南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶油氣地質(zhì)特征

張功成，唐武，謝曉軍，趙志剛，趙釗

（中海油研究總院，北京 100028）

南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶油氣地質(zhì)特征

張功成，唐武，謝曉軍，趙志剛，趙釗

（中海油研究總院，北京 100028）

基于地震、鉆井、巖心和露頭等資料，系統(tǒng)分析南海南部各盆地成盆、成烴、成藏特征，揭示南海南部陸緣盆地油氣地質(zhì)特征，總結(jié)油氣地質(zhì)分布規(guī)律。研究表明，南海經(jīng)歷古南海形成與發(fā)展、古南海消減與新南海發(fā)展、南?？焖俪两蹬c萎縮等 3個(gè)構(gòu)造階段，古、新南海的構(gòu)造演化控制了南海南部大陸邊緣的區(qū)域構(gòu)造格局，形成南、北兩個(gè)盆地帶，并控制了各盆地帶成盆、成烴和成藏特征。南盆地帶烴源巖以中新統(tǒng)煤系烴源巖為主，熱演化程度不均，近岸生油遠(yuǎn)岸生氣，擠壓褶皺構(gòu)造帶和生物礁群是有利區(qū)帶。北盆地帶烴源巖以始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)為主，熱演化程度高，以生氣為主，生物礁、斷塊為其主要聚集區(qū)。研究認(rèn)為，南海南部大陸邊緣盆地尚有很大勘探潛力，是油氣勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域，南盆地帶應(yīng)油氣兼探，北盆地帶以找氣為主。圖6 表1參28

新南海；古南海；構(gòu)造演化；構(gòu)造旋回；大陸邊緣；沉積相；盆地形成；油氣成藏

1 研究背景

南海是西太平洋最大的邊緣海之一，由中央洋盆和東、南、西、北 4個(gè)大陸（或島）邊緣組成。其中南海南部大陸邊緣主要發(fā)育曾母盆地、文萊—沙巴盆地等（見(jiàn)圖1）。自上世紀(jì)初勘探至今，在新生界已發(fā)現(xiàn)數(shù)百個(gè)油氣田，是世界上為數(shù)不多的常規(guī)儲(chǔ)量達(dá)上百億噸油當(dāng)量的巨型油氣區(qū)。

圖1 南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶分布圖

中國(guó)在南海南部九段線以?xún)?nèi)做了大量基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、油氣地質(zhì)普查，針對(duì)各個(gè)盆地研究較多，但對(duì)區(qū)域油氣分布規(guī)律認(rèn)識(shí)有待深化。為此，本文以南海邊緣海構(gòu)造旋回理論[1]為指導(dǎo)，把盆地群置于南海區(qū)域演化的時(shí)空背景中研究，發(fā)現(xiàn)南海南部發(fā)育兩個(gè)盆地帶，其成盆、成烴、成藏條件差異性顯著，通過(guò)綜合分析預(yù)測(cè)油氣勘探新領(lǐng)域，以期對(duì)下一步油氣勘探有一定的指導(dǎo)意義。

2 南海邊緣海構(gòu)造演化階段

晚中生代以來(lái)，南海區(qū)域經(jīng)歷了古南海與新南海3期邊緣海構(gòu)造演化階段（見(jiàn)圖 2）。不同階段南海構(gòu)造格局不同。

圖2 南海及鄰區(qū)構(gòu)造演化圖（據(jù)文獻(xiàn)[1]修改）

2.1 古南海形成與發(fā)展階段（晚白堊世末期—早漸新世）

在中生代晚期南海區(qū)域可能是一個(gè)由各個(gè)地塊拼合形成的統(tǒng)一的“古南海地塊”，其中主要包括3大部分，其 1是華南板塊，包括南沙、巴拉望等微地塊，其前新生界基底具有相似的巖石地層特征；其 2是印支板塊；其3是婆羅洲地塊。由于古太平洋板塊俯沖，使“古南海地塊”發(fā)生裂解。裂谷帶沿著泛南沙地塊與婆羅洲地塊之間的薄弱帶伸展開(kāi)裂，形成古南海洋盆。北部為泛華南大陸及其南部的被動(dòng)大陸邊緣，南側(cè)為婆羅洲地塊及其被動(dòng)大陸邊緣（見(jiàn)圖2）。

始新世以后，歐亞板塊與印度板塊發(fā)生全面碰撞，受印度板塊俯沖帶阻擋，亞洲板塊深層軟流圈在南北擠壓應(yīng)力的作用下向東南流動(dòng)，在東南方向又受到太平洋板塊俯沖帶的阻擋，形成地幔柱上升流，導(dǎo)致新南海形成。南海呈現(xiàn)“三陸夾兩?！钡膮^(qū)域構(gòu)造格局（見(jiàn)圖2）。

2.2 古南海消減和新南海發(fā)展階段（晚漸新世—中中新世）

新南海形成于西沙—中沙—東沙與南沙地塊之間的軟弱帶上，早期屬陸內(nèi)裂谷性質(zhì)，逐漸擴(kuò)展成洋盆，基底為洋殼，磁條帶年齡為32.0～16.5 Ma，地質(zhì)時(shí)代為晚漸新世到早中新世[2]，在其東端，時(shí)代可能為早始新世。隨著新南海擴(kuò)張，南沙地塊開(kāi)始向南漂移，距離達(dá)數(shù)百千米；同時(shí)古南海萎縮，古南海南部邊緣由于前期伸展作用導(dǎo)致地殼和巖石圈厚度小、熱流值高、塑性大，在擠壓作用下地殼向下強(qiáng)烈彎曲，由早期的被動(dòng)大陸邊緣轉(zhuǎn)化成主動(dòng)大陸邊緣（見(jiàn)圖2）。

2.3 南?？焖俪两蹬c萎縮階段（晚中新世—第四紀(jì)）

中中新世末期至現(xiàn)今，新南海海底不再南北向擴(kuò)張，西、北邊緣處于快速熱沉降狀態(tài)。新南海東部由于菲律賓島弧仰沖，洋殼巖石圈向東俯沖，形成活動(dòng)邊緣。

受上述南海邊緣海構(gòu)造旋回控制，在南海南部大陸邊緣形成南、北兩個(gè)盆地帶，分別發(fā)育擠壓前陸盆地和裂陷盆地（見(jiàn)圖 1、圖 2），南盆地帶發(fā)育曾母盆地、文萊—沙巴盆地和巴拉望盆地；北盆地帶包括南薇西盆地、北康盆地、南沙海槽盆地和禮樂(lè)盆地。兩個(gè)盆地帶內(nèi)成盆、成烴、成藏等特征差異顯著（見(jiàn)圖3、表 1）。

圖3 南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶構(gòu)造演化和沉積充填特征

3 兩個(gè)盆地帶成盆特征

南、北盆地帶成盆差異性明顯，主要體現(xiàn)在盆地的構(gòu)造類(lèi)型、規(guī)模、地層與沉積環(huán)境上（見(jiàn)表1）。

3.1 南盆地帶構(gòu)造-沉積特征

南盆地帶早期處于被動(dòng)大陸邊緣，地殼巖石圈發(fā)生強(qiáng)烈減薄，剛性強(qiáng)度低[3]；晚期處于活動(dòng)大陸邊緣背景，受區(qū)域性擠壓，易于撓曲，所形成的盆地具有面積大、沉降深、可容納空間大的特點(diǎn)。同時(shí)，該帶內(nèi)盆地鄰近陸地，大規(guī)模河流發(fā)育，陸緣碎屑物供給充足，導(dǎo)致地層沉積巨厚，一般厚5～10 km，最大可達(dá)15 km，形成大型坳陷（見(jiàn)圖4）。此外，由于古南海自西向東關(guān)閉，南盆地帶各盆地碰撞時(shí)期存在差異性，總體具有西早東晚的趨勢(shì)。

表1 南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶油氣地質(zhì)要素對(duì)比表

圖4 南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶地質(zhì)剖面（剖面位置見(jiàn)圖1）

曾母盆地位于南沙地塊與婆羅洲地塊結(jié)合帶上，盆地屬于周緣前陸盆地。盆地基底主要由古新統(tǒng)—始新統(tǒng)變質(zhì)巖組成，漸新統(tǒng)—第四系發(fā)育齊全，最大沉積厚度超過(guò)15 000 m，物源主要來(lái)自于婆羅洲地塊[4]（見(jiàn)圖4）。該盆地晚始新世—早中新世為斷拗期，主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—濱淺海相，物源主要來(lái)自盆地西南側(cè)；中中新世—第四紀(jì)為拗陷期，主要發(fā)育河流—海岸平原—三角洲—碳酸鹽臺(tái)地—濱淺?！肷詈Ｏ?，物源主要來(lái)自盆地東南側(cè)，西南側(cè)的物源逐漸減少（見(jiàn)圖5）。

圖5 南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶及鄰區(qū)沉積相圖

文萊—沙巴盆地主體位于西北婆羅洲陸架上。盆地經(jīng)歷始新世—早中新世的俯沖增生期和中中新世—第四紀(jì)的快速沉降期。在俯沖增生階段，隨著古南海不斷向西北婆羅洲俯沖，早期發(fā)育的深水濁積物增生并不斷褶皺變形；快速沉降階段，形成典型的陸架—陸坡（見(jiàn)圖 4）。早中新世物源主要來(lái)自于東南方；快速沉降期的物源主要來(lái)自東南方向，三角洲—濱淺海沉積體系發(fā)育，且隨著物源供給不斷增多，海岸線及陸架邊緣線位置不斷向盆地推進(jìn)（見(jiàn)圖5）。

巴拉望盆地是逐漸從華南板塊邊緣裂離、漂移和重新定位后發(fā)育形成的[5]，其構(gòu)造演化可分為3個(gè)階段（見(jiàn)圖3）。①斷陷階段（晚白堊世—早漸新世）：構(gòu)造呈半地塹-半地壘結(jié)構(gòu)，受控于北東（NE）向展布的早期斷裂；②斷拗階段（晚漸新世—中中新世）：隨著新南海擴(kuò)張，盆地從古南海北部邊緣裂離，向南漂移，晚漸新世Nido灰?guī)r下部沉積時(shí)期為開(kāi)闊的淺?！肷詈－h(huán)境，生物礁發(fā)育，早中新世主要沉積為Nido灰?guī)r的上部和 Galoc組，為淺海沉積環(huán)境，生物礁持續(xù)發(fā)育，前者巖性為礁灰?guī)r、泥灰?guī)r，后者巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主；中中新世末，由于向南漂移的板塊和向西運(yùn)動(dòng)的菲律賓島弧體系碰撞，導(dǎo)致盆地變形、隆起抬升，接受粗碎屑沉積，整體沉積環(huán)境表現(xiàn)為開(kāi)闊淺海陸棚環(huán)境，巖性以中細(xì)砂巖為主。③拗陷階段（晚中新世—現(xiàn)今）表現(xiàn)為區(qū)域海侵，廣泛接受海相沉積，沉積環(huán)境為開(kāi)闊淺海陸棚—半深海，巖性主要為砂泥巖（見(jiàn)圖5）。

3.2 北盆地帶構(gòu)造-沉積特征

北盆地帶形成于南沙地塊內(nèi)部，新南海擴(kuò)張前期，北盆地帶與華南大陸相連，盆地發(fā)育一系列北東向地塹或半地塹，淺海相發(fā)育；同擴(kuò)張期，北盆地帶向南漂移，與華南大陸裂離，該階段盆地缺乏大型物源供給，沉積厚度較薄，碳酸鹽臺(tái)地開(kāi)始發(fā)育；擴(kuò)張后期，北盆地帶結(jié)束漂移，區(qū)域整體沉降，盆地沉積主要以填平補(bǔ)齊、席狀形式覆蓋全區(qū)，褶皺變形基本消失，大部分?jǐn)鄬油Ｖ够顒?dòng)，僅局部巖漿活動(dòng)活躍[3]。然而，由于新南海擴(kuò)張的非同期性，導(dǎo)致北盆地帶不同盆地構(gòu)造-沉積特征存在差異性。

南薇西盆地主體位于南沙地塊之上，其基底由前新生界變質(zhì)巖及中酸性—基性火成巖組成。盆地具有“三坳夾兩隆”的特征，分別為北部坳陷、北部隆起、中部坳陷、南部隆起和南部坳陷。盆地經(jīng)歷了斷拗期（漸新世—早中新世）、轉(zhuǎn)換期（中中新世）和拗陷期（晚中新世—第四紀(jì)）3期構(gòu)造演化。斷拗期盆地形成隆坳相間格局，物源主要來(lái)自西側(cè)和東南側(cè)的剝蝕區(qū)，發(fā)育三角洲—濱淺海沉積體系（見(jiàn)圖 5）；轉(zhuǎn)換期盆地處于碰撞和穩(wěn)定沉降的過(guò)渡階段，物源主要為盆地內(nèi)局部剝蝕區(qū)，主要發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地—濱淺海沉積體系；拗陷期萬(wàn)安—廷賈斷裂由右旋變?yōu)樽笮\(yùn)動(dòng)，區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)比較穩(wěn)定，盆地處于定型階段，除西部外，盆地整體為深水環(huán)境，發(fā)育半深海沉積體系[6-7]。

北康盆地形成于南沙地塊之上，基底為前新生界變質(zhì)巖與火成巖體。始新世—第四紀(jì)地層均有發(fā)育，最大沉積厚度可達(dá) 6 000 m。依據(jù)重磁及斷層發(fā)育特征，盆地可劃分為 3個(gè)隆起（中部隆起、東北隆起、東部隆起）、3個(gè)坳陷（西部坳陷、東北部坳陷、東南坳陷）[8-9]。盆地新生代經(jīng)歷了始新世—早中新世斷拗期、中中新世轉(zhuǎn)換期以及晚中新世—第四紀(jì)拗陷期 3期構(gòu)造演化；其中斷拗期物源主要來(lái)自盆地西北側(cè)與東側(cè)，主要發(fā)育三角洲—濱淺海相；轉(zhuǎn)換期除盆地周緣提供物源，擠壓作用形成的盆內(nèi)隆起也可提供物源，主要發(fā)育三角洲—碳酸鹽臺(tái)地—濱淺?！肷詈Ｏ啵晦窒萜谖镌粗饕獊?lái)自于盆地南側(cè)，主要發(fā)育海底扇—水道—深水披覆沉積等深水沉積體系（見(jiàn)圖5）。

南沙海槽盆地呈北東—南西（NE—SW）向展布[10]，構(gòu)造上不對(duì)稱(chēng)，東南側(cè)發(fā)育逆斷層、褶皺等變形，沉積地層較厚，西北側(cè)正斷層發(fā)育，沉積較薄。盆地經(jīng)歷裂陷（漸新世—早中新世）和裂后（中中新世—現(xiàn)今）兩期構(gòu)造演化階段[11]，由于資料缺乏，對(duì)裂陷期沉積特征目前爭(zhēng)議較大，而裂后期主要發(fā)育海相沉積。

禮樂(lè)盆地總體呈北東（NE）向延伸，新生代最大沉積厚度可達(dá)5 000 m。禮樂(lè)盆地整體上具北部坳陷、南部坳陷和中部隆起 3個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元[12]。盆地主要經(jīng)歷了古新世—始新世斷拗、早漸新世斷陷和晚漸新世—第四紀(jì)拗陷3期演化階段（見(jiàn)圖3）。前兩個(gè)構(gòu)造演化階段禮樂(lè)盆地均位于古南海北側(cè)華南大陸東南緣，主要發(fā)育三角洲—扇三角洲—水下扇—濱淺海沉積體系[13]。拗陷階段早期（晚漸新世—中中新世），盆地處于向南漂移的過(guò)程中，發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地—水下扇—濱淺?！肷詈３练e體系。晚中新世—現(xiàn)今，盆地整體處于區(qū)域沉降階段，主要發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地—水下扇—淺?！肷詈３练e體系，淺海相主體分布在盆地西側(cè)和南側(cè)，半深海相主要位于盆地東側(cè)中部，碳酸鹽臺(tái)地分布于盆地北側(cè)（見(jiàn)圖5）。

4 兩個(gè)盆地帶成烴特征

南、北盆地帶成烴差異性明顯，主要體現(xiàn)在南盆地帶油氣兼生、規(guī)模巨大；北盆地帶主要生氣，規(guī)模較?。ㄒ?jiàn)表1）。

4.1 南盆地帶成烴特征

南海南部大陸邊緣擠壓沖斷作用與三角洲沉積作用交互進(jìn)行。擠壓沖斷作用形成了由南向北推進(jìn)的沖斷褶皺帶；在靠近加里曼丹地塊和印支板塊邊緣地區(qū)，相鄰陸地上的河流注入南海陸架和陸坡區(qū)，形成多個(gè)大型三角洲（見(jiàn)圖5），為烴源巖的形成提供了非常雄厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。受大型三角洲控制，南盆地帶發(fā)育海陸過(guò)渡相煤系和海相兩種類(lèi)型烴源巖，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅱ—Ⅲ型為主，兩類(lèi)烴源巖生涇母質(zhì)主要來(lái)源于陸生植物，其形成與河流—三角洲和海岸平原等有利于陸生植物發(fā)育的環(huán)境密切相關(guān)。從近岸地區(qū)到遠(yuǎn)岸地區(qū)，隨著陸生植物供應(yīng)量減少，有機(jī)質(zhì)豐度減小、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型變差。南盆地帶內(nèi)曾母盆地北部地溫梯度較高、曾母盆地東部及文萊—沙巴盆地地溫梯度較低[14]，受地溫場(chǎng)影響，烴源巖在近岸一側(cè)以生油為主，遠(yuǎn)岸一側(cè)以生氣為主。

曾母盆地主力烴源巖為漸新統(tǒng)和下中新統(tǒng)三角洲平原煤系烴源巖和海相烴源巖，次要烴源巖為中中新統(tǒng)海相烴源巖，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ—Ⅲ型。在近岸帶，煤系烴源巖有機(jī)碳含量大于6%，氫指數(shù)為388～406 mg/g，熱解烴含量（S2）為 8.03～291.00 mg/g，具有較大的生烴潛力；而遠(yuǎn)岸帶有機(jī)碳含量降低，普遍小于1%，氫指數(shù)值為164～300 mg/g，具有中等生烴潛力。海相烴源巖有機(jī)碳含量為0.3%～5.5%，平均為1.4%，熱解烴含量普遍小于10 mg/g，絕大多數(shù)樣品的熱解烴含量小于2 mg/g，主要屬于中等—好烴源巖。受盆地古構(gòu)造、古環(huán)境等多因素影響，不同部位烴源巖分布和生烴能力具有差異性，北部的康西坳陷和南部的東巴林堅(jiān)坳陷為盆地最有利的源巖發(fā)育區(qū)[15-17]。同時(shí)，受盆地地溫場(chǎng)“南低北高”的影響，康西坳陷上漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)海陸過(guò)渡相含煤頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)大多數(shù)已達(dá)成熟—過(guò)成熟階段，以生氣為主，而東巴林堅(jiān)坳陷有機(jī)質(zhì)處于成熟—高成熟階段，以生油為主。

鉆井揭示文萊—沙巴盆地發(fā)育中中新統(tǒng)、上中新統(tǒng)和上新統(tǒng) 3套烴源巖，上中新統(tǒng)烴源巖是主力烴源巖。烴源巖主要是煤系烴源巖和海相烴源巖，巖性主要為煤、炭質(zhì)泥巖和泥巖，泥巖TOC值主要為0.4%～6.0%，S2值主要為0.1～10.0 mg/g，炭質(zhì)泥巖TOC值主要為 6%～10%和 20%～40%，S2值主要為 10～100 mg/g，煤的樣品點(diǎn)相對(duì)較少，TOC值主要分布為50%～60%，S2值大于 100 mg/g，為中等—好烴源巖[18-19]。由于文萊—沙巴盆地地層時(shí)代新、埋藏淺，且盆地地溫梯度低，主體為16～36 ℃/km，烴源巖主要處于成熟—高成熟階段，以生油為主。

大量研究表明巴拉望盆地發(fā)育始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)和中新統(tǒng) 3套烴源巖，其中始新統(tǒng)烴源巖為中等—好烴源巖，形成于古南海北部大陸邊緣的斷陷中，有機(jī)碳含量大多數(shù)為1.0%～3.0%，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅱ2型，少數(shù)為Ⅲ型，處于未成熟—成熟階段。漸新統(tǒng)烴源巖為中等烴源巖，其中下漸新統(tǒng)有機(jī)碳含量為 0.5%～1.0%，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ—Ⅲ型，處于未成熟—成熟階段，上漸新統(tǒng)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅲ型為主，處于未成熟—成熟階段。中新統(tǒng)烴源巖較差，多數(shù)為非烴源巖或差烴源巖，少數(shù)屬于中等烴源巖，有機(jī)碳含量主體小于0.5%，極少數(shù)為0.5%～1.0%，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要屬于Ⅲ型，少數(shù)屬于Ⅱ2型，處于未成熟—成熟階段。

4.2 北盆地帶成烴特征

受新南海擴(kuò)張影響，北盆地帶從南海北部陸緣漂移到現(xiàn)今位置，導(dǎo)致盆地在主成盆期（始新世—漸新世）缺乏陸源碎屑物供給，大型三角洲不發(fā)育（見(jiàn)圖5），缺少煤系烴源巖。同時(shí)，受盆地沉積充填演化控制，北盆地帶主要發(fā)育海相烴源巖，且主力烴源巖較老，以始新統(tǒng)為主。此外，該帶靠近南海洋殼，受巖石圈拉張引起地幔物質(zhì)上涌的影響，該帶內(nèi)盆地地溫梯度較高、地溫場(chǎng)具有中等偏高的特點(diǎn)，烴源巖均處于成熟—過(guò)成熟階段，以生氣為主。

南薇西盆地主要發(fā)育漸新統(tǒng)和中新統(tǒng)2套主力海相烴源巖。漸新世，盆地主體處于濱淺海沉積環(huán)境，中部坳陷和南部坳陷內(nèi)泥巖發(fā)育，是烴源巖發(fā)育的有利地區(qū)，泥巖厚度一般為200～1 000 m，最厚達(dá)1 600 m。有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ—Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)豐度為 0.35%～1.50%，為較好的烴源巖。中新世繼承早期沉積環(huán)境，中部坳陷和南部坳陷沉積物較細(xì)，仍是烴源巖主力發(fā)育區(qū)，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ—Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)豐度為0.35%～1.20%。盆地大地?zé)崃髦递^高，一般40～70 mW/m2，有助于有機(jī)質(zhì)成熟生烴，目前烴源巖多處于成熟—過(guò)成熟階段，以生氣為主。

北康盆地發(fā)育始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)和下中新統(tǒng) 3套烴源巖，始新統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ—Ⅲ型，TOC值主體小于1.0%，S1+S2值小于1.0 mg/g，氫指數(shù)小于100 mg/g，烴源巖為一般—中等烴源巖。漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)發(fā)育海相烴源巖，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型為Ⅱ—Ⅲ型，漸新統(tǒng)海相烴源巖TOC值可達(dá)40%～60%，泥巖為1%～2%，S1+S2值小于100 mg/g，氫指數(shù)為100～200 mg/g；下中新統(tǒng)海相烴源巖TOC值可達(dá)40%～70%，泥巖可達(dá)0.5%～2.0%，S1+S2值小于10 mg/g，氫指數(shù)為50～150 mg/g，烴源巖為好—極好烴源巖。北康盆地?zé)N源巖多處于成熟—過(guò)成熟階段，以生氣為主。

禮樂(lè)盆地發(fā)育白堊系、古新統(tǒng)、始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)4套烴源巖，其中始新統(tǒng)是盆地主力烴源巖，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅲ型為主，少數(shù)為Ⅱ2型，TOC值為 0.14%～3.53%[20-22]。盆地各時(shí)代烴源巖樣品中甾烷主要呈“V”字型分布，反映有機(jī)質(zhì)為陸生高等植物和水生藻類(lèi)混合來(lái)源。同時(shí)，禮樂(lè)盆地部分烴源巖樣品中可見(jiàn)藻類(lèi)來(lái)源的 C30-4-甲基甾烷，說(shuō)明水生藻類(lèi)對(duì)烴源巖有貢獻(xiàn)[23]。盆地新生代經(jīng)歷2期加熱過(guò)程：第1期加熱過(guò)程由拉張裂陷作用開(kāi)始（距今 65 Ma）至始新世晚期（距今39 Ma），這一加熱過(guò)程在盆地表現(xiàn)為熱流值緩慢升高，熱流值由 54 mW/m2升高到 55.4～66.8 mW/m2；第2期加熱過(guò)程由始新世晚期（距今39 Ma）至漸新世早期（距今30 Ma），這一加熱過(guò)程表現(xiàn)為盆地基底熱流快速升高特征，熱流值升高至 60.3～71.5 mW/m2。這一特殊的熱演化過(guò)程導(dǎo)致盆地白堊系、古新統(tǒng)、始新統(tǒng)烴源巖均處于成熟—過(guò)成熟階段；而漸新統(tǒng)烴源巖基本未成熟，局部低成熟。

5 兩個(gè)盆地帶成藏特征

南、北盆地帶成藏差異性明顯，南盆地帶成藏組合主要在中新統(tǒng)—上新統(tǒng)，以構(gòu)造或生物礁油氣藏為主，油氣成排成帶分布；北盆地帶以始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)成藏組合為主，主要是斷塊油氣藏（見(jiàn)表1）。

5.1 南盆地帶成藏特征

邊緣海構(gòu)造旋回控制南盆地帶儲(chǔ)集層和蓋層的發(fā)育、圈閉的形成及油氣運(yùn)移，進(jìn)而對(duì)油氣聚集成藏起著重要控制作用。南盆地帶儲(chǔ)集層位于下中新統(tǒng)—上新統(tǒng)，區(qū)域蓋層位于主力上新統(tǒng)—第四系，發(fā)育“下生上儲(chǔ)”及“自生自?xún)?chǔ)”成藏組合類(lèi)型（見(jiàn)圖3、圖6）。同時(shí)，南盆地帶受構(gòu)造擠壓作用影響，構(gòu)造圈閉發(fā)育，斷塊、斷鼻、斷背斜是重要的儲(chǔ)油氣圈閉，還有生物礁地層圈閉。

曾母盆地發(fā)育砂巖和碳酸鹽巖兩類(lèi)儲(chǔ)集層，時(shí)代上砂巖儲(chǔ)集層主要發(fā)育于漸新世—中中新世，碳酸鹽巖儲(chǔ)集層主要發(fā)育于中—晚中新世[24-25]；空間上砂巖儲(chǔ)集層受河流—三角洲體系控制主要分布于南部隆起和東巴林堅(jiān)坳陷內(nèi)，碳酸鹽巖儲(chǔ)集層受濱淺海相控制分布于西部斜坡和南康臺(tái)地，形成“南砂北礁”的分布格局。上中新統(tǒng)—第四系的厚層海相泥巖形成良好區(qū)域蓋層，漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)泥巖夾層可作為局部蓋層。垂向上，烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層匹配良好，表現(xiàn)多旋回韻律性沉積特征，形成 4套生儲(chǔ)蓋組合（見(jiàn)圖3）。曾母盆地生物礁圈閉非常發(fā)育。盆地北部斷裂發(fā)育，形成“下生上儲(chǔ)”油氣藏；盆地南部晚期構(gòu)造活動(dòng)較弱，斷裂大部分終止于下中新統(tǒng)，以漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)“自生自?xún)?chǔ)”油氣藏為主。

文萊—沙巴盆地中中新統(tǒng)—上新統(tǒng)三角洲砂巖是主力儲(chǔ)集層，包括冠軍三角洲（Champion Delta）和巴蘭三角洲（Baram Delta）。由于大套三角洲砂體與烴源巖互層，主要發(fā)育“自生自?xún)?chǔ)”成藏組合類(lèi)型，且隨著時(shí)代的變新，成藏組合具有由北向南逐漸變新的趨勢(shì)（見(jiàn)圖 3、圖 6）。依據(jù)主力產(chǎn)層，盆地發(fā)育的“自生自?xún)?chǔ)”成藏組合可劃分為兩套，其中產(chǎn)層以中中新統(tǒng)儲(chǔ)集層為主的油氣田主要分布在盆地中北部沙巴坳陷內(nèi)，分布明顯受冠軍三角洲控制，形成“自生自?xún)?chǔ)”式油氣藏。產(chǎn)層以上中新統(tǒng)儲(chǔ)集層為主的油氣田主要分布在盆地中南部的巴蘭三角洲坳陷內(nèi)，形成“自生自?xún)?chǔ)”式油氣藏。

巴拉望盆地發(fā)育 3套烴源巖，儲(chǔ)集層主要為上漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)Nido灰?guī)r。上中新統(tǒng)—第四系的厚層海相泥巖形成良好區(qū)域蓋層。垂向上，烴源巖、儲(chǔ)集層、蓋層匹配良好，表現(xiàn)多旋回特征，形成 4套生儲(chǔ)蓋組合（見(jiàn)圖 3、圖 6）。主要發(fā)育生物礁地層圈閉、裂縫性碳酸鹽巖巖性圈閉及深水濁積砂巖形成的巖性圈閉。油氣通過(guò)斷層及邊緣相砂體向側(cè)上方運(yùn)移，進(jìn)入受古地形控制的礁灰?guī)r儲(chǔ)集層或受擠壓形成的裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)集層內(nèi)成藏；平面上油氣運(yùn)移受構(gòu)造脊控制，油氣藏沿構(gòu)造脊分布較明顯。

5.2 北盆地帶成藏特征

北盆地帶多以“自生自?xún)?chǔ)”成藏組合為主（見(jiàn)圖3）。新南海擴(kuò)張以前北盆地帶內(nèi)碎屑巖儲(chǔ)集層發(fā)育，同擴(kuò)張期和擴(kuò)張后期以碳酸鹽巖儲(chǔ)集層為主，區(qū)域海相泥巖蓋層形成于漂移期和漂移后。主要發(fā)育構(gòu)造圈閉和生物礁地層圈閉，其中構(gòu)造圈閉是伸展背景下形成的斷背斜、斷鼻、斷塊，主要發(fā)育在坳陷內(nèi)，而生物礁地層圈閉主要發(fā)育在構(gòu)造高部位。

南薇西盆地與北康盆地具有相似的成藏特征，發(fā)育始新統(tǒng)—下中新統(tǒng)碎屑巖、中新統(tǒng)碳酸鹽巖以及上中新統(tǒng)深水重力流砂巖 3類(lèi)主要儲(chǔ)集層以及始新統(tǒng)—下中新統(tǒng)局部蓋層和上新統(tǒng)—第四系區(qū)域性蓋層，垂向上形成了3套良好的生儲(chǔ)蓋組合（見(jiàn)圖3），圈閉類(lèi)型均以斷塊圈閉和生物礁地層圈閉為主，持續(xù)活動(dòng)的斷裂是盆地油氣運(yùn)移的主要通道，中中新世是油氣大規(guī)模運(yùn)移聚集成藏的關(guān)鍵時(shí)期。

禮樂(lè)盆地儲(chǔ)集層主要為始新統(tǒng)濱淺海相砂巖和下漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)碳酸鹽巖；中始新統(tǒng)—中中新統(tǒng)層間泥巖及上中新統(tǒng)—第四系海相泥巖分別作為局部和區(qū)域蓋層，垂向上形成3套有利的儲(chǔ)蓋組合（見(jiàn)圖3）。圈閉類(lèi)型以斷塊圈閉和生物礁地層圈閉為主；斷裂是盆地油氣垂向運(yùn)移的主要通道，中新世以前盆內(nèi)斷裂活動(dòng)較為強(qiáng)烈，中新世以后活動(dòng)減弱，晚中新世受菲律賓板塊碰撞的影響再次活化，并且溝通了烴源巖和淺部?jī)?chǔ)集層。

6 南海南部大陸邊緣油氣勘探新領(lǐng)域

6.1 南盆地帶勘探新領(lǐng)域

曾母盆地康西坳陷北部深水區(qū)為下一步勘探新領(lǐng)域，與南海北部盆地深水區(qū)類(lèi)似[26-27]、以找氣為主，其依據(jù)主要有以下幾點(diǎn)：①康西坳陷是一個(gè)繼承性深大坳陷，盆地的沉積-沉降中心基本位于康西坳陷內(nèi)，新生代地層最大埋深達(dá)15 000 m；②康西坳陷是一個(gè)已證實(shí)的富烴凹陷，盆地模擬表明康西坳陷油氣剩余資源量大；③深水區(qū)內(nèi)具有構(gòu)造發(fā)育背景，發(fā)育大量三角洲重力滑脫形成的擠壓褶皺，隆起之上碳酸鹽臺(tái)地發(fā)育。

文萊—沙巴盆地深水區(qū)為勘探新領(lǐng)域。首先，深水區(qū)發(fā)育大型逆沖推覆構(gòu)造，上盤(pán)發(fā)育大量構(gòu)造圈閉。同時(shí)，逆沖構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)，在相對(duì)海平面下降期間，在盆地內(nèi)堆積大量高能富砂型濁積扇。此外，由于逆沖斷層活動(dòng)，極大地改善了油氣運(yùn)聚條件，利于油氣聚集成藏。

6.2 北盆地帶勘探新領(lǐng)域

北盆地帶勘探程度低，處于勘探初級(jí)階段。然而，考慮到北盆地帶的構(gòu)造演化與其他大陸邊緣盆地有一定的可比性[28]，而且諸沉積盆地具備有利的生儲(chǔ)蓋組合及時(shí)間匹配，勘探前景樂(lè)觀。

南薇西盆地中部坳陷具有良好勘探前景。該區(qū)地層厚度大、具有中—高地溫場(chǎng)，有利于烴類(lèi)轉(zhuǎn)化。同時(shí)，還發(fā)育大型背斜構(gòu)造，具有溝通油源的斷裂，是油氣聚集的有利場(chǎng)所。此外，該區(qū)蓋層厚、缺少火山活動(dòng)，保存條件好。

北康盆地西部坳陷為有利的勘探新領(lǐng)域，其具備多個(gè)有利條件：①該區(qū)東部發(fā)育大型三角洲，可以提供充足的有機(jī)質(zhì)，烴源巖發(fā)育；②該區(qū)與曾母盆地康西坳陷相連，熱演化程度高，為成熟烴源巖發(fā)育區(qū)，Ro值均處于0.7%以上，最高達(dá)到2.0%；③北康盆地油氣發(fā)現(xiàn)主要在漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)，有利區(qū)發(fā)育的漸新統(tǒng)三角洲砂體和下中新統(tǒng)碳酸鹽巖可作為良好儲(chǔ)集層；④上中新統(tǒng)—第四系的半深?！詈Ｄ鄮r可作為區(qū)域蓋層；⑤該區(qū)背斜構(gòu)造圈閉發(fā)育，形態(tài)良好，且下部斷層溝通源巖，上部半深?！詈Ｄ鄮r提供蓋層。

禮樂(lè)盆地北部坳陷是盆地有利勘探區(qū)域。首先，該坳陷面積較大，新生代地層厚度較大。同時(shí)，坳陷內(nèi)大中型三角洲發(fā)育，可提供充足有機(jī)質(zhì)，為優(yōu)質(zhì)烴源巖形成奠定基礎(chǔ)，發(fā)育古新統(tǒng)和始新統(tǒng)多套烴源巖；盆地模擬結(jié)果也揭示三角洲發(fā)育部位烴源巖都已進(jìn)入了成熟階段，生烴強(qiáng)度大。此外，坳陷內(nèi)發(fā)育大量斷背斜、斷塊和斷鼻構(gòu)造，為油氣的主要聚集區(qū)，而后期區(qū)域沉降階段發(fā)育的淺?！肷詈Ｄ鄮r形成了重要的區(qū)域蓋層，保存條件良好。

7 結(jié)論

南海經(jīng)歷古南海裂開(kāi)—萎縮和新南海裂開(kāi)—萎縮兩個(gè)威爾遜板塊構(gòu)造旋回、3個(gè)構(gòu)造演化階段。古南海和新南海構(gòu)造旋回控制了南海南部的區(qū)域構(gòu)造格局，形成南、北兩個(gè)盆地帶，并控制了各盆地帶成盆、成烴、成藏條件及其資源潛力。

南盆地帶包括曾母盆地、文萊—沙巴盆地和巴拉望盆地，古新世—早漸新世為古南海南部被動(dòng)大陸邊緣，晚漸新世以來(lái)為活動(dòng)大陸邊緣，盆地發(fā)育多個(gè)大型坳陷，以三角洲沉積為主，烴源巖以中新統(tǒng)煤系烴源巖為主，熱演化程度不均，油氣兼生，擠壓褶皺構(gòu)造帶和生物礁是主要有利區(qū)帶。北盆地帶包括南薇西盆地、北康盆地、南沙海槽盆地、禮樂(lè)盆地，古新世—早漸新世主體屬于古南海北部大陸邊緣盆地，漸新世—早中新世屬漂移盆地，晚中新世以來(lái)與古南海南部大陸邊緣俯沖對(duì)接形成坳陷接受沉積，盆地規(guī)模中等，以凹凸結(jié)構(gòu)為主，烴源巖以始新統(tǒng)—中新統(tǒng)為主，熱演化程度高，以生氣為主，油氣藏類(lèi)型以生物礁油氣藏和斷塊油氣藏為主。

目前南盆地帶勘探程度高，儲(chǔ)量規(guī)模巨大，以曾母盆地、文萊—沙巴盆地為代表，有利勘探新領(lǐng)域主要包括深水區(qū)、淺水區(qū)的中淺層巖性-地層圈閉以及中深層構(gòu)造圈閉；北盆地帶勘探程度低，以北康盆地和禮樂(lè)盆地為代表，天然氣勘探新領(lǐng)域以古近系構(gòu)造圈閉為主。南海南部大陸邊緣盆地尚有很大勘探潛力，九段線內(nèi)是中國(guó)油氣勘探開(kāi)發(fā)的重要領(lǐng)域；其中，南盆地帶應(yīng)油氣兼探，北盆地帶以找氣為主。

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Petroleum geological characteristics of two basin belts in southern continental margin in South China Sea

ZHANG Gongcheng, TANG Wu, XIE Xiaojun, ZHAO Zhigang, ZHAO Zhao
(CNOOC Research Institute,Beijing100028,China)

Based on the seismic, drilling, cores and outcrops data, the formation of basins, source rocks and hydrocarbon accumulations in the southern South China Sea (SSCS) were systematically analyzed to reveal the petroleum geological features of continental margin basins and summarize the distribution rule of oil and gas in the SSCS. The results show that the South China Sea (SCS) has experienced three tectonic stages, namely, the formation and development of pro-SCS, the subduction of pro-SCS and development of neo-SCS, the rapid subsidence and shrinking of SCS. The tectonic evolution of pro-SCS and neo-SCS controlled the regional tectonic pattern of continental margin in the SSCS, forming southern and northern basin belts, and also dominated the formation of basins, source rocks and hydrocarbon accumulation characteristics. The source rocks were mainly Miocene coal source rocks in the southern basin belt, with different thermal evolution degree, and the near-shore source rock was chiefly oil-generating while the off-shore source rock was mainly gas-generating. Compressive folding structural belts and reefs were the favorable belts. Within the northern basin belt, the source rocks were gas-prone and dominated by the Eocene to Oligocene, with high thermal evolution degree. Reefs and faulted blocks were the major accumulation areas. Our study demonstrates that the continental marginal basins of SSCS still have great exploration potential and is an important strategic area of oil and gas exploration and development. The southern basin belt focuses on oil and gas exploration and the northern basin belt focuses on gas exploration.

pro-South China Sea; neo-South China Sea; tectonic evolution; tectonic cycle; continental margin; sedimentary facies;basin formation; hydrocarbon accumulation

國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“南海深海地質(zhì)演變對(duì)油氣資源的控制作用”（91528303）；國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)（2016ZX05026，2011ZX05025，2008ZX05025）；國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（973）項(xiàng)目（2009CB219400）

TE121.1

A

1000-0747(2017)06-0849-11

10.11698/PED.2017.06.02

張功成, 唐武, 謝曉軍, 等. 南海南部大陸邊緣兩個(gè)盆地帶油氣地質(zhì)特征[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā), 2017, 44(6):849-859.

ZHANG Gongcheng, TANG Wu, XIE Xiaojun, et al. Petroleum geological characteristics of two basin belts in southern continental margin in South China Sea[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(6): 849-859.

張功成（1966-），男，陜西西安人，博士，中海油研究總院教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事海洋油氣地質(zhì)綜合研究。地址：北京市朝陽(yáng)區(qū)太陽(yáng)宮南街 6號(hào)，中海油大廈 A座 1106室, 郵政編碼：100028。E-mail：zhanggch@cnooc.com.cn

2017-04-20

2017-08-03

（編輯 張朝軍）