南海北部新生代构造应力反演及其动力学背景探讨*

南海北部为我国重要的含油气区之一, 但目前南海北部盆地的演化史及其与周边构造事件的关系仍不明确。基于钻孔和地震资料, 通过数学模拟, 反演了琼东南盆地和珠江口盆地的构造应力演化特征和初始地壳厚度。结果表明, 南海北部盆地具有较薄的初始地壳厚度和岩石圈厚度。珠江口盆地存在两期应力松弛期, 而琼东南盆地在深水区和浅水区分别存在一期应力松弛期。南海北部第一期应力松弛在空间上具有连续性, 主要分布在深水区, 在时间上东早西晚; 第二期应力松弛空间上存在东西分异性。分析认为, 南海北部深水区应力松弛期由东至西的演化应为西北次海盆由东至西的剪刀式张裂所致。珠江口盆地第二期构造应力松弛与局部岩浆侵入有关, 琼东南盆地浅水区的构造应力松弛期与红河走滑断裂平静期相对应。     

南海北部陆缘盆地群新生代构造过程与油气运聚规律

南海北部陆缘盆地群包括莺歌海盆地、北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地和台西南盆地,均处于复杂的构造环境下,盆地的形成及演化与周围的构造过程息息相关。本文对新生代55Ma以来的典型时期海陆格局进行了重建,在此基础之上对南海北部陆缘各盆地的油气运聚规律进行探讨,提出:(1)太平洋板块与欧亚板块、印度-澳大利亚板块与欧亚板块相互作用可以从多方面影响油气的运移。(2)自西向东,由琼东南盆地到珠江口盆地烃源岩时代相对变老埋深变大,地幔埋深也逐渐变大,生烃能力逐渐提高;自北向南,北部湾盆地、珠江口盆地和琼东南盆地的地幔平均埋深也有逐渐变深的趋势。(3)莺歌海盆地、琼东南盆地和珠江口盆地南部成为天然气富集区的原因是由于这些区域构造活动相对较微弱,坳陷幅度小,长期处于沉降速率小的条件下,而且地壳非常薄(Moho面埋深均低于24km),地温梯度及大地热流值偏高,有利于形成烃源岩有机质热演化多处在成熟-高熟凝析油及湿气阶段。(4)琼东南盆地和珠江口盆地具有更好的油气前景。具体来说琼东南盆地和珠江口盆地南部可成为该区极具潜力的天然气产区,而珠江口盆地北部则具有极大的石油开发潜力。     

珠江口盆地?琼东南盆地深水区新生代构造沉积演化对比分析

南海北部陆缘记录了南海形成演化的历史,但是其新生代构造沉积演化特征在东段和西段的差异及其原因目前还不太清楚。本文分别在珠江口盆地和琼东南盆地的深水区选择了数口构造地理位置相似的井通过精细地层回剥分析,重建了两沉积盆地的沉积速率和沉降速率并结合前人研究成果进行了对比分析。研究结果发现,两沉积盆地在裂陷期的沉积和沉降特征基本相似,但是两者在裂后期的构造沉积演化特征差异明显。珠江口盆地深水区沉积和沉降速率都表现为幕式变化特征,其中沉积速率表现为“两快三慢”的特征而沉降速率表现为“两快一慢”的特征。琼东南盆地深水区的沉积速率表现为“地堑式”变化特征,但是沉降速率表现为“台阶式”上升的变化特征。琼东南盆地“台阶式”上升的沉降速率推测主要是受到海南地幔柱伴随红河断裂的右旋走滑而向西北漂移的影响,这也与南海西北部的岩浆活动以及周围盆地的沉降特征吻合。红河断裂在2.1 Ma BP的右旋走滑控制了琼东南盆地1.8 Ma BP以来的快速沉积和加速沉降分布。     

南海北部新生代构造迁移特征

选择南海北部比较有代表性的珠江口、琼东南和中建南3个盆地作为研究区,对所获取的剖面进行了地震解释工作,运用地震地层学和构造地质学等方法对我国南海北部新生代演化史开展研究,探讨了南海北部陆缘各区域构造演化差异及规律。结果表明,南海北部陆缘构造活动在时序上存在着迁移的特征,体现出自北向南"珠江口盆地→琼东南盆地"、"珠江口盆地→中建南盆地"构造事件逐渐变晚的趋势。因此,南海北部陆缘破裂从北部开始,以"撕裂"的方式逐渐向南推进,同时排除了红河断裂的叠加影响,南海北部自北向南断陷活动强度逐渐减弱。在其后的演化中,构造沉降与物质充填中心的迁移以一种更加复杂的方式进行。     

南海北部深水区东西构造差异性及其动力学机制

南海北部深水区位于南海洋陆转换带,构造运动活跃,构造特征复杂。同时,南海北部深水区石油、天然气、天然气水合物等矿产资源丰富。因此,加强南海北部深水盆地构造特征分析,揭示南海北部陆缘构造属性与南海形成演化机制,对于南海深部过程演变研究、油气资源评价与地质灾害防治等具有重要的意义。本论文通过对南海北部深水区陆架-陆坡结构、盆地构造特征与演化规律的分析,指出研究区东西存在明显的构造差异性,并分析了其动力学机制。南海北部深水区东部陆架-陆坡结构为宽洼窄隆型,而西部为窄洼宽隆型。东部珠江口盆地深水凹陷均为半地堑结构,剖面上呈不对称的箕状;西部琼东南盆地除北礁凹陷为南段北超的小型半地堑外,其它凹陷均为地堑结构,为南北双断式沉积体系。在构造演化方面,东部中中新世末结束裂后期进入新构造活动期,白云凹陷构造活动性增强,表现为快速的沉降和显著的晚期断裂作用;而西部晚中新世末才进入新构造活动期,深水区表现为快速沉积作用,断裂活动较弱。     

南海深水盆地油气地质特征及勘探方向

在深入调研南海深水盆地油气地质条件的基础上,系统分析了油气分布规律和成藏主控因素,明确了油气资源潜力和有利勘探方向,旨在为南海深水油气勘探决策提供科学依据。研究结果表明:南海深水盆地发育在非典型边缘海大陆边缘,其石油地质条件具有特殊性,油气分布特征存在显著的南北差异。其中,南海北部深水的珠江口盆地和琼东南盆地,以构造圈闭型油气藏为主;南海中南部深水的曾母盆地南部和文莱-沙巴盆地,主要为构造圈闭型油气藏,曾母盆地北部以岩性油气藏(生物礁滩型油气藏)为主,万安盆地主要为构造圈闭型和基岩潜山型油气藏。南海北部深水盆地和中南部深水盆地的烃源岩、储盖和圈闭等油气地质特征表明,南海深水盆地具有巨大的油气勘探潜力。南海深水的有利勘探方向为:①琼东南盆地乐东-陵水凹陷的中央峡谷、陵南斜坡带,松南-宝岛凹陷的反转构造带,宝岛凹陷北坡海底扇,长昌凹陷的环A洼圈闭带(海底扇);珠江口盆地白云凹陷的主洼深水扇、主洼两翼、西南断阶带,荔湾凹陷的深水扇。②南海中南部深水盆地的文莱-沙巴、曾母和万安盆地。     

南海北部深水区盆地特征及其动力学背景

南海北部陆缘深水区指水深〉300m的陆缘盆地区，包括琼东南盆地中央坳陷带及其南部隆起区、神狐隆起南侧、珠江口盆地珠二坳陷及其南部的西沙-中沙隆起和一统暗沙隆起区（图1），总面积超过120000km^2。2006年，从南海北部陆缘珠江口盆地白云凹陷水深1480m的荔湾构造上钻探的LW3—1—1井获得天然气重大发现，     

南海北部大陆边缘盆地深水油气及水合物勘探取得重大突破

正自2007年以来,南海北部大陆边缘盆地深水油气勘探及天然气水合物勘查连续获得重大突破。近10年来,中海油在深水油气勘探领域陆续获得重大突破和发现。据不完全统计,迄今为止,在南海北部陆坡深水区的珠江口盆地南部白云凹陷及周缘区和琼东南盆地西南部乐东—陵水凹陷及周缘区,已探明油气地质储量近10亿吨油     

南海北部陆坡深水区沉积物输送模式探讨

南海北部陆坡深水区沉积物输送模式复杂多样,研究发现主要有碎屑流、浊流、砂质碎屑流、碳酸盐岩重力流、块体搬运、河流搬运、深水水道搬运7种类型,它们共同影响着南海北部陆坡沉积物类型和储层分布。其中(砂质)碎屑流沉积、块体搬运沉积、河流供给、深水水道砂是南海北部深水储层的主要成因,而纯粹的浊积岩在该地区发育不广泛。珠江口盆地的深水储层受到河流的供给和后期流体改造的影响,并且存在碳酸盐岩重力流沉积物薄层,证明该地区水动力条件较强;琼东南盆地深水储层分布受到了碎屑流控制和深水水道的影响,相对浅水区来看可能存在分选较好、干净的砂体储层,具有良好的勘探潜力。     

琼东南盆地华光凹陷构造特征及沉积充填

南海北部大陆边缘发育多个新生代含油气盆地。近年来,在南海北部珠江口盆地南部深水区陆续发现大中型气藏,证实了该区油气地质条件优越。琼东南盆地南部深水区与珠江口盆地深水区具有相似的构造沉积演化史,油气地质条件相似,具有形成大中型油气藏的地质条件,因此十分有必要开展该区的构造特征及沉积充填研究。基于近年来新采集的高精度地震资料,对华光凹陷构造特征进行详细分析,认为区内发育4种伸展构造样式,分别是地堑、半地堑、多米诺式半地堑和地垒;经历两个构造演化阶段,形成"下断上拗"的双层结构特征,相应发育两个期次的正断层。下构造层古近系受裂陷作用控制,断层发育,地层分布受断裂控制明显,上构造层新近系-第四系构造活动微弱,断层不发育,地层变形小且沉积厚度趋于稳定。华光凹陷古近系为河湖相-海陆过渡相沉积,其中下渐新统崖城组煤系地层是琼东南盆地勘探证实的主要烃源岩层系,上渐新统陵水组是主要储层发育时期,新近系-第四系为浅海-半深海-深海相沉积,其中中新统储层发育,上中新统及以上海相泥岩是良好的盖层。因此,华光凹陷具有良好的生储盖组合。     

南海北部陆缘盆地与坎坡斯盆地

我国南海是西太平洋最大的边缘海,其北部陆缘盆地深水区位于琼东南与珠江口盆地南侧.通过对该地区烃源条件、储层条件、圈闭条件及成藏模式等的初步研究,认为其具有良好的石油地质条件,有效勘探面积和勘探潜力巨大,具有良好的勘探前景.坎坡斯盆地位于巴西大西洋大陆边缘,是一个中生代到古新近纪含油气盆地,其内部的Garoupa, Carapeba, Namorado, Roncador, Marlim等深水油田的地质储量十分丰富,随着各个油田开发的深入,对该地区的深水含油气系统有了更加清晰的了解.本文通过两个地区在构造演化,烃源条件,储层条件,圈闭条件以及成藏模式的对比研究,对南海北部陆缘盆地深水区有了进一步的认识.     

琼东南盆地深水区东区凹陷带结构构造及其演化特征

琼东南盆地深水区东区凹陷带,即松南—宝岛—长昌凹陷,位于琼东南盆地中央坳陷东端。在大量地震资料解释的基础上,对38条主要断层进行了详细分析。获得以下认识:(1)琼东南盆地深水区东区凹陷带平面上表现为近EW向展布的平行四边形,剖面结构表现为自西向东由半地堑—不对称的地堑—半地堑有规律变化。(2)琼东南盆地深水区东区凹陷带断裂系统可划分控制凹陷边界断层、控制洼陷沉积中心断层和调节性断层3类。(3)琼东南盆地深水区东区凹陷带古近纪时期受到太平洋板块俯冲和南海海盆扩张的双重影响,构造应力场发生NW—SE→SN转变。构造演化可划分为3个阶段:～32Ma,应力场以区域性NW—SE向伸展为主,断裂系统以NE—SW向为主,控制凹陷边界;32～26Ma,以南海海盆近SN向拉张应力场为主,断裂系统以NWW—SEE向为主,断层活动控制凹陷沉积中心;26～Ma,区域性伸展与南海海盆扩张应力均逐渐减弱,NE—SW向和NWW—SEE向断裂继承性发育。(4)琼东南盆地深水区东区凹陷带内部主要断层在渐新统崖城组和陵水组沉积时期活动速率快,地形高差大、沉积水体深、沉积厚度大,控制了崖城组和陵水组的大规模沉积,有利于烃源岩的发育。圈闭以受断层控制的断鼻和断块为主,长昌主洼凹中隆起带发育2个最为理想的构造圈闭。     

琼东南盆地深水区生物礁生长环境及分布特征分析

生物礁储层是一种典型的油气储层,具有非常大的油气勘探潜力.位于南海北部大陆边缘的琼东南盆地,在形成演化过程中出现了有利于生物礁发育的环境.盆地南部深水区远离物源,在构造演化过程中产生了较多的构造隆起,在这些构造隆起的周缘适合生物礁的发育.通过地震资料解释认为,琼东南盆地南部深水区发育有规模大小不等的生物礁,而且这些生物礁的发育与构造演化的阶段可以对应起来,应具有较好的油气勘探潜力.     

琼东南盆地新生代构造研究现状及展望

琼东南盆地属于南海北部陆缘拉张盆地,但是由于其不同的发育历史及红河断裂的影响,具有与东部陆缘盆地不同的构造特征。琼东南盆地和珠江口盆地在地壳结构、基底特征等方面存在差异,但是这种差异的原因还不清楚。新生代沉降速率发生多期变化,并存在裂后异常沉降、沉降延迟等现象,其形成机制尚需要进一步研究;平面上,构造具有迁移性,但是对不同地质时期的构造迁移方向仍存在不同的看法。盆地沉降中心和沉积中心经历了由裂陷期和裂后早期的较好重合到裂后晚期的逐步分离,直至完全分离的过程。盆地形成与地幔流的关系,以及红河断裂对盆地裂后沉降迁移的影响,也都是需要进一步确定的工作。鉴于以上各方面存在的问题,对琼东南盆地与南沙的共轭关系、盆地异常沉降、红河断裂及内部构造转换带对构造迁移的影响、以及琼东南盆地与珠江口盆地的比较等方面的研究是下一步工作的重点。     

珠江口和琼东南盆地天然气水合物形成和稳定分布的地球化学边界条件及其分布区

通过对南海北部陆缘珠江口和琼东南盆地气田的天然气形成水合物的地球化学计算模拟及地质地球化学条件分析，对珠江口和琼东南盆地天然气形成水合物的地球化学边界条件及分布区进行了研究。认识到南海北部陆缘琼东南和珠江口盆地内的断裂构造是天然气向海底渗漏的通道，为天然气水合物在海底的形成提供了物源；盆地内巨厚的第四纪富有机质沉积也为天然气水合物形成提供了充足的细菌成因生物气源。在海底温度2－16℃范围内，琼东南盆地气田10种天然气和珠江口盆地气田18种天然气形成水合物的压力有比较大的范围，随温度增高，天然气水合物形成的压力增高；盆地间和各天然气样品之间形成水合物的压力均是不一致的。在南海海水平均盐度3．4％条件下，结合海底温度与水深变化资料，珠江口和琼东南盆地天然气水合物形成和稳定分布的海区是不同的，珠江口盆地小于230m水深的海区没有天然气水合物的形成，在230－760m水深的海区可能有天然气水合物的存在，天然气水合物的稳定分布区应该在大于860m水深的深水区；在琼东南盆地水深小于320m的海区不可能有天然气水合物的形成，在320－650m水深的海区可能有天然气水合物的存在，大于650m水深的海区是天然气水合物的稳定分布区。     

南海北部陆缘盆地与坎坡斯盆地深水油气地质条件的对比

我国南海是西太平洋最大的边缘海，其北部陆缘盆地深水区位于琼东南与珠江口盆地南侧。通过对该地区烃源条件、储层奈件、圈闭条件及成藏模式等的初步研究，认为其具有良好的石油地质条件，有效勘探面积和勘探潜力巨大，具有良好的勘探前景。坎坡斯盆地位于巴西大西洋大陆边缘，是一个中生代到古新近纪含油气盆地，其内部的Garoupa，Carapeba，Namorado，Roncador，Marlim等深水油田的地质储量十分丰富，随着各个油田开发的深入，对该地区的深水含油气系统有了更加清晰的了解。本文通过两个地区在构造演化，烃源条件，储层条件，圈闭条件以及成藏模式的对比研究，对南海北部陆缘盆地深水区有了进一步的认识。     

深水盆地油气勘探新领域

全球海域深水区已成为油气增长的新领域。根据国内外深水油气勘探概况和我国深水盆地的油气地质条件认为，我国海域珠江口盆地珠二坳陷、琼东南盆地中央坳陷、潮汕坳陷及台西南盆地深水区、南海西南海域深水区和冲绳海槽盆地是我国海域深水盆地油气勘探的远景区。     

琼东南盆地深水区长昌凹陷地壳结构特征

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区,向东通过西沙海槽与南海西北次海盆相通,其近东西向的展布形态明显异于深水区其他凹陷的NE-NEE向形态,为了弄清其地壳结构,从而更好地分析凹陷的结构和演化机制,这里根据深反射地震资料、VSP资料和最新重力资料对长昌凹陷的地壳结构进行了综合地球物理模拟.结果显示:长昌凹陷北侧地壳厚度为22～24 km,南侧地壳厚度约20～22 km,从两侧向长昌凹陷中央地壳厚度逐渐减薄,最薄处只有2.8 km;莫霍面深度与沉积基底呈镜像关系,沉积基底最深的地方莫霍面深度最浅,最浅深度距海平面13.8 km;凹陷中央东部存在一层厚约4 km的下地壳高速层,该层在地震剖面和层速度剖面上均可识别.     

琼东南盆地花岗岩潜山发育演化及控藏作用

以琼东南盆地地震、钻井及测年资料为基础，结合南海北部陆缘构造演化特征，分析了琼东南盆地花岗岩侵入期次和分布规律，论述了花岗岩潜山发育演化及控藏作用。研究表明，琼东南盆地发育印支期和燕山期两期花岗岩侵入，印支期花岗岩主要分布于NW向(低)凸起带，燕山期花岗岩分布于NE向(低)凸起带，琼东南盆地花岗岩潜山构造类型为残丘山，印支期花岗岩和燕山期花岗岩潜山演化都可划分为岩浆侵入期、暴露剥蚀期和定型埋藏期等阶段。盆地花岗岩潜山暴露剥蚀时间长，经历了多期次构造运动，发育网格状断裂，可形成风化壳型和断裂-裂缝型储层，松南低凸起花岗岩潜山被多凹环绕，发育断裂+砂体复合输导体系，是油气有利汇聚区。     

南海东北陆坡新生代构造区带划分新认识

正0引言南海是西太平洋最大的边缘海盆地,位于太平洋、欧亚和印—澳板块的交汇区,盆地动力学演化过程复杂[1]。自晚白垩世以来,随着大陆裂解,南海北部陆缘形成一系列新生代盆地,自西向东主要有莺歌海盆地、北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地以及台西南盆地[2]。研究多认为南海扩张是自东向西南呈渐进式打开,东部次海盆率先于33Ma左右进入海底扩张阶段,并于15Ma左