琼东南盆地古近纪幕式裂陷及构造、层序和沉积的综合响应过程

2012-09-06 10:47廖计华李俊良严德天李国良夏存银李彦丽任桂媛
关键词:东南层序盆地

廖计华,王 华,肖 军,李俊良,严德天,李国良,夏存银,李彦丽,任桂媛

1.中国地质大学构造与油气教育部重点实验室,武汉 430074 2.中国地质大学资源学院,武汉 430074 3.中国海洋石油有限公司湛江分公司,广东湛江 524057 4.中国海洋石油有限公司天津分公司,天津 300452 5.中国石油天然气集团公司福山油田,广州 510240

琼东南盆地古近纪幕式裂陷及构造、层序和沉积的综合响应过程

廖计华1,2,王 华1,2,肖 军1,2,李俊良3,严德天1,2,李国良4,夏存银5,李彦丽1,2,任桂媛1,2

1.中国地质大学构造与油气教育部重点实验室,武汉 430074 2.中国地质大学资源学院,武汉 430074 3.中国海洋石油有限公司湛江分公司,广东湛江 524057 4.中国海洋石油有限公司天津分公司,天津 300452 5.中国石油天然气集团公司福山油田,广州 510240

通过对区域性角度不整合、构造沉降阶段性演化以及断裂幕式活动和古构造格架变化等信息的识别与厘定,揭示了琼东南盆地古近纪构造活动的幕式演化过程及其特征。进一步结合层序地层与沉积充填综合分析,系统论述了幕式裂陷作用对沉积层序形成与演化的控制。研究表明:琼东南盆地古近纪经历了3个裂陷阶段,即裂陷Ⅰ幕(S100-S80)、裂陷Ⅱ幕(S80-S70)和裂陷Ⅲ幕(S70-S60),分别对应盆地的初始断陷期、主断陷期和断坳转换期。裂陷活动早期以强烈的差异性块断作用为主导,而晚期逐渐被区域性坳陷作用和少量断裂活动共同控制的均一化沉降作用所取代,整体呈现出弱-强-弱的演化特征。裂陷作用的幕式过程及不同裂陷幕同沉积构造活动的差异性通过对可容纳空间、沉降速率、同沉积断裂活动和古构造格架的深刻影响,进而控制了盆地内层序地层单元与沉积旋回的整体发育、沉积与沉降中心的时空展布以及层序地层格架下沉积体系域的构成样式。

琼东南盆地;古近纪;幕式裂陷;沉积充填;地层学;南海

有关裂谷盆地形成、演化过程及其沉积充填特征的研究仍然是当代地学界的前缘领域和热点议题之一。大量的盆地实例表明,裂谷盆地是在大陆岩石圈总体伸展背景下发育的,其形成与演化往往具有幕式或间歇式的特点,表现为多期次、多级别的裂陷作用过程[1-3]。幕式构造旋回及多期构造变革对盆地内同沉积断裂活动、构造格局、沉降与沉积充填以及沉积物的埋藏和热演化都产生了深刻的影响,进而控制着盆地内油气的生成条件与聚集规律[4-8]。近年来,以幕式构造作用及其特征分析为主线,以盆地演化过程中各种构造作用与层序地层发育、沉积充填特征以及油气生成与聚集的成因联系和响应关系研究为核心,进而厘定层序地层单元、建立沉积充填模式、揭示生储盖的时空配置并开展有效的油气预测,业已成为国内外含油气盆地分析中的典型思路与热点[9-14]。受限于自身地质条件复杂、钻井与地震资料稀缺以及深水勘探的难度与高风险,琼东南盆地目前的整体研究和勘探程度还较低,尤其以古近系为甚。随着我国深水油气勘探战略的整体实施,中海石油湛江分公司于2007-2009年间先后采集了覆盖整个琼东南盆地南部深水区的二维及重点区块的三维地震数据体,为建立盆地全区的构造-地层格架和深入开展构造演化与沉积充填的综合研究提供了优越条件。基于此,笔者从多幕裂陷过程的识别及其动力学响应分析入手,阐明了琼东南盆地古近纪多幕裂陷作用的演化特征,并就其对沉积层序的控制进行了较为系统的论述,以期对深入认识琼东南盆地古近纪构造-沉积的动态演化规律和油气勘探实践有所裨益。

1 地质背景

琼东南盆地是位于南海北部西侧、呈NE向展布的新生代陆缘拉张型含油气盆地[15]。其西以F1断裂与莺歌海盆地相邻,东接神狐隆起,北临海南岛隆起,南接永乐隆起,总面积约6.0×104km2(图1)。与中国东部诸多中新生代断陷盆地相似,琼东南盆地经历了裂陷期和坳陷期两大构造演化阶段,具有典型的“下断上坳”双层结构,二者以不整合面S60为界。古近纪盆内伸展作用强烈,发育了NE、EW和NW向3组基底断裂,形成了“多隆多坳、隆坳相间”的构造格局,从北往南依次划分为北部坳陷带、中部隆起带、中央坳陷带和南部隆起带等4个一级构造单元,其中:北部坳陷带包括崖北凹陷、松西凹陷、松东凹陷和松东低凸起,中央坳陷带包括崖南、乐东、陵水、北礁、北礁西、松南、宝岛和长昌8个凹陷以及陵南低凸起和松南低凸起等二级构造单元。新近纪构造活动明显减弱,整体以热沉降作用为主导,陆架-陆坡体系逐渐形成。盆内充填了巨厚的新生代地层,其中古近系厚度一般大于5 800m,最厚超过8 000m,新近系及第四系一般大于3 300 m,最厚超过7 000m,现今的厚度中心位于中央坳陷带内。其沉积充填序列自下而上依次为始新统、下渐新统崖城组和上渐新统陵水组,下中新统三亚组、中中新统梅山组、上中新统黄流组和上新统莺歌海组以及第四系。

2 幕式裂陷过程的识别及其特征

2.1 区域性不整合面

构造活动盆地的沉积充填记录是由一系列不整合面及其所限定的各级地层单元组成的,不整合面的形成往往与每一幕末期的隆升和下一幕初始的构造变革与调整密切相关[16]。通过对琼东南盆地古近系重大不整合的解释与追踪,厘定出了S100、S80、S70和S60等4个大型区域不整合面,这些界面的规模、性质以及界面上、下地层的岩性、产状、接触关系和缺失程度都有着鲜明的特征。

S100为新生界与前新生界的分界面,代表着盆地新生代演化的开始。在凹陷边缘斜坡处和低凸起上常表现为连续、强振幅双轨反射(Tg),而凹陷深处则为变振幅反射,其分布范围遍及盆地各个构造单元。位于盆地东北隅的C20井揭示出其上下地层岩性发生突变,在下伏前古近系岩层中见灰岩和变质岩等。其下伏地层产状陡倾甚或直立,遭受了强烈的抬升剥蚀或区域沉积间断,在全盆范围内发育了大规模的高角度削蚀不整合,上覆地层层层超覆其上。

图1 琼东南盆地的位置及构造单元分布Fig.1 Position and tectonic units distribution of Qiongdongnan basin

图2 琼东南盆地不整合面S80、S70和S60等T0构造图Fig.2 Time structural maps of unconformities S80,S70and S60in Qiongdongnan basin

S80为始新统与渐新统的分界面,在地震上表现为中-强振幅、较连续的反射特征(T80),多上超于盆地基底,仅在凹陷深部可识别,其平面范围较局限(图2)。该界面上下地层产状陡倾,在各凹陷边缘斜坡带二者常呈现“鱼骨状”接触关系,即界面之下为中-低角度削蚀不整合,界面之上则发育明显的上超尖灭(图3);此外,上下地震相明显的差异性以及始新统特征性的低频、强振幅反射也是其重要标识之一。

S70为下渐新统与上渐新统的分界面,在构造高部位上超于基底(T70),分布范围较S80大幅扩大(图2)。崖城凸起和松涛凸起上的钻井揭示其上下岩性、测井曲线基值以及准层序叠加样式均表现出突变,且陵水组底部常见大段粗粒河床底砾或河道沉积;在潜山、斜坡以及断阶带部位削截反射广泛发育(图4A)。此外,该界面之下断块强烈旋转掀斜、断距大,下伏地层强烈翘倾,沉积与沉降中心紧邻断层下降盘,而界面之上地层产状平缓,断距较小,部分同生断层止于S70,沉积与沉降中心已逐渐远离断层而趋向于各凹陷中心(图4B),盆内拗陷作用明显增强了。综上,S70为广泛发育的角度不整合面、断层活动性质以及盆地沉降机制的转换面,代表了构造演化的重大变革。

S60为古近系与新近系的分界面、分隔裂陷期与坳陷期的裂后不整合面,是盆地演化由岩石圈拉伸变薄、软流圈隆升转为整体热衰减坳陷沉降的一级响应。在构造高部位与基底重合(T60),其发育规模基本覆盖整个琼东南盆地(图2)。界面上下地层产状均较平缓,在崖城凸起和松涛凸起上陵水组上部大面积缺失,而各低凸起周缘、凹陷斜坡地带以及松南凹陷F2断裂下降盘中段,下伏地层遭受了强烈削蚀,界面之上常发育大规模的地层超覆、大型强振幅、透镜状的低位扇、下切谷充填或长期暴露形成的风化壳和底砾岩等。

2.2 构造沉降的阶段性演化

在研究区内选取了110条覆盖各个凹陷并经过关键构造部位的地震测线,在每条测线上选取10~20个典型观测点,应用EBM软件进行沉降史模拟。结果表明(图5):琼东南盆地的沉降过程具有明显的非匀速和多阶段等特征,可划分为两个大的演化阶段,即古近纪裂陷沉降阶段(54~21Ma)和新近纪坳陷沉降阶段(21Ma-现今)。其中,裂陷沉降阶段依次经历了始新世相对缓慢的差异性沉降、早渐新世整体快速沉降和晚渐新世整体缓慢沉降3个次级沉降幕,不同沉降幕的沉降速率以及构造沉降对于总沉降的贡献迥然不同。

图3 琼东南盆地T80界面地震反射特征及始新统典型地震相Fig.3 Seismic reflection characteristics of T80and typical seismic facies of Eocene in Qiongdongnan basin

图4 琼东南盆地T70界面地震反射特征Fig.4 Seismic reflection characteristics of T70in Qiongdongnan basin

沉降Ⅰ幕(54~36Ma),即盆地初始沉降阶段,其沉降过程具有整体沉降速率偏低、不同构造部位沉降差异性大、构造沉降占总沉降的份额高等显著特征。中央坳陷带构造沉降速率最大值为60m/Ma,而北部坳陷带为40m/Ma,此时构造沉降占总沉降的份额约为3/4~3/5。沉降Ⅱ幕(36~30Ma)为盆地整体快速沉降扩张阶段,沉降速率大幅提升,中央坳陷带最大构造沉降速率达500m/Ma,随后减至180m/Ma,而北部坳陷带最大构造沉降速率从400m/Ma逐渐减至100m/Ma,此时构造沉降占总沉降的份额约为3/5~1/2。沉降Ⅲ幕(30~21 Ma)处于盆地整体相对缓慢沉降衰减阶段,中央坳陷带构造沉降速率最大达170m/Ma,随后减至60 m/Ma,而北部坳陷带最大构造沉降速率从100m/Ma减至40m/Ma,此时构造沉降占总沉降的份额约为1/2~2/5。总沉降速率的变化趋势与构造沉降速率的变化趋势基本一致。琼东南盆地裂陷期沉降速率呈现出小-大-小的阶段性演化,且构造沉降对于总沉降的贡献随时间单调递减;这种幕式沉降特征显然受控于岩石圈整体拉张的幕式过程,是幕式裂陷作用的重要表现形式。

2.3 断裂的幕式活动与古构造格架的变化

琼东南盆地断裂系统的发育过程同样也显示出明显的阶段性。根据AA’和BB’剖面上断层与地层的切割关系可区分出3种不同的断层类型(图6):第一类断层止于T70附近,切割的最新地层为崖城组顶部或陵水组底部,主要活动期集中在Tg-T70;第二类断层切割到了T60附近地层,主要活动期应为Tg-T60;而第三类断层的活动时间最长,持续切割到新近系的顶部,主要活动期应为Tg-T20。据此可划分出琼东南盆地断裂发育的3个主要阶段:始新世-早渐新世活动阶段(Tg-T70)、晚渐新世活动阶段(T70-T60)和中新世活动阶段(T60-T20),而显然始新世-晚渐新世(T60以前)为盆地断裂系统的主要发育期,并形成了一系列由同沉积断裂活动控制的断块、断隆和断坳组成的简单型半地堑、复式半地堑以及对称或不对称的地堑结构。

此外,应用断层活动速率分析法对主干断裂进行活动性研究表明(图7),古近纪断裂活动在时间上也呈现出明显的“三段式”特征,可细分为始新世活动阶段(Tg-T80)、早渐新世活动阶段(T80-T70)和晚渐新世活动阶段(T70-T60)等3个次级过程。不同阶段断层的活动速率差异较大,如F2断裂上E点始新世活动速率为57.13m/Ma,早渐新世为314.92~34.06m/Ma,晚渐新世为87.99~16.88 m/Ma,整体显示出小-大-小的演化趋势。

伴随着古近纪断裂活动的阶段性演化,盆地的古构造格局也随之变迁(图2,图6)。在始新世断裂活动期,NE向断裂广泛发育并控制着盆地的基本形态,形成了以NE向为主导而呈孤立展布的断陷盆地系,除崖南凹陷及北礁西凹陷外,各凹陷形态初现,主要汇水中心位于中央坳陷带;在盆地东部NE向断裂之间发育了一系列NW向断裂,控制着长昌凹陷的整体发育;该阶段“盆岭”格局鲜明,“东西分块”的特征最为明显。早渐新世断裂活动进一步扩大和深化,NE向与NW向断裂继承性发育,同时盆地西部近EW向断裂开始活动,盆地的范围不断扩张,隆凹格局有所减弱,松涛凸起和崖城凸起已逐渐成为“盆中之岛”,各凹陷之间不断连接成带,位于陵水凹陷与松南凹陷之间的“分隔脊”依然明显,盆地呈现出“南北分带、东西分块”的古地貌格局。与前两个阶段相比,晚渐新世盆地的裂陷强度大幅降低,大量早期活动的断裂停止活动,仅少量盆缘断裂的局部区段仍在继承性发育,如F2、F5和F11号断裂等,盆地的范围进一步扩大,“东西分块”的格局已经被“南北分带”所取代,整体呈现出的是隆缓凹浅且统一而较均一化的原型盆地特征,地层形态也由早期典型的“楔状”逐渐演变成不对称的“碟状”或“牛角状”。

图5 琼东南盆地陵水凹陷与松西凹陷沉降演化史Fig.5 Subsidence history of Lingshui sag and Songxi sag in Qiongdongnan basin

图6 琼东南盆地构造-地层格架剖面Fig.6 Structural-stratal profiles of Qiongdongnan basin

图7 琼东南盆地F5、F2和F11号断裂古近纪活动速率Fig.7 The activity rate of fault 5,fault 2and fault 11in Paleogene of Qiongdongnan basin

综合以上对区域性不整合面、构造沉降以及断裂活动和古构造格架的分析与厘定,将琼东南盆地古近纪构造演化过程划分为3个裂陷幕,即裂陷Ⅰ幕(S100-S80)、裂陷Ⅱ幕(S80-S70)和裂陷Ⅲ幕(S70-S60),分别对应盆地的初始断陷期、主断陷期和断坳过渡期。从裂陷Ⅰ幕到裂陷Ⅲ幕,同裂陷期构造活动表现为弱-强-弱的阶段性演化进程:裂陷Ⅰ幕以强烈的差异性块断作用为主导,构造活动相对较弱,为琼东南盆地初始裂陷幕;裂陷Ⅱ幕以构造活动整体加速、沉降快、断裂活动速率大为特征,为主裂陷幕;裂陷Ⅲ幕由少量断裂持续活动和区域性拗陷作用共同控制,为裂陷作用整体衰减、均一化特征明显增强的衰减裂陷幕。

3 幕式裂陷作用对沉积充填的控制

经典层序地层学理论以海平面的升降变化为主控因素解释了相对稳定的被动大陆边缘盆地内沉积层序的发育与分布[17],而在构造活动强烈的断陷盆地中,盆地的幕式构造演化才是层序形成和沉积充填的主控因素[8-11,18]。裂陷作用的幕式过程及不同裂陷幕同沉积构造活动的差异性通过对沉降速率、可容纳空间、断裂活动和古构造格架的深刻影响,从而控制着层序地层单元与沉积旋回的整体发育、沉积与沉降中心的时空展布与迁移性以及层序地层格架内沉积体系域的构成。

3.1 幕式裂陷作用对层序地层单元与沉积旋回的控制

依据层序地层学划分方案[17],琼东南盆地古近纪裂陷期充填为一级层序单元,而依据区域性不整合面的性质与意义,可将古近系进一步划分为3个二级层序单元,即始新统(S100-S80,54~36Ma)、崖城组(S80-S70,36~30Ma)和陵水组(S70-S60,30~21 Ma)(图8)。目前,仅在盆地东北部边缘的C6井中钻遇始新统,揭示出其底部为大套紫红色砂砾岩,而各凹陷内部虽尚未直接钻遇,但北部坳陷带内钻获的油中含4-甲基甾烷,油源分析认为是来自中深湖相沉积,从而证实了始新统中深湖相沉积的存在;而与之毗邻的北部湾盆地内大量钻井揭示该套地层顶底为紫红色-白色砂砾岩、砂岩,中部为深灰色泥岩。此外,盆内F5断裂下降盘的W8、S2井以及F2断裂带下降盘的L4井均揭示了崖城组和陵水组顶底为灰白色砂砾岩、砂岩等,中部为灰色-深灰色泥岩夹浅灰色薄层泥质砂岩。它们构成了3个区域性的沉积旋回,在充填序列中显示出明显的阶段性,反映了裂陷期沉积充填过程也具有多期次或幕式特征,并且这种幕式沉积旋回与幕式裂陷过程一一对应,每一幕裂陷与沉降-充填均代表了在一定构造应力场下一个二级层序单元的发育和演化过程。

就单个沉积旋回而言,始新统、崖城组和陵水组均由向上变细和向上变粗的两个沉积序列复合而成,形成了粗-细-粗的三段式复合结构,同时,二级层序单元发育晚期的沉积物粒度较早期明显变细,总体显示为非对称的充填结构特征。这种沉积充填记录与二级层序发育过程早期构造沉降增强而晚期逐渐减弱到停滞的变化轨迹具有成因联系[19]。构造活动的幕式旋回控制了琼东南盆地古近系高级别层序地层单元与幕式沉积旋回的整体发育,而裂陷幕内沉降速率的快慢变化轨迹控制了二级层序内部的“二分性”,而对于盆地内三级层序单元而言,其形成与演化受控于构造、物源供给和古气候的综合效应,但构造因素仍占据主导地位。

3.2 幕式裂陷作用对沉积、沉降中心的控制

裂陷Ⅰ幕以NE向断裂为主导及其之间的NW向断裂联合控制了盆地内沉积与沉降中心的发育与展布。由于断层活动性整体较弱,活动速率为0~64m/Ma,且在空间上具有明显的“分段式”和强烈的“差异性”特征,与此相应的是始新统的沉积与沉降中心规模小、数量多、分隔性强,且地层紧临各凹陷边缘分布。在北部坳陷带发育了崖北、松西和松东3个小型沉降中心,而中央坳陷带发育了乐东、陵水、北礁、松南、宝岛、长昌西以及长昌东等多个沉降中心,最大的沉降中心位于长昌西次凹,最大地层厚度为2 571m;沉积与沉降中心的展布与断裂的空间位置和走向具有良好的匹配关系,除长昌西次凹呈NW向展布之外,其余均以NE向展布为特征(图9A)。

裂陷Ⅱ幕以盆地西部近EW向断裂发生快速裂陷为特征,如F5断裂西段和F3断裂等。此时断层活动性大幅增强,活动速率为0~941.76m/Ma,各分段之间逐渐相接;崖城组广布于各个凹陷,早期彼此孤立的小型沉积与沉降中心不断扩张相连,数量减少、规模增大,如长昌东次凹、长昌西次凹与宝岛凹陷逐渐连接成带,且崖南凹陷初现,最大的沉降中心位于乐东凹陷,最大地层厚度为2 540m;沉积、沉降中心的展布与断裂的空间位置和走向也具有良好的匹配关系(图9B)。

裂陷Ⅲ幕各凹陷边缘断控作用明显减弱,仅少量NE向断裂和近EW向断裂仍在持续活动。陵水组沉积范围进一步扩大,披覆于盆内凸起或低凸起之上,沉积与沉降中心基本相连、规模增大,且逐渐向南迁移;此时北部坳陷带已没有统一的沉降中心,而陵水凹陷与松南凹陷相通、松南-宝岛-长昌连接成片,中央坳陷带成为全盆的沉积与沉降中心,最大沉降点位于松南凹陷,最大地层厚度为2 750m(图9C)。

图8 琼东南盆地古近纪沉积充填序列、层序地层单元与幕式裂陷作用Fig.8 Sedimentary sequences,sequence stratigraphic units and episodic rifting in Paleogene of Qiongdongnan basin

3.3 幕式裂陷作用对层序格架下沉积体系域的构成样式与分布的控制

琼东南盆地不同裂陷演化阶段对应着不同的沉积充填特征,其层序地层格架内沉积体系域的构成样式也具有明显差异性(图10)。

裂陷Ⅰ幕对应着始新统沉积期,盆地处于强烈分隔的陆相小型断陷湖盆充填阶段,具有“多向供源、多凹汇聚和快速堆积”的沉积古地理面貌。始新世早期,湖盆可容纳空间小、水体浅,形成了河流-滨浅湖沉积充填背景,主要发育冲积扇、扇前冲积平原、辫状河等近源粗质碎屑沉积体系(如C6井)。随着裂陷作用的持续,控凹断裂活动性增强,湖盆开始扩张,且水体加深,形成了中深湖-深湖相沉积,地层岩性以暗色泥岩、油页岩为主,夹薄层砂岩。低水位期,源于盆缘隆起上的大量冲洪积物沿盆缘沟谷和断裂陡坡带向湖盆腹地输送,形成了冲积扇、扇三角洲或近岸水下扇等沉积体系,在F5断裂下降盘、F2断裂松南-宝岛段以及长昌凹陷北部靠近神狐隆起端表现出大型中-强振幅斜交前积反射或空白反射特征,而缓坡边缘则以辫状河三角洲前积层为主;高水位期主要发育了扇三角洲、辫状河三角洲、滨浅湖及深湖相泥质沉积。

图10 琼东南盆地古近纪层序构成样式与幕式裂陷作用Fig.10 Ssequence patterns and episodic rifting in Paleogene of Qiongdongnan basin

裂陷Ⅱ幕对应着崖城组沉积期,随着伸展作用的整体强化,张性断裂下降盘可容纳空间的增长速率大于沉积物供给,盆地长期处于深覆水环境。此外,在断陷背景下发生了海水入侵,形成了独特的海陆交互相-滨海-分隔性浅海沉积背景,沉积构成兼有陆相、海相和海陆过渡相3种类型[20]。在低水位期,断裂陡坡带下倾方向发育近端冲积扇、扇三角洲或近岸水下扇以及滨海-浅海相泥质沉积组合,而缓坡边缘以发育辫状河三角洲沉积为主(如崖城凸起北部斜坡带的W9井);在高水位期,以扇三角洲、海底扇的发育为特征,向盆地中部过渡为浅海相泥质充填,而缓坡边缘主要发育辫状河三角洲或小型扇三角洲以及大量厚度稳定的海岸平原和潮汐滨岸的泻湖、沼泽、潮坪等含煤层系地层。在W8、W9、W13和W19中钻遇数米至数十米的煤层,其测井响应具有“三高、三低”(高中子孔隙度、高声波时差、高电阻率、低自然伽马、低岩性密度、低自然电位)的特征规律,构成了琼东南盆地内最重要的气源岩之一。

裂陷Ⅲ幕对应着陵水组沉积期,盆内构造活动整体减弱,地形较为平坦,随着海侵作用的进一步增强,形成了受潮汐影响的滨海平原-半封闭浅海-浅海沉积背景,主要发育了扇三角洲、滨岸碎屑体系和半封闭浅海-浅海相沉积,地层以灰白-浅灰色砂砾岩、砂岩和深灰色泥岩充填为主,局部见灰岩,构成了琼东南盆地古近纪最为主要的产气层和含油层系。在盆地边缘仍具有一定活动性的同沉积断裂构成了坡脚上倾型断控陡坡带和受隐伏断裂影响的绕曲坡折带,控制了各次凹的低位滨岸线和高位滨岸线的发育位置。在低水位期,坡折带下倾方向发育扇三角洲或滨海和浅海相泥质沉积组合(如松南凹陷F2断裂下降盘的L4井),若坡底地形较陡则容易导致滑塌而形成海底扇,而缓坡带则以滨岸碎屑体系为主(如松西凹陷南部斜坡带边缘的Y9井);在高水位时期,以三角洲的广泛发育为特征,扇三角洲沉积规模减小,而大面积连续分布的浅海相泥岩沉积构成了琼东南盆地重要的区域性盖层。

4 结论

1)琼东南盆地古近纪构造演化由3个幕式裂陷阶段构成,即裂陷Ⅰ幕、裂陷Ⅱ幕和裂陷Ⅲ幕。随着裂陷活动弱-强-弱的演化进程,盆地早期以断陷作用为主导的强烈差异性块断作用逐渐被区域性拗陷作用和少量断裂活动共同控制的均一化沉降作用所取代。

2)幕式裂陷旋回及不同裂陷幕同沉积构造活动的差异性对层序发育与沉积充填演化的控制作用具体表现为:①幕式裂陷作用控制了层序地层单元与幕式沉积旋回的整体发育,每一幕裂陷与沉降-充填均代表了在一定构造应力场下一个二级层序单元的发育过程。②幕式裂陷作用控制了盆地内沉积与沉降中心的时空展布特征与迁移性:早期沉积与沉降中心规模小、数量多、分隔性强,且空间展布与断裂的位置和走向具有良好的匹配关系;晚期沉积与沉降中心不断相连、规模增大,逐渐向凹陷中心迁移。③幕式裂陷作用控制了沉积层序的构成样式与演化,不同的裂陷演化阶段层序地层格架内沉积体系域的构成样式具有明显的差异性。

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Episodic Rifting and Integrated Response Process of Tectonic,Sequence Stratigraphy and Sedimentary Filling in Paleogene of Qiongdongnan Basin,South China Sea

Liao Ji-hua1,2,Wang Hua1,2,Xiao Jun1,2,Li Jun-liang3,Yan De-tian1,2,Li Guo-liang4,Xia Cun-yin5,Li Yan-li1,2,Ren Gui-yuan1,2

1.Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources,Ministry of Education/China University of Geosciences,Wuhan 430074,China 2.Faculty of Earth Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China 3.Zhanjiang Branch of China National Offshore Oil Corporation Limited,Zhanjiang 524057,Guangdong,China 4.Tianjin Branch of China National Offshore Oil Corporation Limited,Tianjin 300452,China 5.Fushan Oilfield,PetroChina Company Limited,Guangzhou 510240,China

Abstract:Based on the recognition and redefinition of regional angular unconformities,staggered evolution of tectonic subsidence,impulsive activities of growth faults and the change of structural framework,the episodic rifting process and its characteristics of Paleogene in Qiongdongnan basin were revealed.Ulteriorly,the controlling of episodic rifting on the generation and evolution of sedimentary sequences was elucidated systematically in association with the comprehensive analysis on sequence stratigraphy and sedimentary filling of Paleogene.The results show that there are three rifting episodes during the rifting period of Paleogene,namely rifting episodeⅠ(S100-S80),rifting episodeⅡ(S80-S70)and rifting episodeⅢ(S70-S60),corresponding to the initial faulted period,the main faulted period and the transition faulted period respectively.The evolutionary trend of rifting activities went from weak to strong and to weak,which is characterized by intense differential subsidence of fault blocks in the early stage of rifting period,while gradually replaced by homogeneous subsidence which was controlled by a combination of regional depression and weak activities of growth faults in the later.Because of the profound influences on accommodation space,tectonic subsidence rate,synsedimentary faulting activity and palaeostructural frameworks,the multistage episodic rifting and differences of tectonic activities among different rifting episodes controlled the development of sequence stratigraphy units and sedimentary cycles at various levels,and the spatial-temporal distribution of depositional and subsidence centers as well as the composition and configuration of depositional system tracts in the sequence stratigraphic frameworks.

Qiongdongnan basin;Paleogene;episodic rifting;sedimentary filling;stratigraphy;South China Sea

book=2012,ebook=594

P542.3

A

1671-5888(2012) 04-0970-14

2011-10-01

国家自然科学基金项目(40702023);国家“十二·五”科技重大专项(2011ZX05009-002);中国地质大学构造与油气教育部重点实验室开放课题(TPR-2011-06)

廖计华(1984-),男,博士研究生,主要从事层序地层学和应用沉积学研究,Tel:027-67883064,E-mail:liaojihua1120@yahoo.cn。

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