西沙海槽盆地古近系沉积特征

冯常茂，钟广见，金华峰（广州海洋地质调查局，广东 广州510760）

西沙海槽盆地古近系沉积特征

冯常茂，钟广见，金华峰（广州海洋地质调查局，广东 广州510760）

西沙海槽盆地位于琼东南盆地东部，是南海北部陆坡深水区的有利油气勘探区域。该盆地古近系发育有始新统、渐新统两套主要地层层序。始新统主要发育平行－亚平行地震相、杂乱反射地震相以及前积地震相，渐新统主要发育一套平行－亚平行反射地震相。利用地震资料对西沙海槽盆地的地层砂岩百分含量（Ps）进行了计算，结合地震相分布特点以及区域构造－沉积背景对该盆地的沉积特征进行了分析。结果表明，西沙海槽盆地始新世为陆相湖盆沉积体系，神狐隆起区以及西沙隆起区成为始新统主要物源区；渐新世主要接受滨、浅海相沉积，主要物源区为北部的神狐隆起区。

西沙海槽盆地；南海北部；地震相；沉积特征

近年来，全球油气重大发现50%以上来自海上，特别是深水领域。据美国地质调查局和国际能源机构估计，未来油气储量的40%可能在海洋深水区被发现，全球深海区的潜在石油储量可能超过140×108t。可见，将来油气产量的主要增长点来自于海洋深水区。南海北部陆缘盆地深水区自1986年2月钻探了第一口深水井（LF15－1－1井）就获得油气发现，之后2006年，哈斯基（中国）能源有限公司在南海北部陆坡深水区白云凹陷荔湾3－1构造上获得重要油气发现；继荔湾3－1之后，2009年中海石油有限公司与合作伙伴在珠江口盆地流花34－2构造上钻探了流花34－2－1井（水深1145m），钻获第2个深水天然气藏，展示了南海北部陆坡深水区新生界良好的勘探前景。研究区西沙海槽盆地水深跨度200～3000m（图1），跨越了陆架到陆坡的地形地貌单元，位于琼东南盆地东部，属于南海北部陆坡区有利油气勘探区域。该区也有其他称谓，如西沙海槽凹陷、长昌凹陷等［1，2］。笔者主要通过新资料对该盆地古近系沉积演化特点进行研究，以便进一步深化对该区的地质认识。

图1 西沙海槽盆地位置及部分测线位置图

1 层序界面划分及其地震反射特征

西沙海槽盆地古近系发育有始新统（T8－Tg）、下渐新统（T7－T8）及上渐新统（T6－T7）等3大套沉积层序，各反射层的地震反射特征见图2。自上而下，各反射界面的主要特征概述如下。

1）T6界面 主要为中高频、中强振幅、中高连续的单相位或双相位反射同相轴。界面之上以中高频、中弱振幅、中－高连续、平行－亚平行地震反射结构为主，其与上部地层之间夹有一系列小断层所错断的形态剖面；下伏地层频率相对较低，主要呈中强振幅、中－高连续、平行－亚平行地震反射结构（图2）。盆地内该界面不整合特征不明显，上、下地层多为整合、假整合接触关系，部分测线段可见地层超覆。

2）T7界面 主要为中高频、中强振幅、中高连续的双相位或单相位反射同相轴。界面之上以中高频、中弱振幅、中－高连续、平行－亚平行地震反射结构为主，下伏地层主要也呈中强振幅、中－高连续、平行－亚平行地震反射结构，局部为前积反射结构。盆地内该界面不整合特征不甚明显，上、下地层多为整合、假整合接触关系，部分测线段可见地层超覆。

图2 AA′测线（见图1）地震反射界面及地震相特征

3）T8界面 主要为中高频、中强振幅、中高连续的单相位反射同相轴，主要在盆地中央部位发育，至隆起斜坡上尖灭。界面之上以中－高频、中弱振幅、中－高连续、平行－亚平行地震反射结构为主，下伏地层则为中－高频、中弱振幅、断续反射或空白、杂乱反射为主。

4）Tg界面 呈低频、中强振幅、中高连续反射特征，其下为杂乱反射地震相，局部可见削截现象，局部地区该界面之上呈平行连续反射，但其产状与下伏地层呈角度不整合接触关系，通过速度判断，该界面之下地震层速度大于4000m/s。

2 地震相分析

2.1 地震相类型

西沙海槽盆地始新统主要发育3类典型地震相［3］：第1类为前积反射地震相，该地震相外形呈尖楔形，内部结构呈叠瓦状，顶超较明显，底超清晰；第2类为杂乱反射地震相，该地震相内部错乱无序，顶底关系均不清楚，横向上呈渐变趋势；第3类为平行－亚平行反射地震相，该地震相无特异外形，内部结构呈平行状，顶、底界均呈平行状，横向连续且延伸较远（图2）。

渐新统主要发育平行－亚平行反射地震相，其中根据地震反射同相轴的振幅、连续性等可以分出早渐新世的低频、高连续亚平行反射地震相以及晚渐新世沉积期的中－强振幅、中－低频、断续或杂乱地震相，中振幅、中频、连续平行－亚平行地震相以及变振幅、低频、低连续性的波状地震相（图2）。

2.2 地震相平面特征

根据各种地震相的平面组合关系，编制了西沙海槽盆地始新统、渐新统的地震相平面分布图，并总结了其地震相分布的基本特征。始新统在盆地内分布范围较小，杂乱反射地震相最为发育，呈近东西向展布；平行－亚平行反射地震相主要分布于盆地南部，其连片性也较好；前积反射地震相主要发育在盆地边缘，盆地中部大型断层处也有一定规模的发育（图3（a））。渐新统则除盆地局部剥蚀区以及火成岩体发育区无沉积外，平行－亚平行反射地震相基本分布全区（图3（b））。

图3 西沙海槽盆地始新统和渐新统地震相平面分布图

3 地震速度岩性指数

地震波的速度在岩层中随岩性的变化而变化，因而可以利用地震波的速度分析判断地层岩性。目前进行定量岩性预测的方法有2种：①声波时差法；②地震层速度法［4，5］。

地震层速度法岩性分析是利用地震叠加速度、地震反射剖面和少量声波时差测井资料进行整个地区的岩性预测。速度－岩性定量预测所依据的地质模型就是实际地层简化后的砂岩和泥岩单元，其数学模型为：

式中，Ps为砂岩含量，%；V、Vs、Vm分别为同一深度下的地震层速度、纯砂岩速度和纯泥岩速度，m/s。V可以利用叠加速度和层位数据求取。Vs和Vm是由砂泥岩压实模型提供的，砂泥岩压实模型就是纯砂岩速度和纯泥岩速度与埋深的关系，它们是地震速度岩性预测的基础［6］。

图4 西沙海槽盆地砂泥岩含量量板图

根据Vn－tn散点图拟合砂岩含量（岩性）量板，其中散点的上包络线代表纯砂岩的速度（Vn1）曲线，散点的下包络线代表纯泥岩的速度（Vn2）曲线，散点的中包络线代表砂岩占50%的砂岩速度曲线。对西沙海槽盆地的砂泥岩含量量板（图4）进行拟合，拟合的岩性曲线公式如下。

纯砂岩（Ps值为100%）的速度曲线公式为：

纯泥岩（Ps值为0%）的速度曲线公式为：

地层砂岩百分含量：

式中，时间从海底算起，tn1、tn2是地层上下界面的平均时间，s；Vn是地层层速度，m/s。

根据拟合的岩性量板内插，可计算各套地层的砂岩百分含量（Ps）值。地层沉积相大致划分为泥岩相（Ps值为0%～25%）、偏泥岩相（Ps值为25%～50%）、偏砂岩相（Ps值为50%～75%）和砂岩相（Ps值为75%～100%）。根据这一标准，西沙海槽盆地始新统与渐新统的岩性具有如下特征。

1）始新统地层Ps值基本小于50%。中部及东部区域Ps值一般在30%～40%之间，局部地区小于30%，属泥岩相、偏泥岩相；北部及南部局部区域Ps值大于40%，属偏砂岩相（图5（a））。

2）渐新统地层Ps值自北往南呈逐渐减小的趋势，北部Ps值可达60%，属偏砂岩相。南部局部区域也可达50%以上，中南部介于30%～50%之间，呈近EW向分布（图5（b）），说明岩性以偏砂岩相为主。

图5 西沙海槽盆地始新统和渐新统Ps值平面分布图

4 沉积特征

地震剖面显示，始新世－晚渐新世末，西沙海槽盆地一直处于断陷期（见图2）。平面上，这一时期南海北部区域拉张以NW－SE向为主，琼东南盆地与珠江口盆地均发育一系列面积较小，且彼此分隔的NE向断陷［7～9］。自渐新世开始，南海北部区域拉张转为SN向，琼东南盆地和珠江口盆地发育EW向断陷，琼东南盆地在渐新世早期即遭受海侵，形成半封闭浅海相沉积，而珠江口盆地珠二坳陷渐新世早期湖侵范围有所扩大［7］。

根据地震相以及地震速度岩性指数分析结果，结合区域沉积特点，对西沙海槽盆地始新统、渐新统沉积体系进行了综合分析，结果表明，始新统与渐新统沉积体系具有较大差异。

始新世沉积期，西沙海槽盆地发育一套河湖相沉积体系，主要发育滨浅湖相、半深湖－深湖相、三角洲相等沉积。盆地中部主要发育杂乱地震相以及平行－亚平行地震相，Ps值30%～40%之间，局部30%以下，说明泥岩含量较高，属于半深湖－深湖相沉积；北部及南部边缘局部地区发育前积反射地震相，Ps值超过40%，说明砂岩含量相对较高，推测其属三角洲沉积；而盆地中央，大型断层周围也发育有前积地震相，属浊积扇沉积（图6（a））。根据Ps值的变化趋势判断，这一时期的主要物源区可能分别来自南部的西沙隆起区以及北部的神狐隆起区。

渐新世沉积期，西沙海槽盆地以平行－亚平行反射地震相为主，自北向南，Ps值逐渐降低，其值一般大于40%，说明以砂岩为主，因而自早渐新世开始，该盆地可能已经遭受海侵，广泛分布了一套滨－浅海相沉积，根据Ps值的变化趋势判断，北部的神狐隆起区可能是该区的物源供应区（图6（b））。

图6 西沙海槽盆地始新世和渐新世沉积相分布图

5 结 论

1）西沙海槽盆地始新统发育有前积反射地震相、平行－亚平行反射地震相以及杂乱反射地震相等3类地震相；渐新统主要发育平行－亚平行反射地震相。

2）始新世－渐新世是西沙海槽盆地的断陷阶段，始新世时期为该盆地断陷湖盆初始发育阶段，这一阶段以陆相湖盆沉积体系为主；早渐新世开始，盆地遭受广泛海侵，沉积了一套滨浅海相沉积。

3）始新世沉积期，其北部的神狐隆起区以及南部的西沙隆起区成为西沙海槽盆地的主要物源区，渐新世开始，物源供应以北部的神狐隆起区为主。

［1］刘铁树，何仕斌.南海北部陆缘盆地深水区油气勘探前景［J］.中国海上油气（地质），2001，15（3）：164～170.

［2］袁玉松，丁玫瑰.南海北部深水区盆地特征及其动力学背景［J］.海洋科学，2008，32（12）：102～110.

［3］冯常茂，钟广见，王嘹亮.西沙海槽盆地古近系烃源岩预测与早期评价［J］.地球学报，2011，32（6）：747～753.

［4］陆基孟.地震勘探原理（下册）［M］.东营：石油大学出版社，2001.

［5］崔炳富，牟中.利用地震层速度进行定量岩性预测及在塔西南地区的应用［J］.石油地球物理勘探，2002，37（增刊）：61～65.

［6］刘震.储层地震地层学［M］.北京：地质出版社，1997.

［7］龚再升，李思田，谢泰俊，等.南海北部大陆边缘盆地分析与油气聚集［M］.北京：科学出版社，1997.

［8］代一丁，庞雄.珠江口盆地珠二坳陷石油地质特征［J］.中国海上油气（地质），1999，13（3）：169～180.

［9］米立军，张功成，沈怀磊，等.珠江口盆深水区白云凹陷始新统－下渐新统沉积特征［J］.石油学报，2008，29（1）：29～34.

Sedimentary Characteristics of Paleogene in Xisha Trough Basin

FENG Chang－mao，ZHONG Guang－jian，JIN Hua－feng（First Author's Address：Guangzhou Marine Geological Survey，Guangzhou510760，Guangdong，China）

Xisha Trough Basin located in the Eastern Qiongdongnan Basin was the advantageous oil and gas exploration area of the northern continental slope of the South China Sea.Xisha Trough Basin developed Eocene and Oilgocene stratigraphic sequenses.Eocene included parallel－subparallel seismic facies，untrimmed seismic facies and foreset seismic facies.Oilgocene mainly included parallel－subparallel seismic facies.The sand－ground proportion was researched on the basis of seismic data，in combination with seismic facies distribution and structural sedimentary background，the sedimentary characteristics of the basin were analyzed.The result indicates that Eocene developes a land lake depositional system，Shenhu uplifted area in the north of the basin and Xisha uplifted area in the south of the Basin are the main source areas；Oilgocene developes offshore and shelf sea sediment，Shenhu uplifted area in the north of the basin is the main source area.

Xisha Trough Basin；North of South China Sea；seismic facies；sedimentary characteristics

TE121.3

A

1000－9752（2012）08－0006－05

2012－03－02

冯常茂（1979－），男，2002年江汉石油学院毕业，博士，工程师，现从事石油地质方面的研究工作。

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