賀華瑞 欒錫武 魏新元 閆 恒
(1.山東科技大學地球科學與工程學院 山東青島 266590;2.中國海洋大學地球科學學院 山東青島 266100;3.中國石油大學(華東)地球科學與技術學院 山東青島 266000)
南海地處歐亞板塊與太平洋板塊交匯處,新生代以來,南海地區(qū)發(fā)育了眾多具有豐富油氣資源的沉積盆地,受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。萬安盆地位于南海西南緣,是南海中重要的含油氣盆地之一(Fyhn et al.,2009),其構造演化主要受控于板塊邊緣拉張作用以及萬安斷裂的走滑運動(吳進民等,1994;吳進民,1997;匡立春等,1998);在萬安盆地中東部地區(qū)構造高點上發(fā)現(xiàn)大量的碳酸鹽巖(楊振等,2016;張厚和等,2017)是區(qū)域內(nèi)重要的油氣儲層。我國在萬安盆地中東部區(qū)域地質(zhì)、油氣地質(zhì)、油氣資源潛力等方面進行了充分的研究(姚永堅等,2018;張厚和等,2018;王蓓羽等,2020),而位于萬安盆地西部的南昆嵩地區(qū)地質(zhì)資料較少、勘探程度較低,尤其缺少地震數(shù)據(jù)等第一手資料,對萬安盆地西部的構造單元劃分仍存在爭議,南昆嵩地區(qū)的物源輸送以及沉積發(fā)育特征與構造演化的內(nèi)在聯(lián)系等研究不足。據(jù)此,本文在結合前人(Pugh and Adam,2007;楊楚鵬等,2011)研究的基礎上,理清南昆嵩地區(qū)漸新世以來構造演化和沉積層序充填關系,綜合萬安盆地幾次重要的構造事件之間的聯(lián)系,重點分析研究區(qū)不同沉積相特點,揭示南昆嵩地區(qū)漸新世以來構造事件的沉積響應,彌補對萬安盆地研究的不足,為萬安盆地油氣勘探提供理論依據(jù)。
萬安盆地總體呈南北向展布(姚永堅等,2018),盆地平均水深為500 m,面積約8.5×104km2(圖1)(Binh et al.,2011;Fyhn et al.,2018)。西北部昆嵩隆起將萬安盆地與湄公盆地隔開(張厚和等,2018;Giao et al.,2021),西南部為西納土納盆地,東部以南海西緣—萬安斷裂為界(孫桂華等,2010)。盆地整體經(jīng)歷了伸展斷拗(漸新世—早中新世)、走滑改造(中中新世)和區(qū)域沉降(晚中新世至今)3 期構造演化階段(Lü et al.,2014)。
圖1 南昆嵩地區(qū)位置(據(jù)姚永堅等,2018 修改)Fig.1 Location of South Kunsong area(modified after Yao et al.,2018)
萬安盆地位于南海西南部,與北部陸緣具有不同的形成機制,主要經(jīng)歷早期的走滑拉張作用、中期走滑作用控制與晚期區(qū)域沉降的動力學背景(楊木壯等,2003;Binh et al.,2007)。漸新世末期,婆羅洲地塊發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)運動(Hennig-Breitfeld et al.,2021),古南海俯沖帶方向由W-E 向轉(zhuǎn)變?yōu)镹E-SW 向,西南次海盆逐漸開始形成,此時萬安盆地經(jīng)歷伸展斷拗期,盆地內(nèi)發(fā)育斷陷沉積,形成一系列地塹、半地塹;早中新世晚期,南沙地塊與婆羅洲地塊碰撞,南海西南次海盆基本停止擴張。中中新世,萬安盆地進入走滑改造期;晚中新世—上新世以來,南海地區(qū)逐漸進入穩(wěn)定的構造環(huán)境(姚永堅等,2018),萬安盆地進入裂后沉降階段。南昆嵩地區(qū)整體位于印支地塊南部陸架區(qū)(Dung et al.,2018),是納土納隆起與昆嵩隆起之間的狹長負向單元,與萬安盆具有相同的構造演化史與沉積過程。
萬安盆地主要沉積漸新世以來的地層,凹陷向海一側沉積逐漸變厚(圖2),先后經(jīng)歷陸相、過渡相、海相3 個沉積階段(Binh et al.,2007)。漸新世時期,南昆嵩地區(qū)為陸相沉積環(huán)境,南部低洼地區(qū)為深湖沉積;早中新世,納土納隆起與昆嵩隆起沒有被海水淹沒,南昆嵩地區(qū)中東部發(fā)育受潮汐影響的三角洲—濱海相沉積體系(肖鴻議等,2021);中中新世,研究區(qū)由三角洲—濱海相沉積環(huán)境逐漸過渡到陸架三角洲—淺海沉積環(huán)境,海侵范圍逐漸擴大,東部地區(qū)逐漸發(fā)育淺海碎屑巖(楊楚鵬等,2011);晚中新世早期沉積泥巖夾雜灰?guī)r,后期沉積灰?guī)r,晚中新世以來,昆嵩隆起與納土納隆起逐漸淹沒于水下,湄公河水系開始越過昆嵩隆起;上新世以來,研究區(qū)進一步沉降,沉積了巨厚的沉積物,湄公河物源大規(guī)模進積,三角洲前緣進入萬安盆地東部與北部地區(qū),萬安盆地中東部地區(qū)發(fā)育陸架邊緣三角洲沉積體系(Dung et al.,2018)。
圖2 南昆嵩地區(qū)地層(據(jù)吳進民等,1994 修改)Fig.2 Stratigraphic map of the South Kunsong area(modified after Wu et al.,1994)
根據(jù)萬安盆地的主要構造演化階段,參考研究區(qū)鉆井(20-PH-1X、12-C-1X、12-B-1X)資料(楊楚鵬等,2011;Tuan and Tri,2016),共識別出7 條層序界面,自下而上分別為:Tg、T5、T4、T3、T2、T1、SB。在獲取的地震剖面上識別出漸新統(tǒng)(Sq1)、下中新統(tǒng)(Sq2)、中中新統(tǒng)(Sq3)、上中新統(tǒng)(Sq4)、上新統(tǒng)(Sq5)、第四系(Sq6)共6 個地震層序(圖3)。
圖3 南昆嵩地區(qū)地震層序劃分(剖面L1-1,位置見圖4)Fig.3 Seismic sequence division in South Kunsong area(section L1-1,location shown in Fig.4)
南昆嵩地區(qū)漸新統(tǒng)(Sq1)下部地震剖面表現(xiàn)為中—強振幅、連續(xù)性較差、多為平行—亞平行的反射特征,上部地震剖面表現(xiàn)為中等振幅、中等頻率、波狀反射的特征。下中新統(tǒng)(Sq2)南部地震反射特征表現(xiàn)為中等振幅、中等頻率、連續(xù)性較好、平行—亞平行的反射特征。12-B-1X 井巖心揭示,東部濱海相主要以沉積泥巖夾薄層粉砂質(zhì)泥巖為主(匡立春等,1998;楊楚鵬等,2011),地震剖面上整體表現(xiàn)為中等振幅、中等頻率、平行—亞平行的反射結構。中中新統(tǒng)(Sq3)北部沉積物較南部隆起厚,地震剖面表現(xiàn)中等振幅、中等連續(xù)性、中等頻率,局部呈微弱發(fā)散結構,沉積泥巖、泥灰?guī)r相對增加,表明受海洋的影響逐漸擴大,東部發(fā)育淺海碎屑巖。上中新統(tǒng)(Sq4)北部凹陷區(qū)地震剖面表現(xiàn)為中等振幅、中高頻率、亞平行的反射特征。伴隨海平面的上升,地震剖面上出現(xiàn)明顯的前積反射特征,南部斜坡區(qū)表現(xiàn)為中等振幅、平行—亞平行、連續(xù)性較好的反射特征,表征出隨著海水面上升研究區(qū)整體進入濱海相沉積環(huán)境。上新統(tǒng)(Sq5)—第四系(Sq6)凹陷北部主要呈陸架邊緣三角洲沉積體系,沉積主要以砂巖夾雜著泥巖為主,在地震剖面上表現(xiàn)為平緩的前積反射特征。凹陷南部為平緩的淺海沉積,以泥巖沉積為主,地震剖面上表現(xiàn)為波狀反射、連續(xù)性較好的特征。
本研究基于越南南部近海采集的共4 593.3 km 的二維地震測線數(shù)據(jù)(圖4)和總結楊楚鵬等(2011)研究的地震測線(A-B)數(shù)據(jù)開展地震解釋工作,本文主要參考研究區(qū)鉆井(20-PH-1X、12-C-1X、12-B-1X 等)(Tuan and Tri,2016)(圖4)資料確定沉積物在垂向上巖性的變化。對研究區(qū)二維地震剖面進行層位追蹤以及標定,通過對地震相的精細刻畫,結合萬安盆地地質(zhì)背景分析各時期地層中沉積相類型與特點,通過分析南海主要構造事件對南昆嵩地區(qū)的構造演化與沉積作用的影響,研究萬安盆地西部南昆嵩地區(qū)漸新世以來構造事件的沉積響應。
圖4 南昆嵩地區(qū)測線(據(jù)吳進民等,1994 修改)Fig.4 Survey line map of South Kunsong area(modified after Wu et al.,1994)
通過對特殊地震相的識別,分析沉積相特征,理清南昆嵩地區(qū)漸新世以來各構造演化階段的沉積類型與特征,結果表明研究區(qū)廣泛發(fā)育三角洲、下切河谷以及水道等沉積充填樣式。研究區(qū)呈現(xiàn)出南北顯著差異的沉積特征,南昆嵩地區(qū)北部以箕狀斷陷沉積為主,控邊斷層控制了箕狀斷陷湖盆形態(tài)。研究區(qū)南部發(fā)育大量斷層,地層遭受強烈侵蝕,形成構造破碎帶,沉積較薄。
始新世—早漸新世時期,受巖石圈拉張作用影響,南昆嵩地區(qū)北部發(fā)育典型箕狀斷陷湖沉積(圖5),為緩坡優(yōu)勢型凹陷(趙文智等,2007),漸新世早期研究區(qū)為陸相沉積,湖盆邊界斷層的幕式活動控制了層序界面的形成與界面性質(zhì)(張自力等,2020)。南昆嵩地區(qū)北部斷陷湖呈南北向展布,南北邊界由測線L1-4、L2-6 限制,地震剖面L1-2 揭示盆地北部發(fā)育的斷陷湖盆層序幾何形態(tài)主要為鏟式半地塹型層序,控邊斷層呈鏟狀,斷層上陡下緩,碎屑物從西部的緩坡運移到湖底沉積(鮮本忠等,2007),沉積的碎屑物具有良好的分選性,緩坡部位作為良好的儲層,能形成大量巖性—地層油氣藏。沉積物在斷陷湖盆底部堆積逐漸形成湖底扇,控邊斷層一側陡坡帶由于坡度較陡發(fā)育著扇三角洲。中中新世至晚中新世研究區(qū)海侵范圍擴大,物源供給充足,三角洲范圍逐漸擴大,在地震剖面上表現(xiàn)出明顯的三角洲S 型前積。
圖5 南昆嵩地區(qū)斷陷湖發(fā)育模式(剖面L1-2 和L1-5,位置見圖4)Fig.5 Development model of faulted lake in South Kunsong area(section L1-2 and L1-5,location shown in Fig.4)
下切河谷邊界地震反射呈現(xiàn)中—強振幅、連續(xù)性較好的特征,內(nèi)部表現(xiàn)為連續(xù)性較差、雜亂的反射特征(圖6)。沖積扇主要發(fā)育于研究區(qū)南部構造活躍地帶,沖積扇的形成主要受控于構造運動、河流輸送以及海平面變化。根據(jù)前人研究,早漸新世末期,在全球海平面下降的背景下,萬安盆地出現(xiàn)一次湖水面下降(匡立春等,1998),造成研究區(qū)南部隆起區(qū)形成下切河谷,深湖底部堆積沖積扇體。此現(xiàn)象在研究區(qū)獲取的地震剖面上得到證實。在地震剖面L3-3 上,漸新統(tǒng)下部局部為下切河谷,后期隨湖水面的上升發(fā)育上超充填。沖積扇開始于早漸新世末期河谷下切,主要發(fā)育于漸新世至早中新世沉積的地層中,在地震剖面上可見到明顯的水道充填,地震剖面上表現(xiàn)為振幅較弱、平行—亞平行的反射特征,水道為典型的U 型結構,在垂向上逐漸向上疊置。在水道底部為兩側或上游沖刷的沉積物,中部谷底沉積物在地震剖面上表現(xiàn)出雜亂、空白的反射特征,主要是由于河谷下切形成后期,水動力條件變?nèi)酰练e物緩慢沉積所形成。研究區(qū)東南部地震剖面上出現(xiàn)雜亂、空白的反射特征,我們推測此處為鹽丘,因為鹽巖在沉積時為層狀,但因其塑性很大,常常發(fā)生流動而形成鹽丘,在鹽丘的上部發(fā)育塔礁,塔礁受兩條斷層控制,塔礁上部為強反射,內(nèi)部為空白反射。
圖6 下切河谷(剖面L3-3,位置見圖4)Fig.6 The undercut valley(section L3-3,location shown in Fig.4)
三角洲沉積在地震剖面上表現(xiàn)為楔形進積,以中—高振幅、連續(xù)性好的地震屬性為特征,三角洲沉積在向海一側逐漸變薄。就前人對南昆嵩地區(qū)東部鉆遇的三角洲巖性來看,三角洲沉積主要以中細粒石英砂巖和長石砂巖為主,分選性較好。本文選取楊楚鵬等(2011)研究的地震剖面(A-B)(圖7)結合此次南昆嵩地區(qū)地震數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)南昆嵩地區(qū)東部各個時期均有三角洲發(fā)育,研究區(qū)早期三角洲主要發(fā)育于南部斜坡區(qū)(匡立春等,1998;楊楚鵬等,2011),物源來自納土納隆起;早中新世以來三角洲前緣扇體逐漸進入萬安盆地中部地區(qū),沉積物呈疊瓦狀不斷向萬安盆地中東部推進;自晚中新世以來,北部斷陷逐漸被沉積充填,南昆嵩地區(qū)成為重要的物質(zhì)運移通道,萬安盆地中部區(qū)則作為沉降中心,發(fā)育大規(guī)模三角洲沉積,接受來自盆地西部昆嵩隆起的物源,不斷向萬安盆地中東部輸送。
圖7 萬安盆地層序充填格架(剖面A-B,位置見圖4;據(jù)楊楚鵬等,2011 修改)Fig.7 Sequence framework in Wan'an Basin(section A-B,location shown in Fig.4;modified after Yang et al.,2011)
漸新世晚期,研究區(qū)主要發(fā)育陸相近源扇三角洲,范圍較小。早中新世—中中新世,由于南海西南次海盆開啟,伴隨海平面上升南昆嵩地區(qū)進入晚期斷陷階段,北部發(fā)育大規(guī)模辮狀河三角洲沉積,物源不斷向萬安盆地中東部輸送,研究區(qū)南部主要的物源來自納土納隆起。晚中新世以來,巽他陸架區(qū)物源供給明顯減弱,自此物源主要來自湄公河流域,研究區(qū)開始發(fā)育陸架三角洲沉積。
(1)扇三角洲
扇三角洲在形成和發(fā)育的過程中主要受常態(tài)水流與突發(fā)性洪流交替作用控制,在地震剖面上呈舌狀,邊界呈現(xiàn)較強反射特征。前人(薛良清等,1991;張春生等,2000)研究認為辮狀河三角洲與扇三角洲具有不同的形成條件,辮狀河三角洲河岸傾角較大,辮狀河底蝕作用強,扇三角洲則直接由高地前積入深水體系中。研究區(qū)北部扇三角洲主要在斷陷湖盆內(nèi)發(fā)育(圖5),緊鄰鏟狀控邊斷層的一側陡坡部位,扇三角洲內(nèi)部表現(xiàn)為空白—雜亂的反射特征,向湖盆底部逐漸收斂,扇三角洲前緣表現(xiàn)為連續(xù)性較差,斜交前積的反射特征。剖面L2-2、L2-3 中(圖8),漸新世時期南昆嵩地區(qū)西南部斜坡區(qū)發(fā)育扇三角洲,在斜坡處較薄,在逆傾向的方向上發(fā)育上超充填,頂部整一,扇體底部為振幅較強且雜亂的反射特征,內(nèi)部發(fā)育水道充填,向盆地中心方向反射層明顯增加,振幅也有所增強,連續(xù)反射。扇三角洲主要分布于研究區(qū)湖盆邊緣部位,延伸至湖心,漸新世時期南昆嵩地區(qū)地層經(jīng)歷大規(guī)模剝蝕作用,致使扇三角洲物源充足,物源區(qū)地勢較高且直接與物源接觸、坡降較陡,在陡坡背景下快速沉積形成。
圖8 南昆嵩地區(qū)扇三角洲(剖面L2-3 和L2-2,位置見圖4)Fig.8 Fan delta in South Kunsong area(section L2-3 and L2-2,location shown in Fig.4)
(2)辮狀河三角洲
辮狀河三角洲的范圍往往較大,規(guī)模較大的辮狀河三角洲常常幾十公里,常為季節(jié)性水流控制。辮狀河三角洲的三角洲平原相發(fā)育大量辮狀河道(圖9),辮狀河道呈穩(wěn)定的狀態(tài)入湖形成,濁積巖體常以透鏡狀在湖盆底部形成。河道邊界在地震剖面上變現(xiàn)為反射較強的沖蝕槽,研究區(qū)辮狀河三角洲主要發(fā)育于北部斷陷盆地的緩坡部位以及東南部斜坡區(qū)(圖10),辮狀河三角洲具有水下分流河道、天然堤以及河口壩等微相。南昆嵩地區(qū)北部斷陷湖盆中發(fā)育的辮狀河三角洲扇體的形態(tài)并不明顯,但在地震剖面上能識別出明顯的前積反射特征,整體地震反射具有中—強振幅,連續(xù)性較好,平行—亞平行的反射特征。斜坡部位至湖盆底部地震反射逐漸演變?yōu)檎穹^弱、中等頻率、空白反射的特征。北部斷陷湖盆內(nèi)發(fā)育的扇三角洲儲層質(zhì)量較辮狀河三角洲差,主要是由于扇三角洲儲層內(nèi)砂體的磨圓度與分選性較差。研究區(qū)北部扇三角洲相較物源近,且坡度較陡,其結構和成分成熟度較低,辮狀河三角洲分流河道具有搬運、磨圓砂體的作用,其儲層物性較好。
圖9 南昆嵩地區(qū)辮狀河三角洲發(fā)育模式(剖面L1-5,位置見圖4)Fig.9 Development model of braided river delta in South Kunsong area(section L1-5,location shown in Fig.4)
圖10 南昆嵩地區(qū)沉積充填演化(剖面L2-4,位置見圖4)Fig.10 Sedimentary filling evolution in South Kunsong area(section L2-4,location shown in Fig.4)
(3)陸架三角洲
在一次海平面上升的過程中,由于沉積物的運移,向海一側逐漸發(fā)育灣頭三角洲—內(nèi)陸架三角洲—陸架三角洲—陸架邊緣三角洲。陸架邊緣三角洲緊鄰陸架三角洲,主要的區(qū)別在于陸架邊緣三角洲具有巨大的向海進積的斜坡楔形體,陸架三角洲則坡度較緩(武強等,2005;朱筱敏等,2017)。由于海平面的上升,中中新世時期研究區(qū)東部低洼地區(qū)幾乎全部被海水覆蓋。西南部物源區(qū)的供給能力逐漸減弱,此時研究區(qū)的物源主要來自西北部昆嵩隆起。晚中新世以來昆嵩隆起逐漸淹沒于水下,研究區(qū)逐漸發(fā)育陸架三角洲,此時湄公河物源大規(guī)模越過昆嵩隆起,南昆嵩地區(qū)開始大規(guī)模發(fā)育陸架三角洲。研究區(qū)陸架三角洲相對較薄,具有向上粗劃和增厚的前緣沉積物,陸架三角洲最主要的特征是發(fā)育在大陸架上且發(fā)育分流河道。晚中新世以來陸架三角洲主要的進積方向為NW-SE 向,三角洲前緣相、前三角洲相都很發(fā)育,上新世以來陸架三角洲逐漸延伸至萬安盆地中部地區(qū),三角洲前緣相分布于整個南昆嵩地區(qū)。
結合上述對南昆嵩地區(qū)典型剖面(圖10)的解釋可以發(fā)現(xiàn),三角洲在研究區(qū)各個時期均有發(fā)育。漸新世時期研究區(qū)大部分地區(qū)為深湖、淺湖相,以沖積扇為代表的扇三角洲主要發(fā)育于斷陷湖盆的陡坡部位以及西南部斜坡部位,此時研究區(qū)發(fā)育下切河谷與側向堆積的分流河道。早中新世時期,海平面逐漸上升,研究區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲,主要發(fā)育在研究北部緩坡部位,方向為西北—東南向。中中新世末期,只有昆嵩隆起與納土納隆起的構造高部位位于海平面以上。晚中新世以來,納土納隆起與昆嵩隆起逐漸淹沒于水下,湄公河水系越過昆嵩隆起,研究區(qū)整體進入沉降階段,陸架三角洲沉積體系大規(guī)模發(fā)育,上新世時期陸架三角洲規(guī)模最大,此時萬安盆地中部地區(qū)形成了陸架三角洲—陸坡沉積體系。
前人依據(jù)地震數(shù)據(jù)、重力和磁力等地質(zhì)資料,分析對比南海多個沉積盆地新生代沉積物厚度差異,發(fā)現(xiàn)萬安盆地中部地區(qū)新生代沉積物厚度較南昆嵩地區(qū)明顯增厚,水體也存在逐漸變深的現(xiàn)象(馮旭亮等,2018;李桐林等,2018;馬杰等,2018;王海富,2018)。在物源區(qū)變化的影響下,南昆嵩地區(qū)沉積充填演化特征主要受控于海平面的升降、區(qū)域構造運動以及走滑斷裂系統(tǒng)的影響。
萬安盆地的構造演化主要受控于古南海的消亡以及現(xiàn)今南海的擴張運動。55 Ma 左右,此時中國南部、越南以東區(qū)域為陸架區(qū),太平洋板塊沿NNW 向俯沖(張亞震等,2021)(圖11a);45 Ma 左右太平洋俯沖板塊發(fā)生極性倒轉(zhuǎn),由太平洋板塊NWW 向俯沖轉(zhuǎn)變?yōu)楣拍虾O蚰细_于菲律賓海板塊之下,菲律賓海板塊仰沖于歐亞板塊東南邊緣之上(王鵬程等,2017),古南海俯沖后撤,逐漸消亡(圖11b)。
早漸新世時期,受古南海N-S 向俯沖的影響,西北海盆和中央海盆擴張,現(xiàn)今南海開始形成(Hall,2002,2012),在古南海向南俯沖的影響下,南海地區(qū)大部分沉積盆地在區(qū)域伸展作用下開始形成。早漸新世晚期,婆羅洲地塊發(fā)生逆時針旋轉(zhuǎn)(Hall,1996),菲律賓海板塊俯沖由早期的N-S 向轉(zhuǎn)變?yōu)镹NW 向,南海擴張脊向西南方向延伸,南海西南次海盆開啟,周緣孤立的凹陷逐漸形成統(tǒng)一的湖盆,萬安盆地加速擴張,南昆嵩地區(qū)進入早期斷陷階段,南昆嵩地區(qū)形成一系列近N-S、SW-NE/SSW-NNE 的地塹、半地塹,此時研究區(qū)以剝蝕作用為主,是斷陷發(fā)育的開始(Nguyen et al.,2015),西北部昆嵩隆起阻擋了來自古湄公河的物源,此時南昆嵩地區(qū)主要為湖相沉積環(huán)境,淺湖與深湖遍布整個研究區(qū),研究區(qū)逐漸形成了北部斷陷湖盆和南部向東北傾斜的緩坡。在全球海平面下降的背景下,萬安盆地出現(xiàn)一次湖水面下降,造成研究區(qū)南部斜坡區(qū)形成大量下切河谷,形成了早期斷陷湖盆陡坡帶和西南部的扇三角洲,沉積物隨三角洲運移至南昆嵩地區(qū)低洼地區(qū),深湖底部堆積沖積扇體,漸新世末期研究區(qū)大部分河谷被沉積物充填。
早中新世時期,南海西南次海盆開啟后期,研究區(qū)進入晚期斷陷階段(匡立春等,1998)。南昆嵩地區(qū)海侵加劇,古湄公河水系經(jīng)昆嵩隆起以山間水系的形式進入南昆嵩地區(qū),雖然此時湄公河物源供給不足但仍影響萬安盆地北部沉積作用。伴隨研究區(qū)逐漸被海水逐入侵,南昆嵩地區(qū)北部發(fā)育辮狀河三角洲,南部斜坡三角洲范圍較大,沉積的物源主要來自納土納隆起;早中新世末期,南沙地塊與婆羅洲地塊碰撞,南海西南次海盆擴張基本停止(圖11d),現(xiàn)今南海的構造格局逐漸形成,南昆嵩地區(qū)裂陷作用終止(Hall,2009),此時南海西緣——萬安斷裂成為南昆嵩地區(qū)構造演化的主控因素。早中新世末期三角洲前緣進入萬安盆地中部地區(qū),此時南昆嵩地區(qū)南部發(fā)育的三角洲規(guī)模達到最大。
圖11 中國南海發(fā)育演化(據(jù)Hall and Spakman,2015 修改)Fig.11 Map of the development and evolution of the South China Sea(modified after Hall and Spakman,2015)
中中新世,研究區(qū)進入走滑改造期(鐘廣見等,1995;魯寶亮等,2015;羅新剛等,2018),此時南海地區(qū)南沙地塊與婆羅洲之間的碰撞以及菲律賓海板塊與歐亞板塊之間的碰撞,這幾次碰撞事件對包括研究區(qū)在內(nèi)的眾多南海沉積盆地地質(zhì)構造產(chǎn)生影響,南昆嵩地區(qū)進入斷拗轉(zhuǎn)換階段,盆地活動速率降低,此時發(fā)育退積型三角洲,下切河谷規(guī)模明顯減小。
晚中新世以來,南昆嵩地區(qū)進入沉降期(姚永堅等,2018;張厚和等,2018),湄公河物源越過昆嵩隆起,南昆嵩地區(qū)開始發(fā)育陸架三角洲,三角洲前緣不斷向萬安盆地推進。晚中新世時期研究區(qū)海平面快速上升,萬安斷裂活動變得更加頻繁,昆嵩隆起區(qū)發(fā)育大量山間水系,為凹陷提供大量碎屑沉積物,研究區(qū)北部由于斷陷湖盆陡坡區(qū)控邊斷層阻擋了來自西部昆嵩隆起的物源,北部凹陷僅發(fā)育小規(guī)模三角洲,南部斜坡區(qū)三角洲較早中新世晚期規(guī)??s小。晚中新世末期,湄公河供源體系增強,萬安盆地西北部陸架三角洲發(fā)育規(guī)模進一步擴大,致使萬安盆地晚中新世時期沉積了較厚的沉積物。
上新世以來,此時湄公河三角洲大規(guī)模發(fā)育,由西向東進積,來自湄公河的物源開始大范圍影響南昆嵩地區(qū)層序發(fā)育與沉積物充填,南昆嵩地區(qū)開始發(fā)育陸架三角洲沉積體系,此時萬安盆地中東部地區(qū)形成了陸架三角洲—陸坡沉積體系。
南海西緣—萬安斷裂是紅河斷裂的延伸,紅河斷裂左旋走滑的時間與南海擴張的時間相吻合,制約南海的擴張運動(Rhodes et al.,2004)。始新世—早漸新世期間,研究區(qū)在區(qū)域伸展的作用下導致南昆嵩地區(qū)所處位置的地殼減薄,加之印支地塊順時針旋轉(zhuǎn)與萬安斷裂左旋走滑耦合(Hall,1996,2012),切割基底,南昆嵩地區(qū)一系列地塹、半地塹由此形成,研究區(qū)大部分地區(qū)地層被剝蝕。
漸新世—早中新世時期,伸展作用主導萬安盆地加速擴張,周緣孤立的凹陷逐漸形成統(tǒng)一的湖盆,南昆嵩地區(qū)進入伸展斷拗期主要階段,發(fā)育一系列生長斷層和箕狀構造,凹陷內(nèi)發(fā)育大量下切河谷,研究區(qū)北部斷陷湖盆的陡坡帶以及凹陷西南地區(qū)發(fā)育扇三角洲,沉積物隨扇三角洲運移至萬安盆地中部低洼地區(qū)。16 Ma 左右,南海西南次海盆停止擴張(Hall,2012),南海的構造格局初步形成,研究區(qū)不再受NW 向拉伸,此時研究區(qū)的沉積作用主要受萬安斷裂活動的影響,萬安斷裂由右旋運動轉(zhuǎn)變?yōu)樽笮呋\動(劉海齡等,2015)對研究區(qū)產(chǎn)生NE-SW 向的壓扭作用,位于研究區(qū)南部的納土納盆地受到擠壓作用與萬安斷裂產(chǎn)生的壓扭作用耦合,致使研究區(qū)與納土納盆地在原有的拉伸的狀態(tài)下轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓狀態(tài),研究區(qū)周圍的斷裂運動變緩,凹陷沉積厚度加深,先前形成的地塹、半地塹隆起抬升,古隆起區(qū)遭受剝蝕,在物源供給充足的條件下,研究區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲,凹陷內(nèi)發(fā)育大量辮狀河道。晚中新世以來,萬安斷裂逐漸演變?yōu)槿跤倚呋\動(王蓓羽等,2020),活動速率大大降低,納土納隆起與昆嵩隆起逐漸淹沒于水下,湄公河水系越過昆嵩隆起,研究區(qū)整體進入沉降階段,陸架三角洲沉積體系大規(guī)模發(fā)育。上新世以來,萬安斷裂的再次弱右旋活動致使研究區(qū)構造沉降速率有所加強。5 Ma 左右,馬尼拉海溝北部的俯沖作用使呂宋島弧與臺灣島的東亞大陸邊緣發(fā)生碰撞(匡立春等,1998),此后南海地區(qū)逐漸處于相對穩(wěn)定的構造環(huán)境中,研究區(qū)整體進入沉降階段,陸架三角洲沉積體系大規(guī)模發(fā)育,上新世時期陸架三角洲規(guī)模最大,此時萬安盆地中部地區(qū)形成了陸架三角洲—陸坡沉積體系。
(1)萬安盆地西部南昆嵩地區(qū)區(qū)域地質(zhì)構造具有明顯南北分區(qū)的特征,北部為箕狀斷陷湖盆,南部為向東北傾斜的緩坡,漸新世以來南昆嵩地區(qū)主要發(fā)育斷陷湖、下切河谷、扇三角洲、辮狀河三角洲和陸架三角洲等類型的沉積充填樣式。
(2)南昆嵩地區(qū)漸新世時期發(fā)育湖相沉積,斷陷湖盆的陡坡帶以及凹陷西南地區(qū)發(fā)育扇三角洲;早中新世南昆嵩地區(qū)遭受海侵,此時研究區(qū)北部緩坡部位發(fā)育大型辮狀河三角洲,南部斜坡區(qū)三角洲前緣進入萬安盆地中部地區(qū);中中新世南昆山盆地進入斷拗轉(zhuǎn)換階段,中中新世末期,只有昆嵩隆起與納土納隆起的構造高部位位于海平面以上。晚中新世以來,納土納隆起與昆嵩隆起逐漸淹沒于水下,南昆嵩地區(qū)北部斷陷逐漸被沉積充填,此時湄公河水系越過昆嵩隆起,研究區(qū)整體進入沉降階段,南昆嵩地區(qū)成為萬安盆地物源輸入的通道,陸架三角洲沉積體系大規(guī)模發(fā)育,上新世時期陸架三角洲規(guī)模最大,此時萬安盆地中部地區(qū)形成了陸架三角洲—陸坡沉積體系。
(3)漸新世至早中新世時期南海擴張所形成的一系列構造事件致使南昆嵩地區(qū)在伸展作用主導下加速擴張;中中新世研究區(qū)進入斷拗轉(zhuǎn)化階段,萬安斷裂的走滑運動開始控制南昆嵩地區(qū)的沉積作用;晚中新世以來,南海地區(qū)進入穩(wěn)定的構造環(huán)境,萬安斷裂運動趨于緩和,南昆嵩地區(qū)進入沉降期,開始發(fā)育陸架三角洲沉積。