張亞雄，朱筱敏，陳歡慶，張功成

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.中國石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249； 3.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 4.中海油研究中心，北京 100027)

瓊東南盆地漸新統(tǒng)陵水組坡折帶類型及層序地層樣式

張亞雄1，朱筱敏2，陳歡慶3，張功成4

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2.中國石油大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249； 3.中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 4.中海油研究中心，北京 100027)

以沉積學(xué)、層序地層學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)理論為基礎(chǔ)，在瓊東南盆地漸新統(tǒng)陵水組層序地層格架的基礎(chǔ)上，識別出了斷裂型和撓曲型兩種坡折帶類型,并闡述了各種坡折帶的特點以及對沉積體系的控制和影響作用,同時相應(yīng)建立了單斷型箕狀斷陷式和斷階式兩種層序地層樣式。單斷型箕狀斷陷式層序地層樣式往往發(fā)育于具一條主控凹斷裂的箕狀凹陷中，按構(gòu)造幾何形態(tài)可分為凹陷邊緣陡坡帶、凹陷中心深陷帶以及凹陷邊緣緩坡帶3個構(gòu)造區(qū)帶。斷階式層序地層樣式主要是在一條主斷裂的控制下、多條與主斷裂走向平行的次級斷裂共同作用構(gòu)成的一種特殊的層序地層幾何樣式。系統(tǒng)研究了各層序地層樣式的分布，剖析了各層序地層樣式內(nèi)部沉積體系的展布。研究表明，各層序中的低位域砂體和高位域砂體為有利的勘探目標(biāo)。

坡折帶；層序地層；陵水組；漸新統(tǒng)；瓊東南盆地；中國南海

全球油氣分布規(guī)律研究表明隱蔽油氣藏與特定的層序地層格架內(nèi)的特殊沉積體系以及儲層發(fā)育密切相關(guān)，隱蔽油氣藏多發(fā)育于陸架坡折帶控制的低位域沉積中。這是因為具有陸架坡折或具有生長斷層邊緣(斷裂坡折)等形成的坡折帶控制了層序低位體系域的沉積展布，并控制了體系域砂體的展布和生儲蓋的空間配置，進(jìn)而形成了隱蔽油氣成藏區(qū)帶[1-10]。因此，坡折帶在油氣勘探中具有重要的指導(dǎo)作用，對于坡折帶的研究日益引起人們的高度重視。

近年來，隨著油氣勘探理論和技術(shù)的發(fā)展，國際上近海油氣勘探領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展，西非、墨西哥、巴西等國在深水領(lǐng)域的勘探實踐和層序地層學(xué)的研究也表明坡折帶對于有利砂體和有利區(qū)帶的分布有重要的控制作用，并且不斷有大油氣田發(fā)現(xiàn)[11-15]。以近海地層為目標(biāo)的隱蔽油氣藏勘探成為令人矚目的前緣和熱點領(lǐng)域。

長期以來，前人對瓊東南盆地陵水組的層序格架、沉積環(huán)境和沉積體系進(jìn)行了大量的研究，但研究主要是針對淺水區(qū)單一凹陷或者是針對單一構(gòu)造單元進(jìn)行，對于深水無井區(qū)研究較少，層序劃分方案觀點差異較大[16-20]；對于瓊東南盆地深水區(qū)儲層性質(zhì)和時空分布規(guī)律等認(rèn)識還存在諸多不確定性，需要進(jìn)一步的深化研究。

瓊東南盆地的勘探實踐表明，目前鉆井資料都位于2號斷裂帶以北(圖1)，而以南的地區(qū)并無鉆井資料，只有二維地震資料，且品質(zhì)不好。針對上述問題，利用從淺水到深水的研究路線，本次研究以沉積學(xué)、層序地層學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)的基本理論為指導(dǎo)，綜合利用鉆井、測井和地震等資料，結(jié)合鉆遇陵水組24口鉆井層序分析，716條二維地震測線的地震層序研究，利用2號斷裂帶以北的過井的、品質(zhì)較好的地震資料為準(zhǔn)，建立全區(qū)骨架測網(wǎng)，通過識別不整合面建立地震層序地層格架，同時利用鉆井層序的分析，建立鉆井層序格架，通過合成記錄進(jìn)行井震層序?qū)Ρ冗M(jìn)而建立合理的層序劃分方案，同時將劃分結(jié)果通過全區(qū)品質(zhì)好的基干地震剖面通向2號斷裂帶以南的無井地區(qū)，通過全區(qū)層序界面的識別閉合驗證，最終建立了全盆地陵水組層序地層三維等時格架。在層序劃分的基礎(chǔ)上，識別了研究區(qū)坡折帶的類型、特征，并建立了層序地層樣式。

1 地質(zhì)概況

瓊東南盆地位于海南島和西沙群島之間，大體圍繞海南島南部呈一弧形展布，呈北東-南西向，面積約10.7×104km2。盆地西以1號斷裂與鶯歌海盆地為界，東以神狐隆起的傾沒端與珠江口盆地相接，南以永樂隆起為界，北鄰海南島(圖1)，是一個向南海海盆開口，以前古近系為基底，厚度達(dá)10 000 m以上，水深可 超過1 000 m，是一新生代陸源拉張盆地[21-25]。在構(gòu)造格局上可分為北部斷陷帶、北部隆起帶、中央坳陷帶和南部隆起帶4個一級構(gòu)造單元。北部斷陷帶由崖北凹陷、松西凹陷和松東凹陷3個組成，中央坳陷帶由樂東凹陷、崖南凹陷、陵水凹陷、松南凹陷、寶島凹陷和北礁凹陷6個組成(圖1)。

鉆井揭示瓊東南盆地漸新統(tǒng)發(fā)育崖城組和陵水組。本次目的層陵水組為漸新統(tǒng)海陸過渡相，是瓊東南盆地裂陷期形成的沉積，根據(jù)巖電關(guān)系可將陵水組自下而上分為3個巖性段，分別為陵水組一段、二段和三段。陵水組發(fā)育了豐富的扇三角洲和濱淺海儲層，具備油氣成藏的優(yōu)勢條件，是瓊東南盆地古近系油氣勘探的有利層段。

2 層序地層劃分

3 坡折帶類型與層序地層樣式

3.1 坡折帶的識別

坡折帶是斷陷盆地緩坡一種重要的構(gòu)造帶，它是斷陷盆地中一種最重要的地質(zhì)現(xiàn)象和有利成藏區(qū)帶，因此坡折帶對于含油氣盆地的研究至關(guān)重要，瓊東南盆地在陵水組沉積時期屬于斷陷期，發(fā)育了多層次與多類型的坡折帶，本次主要是識別了斷裂坡折帶與撓曲坡折帶，下面對于這兩類坡折帶的特點進(jìn)行闡述。

圖1 瓊東南盆地構(gòu)造區(qū)劃[26]Fig.1 Structure unit division of Qiongdongnan Basin[26]

圖2 瓊東南盆地陵水組層序地層格架Fig.2 Sequence stratigraphic framework of the Lingshui Formation in Qiongdongnan Basin

3.1.1 斷裂坡折帶

斷裂坡折帶是同沉積斷裂活動產(chǎn)生明顯的差異升降和沉積地貌突變的古構(gòu)造樞紐帶，即位于斷裂下降盤、斷裂面與下降盤之間沉積作用活躍的地帶，如位于崖北凹陷北部的5號斷裂、盆地中東部松南凹陷北部的2號斷裂與北礁凹陷南部的11號斷裂都是控制盆地邊部的生長性大斷裂。5號、2號斷裂走向北東-南西向，11號斷裂近東西走向，2號斷裂較5號和11號斷裂較陡、具斷距大的特點，總體為下陡上緩，后兩者相對較平緩。5號斷裂控制北部斷陷帶包括崖北凹陷、松西凹陷和松東凹陷的沉積格局，2號斷裂直接控制著中央坳陷帶形成演化及其規(guī)模，并貫穿整個盆地，從西至東，控制著樂東凹陷、陵水凹陷、松南凹陷、寶島凹陷和長昌凹陷，延伸長度長，控制范圍大。相比2 號、 5號斷裂，11號斷裂延伸短，主要控制北礁凹陷的形成演化和規(guī)模(圖1)。這些大斷裂的下降盤與斷裂間的地帶由于斷裂的存在與同沉積的發(fā)育，其為沉積物的沉積提供了新的可容納空間，從而使在斷裂下降盤地帶接受沉積，造成地層厚度、巖性和巖相發(fā)生變化。瓊東南盆地在陵水組沉積時期處于斷陷期，并且在層序Ⅰ與層序Ⅱ沉積時期斷裂活動強烈，層序Ⅲ沉積后其斷裂活動不明顯，因此在層序Ⅰ與層序Ⅱ發(fā)育時期，斷裂坡折帶較發(fā)育，其對層序的展布和沉積體系的分布具有明顯的控制作用(圖3，圖4)。瓊東南盆地陵水組沉積時期，除了發(fā)育單斷型的斷裂坡折帶外，同時也發(fā)育由兩條或多條斷層所形成的斷階式坡折帶(圖5)，這類坡折帶主要是發(fā)育在北礁西低凸起、中央凸起北部和松南凹陷，這些斷階式的坡折帶對沉積體系也具有重要的控制作用，其下降盤可以形成有利的斷塊油氣圈閉。

3.1.2 撓曲坡折帶

撓曲坡折帶是由于同期深部斷裂活動或同沉積褶皺作用使淺部地層發(fā)生撓曲變形而產(chǎn)生的，如古梁、古斷凸、古潛山之上由于披覆作用而產(chǎn)生的坡折帶。瓊東南盆地陵水組沉積時期由于受基底的褶皺帶的控制，陵水組沉積時期繼承了基底地形的沉積地貌特征，具有凹凸相間的構(gòu)造格局，其在基底的撓曲或者是褶皺、凸起部位發(fā)育了多種類型的撓曲坡折帶，主要在北礁西低凸起部位較發(fā)育，其主要標(biāo)志是在撓曲坡折帶部位其地形坡度突變，其在坡折帶下部主要是地層的上超尖滅和地層明顯增厚或減薄的現(xiàn)象，在坡折帶上部可見地層剝蝕(圖6)。

圖3 瓊東南盆地陵水組各層序地層厚度Fig.3 Isopach of each sequence of the Lingshui Formation in Qiongdongnan Basina.層序Ⅰ；b.層序Ⅱ；c.層序Ⅲ；d.層序Ⅳ

圖5 瓊東南盆地陵水組斷階式斷裂坡折帶Fig.5 Step-like faulted slope-break zone of the Lingshui Formation in Qiongdongnan Basin

斷裂坡折帶與撓曲坡折帶是陵水組的兩種主要坡折帶類型，二者共同控制了陵水組各層序沉積相的展布，尤其是直接控制了各層序低位體系域各沉積體系的發(fā)育和分布，因為坡折帶以下往往是低位體系域的沉積區(qū)；坡折帶以上則是海侵與高位體系域的發(fā)育區(qū)，因此坡折帶往往是盆地沉積體系域分帶的界線，是從淺水向較深水過渡的突變界限。

陵水組的斷裂坡折帶主要是分布在斷裂比較發(fā)育的構(gòu)造部位，在受5號斷裂帶控制的崖北凹陷、松西凹陷，受2號斷裂帶控制的松南凹陷、寶島凹陷，受3號斷裂控制的崖南凹陷以及受11號斷裂控制的北礁凹陷都是斷裂坡折帶發(fā)育的有利地區(qū)；而撓曲坡折帶主要是發(fā)育在古隆起、古凸起區(qū)，在北礁西低凸起、松濤凸起北側(cè)和中央凸起區(qū)都是撓曲坡折帶的有利發(fā)育區(qū)。當(dāng)然斷裂坡折帶與撓曲坡折帶不是獨立發(fā)育的，往往二者是共同發(fā)育，既有斷裂坡折帶又有撓曲坡折帶，二者共同作用控制了陵水組各層序內(nèi)部沉積體系的分布，控制了各有利砂體的分布。

3.2 層序地層樣式

通過上述研究分析，研究認(rèn)為瓊東南盆地陵水組沉積時期共發(fā)育斷裂坡折帶和撓曲坡折帶兩種坡折帶類型，而通過坡折帶類型的分析及其對層序地層樣式的控制表明，瓊東南盆地陵水組沉積時期主要是發(fā)育兩種層序地層樣式，即單斷型箕狀斷陷式和斷階式型層序地層樣式(圖7)，前者以崖北凹陷、崖南凹陷、松西凹陷、北礁凹陷為典型代表，后者以松南凹陷與陵水凹陷為典型代表。

圖6 瓊東南盆地北礁凹陷陵水組撓曲坡折帶Fig.6 Flexure slope-break zone of the Lingshui Formation in Beijiao sag,Qingdongnan Basin

單斷型箕狀斷陷式層序地層樣式按構(gòu)造幾何形態(tài)可分為凹陷邊緣陡坡帶、凹陷中心深陷帶以及凹陷邊緣緩坡帶三個構(gòu)造區(qū)帶(圖7a)，其構(gòu)造幾何形態(tài)控制了層序地層展布樣式與沉積體系類型。單斷型箕狀斷陷式層序地層樣式主要發(fā)育撓曲坡折帶，撓曲坡折帶表現(xiàn)在對于層序低位體系域和海侵體系域的控制，低位體系域往往沿著撓曲坡折帶下方發(fā)育，并且發(fā)育低位砂體，而跨過撓曲坡折往往是海平面上升，水體變深，此時發(fā)育海侵體系域，發(fā)育細(xì)粒沉積(圖7a)。撓曲坡折往往是識別首次海泛面的重要構(gòu)造標(biāo)識。而分構(gòu)造區(qū)帶來看，凹陷邊緣陡坡帶受邊界斷裂帶的控制各體系域主要發(fā)育粗粒的扇三角洲或近岸水下扇砂體沉積，同時在扇的前端可能發(fā)育部分由于重力成因的滑塌濁積砂體沉積；而在凹陷中心深陷帶往往是凹陷水深最深的部位，也是發(fā)育細(xì)粒沉積的部位，各體系域主要是沉積了以淺海泥質(zhì)等細(xì)粒為主的淺海相沉積；凹陷邊緣緩坡帶在具有坡折帶構(gòu)造部位在低位體系域和高位體系域發(fā)育由河流入海而形成的低位三角洲或者是低位楔狀體，同時在緩坡其它構(gòu)造部位可能發(fā)育高位辮狀河三角洲沉積或者是濱岸沉積。

斷階式層序地層樣式主要是在一條主斷裂的控制下、多條與主斷裂走向平行的次級斷裂共同作用構(gòu)成的一種特殊的層序地層幾何樣式。該地層樣式具有多級斷裂坡折帶的構(gòu)造特點，這些不同級別的斷裂形成不同規(guī)模的斷裂坡折帶控制了沉積體系的類型和空間展布形態(tài)。總體來說一般在斷裂邊部由于斷裂坡折帶影響，斷裂坡折帶主要是控制了低位體系域的沉積，低位體系域往往發(fā)育于斷裂坡折帶之下，而跨過斷裂坡折即是海平面上升形成海侵體系域，斷裂坡折也往往是首次海泛面的標(biāo)識點。在斷裂坡折控制之下，低位體系域主要是發(fā)育低位扇三角洲或近岸水下扇沉積體系類型以及盆底扇沉積體系，而跨過斷裂坡折帶的則是海侵體系域和高位體系域，以發(fā)育濱海相沉積或高位辮狀河三角洲沉積(圖7b)。

4 結(jié)論

1) 瓊東南盆地陵水組主要發(fā)育斷裂坡折帶與撓曲坡折帶，并且相應(yīng)建立了單斷式箕狀斷陷型和斷階式兩種層序地層樣式。

2) 單斷型箕狀斷陷式層序地層樣式往往發(fā)育于具一條主控凹斷裂的箕狀凹陷中，按構(gòu)造幾何形態(tài)可分為凹陷邊緣陡坡帶、凹陷中心深陷帶以及凹陷邊緣緩坡帶3個構(gòu)造區(qū)帶，不同的構(gòu)造地區(qū)形成了不同的沉積體系。斷階式層序地層樣式主要是在一條主斷裂的控制下、多條與主斷裂走向平行的次級斷裂共同作用構(gòu)成的一種特殊的層序地層幾何樣式。

圖7 瓊東南盆地陵水組層序地層樣式Fig.8 Sequence stratigraphic styles of the Lingshui Formation in Qiongdongnan Basina.單斷式箕狀斷陷型層序地層樣式；b.斷階式層序地層樣式

3) 位于單斷式箕狀斷陷和斷階式層序底部的低位體系域發(fā)育的粗粒三角洲砂體和滑塌濁積扇及高位體系域發(fā)育的扇三角洲和斜坡扇砂體是未來有利隱蔽油氣藏的發(fā)育區(qū)帶，而位于海侵體系域的海相泥巖和下伏的崖城組為這些砂體提供了有利的烴源巖，有利的成藏組合預(yù)示著本區(qū)具有巨大的油氣潛力。

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(編輯 張亞雄)

Slope-break types and sequence stratigraphic styles of the Oligocene Lingshui Formation in Qiongdongnan Basin,South China Sea

Zhang Yaxiong1,Zhu Xiaomin2,Chen Huanqing3，Zhang Gongcheng4

(1.PetroleumExplorationandProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing100083,China;2.CollegeofGeoscience,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;3.ExplorationandDevelopmentResearchInstitute,PetroChina，Beijing100083,China;4.CNOOCReseachCenter,Beijing100027,China)

Based on the theories of sedimentology,sequence stratigraphy and petroleum geology,this paper identified two types of slope-break including fault slope-break and flexure slope-break on the basis of sequence framework of the Oligocene Lingshui Formation in Qiongdongnan Basin.We also documented the features of each slope-break and their control and influence on the sedimentary systems.Two kinds of sequence styles including single fault half graben-like type and step fault type are recognized in the Lingshui Formation.The former sequence style commonly occurs in a half graben basin with one main boundary fault and can be divided into a margin steep slope zone,a deep center zone and a margin gentle slope zone.While the later sequence style mainly develops in a basin under the joint control of one main boundary fault and many secondary faults parallel with the boundary fault.This paper also studied the distribution of each sequence style and its inner structure characteristics.The results indicate that the sandbodies of low system tract and high system tract are the favorable targets for future hydrocarbon exploration.

slope-break zone,sequence stratigraphy,Lingshui Formation,Oligocene,Qiongdongnan Basin,South China Sea

2014-03-20;

2014-06-30。

張亞雄(1983—)，男,工程師，沉積學(xué)。E-mail:157498674@qq.com。

0253-9985(2014)04-0473-07

10.11743/ogg201405

TE121.3

A