姚永堅，楊楚鵬＊，李學(xué)杰，任建業(yè)，姜 濤，佟殿君，韓 冰，殷征欣，徐巧越

1 廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州 510760

2 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），武漢 100029

3 中山大學(xué)，廣州 510006

1 引 言

南海是東南亞陸緣最大的邊緣海之一，也是中國大陸邊緣唯一發(fā)育了洋殼的海盆，其四周為華南大陸、中南半島、馬來半島、加里曼丹島、巴拉望島和呂宋島所環(huán)繞，面積約350×104km2，屬我國傳統(tǒng)海疆范圍以內(nèi)的海域面積約187×104km2．在大構(gòu)造位置上，它靠近特提斯和環(huán)太平洋兩大超級會聚帶的交匯處，受歐亞、印—澳和菲律賓—太平洋三大板塊相互作用的控制，具有獨(dú)特和極其復(fù)雜的構(gòu)造特征，以及多期、多軸擴(kuò)張的洋殼，寬闊的陸架和海底高原［1－7］．其四周的大陸邊緣發(fā)育一系列的新生代含油氣盆地（圖1），蘊(yùn)藏著豐富的油氣資源［5，8］，是研究和認(rèn)識東南亞的構(gòu)造變動、資源聚集規(guī)律和環(huán)境變遷重要的天然實(shí)驗室．

圖1 南海新生代盆地分布和南部盆地分區(qū)（等深線，單位：m）（孫珍［19］，2011，修改）Fig．1 The distribution of cenozoic basins and the southern basins district of SCS（Modified after Sun Z．，2011）

南海南部海域由于區(qū)域構(gòu)造復(fù)雜，盆地沉積厚度大、沉積環(huán)境和沉積相橫向變化快，盆地整體勘探和研究程度相對較低，鉆井少且分布不均等原因，國內(nèi)外在研究區(qū)內(nèi)已有多種不同的新生代地層分層方案，且差異較大．我國雖在曾母盆地和北康盆地采集了大量的地球物理資料，但迄今尚無鉆探，未取得第一手的鉆井實(shí)測資料，給地層劃分和對比帶來了較大的不確定性．目前，曾母盆地和北康盆地分層方案尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，新生代地層時代的認(rèn)識也存在一定的分歧，這極大地制約了對該海域油氣資源評價的正確認(rèn)識．本文在綜合研究和對比國內(nèi)外不同分層方案的基礎(chǔ)上，通過對兩盆地重處理二維地震剖面的構(gòu)造－地層解譯，著重分析了研究區(qū)中中新世T3構(gòu)造變革面的地震反射特征，對其發(fā)育時代以及動力學(xué)背景進(jìn)行了重新的認(rèn)識，并討論該界面的構(gòu)造含義，為今后開展南海南部沉積盆地的地層劃分對比和地震資料的解釋提供基礎(chǔ)依據(jù)．

2 新生代地層劃分方案對比

國內(nèi)外學(xué)者對曾母盆地和北康盆地新生代地震界面、層序和地層做了大量工作，從不同角度提出地層劃分方案．國外主要有沉積旋回系統(tǒng)和不整合面作為依據(jù)的兩種地層劃分方案．沉積旋回系統(tǒng)在國外石油公司及其它文獻(xiàn)中經(jīng)常被沿用，以羅馬字母I～VIII表示，每個旋回以快速海侵階段形成的最大海泛面開始，之后是一套緩慢海退階段形成的海退層序，在測井曲線中容易辨識，但沉積旋回界面的時代（尤其是旋回IV 的上界面）在不同文獻(xiàn)中有所變化［9－10］（圖2）．

以不整合面作為地層劃分方案，不同學(xué)者定義不整合面時代和層序存有差異（圖2）．東盟石油委員會（ASCOPE）的學(xué)者［11］從孢粉、浮游有孔蟲化石帶、巖性特征以及地震和鉆井揭示的不整合面特征出發(fā)，在東納土納區(qū)（曾母盆地西部斜坡）、南康臺地和巴林堅地區(qū)自下而上相應(yīng)劃出7 個地震層序．Mat－Zin和Tucker［12］根據(jù)層序地層學(xué)的概念提出了用不整合面作為劃分地層的主要依據(jù)，同時考慮強(qiáng)海退、巖性、古生物、測井曲線等資料，將曾母盆地沉積地層劃分為T1S至T7S七個層序．馬來西亞石油公司的Abdul和Robert［13］根據(jù)北康盆地南部深水區(qū)的鉆孔和地震資料劃分出8個界面，與前述地層系統(tǒng)不同是：（1）在中－晚中新世之間未劃分T3界面；（2）在30Ma劃分BL（Blue）界面，地震剖面見下伏地層被削蝕，鉆井已鉆穿該界面，伽馬曲線在界面上下發(fā)生突變，界面下伏為向上變粗的砂巖段，而上覆為厚層泥巖段；（3）BL 界面之下解釋RE（Red）和Pink兩個界面，但鉆井沒有鉆到，推測這兩個界面的時代為中／晚始新世（39．5 Ma）和晚古新世內(nèi)部（58．5 Ma）．根 據(jù) 相 同 的 資 料，Ismall 等［14］將Mohammad等的DG 界面上移到15～11．6 Ma之間，代表中中新世內(nèi)的不整合面．

國外有些學(xué)者試圖將沉積旋回與不整合面兩種不同地層劃分方案建立起對應(yīng)關(guān)系，如Almond等［15］根據(jù)對巴林堅地區(qū)的研究結(jié)果，將ASCOPE劃分的地震層序與Ho的沉積旋回之間進(jìn)行對比，即前旋回I（Tb－Td）、旋回I－III（Te）、旋回IV－V（Tf－Tg）、旋回VI（Th）、旋回VII－VIII（Q）．

20世紀(jì)90年中期以來，我國學(xué)者在該海域提出以不整合面為依據(jù)的地層劃分方案［16－18］（圖2）．其中，楊木壯和吳進(jìn)民根據(jù)搜集到國外鉆井（萬安盆地）中揭示的化石帶、巖性、沉積旋回，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)和井震對比結(jié)果，提出了萬安和曾母盆地的地層劃分方案，一直被國內(nèi)相關(guān)部門使用，但該方案與Ho［9］沉積旋回系統(tǒng)及馬來西亞石油公司的地震解釋方案不甚一致，與Mat－Zin和Tucker［12］的基本相同．對于Tg和T4界面時代尚存爭議，姚永堅（1999）和黃永樣（2003）根據(jù)國外公開發(fā)表的禮樂盆地有限的鉆井和禮樂灘附近的拖網(wǎng)資料，結(jié)合南海區(qū)域構(gòu)造事件，認(rèn)為T4界面為一個穿時面，由東往西年齡變新．

圖2 南海南部海域新生代地層和地震界面的主要劃分方案Fig．2 Division scheme of Cenozoic stratigraphic systems and seismic interface for the southern SCS

3 T3 關(guān)鍵構(gòu)造變革界面的地震反射特征

此前，對南海南部曾母和北康等盆地關(guān)鍵構(gòu)造變革面的追蹤對比，主要基于地震反射的終止型式，即超覆尖滅（上超、底超、頂超）、削截（削蝕、構(gòu)造削截），并通過互相交織跨盆地的區(qū)域剖面（圖3），從西側(cè)已有鉆井標(biāo)定的萬安盆地確定的主要不整合面地震反射特征和時代，向東順延至曾母盆地和北康盆地，實(shí)現(xiàn)盆地間地震反射界面對比和地質(zhì)屬性厘定．由于曾母和北康盆地缺乏鉆井資料限定，主要不整合界面的解釋多屬于推斷，不整合面時代也沿用萬安盆地，T3界面時代定為中中新世末—10．5 Ma［16－17，20］．

國外雖然在曾母盆地南部的巴林堅地區(qū)和東部南康臺地布設(shè)大量的探井，但很少公開發(fā)表或者僅公布某口井的其中一段資料，而我國穿過該海域測線甚少，且地震剖面采集時間早（20世紀(jì)80年代中后期）、質(zhì)量較差，難以進(jìn)行完整的井震對比．近年來，馬來西亞石油公司公開了北康盆地南部BAKO－l和MULU－1兩口深水勘探井（圖1、圖3）的詳細(xì)資料，為我們研究曾母和北康盆地新生代地層層序和確定主要不整合面的時代奠定了基礎(chǔ)和提供依據(jù)．MULU－1井位于曾母盆地東北部，靠近北康盆地，井位水深1200m，鉆井終孔深度5070m，終孔層位為旋回I地層或更老地層［21］（圖4）．BAKO－l井位于北康盆地東南部，鉆井終孔深度3880m，終孔層位為旋回I地層［21］（圖5）．兩口井均缺失旋回Ⅳ地層，推測存在5．5Ma的沉積間斷．

圖3 南海南部海域主要盆地骨干地震剖面的位置圖Fig．3 The regional seismic profiles of the main basins in the southern SCS

本文采取點(diǎn)（鉆井）、線（測線）、面（測線連網(wǎng)）結(jié)合原則，首先開展曾母和北康盆地內(nèi)聯(lián)井剖面的井震對比，通過我國過MULU－1井和BAKO－l井北北東向重處理的A、B 兩條2D 地震剖面（圖3），與國外公司（Petronas）過井的兩條東西向時間剖面（aa＇、bb＇）進(jìn)行閉合（圖3、圖4、圖5），重新標(biāo)定兩盆地新生代重要構(gòu)造變革面（主要不整合面）的反射特征和時代，進(jìn)而拓展到全盆地主要不整合面的追蹤解釋．其中我們解釋的T3界面完全對應(yīng)國外在南海南部深水區(qū)解釋的中中新世不整合面（Middle Miocene Unconformity，簡稱MMU），即“綠色不整合（Green Unconformity）”［21］，因此T3界面應(yīng)與MMU 界面一致．其次利用特征突出、可大范圍追蹤對比的地震反射波組，并參考國外已公開發(fā)表鄰近區(qū)的地震界面解釋結(jié)果，來約束和提高縱向上地震界面劃分和橫向上對比的可靠性．依據(jù)上述原則，我們在曾母盆地和北康盆地識別出T0、T1、T2、T3、T13、T4、T5和Tg 8個主要地震反射界面（圖2），這些界面在不同構(gòu)造單元內(nèi)雖有一定差異，但其基本特征大致相同．

圖4 曾母盆地A 剖面過MULU－1井T3 界面與MMU 界面對應(yīng)圖（EW 向剖面據(jù)Petronas，1999；剖面位置見圖3）Fig．4 The correspondence of T3seismic interface of A profile and MMU interface of EW profile across well MULU－1 in the Zengmu basin（EW profile after Petronas，1999；The location of the lines shown on Fig．3）

T3構(gòu)造變革面是南海南部表現(xiàn)最為強(qiáng)烈的不整合面，在各個盆地內(nèi)具有基本相似的特點(diǎn)：其一，它是變形前后兩大套地層的分界，上覆反射層未變形或輕微變形，具明顯的上超充填現(xiàn)象，下伏反射層已發(fā)生不同程度變形、斷層錯斷和褶皺明顯（圖6、圖7），早期發(fā)育的斷層往往終止于T3界面之下；其二，頂界表現(xiàn)為強(qiáng)烈削蝕面，同相軸粗糙、扭曲、起伏大；其三，在盆地陸架邊緣重力滑動構(gòu)造發(fā)育區(qū)，如曾母盆地中北部康西坳陷內(nèi)，由于盆地的陸架陸坡地形及晚期的快速沉積使得沉積地層在重力的作用下沿早期的張性斷層發(fā)生滑動，這種滑動使得地層內(nèi)的軟弱層發(fā)生擠壓、加厚并在前緣形成一系列疊瓦狀逆沖構(gòu)造，這種疊瓦狀逆沖構(gòu)造兼具逆斷層和流體底辟的性質(zhì)，T3界面與重力滑動構(gòu)造的底滑脫面基本一致，一般把T3界面解釋在泥底辟之下（圖8）．

圖8 曾母盆地康西坳陷T3 界面及重力滑脫構(gòu)造地震反射特征（空白為海水）Fig．8 The seismic reflection characteristics of T3seismic interface and gravitational decollement structures in the Zengmu basin

中中新世不整合面（T3或MMU）不僅在曾母盆地深水區(qū)和北康盆地大范圍內(nèi)可追蹤對比，而且可以擴(kuò)展到曾母盆地陸架淺水區(qū)和文萊—沙巴盆地在內(nèi)的整個南海南部海域．目前普遍認(rèn)為在婆羅洲北部海域，中新統(tǒng)深層區(qū)域不整合面（Deep Regional Unconformity，簡 稱DRU）［22－23］相 當(dāng) 于MMU 不整合面，在文萊—沙巴盆地地震剖面上不僅上下地層具有不同的構(gòu)造特征，而且DRU 不整合面還代表了一個斷層拆離面（圖9）．DRU 界面之下盆地具有斷陷結(jié)構(gòu)特征，之上在文萊和沙巴兩個地區(qū)表現(xiàn)為不同的構(gòu)造型式．在文萊地區(qū)，DRU 界面之上表現(xiàn)為三角洲體系向海區(qū)的推進(jìn)，其沉積負(fù)載在陸架區(qū)以鏟式生長斷層、區(qū)域反向生長斷層和陸坡區(qū)發(fā)育反向逆沖斷層、褶皺構(gòu)造為主要特征（圖9A8）；在沙巴地區(qū)，DRU 界面之上則揭示由東南向西北的逆掩推覆構(gòu)造，中中新統(tǒng)—上新統(tǒng)的地層已高度褶皺變形（圖9D12），可能與南海擴(kuò)張停止以及婆 羅 洲30～10 Ma 逆 時 針 旋 轉(zhuǎn)［24－25］產(chǎn) 生 的NW－SE向擠壓作用有關(guān)．曾母盆地近海MMU 界面和文萊—沙巴盆地DRU 界面也延伸到婆羅洲陸地，曾母盆地巴林堅陸上地震剖面的典型特征和識別標(biāo)志是具有明顯的剝蝕和超覆關(guān)系［12］，婆羅洲陸地露頭也記錄這個強(qiáng)烈不整合面［22］．

4 T3 關(guān)鍵構(gòu)造變革面發(fā)育時代的重新厘定與構(gòu)造含義

研究區(qū)只有地震剖面和巖石圈尺度的地球物理資料，能獲取的鉆井資料非常有限，因此盆地內(nèi)重要構(gòu)造界面的年齡確定是一個難題．本文在上述地震界面解釋基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū)及鄰域區(qū)域地質(zhì)事件，重新厘定了這兩個盆地重要構(gòu)造變革面的發(fā)育時代，其結(jié)果與前人認(rèn)識有所不同（圖2、圖10），主要反映在T3區(qū)域不整合面的地質(zhì)屬性與構(gòu)造含義的差異，對其它的主要不整合面的地質(zhì)年代屬性進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整，但T5及以下的不整合面發(fā)育時代與前人的觀點(diǎn)基本一致．

關(guān)于T3區(qū)域不整合面的發(fā)育時代及地質(zhì)屬性，此前被認(rèn)為是南海南部地區(qū)早中新世晚期－晚中新世早期發(fā)生的第三幕裂谷作用所造成的區(qū)域性不整合面［26］．我國早期油氣資源調(diào)查主要集中在萬安盆地，而且這一構(gòu)造運(yùn)動在萬安盆地較為典型，表現(xiàn)為擠壓、隆升和剝蝕的特征，我國學(xué)者稱之為萬安運(yùn)動［27－29］，后因該不整合面在南沙海域普遍存在，又稱為南沙運(yùn)動［30］．中新世末也是全球海平面急劇下降時期，因此前人認(rèn)為T3界面是構(gòu)造與海平面下降聯(lián)合作用形成了南海最強(qiáng)的區(qū)域不整合界面，其形成時間為中中新世末（10．4 Ma）．本文認(rèn)為曾母和北康盆地T3區(qū)域不整合面形成時間與萬安盆地不同，大約15～17 Ma（圖2、圖10），該界面在西北婆羅洲近海和陸地不同地區(qū)年齡略有差異，對應(yīng)南海海底擴(kuò)張停止的一個構(gòu)造響應(yīng)界面．其主要依據(jù)：

圖10 南海南部新生界主要地震反射界面及區(qū)域構(gòu)造背景圖Fig．10 The Cenozoic seismic reflection interfaces and regional tectonic in the southern SCS

4．1 海域井震對比和陸地露頭測年分析結(jié)果

MULU－1和BAKO－l兩口井的微體古生物資料揭示，MMU 不整合面發(fā)育時間16．0Ma（圖11），為早中新世與中中新世分界面．曾母和文萊—沙巴盆地不同單元地層剖面對比（圖12）可見，MMU 不整合面和DRU 不整合面時代為中中新世早期，約16 Ma；Cullen［23］認(rèn)為DRU 不整合面年齡為18～14Ma．目前普遍認(rèn)為西北婆羅洲海域DRU 不整合面的時代約15 Ma［31］，Hazebroek和Tan［32］獲得的年齡數(shù)據(jù)為15～17 Ma．在婆羅洲陸上，DRU 不整合面的測年約為17 Ma［31］．

4．2 沉積環(huán)境、沉積相的突變界面

T3區(qū)域不整合面形成前后導(dǎo)致盆地的沉積環(huán)境、沉積相和沉積、沉降中心都發(fā)生明顯改變．MULU－1井內(nèi)的微體古生物化石指示，MMU 區(qū)域不整合面為沉積環(huán)境的重大突變界面：下部為淺水三角洲沉積，上部為外淺海－深海相沉積（圖11）．在西北婆羅洲近海（包括曾母盆地巴林堅地區(qū)和南康臺地、文萊—沙巴盆地）和近岸陸地，鉆井巖芯揭示DRU 界面代表是從深海和半深海相沉積突變?yōu)闇\海相和河流 三 角 洲 相 沉 積［31，33－34］．在 文 萊—沙 巴 盆地，DRU 界面之下為深海相沉積環(huán)境的泥巖和濁積砂巖（克羅克組）（圖12），界面之上中－上中新世為三角洲濱－淺海相沉積環(huán)境．因此，南海南部古地理沉積格局在T3界面前后呈蹺蹺板式的轉(zhuǎn)變，總體表現(xiàn)為之前南深北淺，之后南淺北深，反映了T3界面與古南海俯沖作用結(jié)束有關(guān)的碰撞事件．中中新世以后，曾母盆地進(jìn)入陸架－陸坡發(fā)育體系（圖13c），沉積物主要來源加里曼丹島，沉積、沉降中心逐漸由南部巴林堅坳陷向北部康西坳陷遷移［35］，在水平和垂向上巖相和厚度都有較大的變化．在隆起或斷層形成的地壘上，T3界面沉積特征不同，之下以頁巖為主，夾灰?guī)r和砂巖層段［13］，相當(dāng)旋回Ⅲ的上界［10］，之上廣泛發(fā)育淺海碳酸鹽巖／礁灰?guī)r層段（圖14）．

圖11 曾母盆地MULU－1井地層層序（據(jù)Petronas，1999）Fig．11 The stratigraphic sequences of the well MULU－1 in Zengmu basin（After Petronas，1999）

圖14 北康盆地B井單井層序地層分析（GR 測線據(jù)Abdul等，1995）B井位置見圖3Fig．14 The sequence stratigraphy of the well B in the Beikang basin（GR line after Abdul et al，1995；The location of the well B shown on Fig．3）

4．3 盆地構(gòu)造格局、應(yīng)力體系的轉(zhuǎn)變時期

T3界面是南海南部和危險地區(qū)（Dangerous Grounds）應(yīng)力體系和盆地主體構(gòu)造格局發(fā)生明顯改變的時期．曾母盆地從周緣前陸盆地進(jìn)入被動大陸邊緣階段（圖13b、c），前陸盆地沉積中心形成的典型陸架－陸坡沉積地層，疊置與周緣前陸盆地時期堆積沉積物之上，而前隆地區(qū)斷裂活動微弱．北康盆地從裂陷期轉(zhuǎn)換為區(qū)域熱沉降階段（圖10），斷裂活動明顯減弱．兩盆地應(yīng)力體系也從擠壓褶皺和隆升剝蝕過程變?yōu)樯煺钩两担▓D4、圖5、圖6、圖7）．

4．4 與區(qū)域構(gòu)造事件的對應(yīng)關(guān)系

晚始新世－早中新世，古南海持續(xù)往南俯沖，在曾母盆地南部（Sarawak）至沙巴（Sabah），沿盧帕爾（Lupar）線分布的含蛇綠巖塊混雜巖的基質(zhì)時代為始新世［36］，增生楔拉姜群（Rajang）西段時代為古新世到始新世，至東段為漸新世－中新世早期［23］（圖12）；婆羅洲北部一系列東西走向的山間盆地最底部的沉積都是中－上始新統(tǒng)含火山巖的磨拉石建造［37］，說明以巴蘭姆構(gòu)造線（廷賈斷裂）為界曾母地塊（Luconia）和南沙地塊（圖1）與婆羅洲地塊發(fā)生陸陸碰撞的時間不同．西段曾母地塊沿盧帕爾線與婆羅洲地塊開始碰撞和封閉最可能的時間是始新世－早漸新世（40～32 Ma）［23，37］，國外稱為沙撈越造山運(yùn)動，我們命名為西衛(wèi)運(yùn)動（圖11），形成曾母周緣前陸盆地．東段南沙地塊于早中新世末－中中新世早期（17～15 Ma）與婆羅洲地塊發(fā)生碰撞，導(dǎo)致南海海底擴(kuò)張作用停止（圖13）．在區(qū)域構(gòu)造背景上，T3構(gòu)造變革面是南海海底擴(kuò)張停止的一個構(gòu)造響應(yīng)界面，也標(biāo)志著古南海洋殼由西向東呈剪刀式向南俯沖消亡到西北婆羅洲之下，對應(yīng)南海南部海域的南沙運(yùn)動和北婆羅洲地區(qū)的沙巴造山運(yùn)動（圖10）．

5 結(jié)論和討論

T3構(gòu)造變革面是南海南部表現(xiàn)最為強(qiáng)烈的不整合面，在各個盆地內(nèi)具有基本相似的地震反射特征，與前人認(rèn)識基本一致，是變形前后兩大套地層的分界；不整合面表現(xiàn)為強(qiáng)烈削蝕、起伏大，同相軸粗糙、扭曲．根據(jù)海域鉆井、地層巖性、沉積環(huán)境、構(gòu)造應(yīng)力體系和古生物資料的綜合對比分析，結(jié)合婆羅洲陸地測年結(jié)果和區(qū)域構(gòu)造事件的對應(yīng)關(guān)系，曾母盆地和北康盆地T3構(gòu)造變革面時代為15～17 Ma（早中新世末－中中新世）．在區(qū)域構(gòu)造上，T3是南海海底擴(kuò)張停止的一個構(gòu)造響應(yīng)界面，是古南海向南俯沖消亡于婆羅洲之下，曾母地塊和南沙地塊自西向東分別與婆羅洲地塊發(fā)生剪刀式碰撞的結(jié)果，在南海南部海域表現(xiàn)為南沙運(yùn)動，在北婆羅洲地區(qū)對應(yīng)沙巴造山運(yùn)動．

在開展南部與西部新生代沉積盆地地層劃分對比，尤其是重要構(gòu)造變革面的確定時，仍存在不少問題．曾母和北康兩盆地與萬安盆地分別位于南海西緣斷裂帶東西兩側(cè)（圖1），T3構(gòu)造變革面在西部和東部地震剖面上的反射特征基本相似，但鉆井揭示的年齡不同，萬安盆地T3界面時間為10．5 Ma（中中新世末），明顯比東部曾母和北康等盆地（15～17 Ma）晚，兩者是同一不整合面只是具有穿時性，還是反映兩個不同的構(gòu)造界面，是否與南海海盆25 Ma以來表現(xiàn)出由東北向西南由老變新的漸進(jìn)式擴(kuò)張?zhí)攸c(diǎn)［38］，以及南海西緣斷裂帶東西兩側(cè)構(gòu)造活動差異有關(guān)，有待今后進(jìn)一步研究．

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