李輝 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司研究院，廣東 湛江 524057）

張迎朝 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司勘探開發(fā)部，廣東 湛江 524057）

甘軍，陸江，詹冶萍 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司研究院，廣東 湛江 524057）

珠三坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式與分布及其油氣成藏

李輝 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司研究院，廣東 湛江 524057）

張迎朝 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司勘探開發(fā)部，廣東 湛江 524057）

甘軍，陸江，詹冶萍 （中海石油 （中國(guó)）有限公司湛江分公司研究院，廣東 湛江 524057）

漸新世以來，在持續(xù)右旋張扭應(yīng)力場(chǎng)作用下，珠三坳陷發(fā)育了2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造。采用構(gòu)造解析方法，從應(yīng)力場(chǎng)演化和構(gòu)造演化出發(fā)，通過對(duì)覆蓋全區(qū)的高品質(zhì)三維地震資料精細(xì)解釋研究，分析了2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造的力學(xué)成因、構(gòu)造樣式及在坳陷中的分布。結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)發(fā)育了珠三坳陷西斷裂和珠三坳陷南斷裂中西段2個(gè)反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶，其反轉(zhuǎn)構(gòu)造類型可細(xì)分為斷層相關(guān)型和撓曲褶皺型2大類5小類。結(jié)合坳陷中2個(gè)反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶的已鉆井成果，分析了2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏的意義。研究認(rèn)為，2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏既有建設(shè)性作用也有破壞性作用，第1期反轉(zhuǎn)構(gòu)造有利于原生油氣藏聚集，而第2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造既有利于原生油氣藏聚集，也有利于次生油氣藏聚集。

珠三坳陷；反轉(zhuǎn)構(gòu)造；構(gòu)造演化；油氣成藏

珠江口盆地西部是南海北部大陸架重要的產(chǎn)油區(qū)，珠三坳陷為其次級(jí)構(gòu)造單元，北鄰粵桂隆起區(qū)，東連珠一坳陷，南接神狐隆起，西鄰海南隆起，為一狹長(zhǎng)的新生代沉積坳陷［1］，總體呈北東向展布，長(zhǎng)約200km，寬約80km，總面積約16000km2。新生代以來，珠三坳陷構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)復(fù)雜多變，在坳陷中形成了2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造。而該區(qū)反轉(zhuǎn)構(gòu)造中的油氣成藏特征同樣表現(xiàn)出一定的復(fù)雜性，在已鉆探的7個(gè)反轉(zhuǎn)構(gòu)造中，有3個(gè)成功，4個(gè)失利。因此，研究該區(qū)反轉(zhuǎn)構(gòu)造及其油氣成藏特征對(duì)油氣勘探具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

前人對(duì)該區(qū)的反轉(zhuǎn)構(gòu)造已開展過一系列研究［2～4］，但范圍主要集中在文昌B凹陷陡坡帶，并未對(duì)整個(gè)坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造進(jìn)行系統(tǒng)研究。筆者在前人研究的基礎(chǔ)上，采用構(gòu)造解析法，從構(gòu)造演化和應(yīng)力場(chǎng)演化出發(fā)，系統(tǒng)分析了2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造的力學(xué)成因、構(gòu)造樣式、在坳陷中的分布及其對(duì)油氣成藏的意義，對(duì)該區(qū)進(jìn)一步勘探部署具有較好的指導(dǎo)意義。

1 珠三坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造演化史

新生代以來，珠三坳陷受到了印度板塊與歐亞板塊的碰撞及太平洋板塊對(duì)歐亞板塊北西西向俯沖的共同影響，其構(gòu)造演化過程可以劃分為3個(gè)階段，分別為：斷陷階段、斷拗階段和拗陷階段［1］（圖1）。

1.1 斷陷階段

古新世至早漸新世，珠三坳陷受到太平洋板塊、歐亞板塊相互作用產(chǎn)生的北西－南東向拉張應(yīng)力場(chǎng)及印度板塊、歐亞板塊相互作用產(chǎn)生的近南－北向拉張應(yīng)力場(chǎng)的聯(lián)合作用，發(fā)生斷陷，區(qū)內(nèi)南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局開始形成。在斷陷期，珠三坳陷主要經(jīng)歷了神狐運(yùn)動(dòng)、珠瓊一幕和珠瓊二幕3大構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。在坳陷的負(fù)向構(gòu)造單元中，沉積了恩平組、文昌組2套巨厚的湖相烴源巖，其中心厚度超過了4000m，為珠三坳陷新生代油氣田的形成奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)［5］。早漸新世末期，珠三坳陷的應(yīng)力場(chǎng)由早期的北西－南東向伸展應(yīng)力場(chǎng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟希毕蛏煺沟挠倚龔埮?yīng)力場(chǎng)。受此應(yīng)力場(chǎng)擠壓－右旋走滑分量的影響，珠三坳陷南斷裂中西段下降盤發(fā)生了第1期構(gòu)造反轉(zhuǎn)。

圖1 珠三坳陷構(gòu)造演化與綜合柱狀剖面圖

1.2 斷拗階段

斷拗階段持續(xù)時(shí)間為晚漸新世至早中新世。受印度板塊與歐亞板塊碰撞的影響，地幔物質(zhì)所造成的過剩堆積致使上地幔發(fā)生隆升，巖石圈進(jìn)一步拉伸減薄。同時(shí)，受上部地殼層間剪切力的影響，晚漸新世末期發(fā)生南海運(yùn)動(dòng)，使珠江口盆地開始進(jìn)入斷拗階段，海水從珠三坳陷東、西兩側(cè)開始涌入坳陷內(nèi)并發(fā)生持續(xù)海侵。坳陷中發(fā)育了以海岸平原相、潮汐濱海相、波浪濱海相、半封閉淺海相為主的海進(jìn)式碎屑巖，珠三坳陷的主要儲(chǔ)蓋組合均形成于此階段。在該時(shí)期，珠三坳陷的應(yīng)力場(chǎng)為穩(wěn)定的南－北向伸展應(yīng)力場(chǎng)。

1.3 拗陷階段

中中新世以后，南海擴(kuò)張逐漸停止，盆地冷卻和上覆沉積負(fù)載使其進(jìn)一步下沉，海侵范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，珠江口盆地西部與南海連為一體，形成開闊海沉積體系。珠三坳陷內(nèi)沉積了1套淺海相泥巖，為該區(qū)良好的區(qū)域蓋層。發(fā)生在中中新世末期的東沙運(yùn)動(dòng)，主要表現(xiàn)為斷塊升降、局部擠壓褶皺，此時(shí)珠三坳陷應(yīng)力場(chǎng)已由斷拗階段的南－北向伸展轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|－南西向伸展的右旋張扭應(yīng)力場(chǎng)。受此應(yīng)力場(chǎng)在北西－南東向擠壓分量的影響，坳陷內(nèi)地層沿部分早期形成的北東、北北東向斷層發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，致已形成的油氣資源重新分配。至此以后，盆地進(jìn)入穩(wěn)定的熱沉降階段，珠三坳陷現(xiàn)今的構(gòu)造格局已基本形成。

2 珠三坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式與分布

反轉(zhuǎn)構(gòu)造是指同一地質(zhì)體在不同的地質(zhì)歷史時(shí)期，由于應(yīng)力場(chǎng)的變化，造成擠壓構(gòu)造與伸展構(gòu)造垂向上疊加的一種復(fù)合構(gòu)造形式［6］。根據(jù)伸展構(gòu)造和擠壓構(gòu)造疊加順序，將擠壓構(gòu)造疊加在伸展構(gòu)造之上的地質(zhì)體稱為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造，它與油氣儲(chǔ)集密切相關(guān)，是油氣地質(zhì)研究的重要領(lǐng)域；反之則稱為負(fù)反轉(zhuǎn)構(gòu)造。從油氣勘探的角度出發(fā)，通常提及的反轉(zhuǎn)構(gòu)造均為正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。

2.1 珠三坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式

伸展盆地中反轉(zhuǎn)構(gòu)造的形成至少有2個(gè)不連續(xù)的變形幕，即伸展幕和擠壓幕，也可以是多個(gè)伸展幕和擠壓幕的重疊，從而在縱向上形成多期反轉(zhuǎn)構(gòu)造疊合。對(duì)于反轉(zhuǎn)構(gòu)造的類型，至今仍沒有形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，筆者參考張功成、胡望水、姜華等的分類方法［2，7～9］，根據(jù)斷層在反轉(zhuǎn)過程中作為逆斷層復(fù)活的程度和反轉(zhuǎn)斷層上盤地層撓曲褶皺的形態(tài)及其成因機(jī)制，將珠三坳陷的反轉(zhuǎn)構(gòu)造類型分為斷層相關(guān)型、撓曲褶皺型2大類和5小類 （圖2）。

1）斷層相關(guān)型 是指在構(gòu)造反轉(zhuǎn)幕擠壓或扭壓作用下產(chǎn)生的收縮位移，是通過斷層活動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)控凹斷裂在反轉(zhuǎn)幕的活動(dòng)強(qiáng)度，珠三坳陷的斷層相關(guān)型反轉(zhuǎn)構(gòu)造又可劃分為下正上蓋亞型和下正上逆亞型。兩者的差異在于：前者早期形成的正斷層發(fā)生反轉(zhuǎn)時(shí)，其作為逆斷層活動(dòng)的強(qiáng)度并不大，而是以隱伏斷層的樣式作為邊界，控制其上覆地層形成橫彎背斜，而不刺穿上覆地層；后者早期形成的斷層活動(dòng)強(qiáng)烈，向上穿透了上覆地層，并且以逆斷層的樣式控制了上覆反轉(zhuǎn)斷背斜的邊界。

2）撓曲褶皺型 是指在構(gòu)造反轉(zhuǎn)幕擠壓或扭壓作用下產(chǎn)生的收縮位移，是通過地層褶皺彎曲來實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)褶皺形成機(jī)制，珠三坳陷的撓曲褶皺型反轉(zhuǎn)構(gòu)造又可劃分為前谷后峰亞型、前峰后谷亞型和多級(jí)峰谷相間混合亞型。由于斷層活動(dòng)區(qū)是地應(yīng)力集中釋放部位，這3種亞型都形成于控凹斷層附近，而不同之處在于：前谷后峰亞型峰部靠近斷層，是由早期形成的滾動(dòng)背斜改造而成；前峰后谷亞型谷部靠近斷層，是由早期形成的牽引向斜改造而成；多級(jí)峰谷相間混合亞型由多個(gè)峰谷相間交替組合而成，在平面上形成凹凸相間的地形，是擠壓或扭壓應(yīng)力在平面上較大范圍內(nèi)釋放的體現(xiàn)。

圖2 珠三坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)造分類圖

2.2 反轉(zhuǎn)構(gòu)造在珠三坳陷的分布

對(duì)覆蓋全區(qū)的高品質(zhì)三維地震資料精細(xì)解釋研究表明，珠三坳陷由西至東可以劃分出2個(gè)反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶：珠三坳陷南斷裂中西段反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶、珠三坳陷西斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶。兩者的分布與組合樣式不盡相同（圖3），反映了早期形成的同沉積斷裂組合的控制及構(gòu)造反轉(zhuǎn)強(qiáng)弱等的影響［10，11］。

1）珠三坳陷南斷裂中西段反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶：經(jīng)歷了早漸新世末期和中中新世末期2個(gè)擠壓反轉(zhuǎn)幕，在垂向上由2期擠壓反轉(zhuǎn)構(gòu)造疊合而成。2個(gè)擠壓反轉(zhuǎn)幕的應(yīng)力場(chǎng)方向不同導(dǎo)致了2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造的樣式也有較大差異。早漸新世末期，南北向的張扭應(yīng)力場(chǎng)在北北東走向的南斷裂面上產(chǎn)生的擠壓－右旋走滑分量形成了第1期反轉(zhuǎn)構(gòu)造，類型為多級(jí)峰谷相間混合亞型，在平面上沿著珠三坳陷南斷裂下降盤形成了凹凸相間的地形，其正向構(gòu)造為長(zhǎng)軸沿南北向展布的一系列斷鼻。中中新世末期，受北東－南西向張扭應(yīng)力場(chǎng)在北西-南東向擠壓分量的影響，該區(qū)形成了第2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造。珠三坳陷南斷裂中段和西段邊界斷層后期活動(dòng)強(qiáng)度的差異導(dǎo)致了第2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造的類型也有較大差異：①西段在漸新世末期停止活動(dòng)，邊界斷層在第2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)時(shí)主要以隱伏斷層的樣式活動(dòng)，形成的反轉(zhuǎn)構(gòu)造類型為下正上蓋亞型反轉(zhuǎn)背斜，如Wf19背斜。②中段由多條斷層以雁列式組合排列而成，停止活動(dòng)的時(shí)間并不一致。部分與西段相似，在漸新世末期已停止活動(dòng)，形成下正上蓋亞型反轉(zhuǎn)背斜，如Wf14背斜；部分在中中新世末期才停止活動(dòng)，由于強(qiáng)烈的牽引、逆牽引作用，多形成前峰后谷亞型或前谷后峰亞型反轉(zhuǎn)構(gòu)造，如文昌13－3斷鼻、文昌14-2斷鼻。

圖3 珠三坳陷反轉(zhuǎn)構(gòu)分布及組合樣式

2）珠三坳陷西斷裂反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶：受中中新世末期北東－南西向右旋張扭應(yīng)力場(chǎng)在北西－南東向擠壓分量的影響，早期形成的控制珠三坳陷西邊界的斷裂發(fā)生反轉(zhuǎn)，使整個(gè)瓊海西次凹沉積的新生代地層卷入其中，在珠三坳陷西斷裂構(gòu)造帶形成下正上逆亞型反轉(zhuǎn)構(gòu)造，如瓊海23-1斷背斜。

3 珠三坳陷構(gòu)造反轉(zhuǎn)與油氣成藏

對(duì)珠三坳陷30多年的油氣勘探實(shí)踐及前人的研究［12，13］表明：構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏既具有建設(shè)性又具有破壞性。

3.1 構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)珠三坳陷油氣成藏的建設(shè)性作用

根據(jù)構(gòu)造演化及熱史模擬分析［3～5，14］，在漸新世末期，文昌A、B凹陷，文昌組烴源巖已進(jìn)入生排烴高峰。早漸新世末期的構(gòu)造反轉(zhuǎn)，一方面使珠三坳陷南斷裂中西段反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶烴源巖之上沉積的珠海組形成一系列斷鼻構(gòu)造，匯聚了早期文昌組烴源巖排出的油氣，形成了原生油氣藏；另一方面，也使文昌組烴源巖反轉(zhuǎn)向上翹傾，埋深變小，生排烴高峰結(jié)束。而后在坳陷的熱沉降作用下，烴源巖深埋逐漸增大，開始接受熱演化作用，在中中新世末期再次進(jìn)入生排烴高峰，此時(shí)發(fā)生第2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)。在珠三坳陷南斷裂中西段反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶上，形成的反轉(zhuǎn)構(gòu)造正好覆蓋在烴源巖和早期成藏的珠海組圈閉之上，在盆地中近東－西向斷層及南斷裂的垂向疏導(dǎo)作用下，以珠江組為主要目的層的第2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造聚集了第2次生排烴高峰期生成的油氣。由于區(qū)內(nèi)2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造縱向疊合較好，形成了多個(gè)復(fù)式油氣田，如Wf19油田和Wf14油氣田 （圖4）。

3.2 構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏的破壞作用

研究認(rèn)為，區(qū)內(nèi)第2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏具有一定的破壞作用，主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：

1）該期構(gòu)造反轉(zhuǎn)在坳陷中產(chǎn)生了大量的北西-南東、近東-西向張性正斷層。這些斷層向下直達(dá)恩平組、文昌組烴源巖，向上繼承性活動(dòng)至粵海期或至現(xiàn)今，在溝通烴源的同時(shí)，也一定程度上破壞了早期深層圈閉里聚集的油氣，使油氣資源再分配。一部分被破壞的油氣資源在地層中散失；另一部分進(jìn)入第2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造，形成次生油氣藏。如南斷裂下降盤的Wf14油氣田就具有非常明顯的2期成藏、后期遭受破壞的痕跡。

圖4 珠三坳陷南斷裂中西段反轉(zhuǎn)構(gòu)造復(fù)式油氣成藏實(shí)例

2）該期構(gòu)造反轉(zhuǎn)在一定程度上激活了邊界大斷層，不僅破壞了第1期反轉(zhuǎn)構(gòu)造形成的油氣藏，而且破壞了下正上逆亞型反轉(zhuǎn)構(gòu)造圈閉的有效性。例如，瓊海23-1斷背斜盡管油氣運(yùn)移條件極為有利，但由于珠三坳陷西斷裂后期反轉(zhuǎn)，向上幾乎斷至海底，圈閉有效性遭到破壞，僅在珠江組見到少量殘余油顯示。

4 結(jié)論

1）自新生代以來，珠三坳陷發(fā)育了2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造，形成了珠三坳陷西斷裂和珠三坳陷南斷裂中西段2個(gè)反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶。其反轉(zhuǎn)構(gòu)造類型可分為斷層相關(guān)型、撓曲褶皺型2大類5小類。

2）珠三坳陷的第1期構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏具有建設(shè)性作用，第2期構(gòu)造反轉(zhuǎn)對(duì)油氣成藏既有建設(shè)性作用，也有破壞性作用。第1期反轉(zhuǎn)構(gòu)造為原生油氣藏聚集的有利圈閉，第2期反轉(zhuǎn)構(gòu)造既是原生油氣藏聚集的有利圈閉，也是次生油氣藏聚集的有利圈閉。

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編輯］ 鄧?yán)?/p>

The Style Distribution and Hydrocarbon Accumulation of Inverted Structures in Zhu-3Depression

LIHui，ZHANGYinzhao，GANJun，LUHong，ZHANYeping（FirstAuthor' sAddress：ResearchInstitute，ZhanjiangBranchCompany，CNOOC，Zhanjiang524057，Guangdong，China）

Two inverted structures were developed in Zhu-3Depression under the dextral transtensional stress from Oli-gocene.Through fine interpretation of full-area coverage high quality 3Dseismic data，the dynamical genesis，structural styles，and distribution of the two inverted structures were analyzed by adopting structural interpretation method and based on stress field evolution and tectonic evolution analysis.The study results showed that two inverted structural zones were developed in the western and southern fault blocks of Zhu-3Depression.The inverted structures were divided into two types and five subclasses.In combination with the result of well drilled in the inverted structural zones，the significance of the two inverted structures to the hydrocarbon accumulation was analyzed.Study shows that the two inverted structures both have constructive and destructive effects on hydrocarbon accumulation.The first inverted structure is favorable for primary oil reservoir accumulation，while the second inverted structure is favorable for primary gas reservoir accumulation，and also favorable for secondary oil and gas reservoir accumulation.

Zhu-3Depression；inverted structure；tectonic evolution；tectonic inversion；hydrocarbon accumulation

TE122.1

A

1000-9752（2014）04-0001-05

2013-12-20

國(guó)家科技重大專項(xiàng) （2011ZX05023-001-007）。

李輝 （1981-），男，2004年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事地震資料綜合解釋和勘探綜合研究工作。