劉明輝　梅廉夫　楊亞娟　田巍　劉海倫　袁勛

摘要：為了揭示珠江口盆地惠州凹陷北部復(fù)雜沉降區(qū)的沉降歷史，運(yùn)用井控30條骨架剖面和EBM盆地模擬系統(tǒng)，分析惠州凹陷北部新生代沉降史，探討裂陷期與拗陷期沉降作用時(shí)空差異及其主控因素，研究了區(qū)域性巖石圈地幔對(duì)沉降作用的宏觀影響，并探索了局域性復(fù)雜構(gòu)造格架及構(gòu)造的遷移演化對(duì)沉降作用的制約。結(jié)果表明：珠江口盆地惠州凹陷北部裂陷期強(qiáng)烈的沉降作用表現(xiàn)為沉降速率大、沉降中心多且分散以及時(shí)空差異大；從裂陷期的文昌期到恩平期，沉降作用增強(qiáng)且趨于統(tǒng)一，沉降中心減少并發(fā)生由東向西和由北向南的雙向遷移；斷層的分段差異性活動(dòng)以及低凸起的分割作用控制了沉降中心的發(fā)育；構(gòu)造作用強(qiáng)度、方向的轉(zhuǎn)變以及基底屬性差異是控制沉降作用強(qiáng)度變化和沉降中心遷移演化的區(qū)域動(dòng)力學(xué)背景；拗陷期沉降作用以區(qū)域性緩慢均勻沉降為特征，各構(gòu)造單元沉降速率相近，其中HZ14洼是持續(xù)發(fā)育的沉降中心；拗陷期構(gòu)造沉降量觀測(cè)值遠(yuǎn)大于理論值，發(fā)育裂后異常沉降，且16.5～18.5 Ma期間發(fā)生了加速沉降；拗陷期以熱沉降為基本驅(qū)動(dòng)機(jī)制，疊加了動(dòng)力地形造成的裂后異常沉降和晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)事件導(dǎo)致的加速沉降。

關(guān)鍵詞：沉降作用；裂陷期；拗陷期；斷層活動(dòng)；基底屬性；裂后異常沉降；惠州凹陷；珠江口盆地

中圖分類號(hào)：P542；TE121.2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Temporalspatial Differences of Subsidence Between Syn and

Postrift Stages in Northern Huizhou Sag of Pearl River

Mouth Basin and Their Main Control FactorsLIU Minghui1， MEI Lianfu1， YANG Yajuan2， TIAN Wei1， LIU Hailun1， YUAN Xun1

（1. Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources of Ministry of Education， China University of

Geosciences， Wuhan 430074， Hubei， China； 2. Institute of Shenzhen Branch， CNOOC，

Guangzhou 510240， Guangdong， China）Abstract： In order to reveal the complex subsidence history in northern Huizhou sag of Pearl River Mouth Basin， Cenozoic subsidence history in northern Huizhou sag was analyzed based on EBM basin modeling system and 30 seismic profiles controlled by well， the temporalspatial differences of subsidence between syn and postrift stages and their main control factors were discussed， macroscopic effects of regional lithosphere mantle on subsidence were studied， and the constraint of local complex tectonic framework， migration and evolution of tectonic on subsidence were explored. The results show that at synrift stage， the subsidence rates are large， there are lots of subsidence centers which isolate from each other， and subsidence characteristics and rates vary temporally and spatially in northern Huizhou sag of Pearl River Mouth Basin； from Wenchang to Enping periods at synrift stage， subsidence becomes stronger and more homogeneous， subsidence centers decrease and migrate westwards and southwards； the activities of different fault segments together with the low uplift control the development of subsidence centers； the changes of tectonic intensity and direction together with the heterogeneity of basement property are the dynamic background which cause the migration and evolution of subsidence centers and the change of subsidence intensity； at postrift stage， the subsidence is regional slow and homogeneous， subsidence rates of all structural units are similar， and HZ14 subsag is a sustained subsidence center； the observed tectonic subsidence is considerably greater than the theoretical value at postrift stage， postrift anomalous subsidence develops， and there is a shortlived rapid subsidence in 16.518.5 Ma； thermal subsidence is basic driving mechanism at postrift stage， and postrift anomalous subsidence caused by dynamic topography and rapid subsidence caused by late tectonic movement event are overlaid.

Key words： subsidence； synrift stage； postrift stage； fault activity； basemental attribute； postrift anomalous subsidence； Huizhou sag； Pearl River Mouth Basin

0引言

盆地沉降史分析是含油氣盆地分析中一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作。通過(guò)對(duì)盆地沉降史的研究，可以查明盆地類型、動(dòng)力機(jī)制和演化發(fā)育過(guò)程，定量或半定量地劃分盆地構(gòu)造演化階段，判斷主要構(gòu)造事件發(fā)生的時(shí)間，了解烴源巖的發(fā)育演化及成熟度[12]。純剪切拉伸模型[3]是提出最早、影響最大的裂谷盆地動(dòng)力學(xué)理論，模型探討了巖石圈伸展及減薄、軟流圈上隆、盆地沉降及其相應(yīng)的熱歷史之間的定量關(guān)系，并將盆地沉降分為同裂陷期的快速沉降和裂后呈指數(shù)衰減的熱沉降。之后又有諸如簡(jiǎn)單剪切[4]、撓曲懸臂梁[5]等多種動(dòng)力學(xué)模型的提出。

典型被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造沉降曲線表現(xiàn)為兩段式，曲線趨勢(shì)與海底時(shí)深曲線相似。根據(jù)沉降曲線變化規(guī)律將沉降階段劃分為由陸殼伸展減薄產(chǎn)生的斷層控制的裂陷期（Synrift）和巖石圈冷卻增厚過(guò)程中熱平衡驅(qū)動(dòng)的裂后期（Postrift）[3，6]。裂陷期沉降作用受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)控制，表現(xiàn)出明顯的時(shí)空差異性，沉降中心常發(fā)生有規(guī)律的遷移[78]。裂后期熱沉降是最主要的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，沉降作用相對(duì)均勻，常用純剪切模型計(jì)算裂后期構(gòu)造沉降量。裂后期的沉降作用又可分為兩類：一類為典型的被動(dòng)大陸邊緣，裂后沉降量與純剪切模型所預(yù)測(cè)的較一致[6]；另一類盆地則表現(xiàn)出明顯的裂后異常沉降，即實(shí)際裂后構(gòu)造沉降量與理論構(gòu)造沉降量存在差異[912]，有的盆地發(fā)育強(qiáng)烈加速沉降[1214]。

珠江口盆地是非典型的被動(dòng)大陸邊緣盆地。南海在32 Ma左右發(fā)生海底擴(kuò)張，分離了南海南、北大陸，使之具有被動(dòng)大陸邊緣盆地的基本屬性。盆地的區(qū)域構(gòu)造范圍涵蓋了大陸殼和洋陸轉(zhuǎn)換帶，并過(guò)渡到洋殼。古新世到漸新世早期，珠江口盆地經(jīng)歷了陸內(nèi)裂陷階段，海底擴(kuò)張導(dǎo)致目前珠一坳陷處于近端帶（Proximal Domain），珠二坳陷處于減薄帶（Necking Domain）。珠江口盆地巖石圈拉張因子隨深度發(fā)生變化[1517]，盆地呈現(xiàn)出典型的幕式沉降特征[1819]，其沉降階段可劃分為4幕快速沉降期和其后的緩慢沉降期。第一幕為晚白堊世末到始新世最早期，對(duì)應(yīng)神狐運(yùn)動(dòng)，僅局部地區(qū)發(fā)育小型陸相半地塹；第二幕為始新世中—晚期，對(duì)應(yīng)珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕；第三幕為始新世末—早漸新世，對(duì)應(yīng)珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕；第四幕為晚漸新世到中中新世裂后快速沉降階段，對(duì)應(yīng)南海運(yùn)動(dòng)。東沙運(yùn)動(dòng)對(duì)沉降作用的影響在臺(tái)西南盆地表現(xiàn)最為強(qiáng)烈，到珠江口盆地已經(jīng)不明顯[20]。由陸架區(qū)向陸坡區(qū)，地殼拉張因子逐漸增大[2123]，陸坡區(qū)沉降量大于陸架區(qū)沉降量[11]。在盆地的各構(gòu)造單元中，以珠二坳陷沉降量最大[18]，其中又以白云凹陷強(qiáng)烈沉降為代表[10]。陸架區(qū)和陸坡區(qū)裂后期的沉降量實(shí)測(cè)值均與McKenzie模型計(jì)算所得的理論值不一致，存在明顯的裂后異常沉降和加速沉降[1014，2427]；陸架區(qū)異常沉降300～700 m，而陸坡深水區(qū)可達(dá)1 200 m[11]。對(duì)裂后異常沉降及加速沉降的解釋有盆地再次張裂[22，25]、動(dòng)力地形影響[9，11，28]、下地殼流影響[10，16，24]、后期巖漿侵入[11，13]、斷裂活動(dòng)影響[9，11，29]以及幾種因素的綜合作用[11，30]等。

以珠江口盆地惠州凹陷為代表的珠一坳陷和以白云凹陷為代表的珠二坳陷在結(jié)構(gòu)上明顯不同，在沉降特征和演化上差異明顯[3135]?；葜莅枷荼辈渴侵榻谂璧仃懠軈^(qū)沉降幅度最大、差異演化頻繁和遷移活動(dòng)最強(qiáng)烈的地區(qū)，其沉降特征研究能為陸架區(qū)、陸坡區(qū)乃至全盆地沉降研究的比較分析提供證據(jù)。前人對(duì)沉降作用的研究大多從盆地級(jí)別或坳陷級(jí)別出發(fā)，從地球自身動(dòng)力演化的角度來(lái)考慮沉降作用，探討巖石圈伸展減薄、軟流圈上隆而后熱衰減下沉對(duì)基底沉降的控制作用。但在惠州凹陷北部這樣一個(gè)洼陷級(jí)別區(qū)域，在其復(fù)雜構(gòu)造格局下，沉降作用強(qiáng)烈，差異性強(qiáng)，沉降中心頻繁遷移，其沉降作用除了響應(yīng)區(qū)域性巖石圈地幔的影響，更多地響應(yīng)研究區(qū)復(fù)雜構(gòu)造格架及構(gòu)造遷移演化的影響。沉降作用所衍生的富烴凹（洼）陷的發(fā)育及遷移、盆地?zé)崾费莼约盁N源巖分布和成熟狀況等是油氣勘探中所關(guān)注的重要問(wèn)題。因此，對(duì)一個(gè)凹（洼）陷級(jí)別區(qū)域的沉降特征及其主控因素的研究，有助于了解區(qū)域性巖石圈地幔對(duì)沉降作用的宏觀影響，更進(jìn)一步探索局域性復(fù)雜構(gòu)造格架及構(gòu)造遷移演化對(duì)沉降作用的制約，并進(jìn)而揭示富烴凹（洼）陷的發(fā)育和遷移、盆地?zé)釟v史演化和烴源巖的分布及成熟狀況等。

1區(qū)域地質(zhì)概況

珠江口盆地位于南海北部廣闊的大陸架和陸坡邊緣，是NE—SW向展布的中國(guó)近海最大的新生代含油氣盆地之一。盆地發(fā)育在華南大陸南緣、古生代及中生代復(fù)雜褶皺基底上，受太平洋板塊、印度洋板塊以及歐亞板塊交匯作用影響，具有復(fù)雜的大陸邊緣和大陸動(dòng)力學(xué)背景[3644]。珠江口盆地從北向南包括北部斷階帶、北部坳陷帶（包括珠一坳陷）、中央隆起帶、南部坳陷帶（包括珠二坳陷）和南部隆起5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元?；葜莅枷菔侵橐慧晗葑畲蟮陌枷?，也是最大的富烴凹陷，以南北NE向邊界斷裂體系為主控，惠北半地塹是惠州凹陷北部邊界斷層控制的一個(gè)NE向結(jié)構(gòu)單元（圖1）。圖1球江口盆地惠州凹陷北部構(gòu)造單元

Fig.1Simplified Tectonic Map of Northern Huizhou Sag in Pearl River Mouth Basin惠州凹陷北部地區(qū)以邊界斷裂F10斷層與北部隆起帶相隔，南以惠中低凸起、緩坡帶與惠南半地塹相隔，西以惠中低凸起與惠西半地塹相隔，東以惠陸低凸起與惠東半地塹相隔。文昌期在邊界斷裂F10斷層的控制下沿北部發(fā)育了HZ08洼、HZ09次洼、HZ10洼主洼和HZ10洼東次洼，在主干斷裂F14斷層控制下沿西南部發(fā)育了HZ14洼。東部的惠陸低凸起因其結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征差異又可劃分為北翼和南翼。北翼是HZ10洼主洼、東次洼的緩坡帶（圖1）。

古新世至早漸新世的斷陷階段受珠瓊運(yùn)動(dòng)控制發(fā)育NEE、近EW向斷層；晚漸新世—中中新世的拗陷沉降階段，受南海運(yùn)動(dòng)影響，斷裂活動(dòng)微弱，主體以NEE、NWW 向?yàn)橹?；晚中新世至今的?gòu)造活化階段，受東沙運(yùn)動(dòng)影響，NWW 向斷裂發(fā)生右旋張扭活動(dòng)[45]。斷陷階段可劃分裂陷Ⅰ幕（珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕）和裂陷Ⅱ幕（珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕）?；荼钡貐^(qū)自下而上發(fā)育古近系文昌組（Tg—T80）、恩平組（T80—T70）和珠海組（T70—T60），新近系珠江組（T60—T40）、韓江組（T40—T32）、粵海組（T32—T30）、萬(wàn)山組（T30—T20）及第四系（T20—T0）。文昌組和恩平組分別為裂陷Ⅰ幕和裂陷Ⅱ幕沉積地層，珠海組為斷拗轉(zhuǎn)換期沉積地層，珠江組及以上為拗陷期沉積地層（圖2）。圖2地震剖面aa′和bb′

Fig.2Seismic Profiles aa′ and bb′2沉降史模型的建立

2.1模擬方法及原理

盆地的總沉降即是盆地基底與某一基準(zhǔn)參照面（海平面或湖平面）間的距離，也稱為基底沉降。它是多種因素綜合作用的結(jié)果，這些因素可以分為兩類：一類為非構(gòu)造沉降，包括沉積物和水負(fù)載、沉積物壓實(shí)、全球海平面變化和古水深變化；另一類為構(gòu)造沉降，是在地殼自身動(dòng)力學(xué)演化過(guò)程中產(chǎn)生的沉降[13]。一般用沉降量和沉降速率來(lái)分析盆地的沉降，沉降量指某地質(zhì)時(shí)期一個(gè)地區(qū)的累積沉降幅度，沉降速率是盆地某一構(gòu)造面在單位地質(zhì)時(shí)期內(nèi)相對(duì)于某一基準(zhǔn)參照面（海平面或湖平面）下降的幅度。

沉降史定量模擬分析由兩部分組成：首先進(jìn)行地質(zhì)歷史分析，以盆地內(nèi)現(xiàn)今地層分層數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用地層骨架厚度不變?cè)砣簩?shí)，并進(jìn)行古水深和相對(duì)海平面變化校正，得出總沉降[46]；再用回剝法（Backstripping）[47]去除沉積物負(fù)載造成的沉降，得出構(gòu)造沉降。除了沉積物壓實(shí)、古水深或海平面變化以外，明顯的不整合也會(huì)對(duì)沉降量產(chǎn)生影響[1]。本文運(yùn)用的EBM盆地模擬系統(tǒng)（BS回剝系統(tǒng)軟件）是一個(gè)二維剖面回剝系統(tǒng)，既可以反映盆地總體沉降特征，又可以對(duì)剖面上不同部位沉降作出比較。

2.2反演模型及參數(shù)設(shè)定

本次研究以鉆井和地震資料為基礎(chǔ)，建立惠北地區(qū)的地層格架；利用研究區(qū)的30 條二維地震剖面，選取測(cè)線上地層厚度發(fā)生明顯變化的點(diǎn)，按每條測(cè)線橫向距離10～30個(gè)模擬點(diǎn)進(jìn)行選取，共選取582個(gè)模擬點(diǎn)。在地震剖面上讀取各層位的雙程反射時(shí)間，再利用時(shí)深轉(zhuǎn)換公式H=0000 3X2+0740 7X-3894 5（其中，H為界面現(xiàn)今深度，X為雙程反射時(shí)間），計(jì)算出各地層界面的現(xiàn)今深度。由于珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕和珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕期間本區(qū)經(jīng)歷了強(qiáng)烈的抬升剝蝕，所以運(yùn)用趨勢(shì)線恢復(fù)法估算剝蝕厚度，校正各模擬點(diǎn)Tg和T80界面深度。

根據(jù)惠州凹陷北部沉積相單元?jiǎng)澐旨芭璧貙?shí)測(cè)鉆井資料（表1），采用正常壓實(shí)情況下單一巖性常用的壓實(shí)系數(shù)和表面孔隙度，按比例加權(quán)得出混合巖性[18]。

表1不同巖性的物性參數(shù)

Tab.1Physical Parameters of Different Lithologies巖性表面孔隙

度/%壓實(shí)系數(shù)/

km-1沉積顆粒密度/

（kg·m-3）頁(yè)巖0.630.512 720砂巖0.490.272 650灰?guī)r0.700.712 710泥質(zhì)砂巖0.560.392 680注：數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[47]。

沉積盆地水深較大時(shí)，可以通過(guò)校正得出正確的構(gòu)造沉降量。古水深的估計(jì)可以通過(guò)沉積相分析、古生物組合和曾做過(guò)古水深研究的鉆井等進(jìn)行估計(jì)[18]。本次模擬中，古水深取值為：濱淺湖水深0～10 m；半深湖—深湖水深10～100 m；濱海水深0～50 m；淺海水深50～200 m；半深海水深200～500 m，深海深于500 m。歷史時(shí)期陸架坡折帶一直位于惠州凹陷以南，因此，研究區(qū)最大水深不超過(guò)200 m。

3結(jié)果分析及討論

3.1沉降作用平面變化特征

沉降作用在空間域內(nèi)差異明顯。洼陷和隆起的沉降幅度差別大，洼陷中心沉降量極大（圖3），現(xiàn)今最深的HZ14洼總沉降量可達(dá)8 000 m，HZ10洼和HZ08洼總沉降量可達(dá)7 000 m，而惠陸低凸起總沉降量?jī)H為3 500 m。洼陷與低凸起之間的沉降量差異主要是在裂陷期形成的，裂陷期洼陷強(qiáng)烈沉降，低凸起沉降量極小或者為0（圖3、4），拗陷期洼陷和低凸起均發(fā)生沉降，洼陷的沉降量稍大于低凸起（圖3、5）。不同時(shí)期洼陷的沉降特征也不同，HZ10洼文昌期強(qiáng)烈沉降，HZ08洼恩平期強(qiáng)烈沉降（圖3、4），HZ14洼從恩平期開(kāi)始是持續(xù)發(fā)育的沉降中心（圖5）。

3.2沉降作用垂向演化特征

沉降特征在時(shí)間域內(nèi)同樣具有明顯的差異。沉降量曲線陡緩相間，沉降速率呈現(xiàn)快慢交替的幕式沉降特征（圖3）。結(jié)合研究區(qū)的演化歷史和被動(dòng)大陸邊緣沉降特征，將研究區(qū)演化階段劃分為裂陷期（文昌期至恩平期）和拗陷期（珠海期至現(xiàn)今），其中裂陷期又可細(xì)分為裂陷Ⅰ幕（文昌期）和裂陷Ⅱ幕（恩平期）。

3.2.1裂陷期沉降特征及機(jī)制

裂陷期沉降作用強(qiáng)烈且快速，具有明顯局域性。總沉降量超過(guò)研究區(qū)總沉降量的2/3，沉降速率大而沉降中心分散，東部沉降范圍窄而長(zhǎng)，西部沉降范圍寬且近似等軸。

文昌期沉降速率為0～350 m·Ma-1（圖4），構(gòu)造沉降量約占總沉降量的64%，沉降作用強(qiáng)烈。研究區(qū)沿北部邊界斷裂F10斷層和南部主干斷裂F14斷層發(fā)育5個(gè)沉降中心，分別是HZ10洼主洼、HZ09次洼、HZ08洼、HZ14洼東次洼和西次洼，主沉降中心位于HZ10洼主洼?；蓐懙屯蛊鸨币戆l(fā)育許多次級(jí)沉降中心，控制了次洼的發(fā)育，與南翼差別較大。東部沉降速率較西部大，北部沉降速率較南部大。恩平期沉降作用較文昌期有所增強(qiáng)，沉降速率為50～520 m·Ma-1，構(gòu)造沉降量所占比例減小至49%。研究區(qū)發(fā)育3個(gè)沉降中心，分別為HZ10洼、HZ08洼、HZ14洼，主沉降中心位于HZ14洼?；蓐懙屯蛊鸨币泶渭?jí)沉降中心消失，與南翼趨于一致。與文昌期相反，西部沉降速率較東部大，南部沉降速率較北部大。從文昌期到恩平期，沉降作用增強(qiáng)且趨于統(tǒng)一，沉降中心減少，構(gòu)造沉降的主控作用減弱，研究區(qū)沉降中心發(fā)生了由東向西和由北向南的雙向遷移。

拉張作用所產(chǎn)生的斷層是控制伸展盆地裂陷期沉降最主要的因素[3，48]。對(duì)研究區(qū)F10、F14斷層活動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，北部邊界斷裂F10斷層（圖6）文昌期活動(dòng)速率為40～270 m·Ma-1，平均約為150 m·Ma-1，斷層?xùn)|段活動(dòng)性強(qiáng)于西段；恩平期斷層活動(dòng)性整體較文昌期強(qiáng)，活動(dòng)速率為60～280 m·Ma-1，平均約250 m·Ma-1，斷層西段活動(dòng)性強(qiáng)于東段。斷層分段差異活動(dòng)控制了沉降中心的發(fā)育及遷移。F14斷層活動(dòng)性也有一定規(guī)律可循：F14斷層（圖7）文昌期活動(dòng)速率為20～175 m·Ma-1，平均約為70 m·Ma-1；恩平期活動(dòng)速率為20～230 m·Ma-1，平均約為150 m·Ma-1。恩平期斷層活動(dòng)性增強(qiáng)，一定程度上控制了沉降速率的增加。恩平期HZ14洼沉降量最大（圖2、4），且從恩平期至現(xiàn)今，HZ14洼是研究區(qū)持續(xù)發(fā)育的沉降中心（圖5）。但與F10斷層相比，F(xiàn)14斷層的活動(dòng)速率明顯較小，因此，HZ14洼恩平期的強(qiáng)烈沉降還受其他因素影響。

圖3各構(gòu)造單元沉降量及沉降速率對(duì)比

Fig.3Comparisons of Settlement and Subsidence Rate of Each Structural Unit 圖4裂陷期總沉降速率分布

Fig.4Distributions of Total Subsidence Rate in Synrift Stage圖5拗陷期總沉降速率分布

Fig.5Distributions of Total Subsidence Rate in Postrift Stage鶯歌海盆地裂陷期高沉降速率表明[4950]，剛性地塊不變形導(dǎo)致應(yīng)變面積減小，從而使一定量的應(yīng)變?nèi)考性卩徑鼌^(qū)域，并將導(dǎo)致垂向沉降變形作用在剛性構(gòu)造塊體附近加劇。HZ10洼南側(cè)以惠陸低凸起為緩坡帶，HZ14洼南側(cè)以惠中低凸起和F14斷層為陡坡帶（圖1、4）。這種基底剛性塊體使得附近軟弱帶垂向沉降加劇，因此，2個(gè)低凸起分別對(duì)HZ10洼和HZ14洼的強(qiáng)烈沉降具有重要貢獻(xiàn)。

珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕，珠江口盆地受拉張應(yīng)力形成NE—NEE向斷陷[45]，控制走向?yàn)镹EE向的F10斷層?xùn)|段強(qiáng)烈活動(dòng)，同時(shí)受惠陸低凸起北翼影響，造成HZ10洼沉降強(qiáng)烈。珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕，盆地再次張裂，形成近EW向斷陷[45]，走向近EW向的F10斷層西段強(qiáng)烈活動(dòng)，同時(shí)受惠中低凸起的影響，HZ08洼強(qiáng)烈沉降。文昌期到恩平期，構(gòu)造作用強(qiáng)度的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致沉降作用增強(qiáng)，構(gòu)造作用方向的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致斷層分段差異性活動(dòng)，并與基底屬性差異共同控制沉降中心由東向西和由北向南遷移。

3.2.2拗陷期沉降特征及機(jī)制

南海中央海盆32 Ma開(kāi)始發(fā)生SN向擴(kuò)張，至此南海北部大陸邊緣結(jié)束早期裂陷作用，進(jìn)入拗陷期。拗陷期構(gòu)造活動(dòng)減弱，盆內(nèi)堆積較厚的沉積物，沉積物壓實(shí)和巨厚沉積物負(fù)載導(dǎo)致拗陷期較大的沉降量。與裂陷期的局域性強(qiáng)烈沉降以及差異沉降特征不同，拗陷期沉降作用以區(qū)域性緩慢均勻沉降為主，各構(gòu)造單元沉降速率相近，沉降作用趨于統(tǒng)一（圖5），HZ14洼是持續(xù)發(fā)育的沉降中心。16.5～18.5 Ma期間沉降速率急劇增大[圖5（c）]，最大可達(dá)518 m·Ma-1，與恩平期沉降速率相當(dāng)，2 Ma時(shí)間內(nèi)沉積了巨厚的地層（圖2）。構(gòu)造沉降量曲線與典型被動(dòng)大陸邊緣對(duì)比結(jié)果（圖8）顯示，二者裂后階段沉降特征差別較大。典型被動(dòng)大陸邊緣盆地裂后熱沉降呈指數(shù)衰減[3，6]，其趨勢(shì)與海底時(shí)深曲線相似。研究區(qū)拗陷期構(gòu)造沉降量觀測(cè)值遠(yuǎn)大于理論值，存在強(qiáng)烈的裂后異常沉降。

對(duì)研究區(qū)斷開(kāi)T50界面（18.5 Ma）的50條代表性斷層活動(dòng)速率的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，斷層平均活動(dòng)速率與沉降速率變化特征具有一定的吻合度（圖9）。珠海期到早珠江期，斷層幾乎不活動(dòng)，晚珠江期斷層活動(dòng)速率突然增大，此后緩慢減小。斷層活動(dòng)速率最大的時(shí)期對(duì)應(yīng)沉降速率最大時(shí)期。晚期斷裂的發(fā)育以及早期斷層活化會(huì)對(duì)拗陷期加速沉降產(chǎn)生重要影響。紅河斷裂晚期由左旋走滑運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚呋\(yùn)動(dòng)，造成瓊東南盆地拗陷期加速沉降[23]，郯廬大斷裂晚期活化造成了渤中凹陷的加速沉降[9]，鶯歌海盆地拗陷期加速沉降也是由盆緣斷裂的右旋走滑作用引起的[11]。本文認(rèn)為，晚珠江期斷層活化是導(dǎo)致研究區(qū)加速沉降的重要原因。

圖6裂陷期F10斷層活動(dòng)速率

Fig.6Activity Rates of Fault F10 in Synrift Stage圖7裂陷期F14斷層活動(dòng)速率

Fig.7Activity Rates of Fault F14 in Synrift Stage實(shí)線對(duì)應(yīng)頂部時(shí)間坐標(biāo)，點(diǎn)線對(duì)應(yīng)底部時(shí)間坐標(biāo)。為了方便對(duì)

比，將海底沉降量曲線初始海底深度減小了500 m。1為加拿

大南部落基山系的古生代冒地槽；2為摩洛哥盆地；3為盧西塔

尼亞盆地；4為里昂灣；5a為美國(guó)科迪勒拉山系冒地槽樣點(diǎn)a；

5b為美國(guó)科迪勒拉山系冒地槽樣點(diǎn)b；6為惠州凹陷北部；

圖件引自文獻(xiàn)[6]

圖8被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造沉降曲線

Fig.8Tectonic Subsidence Curves for Passive

Continental Margin圖9拗陷期沉降速率與斷層平均活動(dòng)速率對(duì)比

Fig.9Comparison of Subsidence Rate and Average Fault

Activity Rate of Fault in Postrift Stage珠江口盆地陸架區(qū)和陸坡區(qū)的裂后異常沉降和裂后加速沉降已被揭示。趙忠賢等模擬得出珠江口盆地陸架區(qū)總沉降量實(shí)測(cè)值比理論值大2.5 km左右，160～18.5 Ma期間沉降速率增大至300 m·Ma-1，認(rèn)為17.5～18.5 Ma存在的一重大構(gòu)造事件引起盆地從陸架到陸坡的裂后快速沉降的發(fā)生[21]。Zhou等研究白云凹陷沉積特征時(shí)發(fā)現(xiàn)，13.8～17.5 Ma期間白云主凹沉積速率突然增大[25]。Liao等進(jìn)一步研究了白云凹陷的沉降特征，發(fā)現(xiàn)同期白云主凹加速沉降，且發(fā)育裂后異常沉降，提出東亞季風(fēng)增強(qiáng)導(dǎo)致的沉積物供給量增加以及由此導(dǎo)致的下地殼流動(dòng)可能是異常沉降的主要原因[10]。Shi 等認(rèn)為高密度巖漿侵入導(dǎo)致白云凹陷17 Ma左右的快速沉降和沉積事件[13]。Xie等依據(jù)地幔對(duì)流模型計(jì)算出珠江口盆地深水區(qū)存在900～1 200 m的裂后異常沉降，并認(rèn)為是動(dòng)力地形與南海擴(kuò)張后巖漿事件綜合作用的結(jié)果，而陸架區(qū)存在的300～700 m裂后異常沉降是單純由動(dòng)力地形引起的[11]。動(dòng)力地形是指為響應(yīng)地幔流動(dòng)而產(chǎn)生的地球表面的垂直位移[51]，俯沖的大洋巖石圈板片相對(duì)于周圍的地幔物質(zhì)溫度低而致密，形成負(fù)浮力異常，導(dǎo)致地幔流動(dòng)，從而在地面產(chǎn)生動(dòng)力沉降[51]。近年來(lái)，眾多學(xué)者提出動(dòng)力沉降可能是引起克拉通內(nèi)盆地或被動(dòng)大陸邊緣盆地裂后異常沉降最為重要的原因[11，28]。Xie等的計(jì)算結(jié)果也較好地解釋了惠州凹陷北部地區(qū)拗陷期的裂后異常沉降現(xiàn)象[11]。筆者認(rèn)為熱衰減產(chǎn)生的構(gòu)造沉降是研究區(qū)拗陷期的基本沉降機(jī)制，地幔流動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)力沉降導(dǎo)致裂后異常沉降。16.5～18.5 Ma期間，珠江口盆地發(fā)生的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)事件導(dǎo)致晚期斷裂發(fā)育以及早期斷裂活化，控制了陸坡區(qū)和陸架區(qū)的晚期加速沉降。吳哲等指出這一期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)事件與當(dāng)時(shí)陸架坡折帶形成以及海平面的快速上升相對(duì)應(yīng)[2021]，但對(duì)于構(gòu)造事件產(chǎn)生的原因還有待進(jìn)一步研究。

3.3裂陷期與拗陷期沉降特征及主控因素

伸展盆地發(fā)育演化過(guò)程中，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、熱衰減以及沉積物負(fù)載3種機(jī)制綜合作用控制沉降。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、熱沉降是構(gòu)造沉降的基本驅(qū)動(dòng)機(jī)制，而沉積物負(fù)載促使凹陷沉降持續(xù)發(fā)展，并在凹陷演化晚期起到非常重要的作用。構(gòu)造作用產(chǎn)生的斷層控制裂陷期快速沉降，熱衰減作用控制拗陷期緩慢沉降，但研究區(qū)沉降特征及沉降作用主控因素顯然有其特殊性（表2）。裂陷期發(fā)生了兩幕沉降，兩幕沉降作用強(qiáng)表2裂陷期與拗陷期沉降特征及主控因素對(duì)比

Tab.2Comparison of Subsidence Characteristics and Main Control Factors in Syn and Postrift Stages 構(gòu)造期裂陷期拗陷期珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕南海期東沙期文昌期恩平期珠海期早珠江期晚珠江期早韓江期晚韓江期粵海期萬(wàn)山期最大總沉降速率/（m·Ma-1）350520103975182501359889沉降特征局域性強(qiáng)烈沉降，差異沉降，沉降中

心有規(guī)律遷移區(qū)域性緩慢均勻沉降，裂后異常沉降及加速沉降沉降作用主控因素?cái)鄬臃侄尾町愋曰顒?dòng)和低凸起分割熱沉降、動(dòng)力地形和斷裂活化動(dòng)力學(xué)機(jī)制構(gòu)造作用強(qiáng)度和方向的變化聯(lián)合

基底屬性差異控制沉降熱沉降作用是基本驅(qū)動(dòng)機(jī)制，動(dòng)力地形造成裂后異常沉降，

晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致加速沉降度有差異，但兩幕沉降作用都以局域性強(qiáng)烈沉降為主，不同單元沉降作用差異性強(qiáng)，沉降中心發(fā)生有規(guī)律遷移。拗陷期根據(jù)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可劃分為南海期和東沙期，整個(gè)拗陷期以區(qū)域性緩慢均勻沉降為主，但也持續(xù)發(fā)育一個(gè)沉降中心。拗陷期發(fā)育裂后異常沉降，且在16.5～18.5 Ma期間有一期加速沉降。裂陷期沉降特征是由斷層的分段差異性活動(dòng)和低凸起的共同控制形成的，而這兩個(gè)主控因素是構(gòu)造作用強(qiáng)度和方向的變化聯(lián)合基底屬性差異的直接表現(xiàn)。拗陷期的均勻緩慢沉降是熱沉降的結(jié)果，動(dòng)力地形導(dǎo)致裂后異常沉降，晚期斷裂活化引起加速沉降。因此，熱沉降作用是拗陷期沉降的基本驅(qū)動(dòng)機(jī)制，在此基礎(chǔ)上，動(dòng)力地形引起裂后異常沉降，而16.5～18.5 Ma期間發(fā)生的與陸架坡折帶的形成以及海平面快速上升相關(guān)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)事件，引起晚期斷裂發(fā)育以及早期斷裂活化，造成16.5～18.5 Ma期間的強(qiáng)烈加速沉降。

4結(jié)語(yǔ)

（1）珠江口盆地惠州凹陷北部裂陷期強(qiáng)烈的沉降作用表現(xiàn)出沉降速率大、沉降中心多且分散、時(shí)空差異大以及局域性明顯等特征。從裂陷期的文昌期到恩平期，沉降作用增強(qiáng)且趨于統(tǒng)一，沉降中心減少并發(fā)生由東向西和由北向南的雙向遷移。斷層的分段差異性活動(dòng)以及低凸起的分割作用控制了沉降中心發(fā)育，構(gòu)造作用的強(qiáng)度轉(zhuǎn)變導(dǎo)致沉降作用強(qiáng)度增強(qiáng)，構(gòu)造作用的方向轉(zhuǎn)變以及基底屬性差異共同控制沉降中心遷移演化。

（2）拗陷期構(gòu)造活動(dòng)減弱，沉積物壓實(shí)和巨厚沉積物負(fù)載引起較大的沉降量。沉降作用以區(qū)域性緩慢均勻沉降為特征，各構(gòu)造單元沉降速率相近，其中HZ14洼是持續(xù)發(fā)育的沉降中心。特別需要指出的是，拗陷期構(gòu)造沉降量觀測(cè)值遠(yuǎn)大于理論值，發(fā)育裂后異常沉降，且16.5～18.5 Ma期間發(fā)生了加速沉降。熱衰減產(chǎn)生的構(gòu)造沉降是拗陷期的基本沉降，同時(shí)地幔流動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)力沉降，造成裂后異常沉降；16.5～18.5 Ma期間，研究區(qū)發(fā)生了與陸架坡折帶形成以及海平面快速上升相關(guān)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)事件，導(dǎo)致晚期斷裂發(fā)育以及早期斷裂活化，控制了這一時(shí)期的加速沉降。然而，對(duì)于這一構(gòu)造事件的成因還有待進(jìn)一步研究。

（3）研究區(qū)裂陷期表現(xiàn)出兩幕局域性強(qiáng)烈沉降。差異沉降以及沉降中心發(fā)生有規(guī)律的遷移，是構(gòu)造作用強(qiáng)度和方向的變化控制斷層分段差異性活動(dòng)，以及基底屬性差異控制低凸起分割共同作用的結(jié)果。拗陷期以熱沉降為基本驅(qū)動(dòng)機(jī)制，疊加了動(dòng)力地形和晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響；三者共同作用表現(xiàn)出區(qū)域性緩慢均勻沉降、裂后異常沉降和裂后加速沉降的特征。參考文獻(xiàn)：

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