南海北部超深水区鹤山凹陷古近系沉积充填特征分析

刘军 （中海石油 （中国）有限公司深圳分公司研究院，广东 广州510240）

鹤山凹陷位于南海北部大陆边缘下陆坡，东部逐渐向洋盆过渡，是近年来珠江口盆地在超深水区发现的新凹陷之一，其海底深度都在1500m以上，自北向南海水深度逐渐增加，最深达3000m，属超深水区 （图1）。

南海地区由于其特殊的构造位置及复杂的构造发展历史，因此，其地壳和岩石圈结构独具特色，纵向与横向变化复杂[1]。随着陆架至陆坡区的岩石圈和地壳厚度的迅速减薄，岩石圈热－流变结构和盆地变形机制会产生明显差异，这种差异将对深水盆地形成和演化产生深刻的影响[2]。处于这一特殊构造位置的鹤山凹陷，其东南侧紧邻西北次海盆，具有地壳减薄、岩石圈韧性变形、高热流异常等不同于陆架区凹陷的特殊地质条件，必然具有特殊的沉积充填特征。沉积充填和重要沉积体系是制约生储盖发育和分布的关键因素，是建立烃源岩和有利储集体预测模式的重要基础。目前对鹤山凹陷的研究还处于初始阶段，笔者主要通过凹陷内二维地震剖面的精细解释，分析其沉积充填特征，为南海超深水油气勘探与区域研究提供依据。

图1 鹤山凹陷区域位置图

1 界面识别

鹤山凹陷为油气勘探新区，没有钻井，只能通过地震反射特征并与白云凹陷类比来确定层序界面。研究区Tg为基底面，是一个区域不整合面，类比白云凹陷，推测Tg以下是中生代岩浆岩或变质岩，Tg一般为一组强振幅反射界面。文昌组 （E2wc）顶界面 （）为古近系内部界面，为一区域不整合面，代表珠琼运动二幕区域构造运动所造成的不整合面，一般在界面之下可见明显的角度不整合的削蚀（图2 AA′剖面），并且上覆地层均超覆在之上。恩平组（E2ep）顶界面也为一区域不整合面，为南海运动所造成的不整合面，界面为具明显的削蚀和底超现象的大型不整合界面，界面之上有丘型反射的扇体 （图2 BB′剖面），在凹陷中心与下覆地层反射呈整合接触。珠海组 （E2zh）顶界面为古近系与新近系界线，在地震剖面上表现为对下伏地层的强烈削蚀，在局部地区可能为一个重力滑脱面 （图2 CC′剖面）。

图2 过鹤山凹陷地震剖面 （剖面位置见图1）

2 沉积充填演化分析

2.1 文昌组 （E2wc）

E2wc沉积时期，断裂作用控制了鹤山凹陷沉积，其在E2wc的沉积不是一个统一的整体，凹陷被多组断裂分割成多个半地堑、宽地堑 （见图3），这些地堑的形成演化受断裂拉张强度的控制，成为E2wc沉积时期的主要沉积单元，总面积2300km2，最大沉积厚度大于2500m。

通过全区的地震连片解释，E2wc内部地震反射多为中强振幅、连续、平行、低频特征，可与白云凹陷深湖相泥岩的地震相类比，为低能中深湖环境下泥岩充填；此外，在控凹断裂带下降盘即陡坡带，发育楔状、杂乱、差连续、中－强振幅反射，为扇三角洲沉积反射 （图1 AA′剖面），至凹陷的中央部位即深陷带表现为中低频、平行、近连续强振幅反射，反映从陡坡带向深陷带迅速过渡为半深湖、深湖相沉积；在远离边界断层的缓坡带，表现为中－高频、中－弱振幅地震反射，同相轴向缓坡带方向收敛和上超，揭示该时期沉积充填明显受半地堑边界断层的控制。

图3 鹤山凹陷E2wc及E2ep厚度图

2.2 恩平组 （E2ep）

始新世末期，珠江口盆地发生珠琼二幕运动，在继承珠琼一幕时期断裂构造的作用下，拉张继续扩大，地壳减薄、塑性增加，鹤山凹陷在张裂的同时产生不均衡性沉降，表现为中心主体厚且向周边逐渐减薄的特征 （图3），凹陷范围较E2wc沉积时期大大扩展，面积约6000km2，最大沉积厚度为2500m，此时已结束了E2wc沉积时断陷分隔的现象，成为统一的湖盆。鹤山凹陷E2ep内部地震反射特征以中频、中－弱振幅、连续反射为主，为滨浅湖相反射。此外在凹陷东北部可见北西向南东方向的前积地震反射，可能为南部隆起带上的河流进入湖区而形成三角洲。

2.3 珠海组 （E2zh）

一般认为南海海底扩张活动开始于32Ma[3～5]，对应于此时新南海形成，鹤山凹陷E2zh沉积时期开始接受海相沉积，并发育陆架坡折带，在陆架坡折带上方可见前积反射特征，发育浅海三角洲沉积，在陆架坡折带下方可见双向下超丘状反射，发育重力流深水扇沉积。其特点是陆架坡折带由北西向南东方向迁移，为海退型进积层序组合。

鹤山凹陷E2zh发育的前积地震反射结构为 “S”型、斜交型等 （图4）。在凹陷的东北侧发育大量的 “S”型前积结构，此种结构具有完整的顶积层、前积层和底积层，顶积层为连续、中－强振幅反射，前积层为差连续、弱反射，前积层下方的底积层为强振幅的丘型反射，为重力流成因的深水扇体。“S”型反射沿物源方向呈中间厚两侧薄的形态，代表一种水流能量较低的沉积环境。

斜交型前积反射主要分布在鹤山凹陷的中部 （见图4），代表着水动力较强、物源供应充足的沉积环境。在垂直物源方向上，一般为宽缓的丘状反射，内部为低频的平行或亚平行结构，同相轴为连续性较好的强振幅反射。E2zh发育的大型前积地震反射特征与白云凹陷深水区的河控三角洲地震反射结构非常相似[6]，应为河控三角洲。

3 油气地质意义

勘探实践及研究表明[7]，白云凹陷深水区存在E2wc湖相、E2ep浅湖相－沼泽相两套有效气源岩，E2ep烃源岩具有大量生气的条件和能力，是白云凹陷深水区已发现油气的主力有效烃源岩。而鹤山凹陷E2wc和E2ep的地震反射特征与白云凹陷深水区湖相泥岩地震反射具有相似的特征，都具有中－强振幅及中－低频连续、平行反射特征，应该具有良好的生烃潜力。

白云凹陷深水区已经在E2zh钻获了高产油气流，证实了E2zh优质三角洲砂岩储层的存在[8]。鹤山凹陷E2zh发育的大型前积地震反射特征与白云深水区的河控三角洲地震反射结构非常相似，其三角洲砂岩既可以作为主要储层，也可作为油气横向运行的良好输导体系，此外三角洲下方的重力流深水扇砂岩也有可能成为良好的储层。

图4 鹤山凹陷E2zh三角洲前积反射结构 （剖面位置见图1）

4 结论

1）鹤山凹陷E2wc顶界面顶界面及E2zh顶界面均为不整合界面，界面之下可见角度不整合的削蚀现象，界面之上为上超或下超的接触关系。

2）鹤山凹陷E2wc、E2ep内部地震反射具有中－强振幅、中－低频、中－强连续、近平行反射特征，可与白云凹陷深湖相泥岩的地震相类比，这些湖相泥岩具有良好的生烃能力。

3）鹤山凹陷E2zh沉积时期发育陆架坡折带，在陆架坡折带上方可见前积反射特征，发育浅海三角洲沉积，在陆架坡折带下方可见双向下超丘状反射，发育重力流深水扇沉积，三角洲砂岩和重力流深水扇砂岩均可成为优质储层。

[1]姚伯初，万玲 .南海岩石圈厚度变化特征及其构造意义 [J].中国地质，2010，37（4）：888～899.

[2]朱伟林，钟锴，李友川，等 .南海北部深水区油气成藏与勘探 [J].科学通报，2012，57（20）：1833～1841.

[3]谢建华，夏斌，张宴华，等 .南海形成演化探究 [J].海洋科学进展，2005，23（2）：212～218.

[4]Taylor B，Hayes D E.The tectonic evolution of the South China Sea [A].Hayes D E.Tectonic and geological evolution of southeast Asia Seas and Isands[C].Washington：America Geophysical Union，1980.

[5]Taylor B，Hayes D E.Origin and history of the South China Sea Basin [A].Hayes D E.Tectonic and geological evolution of southeast Asian Seas and Islands[C].Washington：America Geophysical Union，1982.

[6]柳保军，申俊，庞雄，等 .珠江口盆地白云凹陷珠海组浅海三角洲沉积特征 [J].石油学报，2007，28（2）：49～61.

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[8]耿威，郑荣才，魏钦廉，等 .白云凹陷珠海组储层沉积学特征 [J].岩性油气藏，2008，20（4）：98～104.