珠江口盆地陆丰13 东洼新生代构造演化与油气成藏特征

贺 勇，邱欣卫，雷永昌，谢世文，肖张波，李 敏

（中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳 518054）

0 引言

构造演化对地层的沉积［1］、烃源岩及储层展布［2］、圈闭形成、油气运移及成藏都具有重要的意义［3-6］，对构造演化的分析是含油气盆地分析的重要内容［7-8］，是认识盆地发展演化及油气成藏与分布规律的基础［9-11］。对于南海北部和珠江口盆地新生代构造演化，众多学者做了大量研究，提出了多种观点［12-14］。由于珠江口盆地地理位置的特殊性及构造背景的复杂性，加上不同学者使用资料及运用理论的差异性，致使他们对南海北部新生代构造演化阶段的划分既有一定的相似性，也存在较大的差异，目前还没有形成统一认识。对于南海北部新生代构造演化，谢锦龙等［12］、张功成［13］主张划分为3 个阶段，但他们对3 个构造演化阶段的命名以及对每个阶段对应的时间跨度的认识并不一致，如谢锦龙等将南海北部新生代构造演化划分为古新世—中始新世的断陷阶段、渐新世—早中新世的扩展阶段、中中新世以来的区域沉降阶段；而张功成将南海北部陆坡深水区新生代划分为始新世—渐新世的裂谷期、中新世早中期的热沉降期和晚中新世以来的新构造期。解习农等［14］则将南海北部新生代珠江口盆地形成演化划分为4 个阶段，包括古新世—始新世末的初始裂陷阶段、始新世末—渐新世中期的强烈裂陷阶段、渐新世晚期—中新世的缓慢沉降阶段和上新世以来的快速沉降阶段。

陆丰地区新生代构造演化有其自身特点，柳广弟等［15］认为陆丰凹陷经历了古近纪文昌组沉积期和恩平组沉积期2 幕裂陷活动，形成了文昌组和恩平组辫状河三角洲-湖泊为主的沉积体系；汪旭东等［16］将陆丰13 洼中央背斜带的形成演化过程划分为块断抬斜阶段、雏形阶段、强化阶段和定型阶段等4 个阶段；葛家旺等［17］认为陆丰凹陷始新世发育两幕裂陷（Ⅰ幕和Ⅱ幕），区域构造应力场方向偏转可能诱导了主干断层的差异活动，致使裂陷中心从南向北发生迁移；高阳东等［18］将陆丰地区恩平组内部T72界面定义为构造沉积转换面，在恩平组裂陷幕开始发生构造-沉积转换。虽然部分学者对陆丰地区新生代以来构造演化做了一定的研究［15-18］，但对构造演化阶段划分还不够系统；对陆丰地区构造演化与圈闭形成方面的研究也较为薄弱，不利于该地区勘探工作的推进。因此，综合运用高精度三维地震、钻井等资料，并利用平衡剖面技术，对珠江口盆地陆丰凹陷陆丰13 东洼构造演化进行较为系统分析，并探讨构造演化对本地区圈闭形成与成藏的影响，以期对陆丰地区未来的油气勘探有一定的启示意义。

1 地质概况

陆丰凹陷为珠江口盆地东北部一个以新生代沉积为主的凹陷，面积约为7 760 km2，是油气勘探的重点区域。陆丰13 东洼位于陆丰凹陷南部地区，被惠陆低凸起、陆丰中低凸起、陆丰东低凸起、陆丰13 西洼与陆丰15 洼所围限（图1），为已经证实的富烃洼陷。在珠江口盆地大的构造背景下，陆丰13东洼新生代经历了多期次构造活动，包括珠琼运动一幕、珠琼运动二幕、南海运动、白云运动和东沙运动等［19-20］。研究区自下而上分别沉积了古近系文昌组、恩平组、珠海组，新近系珠江组、韩江组、粤海组、万山组及第四系等地层，沉积环境也逐渐从陆相过渡为海相［21-23］。其中古近系为陆相、海陆过渡相沉积，受断层活动影响较大，烃源岩和储层较为发育；新近系则为海相沉积，具有区域性连续分布特征，受断层活动影响小［11］，发育厚层的区域泥岩盖层（图2）。

图1 珠江口盆地陆丰13 东洼区域位置Fig.1 Regional location of eastern Lufeng 13 subsag in Pearl River Mouth Basin

图2 珠江口盆地陆丰13 东洼新生代岩性地层综合柱状图Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of Cenozoic in eastern Lufeng 13 subsag，Pearl River Mouth Basin

2 构造演化特征

2.1 洼陷结构特征

陆丰13 东洼是在前古近系基底之上经由断陷作用、坳陷作用等形成，多期次的构造运动控制了陆丰13 东洼的断裂活动与展布、地层的沉积与剥蚀。通过对陆丰地区地震资料的解释，识别出Tg，T84，T83，T80，T72，T70，T60，T50，T40，T32和T30等区域性地震界面（图3），它们是各地质历史时期构造运动留下的最直接、最重要的证据。

图3 珠江口盆地陆丰13 东洼结构特征（剖面位置见图1）Fig.3 Structural characteristics of eastern Lufeng 13 subsag in Pearl River Mouth Basin

陆丰13 东洼为复杂的“北断南超”箕状洼陷，控洼断裂（F1）形态主要为铲式，具有上陡下缓的结构特征。根据陆丰13 东洼发育断裂的剖面及平面特征，可将其划分为早期活动断裂、晚期活动断裂及长期活动断裂。早期活动断裂主要发育于古近系，分布范围广，在洼陷北部、中部及南部地区均较为发育，这类断裂在恩平组或珠海组沉积后就基本停止活动；晚期活动断裂主要分布在新近系，在洼陷北部和南部均有所发育，洼陷中部地区不发育，同时晚期活动断裂数量较早期活动断裂大大减少，说明晚期构造活动在逐渐减弱；长期活动断裂在各构造活动时期均有所活动，主要分布于洼陷的南部和北部，中部地区不发育。在多期次构造运动叠加作用下，陆丰13 东洼地震剖面上断裂组合样式具有复杂性与多样性，包括“Y”字形、“人”字形、“入”字形、“X”字形等，其中“Y”字形与“人”字形断裂组合样式主要分布于洼陷西部地区，“入”字形和“X”字形断裂组合样式则主要分布于洼陷中部及东部地区。平面上，受不同时期区域构造应力变化的影响，断裂的数量及展布方向也发生相应变化，主要表现为古近纪文昌期、恩平期构造活动强烈，断裂极为发育，整个陆丰13 东洼均有分布，多发育NE 向、近EW 向断裂，见少量NW 向断裂；而到了新近纪，陆丰13 东洼构造活动相较于古近纪大为减弱，断裂在洼陷中部地区基本不发育，仅分布于洼陷周缘，且以NW 向断裂为主。

2.2 构造演化特征

结合珠江口盆地新生代区域构造演化背景，根据陆丰13 东洼沉积充填特征、地震剖面特征、洼陷结构特征及平衡剖面恢复结果（图4），可将陆丰13东洼新生代构造演化大致划分为3 个阶段：①早—中始新世断陷阶段；②晚始新世断坳转换阶段；③渐新世—第四纪区域热沉降坳陷阶段。

（1）早—中始新世断陷阶段

早—中始新世，在珠琼运动Ⅰ幕构造活动作用下，软流圈流动及上涌使地壳减薄，珠江口盆地发生强烈地断陷裂谷活动［24-25］，在这样的构造背景下，陆丰13 东洼受NW—SE 向拉张应力影响，产生一系列NE 向、近EW 向断裂（图1），沉积了厚层的文昌组。进入断陷阶段，根据断陷活动的强弱可进一步划分为断陷初始期、断陷高峰期、断陷萎缩期，为一个完整的断陷旋回。①断陷初始期（图4a）：陆丰13 东洼控洼断裂F1 开始活动，南部同时出现小断层（F2），洼陷北断南超格局开始出现。该时期主要沉积了文五段等早期地层，在北部陡坡一侧，受控洼断裂影响及陆丰中低凸起供源，主要发育近源的扇三角洲沉积；而南部缓坡与东部斜坡分别受惠陆低凸起和陆丰东低凸起物源影响，主要发育大型辫状河三角洲沉积；西部则受火山活动影响较大，发育火山碎屑岩［26］。整体而言，该时期沉积物含砂率较高，沉积物粒度相对较大，物性较好，储集层较为发育。②断陷高峰期（图4b）：随着断陷裂谷作用的加剧，洼陷中部及南部地区的岩浆底辟作用开始出现；到文四段沉积时期断陷作用达到最强，湖盆水体快速加深，浮游生物繁盛，在湖盆中央沉积了大套厚层富含有机质的文四段泥岩，为半深湖—深湖相。钻井揭示该套泥岩有机质类型好，主要为Ⅰ—Ⅱ1型，总有机碳质量分数（TOC）为1.5%～3.7%，为中等—好的烃源岩，镜质体反射率Ro为0.6%～0.8%，均指示已成熟，是陆丰13 东洼最主要的烃源岩［27］。③断陷萎缩期（图4c）：上文昌组沉积期，陆丰13 东洼的断陷作用开始由强减弱，进入了断陷萎缩期，沉积物具有下细上粗的反旋回结构特征，含砂率也逐渐变高，烃源岩与储层均有所发育［28］。该时期在持续的拉张及岩浆底辟活动作用下，控洼断裂F1、南部早期断裂F2 继续活动，并产生了一系列新的断裂（F3，F4）。同时，南部惠陆低凸起与东部陆丰东低凸起不断隆升，地层掀斜作用增强，陆丰13 东洼北厚南薄的箕状洼陷结构基本形成。

图4 珠江口盆地陆丰13 东洼构造平衡剖面（EE'剖面）Fig.4 Structural balanced profile of eastern Lufeng 13 subsag in Pearl River Mouth Basin

（2）晚始新世断坳转换阶段

文昌组沉积末期，在珠琼运动Ⅱ幕构造活动作用下，珠江口盆地发生强烈隆升，很多地区遭受风化剥蚀，同时伴有断裂活动与岩浆喷发，形成大的区域不整合面T80［22，29］，陆丰13 东洼部分地震剖面T80界面之下可见明显的削截特征（图3）。到晚始新世，陆丰13 东洼进入了断坳转换阶段，主要有以下两方面特点：①北部控洼断裂F1 在下恩平组沉积时期对沉积仍有较强的控制作用，地层整体表现为北厚南薄的特征（图4d），而到上恩平组沉积时期F1 断层对沉积的控制作用大大减弱，几乎不再控制上恩平组沉积，上恩平组整体呈等厚的特征（图4e）；②在断陷作用减弱的同时，热沉降作用增加。下恩平组沉积时期大部分沉积地层仅局限分布于洼陷内部，而到上恩平组沉积时期，由于断陷作用减弱，热沉降作用增强，陆丰13 东洼水体开始漫过洼陷周边的低凸起，沉积的上恩平组也逐渐超覆或披覆在低凸起之上。陆丰13 东洼在断坳转换期主要发育大型浅水辫状河三角洲和滨浅湖沉积，富砂，储层较发育，且砂岩结构成熟度和成分成熟度都较高，储层物性较好。

（3）渐新世—第四纪区域热沉降坳陷阶段

渐新世以来，软流圈流动及上涌活动减弱，在深部地幔供热减少和浅部壳幔热能散失的共同作用下，壳幔开始冷却，发生区域性热沉降，断层对沉积的控制作用消失［11］，陆丰13 东洼进入区域热沉降坳陷阶段。平衡剖面揭示，珠海组沉积时期陆丰13东洼构造活动大大减弱，大部分断裂停止活动，F1断裂也不再控制沉积，只有洼陷中部部分断裂继续活动（图4f）；韩江组沉积时期及之后，陆丰13 东洼地区构造活动又开始相对活跃起来，在产生新断层的同时，部分早期老断层（F1，F2）也被激活（图4g），平面上主要呈NW 走向，部分为NE 走向（图1）。该时期陆丰13 东洼主要沉积了珠海组—第四系海陆过渡相及海相地层，广泛分布的厚层海相泥岩是本地区优质的区域盖层。

3 构造演化与圈闭形成

陆丰13 东洼各类型圈闭的形成与该地区的构造演化及构造活动密切相关。在断陷阶段及断坳转换阶段的早期，洼陷拉张作用强烈，并伴有岩浆底辟作用和地层掀斜作用；沉积区域主要集中在洼陷区，主要发育与断层活动关系密切的断块圈闭、断鼻圈闭、断背斜圈闭、构造-地层圈闭和构造-岩性圈闭；此阶段形成的圈闭种类和数量都最多，并且邻近烃源岩，成藏条件优越。到断坳转换阶段晚期及区域热沉降坳陷阶段，湖盆水体开始漫过周边低凸起，地层逐渐超覆或披覆在低凸起之上，此时构造-地层圈闭（超覆）、披覆背斜圈闭较为发育。同时，由于受晚期构造活化作用的影响，也发育断鼻圈闭与断背斜圈闭。此阶段的圈闭主要分布于低凸起或洼陷的远端，距离优质烃源岩相对较远，有利的油气运移路径是此类圈闭成藏的关键。

受多期次构造活动的影响，在拉张作用、岩浆底辟作用、掀斜作用、重力作用、沉积作用等控制下，陆丰13 东洼新生代形成了多种类型的圈闭（表1、图5），包括：①披覆背斜圈闭在陆丰13 东洼南部和东部地区新近系均有分布，主要受构造沉降、热沉降及沉积披覆作用控制形成，以自圈形式存在。②断背斜圈闭在陆丰13东洼中部地区古近系、南部地区古近系及新近系均有发育，该类圈闭的形成主要受岩浆底辟作用、沉积披覆作用、拉张作用、重力作用共同控制，高部位为自圈，低部位受断层遮挡。③断块圈闭在陆丰13 东洼中部和南部地区古近系较为常见，主要受岩浆底辟作用、拉张作用、重力作用共同控制形成，平面上受多条断层限制。④断鼻圈闭在洼陷北部及中部地区古近系、南部地区古近系及新近系均有分布，此类圈闭的形成主要受拉张作用与重力作用控制，在洼陷中部及南部地区还受到岩浆底辟作用的影响，平面上受单条断层限制。⑤构造-地层圈闭（削截）在陆丰13 东洼南部及东部古近系均有发育，在拉张作用与地层掀斜抬升剥蚀作用共同影响下形成，平面上由断层和削截线限定了圈闭范围。⑥构造-地层圈闭（超覆）在洼陷南部和东部地区古近系较为常见，此类圈闭是拉张作用与沉积超覆作用共同控制的产物，平面范围受断层和沉积超覆线的限定。⑦构造-岩性圈闭，在陆丰13 东洼东部和南部缓坡古近系均有分布，主要受拉张作用与沉积作用控制，圈闭平面范围由断层与岩性尖灭线共同确定。

图5 珠江口盆地陆丰13 东洼新生代圈闭类型及成因模式Fig.5 Types and genetic model of Cenozoic traps in eastern Lufeng 13 subsag，Pearl River Mouth Basin

表1 珠江口盆地陆丰13 东洼新生代圈闭类型及成因Table 1 Types and genesis of Cenozoic traps in eastern Lufeng 13 subsag，Pearl River Mouth Basin

4 油气成藏特征与勘探方向

勘探实践表明，虽然经历了大致相同的构造演化过程，但是陆丰13 东洼不同部位圈闭的成藏特征还是有一定的区别，主要表现为：①中央隆起带、缓坡带古近系圈闭邻近断陷期沉积的优质烃源岩，具有近源成藏的特征；多条早期活动断裂切割优质烃源岩，形成由早期活动断裂与砂体构成的运移体系，有效沟通了烃源岩与中央隆起带、缓坡带圈闭，从而能大规模连片成藏，如A-1-1，F-1-1和I-1-1 等井区古近系圈闭（图6a）。②缓坡带浅层新近系及低凸起区圈闭，由于距离优质烃源岩较远，主要通过早期断裂、长期断裂、砂体及不整合面构成的复合运移体系进行较长距离的油气运移，位于优势运移路径上的各类圈闭具有较好的成藏条件，能规模成藏，如I-1-1 和M-1-1 井区新近系圈闭，N-1-9 井区新近系及古近系圈闭（图6）。③中央隆起带早期活动断裂切割烃源岩的部位和方式对该区带圈闭的油气成藏有较大影响，多条早期活动断裂切割优质烃源岩中部较单条或少量早期活动断裂切割优质烃源岩边部对圈闭油气成藏更为有利。如A-1-1与G-1-1 井区有多条早期活动断裂切割优质烃源岩中部，从而形成了多层段规模性油气藏，具有商业价值（图6a）；而距离不远的H-1-1 井区为单条早期活动断裂切割烃源岩边部，钻探结果证实其油层单薄，储量规模小，不具备商业开发价值（图6b）。④断陷及断坳转换阶段形成的早期活动断裂对烃源岩发育、圈闭形成、油气运移均具有较为积极的作用；而区域热沉降坳陷阶段发育的晚期活动断裂，尤其是激活早期活动断裂后形成的长期活动断裂对早期油藏具改造或破坏作用，不利于早期油藏的保存。如L-1-1 和K-1-1 井区发育长期断裂，油气显示虽然丰富，但含油饱和度不高，解释油层少，无规模储量，无商业开发价值（图6b）。

图6 珠江口盆地陆丰13 东洼新生代成藏模式Fig.6 Hydrocarbon accumulation model of Cenozoic in eastern Lufeng 13 subsag，Pearl River Mouth Basin

综合前述研究认为，陆丰13 东洼早—中始新世断陷阶段与晚始新世断坳转换阶段构造活动较为活跃，这期间沉积的文昌组、恩平组发育大量各类型圈闭，且邻近优质烃源岩，具有近源成藏的优势，他们是陆丰13 东洼油气勘探的重点层系。在平面上，南部缓坡带发育圈闭类型及数量最多，其次是中央隆起带与低凸起区，成藏条件均较为优越，均为该区重要的油气勘探区带。勘探实践证实，陆丰13 东洼中央隆起带、斜坡带和低凸起区的圈闭是油气聚集的主要场所，大部分油田和含油构造都位于这几个区域（参见图1），这些地区剩余的未钻圈闭具有较大勘探潜力。

5 结论

（1）珠江口盆地陆丰13 东洼新生代构造演化可划分为3 个阶段：早—中始新世断陷阶段、晚始新世断坳转换阶段和渐新世—第四纪区域热沉降坳陷阶段。其中断陷阶段具有完整的断陷旋回，根据断陷活动的强弱可进一步划分为断陷初始期、断陷高峰期、断陷萎缩期，断陷初始期和断陷萎缩期储层较为发育，断陷高峰期烃源岩较为发育。

（2）珠江口盆地陆丰13 东洼新生代形成了多种类型的圈闭，包括披覆背斜圈闭、断背斜圈闭、断块圈闭、断鼻圈闭、构造-地层圈闭（削截、超覆）、构造-岩性圈闭，且均为目标评价及井位钻探的主要对象。众多的圈闭类型表明该地区油气勘探潜力巨大，特别是断陷阶段与断坳转换阶段构造活动较为活跃，这期间沉积的文昌组、恩平组发育有大量各类型圈闭，且邻近优质烃源岩，成藏条件优越，是珠江口盆地陆丰13 东洼油气勘探的重点层系。在平面上，南部缓坡带发育圈闭类型及数量都最多，其次是中央隆起带与低凸起区，均为重要的油气勘探区带。