期呈現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的特征。同時(shí)，與前人相互印證珠江口盆地典型的伸展拉張構(gòu)造格局及動(dòng)力學(xué)機(jī)制是印度歐亞板塊碰撞、太平洋板塊俯沖后撤和古南海持續(xù)南移的綜合作用。

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