东海陆架盆地南部新生代盆地原型及类比与油气勘探意义

2014-03-06赵汗青中海油服物探事业部数据处理解释中心天津300451

石油天然气学报 2014年6期

赵汗青（中海油服物探事业部数据处理解释中心，天津300451）

李德勇（中国海洋大学海洋地球科学学院，山东青岛266100）

王海平，李春雷，纪中云（中海油服物探事业部数据处理解释中心，天津300451）

1 区域地质

东海陆架盆地南部位于东海大陆架南侧，属于东海陆架盆地的一部分，构造单元可划分为西部坳陷带、中部隆起带和东部坳陷带，呈现 “四凹两凸”的构造样式。“四凹”包括瓯江凹陷、闽江凹陷、基隆凹陷和彭佳屿凹陷4个负向构造单元；“两凸”是指雁荡低凸起和渔山东低隆起2个正向构造单元（图1）。区内地质条件复杂，新生代以来经历了多期构造运动，属典型断－坳原型叠加的复杂改造型残留盆地，新生界油气勘探潜力较大［1］。现今，残留盆地的表象已不能完全表征盆地的各个发育阶段，依靠其做出的判断也会直接影响油气勘探的成败。因此，探讨其盆地原型，并与成熟探区同类型盆地油气成藏条件进行类比，具有重要的现实意义。

图1 东海陆架盆地南部构造分区图

2 新生代盆地原型演化及分类

东海陆架盆地南部演化可以分为中生代及新生代2大旋回。基于现有的地震资料解释、沉积物源分析及岩浆岩时空分布等证据，国内学者对中生代盆地原型及演化尚存争议，但对新生代盆地原型主要为弧后引张盆地的认识则较为统一［2，3］。晚白垩世之后，研究区在中生代残留盆地的基础上，太平洋板块俯冲产生上涌热幔柱的背景下，地壳上部发生张性拉裂，为裂谷型断陷盆地的形成提供了有利条件［4］，盆地原型演化进入会聚环境俯冲背景下的弧后扩张期［5，6］。随着裂陷中心由西向东逐渐迁移，东海陆架盆地南部进入鼎盛形成期，引张的弧后盆地发育了巨厚的古近系和新近系沉积，形成了现今盆地油气勘探层系以新生界为主的格局。

笔者结合区域构造背景分析，同时运用平衡剖面技术，将东海陆架盆地南部新生代盆地原型演化划分为如下3个阶段。

2．1 裂陷－断陷期与箕状、双断盆地

古新世～始新世，在太平洋板块、欧亚板块和印度板块相互作用及其伴生的深部地质作用影响下，中国东海陆架区南部处于右旋张扭裂陷构造环境［7］。古新世，东海陆架盆地南部裂陷中心位于西部坳陷带［8］，形成 “东断西超”的箕状结构（图2、3）。

图2 东海陆架盆地南部二维地震测线AA’平衡剖面

始新世，太平洋板块由斜向俯冲转为NWW向垂向俯冲，欧亚板块东南缘遭受强烈挤压，同时印度板块和欧亚板块南缘也发生碰撞挤压，使得研究区处于右旋张扭应力场中。太平洋俯冲板块因菲律宾海板块的生长而逐渐后撤［9］，裂陷中心向东迁移，盆地范围向东扩展，在基隆凹陷形成了厚达万余米的裂陷充填。盆地两侧受断裂控制明显，为 “双断结构”盆地（图2、3）。而此时，受挤压作用控制，区内西部坳陷带全面隆褶回返，进入拗陷阶段并开始遭受剥蚀。该时期，东海陆架盆地南部处于热胀－拉伸构造－热体制下的裂陷－断陷期。

图3 东海陆架盆地南部二维地震测线BB’平衡剖面

2．2 拗陷－反转期与坳陷－反转盆地

始新世～渐新世，区内西部坳陷带在始新世首先进入拗陷阶段。渐新世，亚洲西部的特提斯构造域从碰撞开始向隆起转化，太平洋板块南侧洋脊俯冲于欧亚板块日本本州岛，使得组成日本海西南部海盆的外缘岛弧带（大和脊）拉裂，形成本州海盆。同时南海启动扩张，菲律宾海板块消亡。以上3方面原因使东海陆架盆地区域莫霍面停止上拱，断陷不再发育，在热缩－下拗构造－热体制下全面转化为坳陷。东部坳陷带则由原来的 “双断结构”逐渐转变为 “东断西超”的单断箕状样式（图2、3）。

东海陆架盆地南部东、西2个坳陷带的反转作用并不明显，相对来说，西带强于东带。东、西两带的反转阶段有所不同：西部坳陷带，在中晚始新世受到1次挤压反转，使得平湖组和花港组地层剥蚀殆尽，该次构造反转可能与东部坳陷带玉泉运动为同一期构造运动（主要形成T03不整合面），只是在时间上略有差别；东部坳陷带基隆凹陷内，反转构造基本不发育，仅在南部个别地震测线T03界面发现了不甚典型的反转削截现象，表明东部坳陷带可能只在渐新世遭受了微弱的构造反转作用。该时期，东海陆架盆地南部由热胀－拉伸转变为热缩－下拗构造－热体制下的拗陷－反转期。

2．3 区域沉降期与被动陆缘盆地

中新世～上新世以来，随着菲律宾海板块消亡、太平洋俯冲板块带持续向东后退，弧后扩张区也向东迁移，东海陆架盆地整体进入了调整沉降阶段。冲绳海槽不断拉开，琉球岛弧带和钓鱼岛隆褶带分别位于其东、西两侧，冲绳海槽变为现今的弧后断陷盆地。冲绳海槽盆地扩张，导致东海陆架盆地褶皱回返，形成T01区域性角度不整合面。更新世之后，开始出现全球海平面上升，海水逐渐淹没，形成东海陆架区。该时期，东海陆架盆地全面处于热缩－下拗构造－热体制下的区域沉降期，形成了广义的东海被动陆缘盆地（图2、3）。

3 盆地原型类比分析及油气勘探意义

由上述对研究区新生代盆地原型演化及分类的探讨可知，东海陆架盆地南部主要是裂谷断陷盆地（热胀－拉伸构造－热体制控制下）与坳陷盆地（热缩－下拗构造－热体制控制下）原型叠加而成。通过与油气勘探程度相对较高的同类型盆地原型类比，探讨其叠加过程中油气成藏条件，有助于预测研究区内有利油气富集区带，指导油气勘探。

3．1 渤海湾复式盆地

渤海湾复式盆地位于华北东部，由古近纪多次张裂断陷原型和新近纪坳陷原型叠加而成，包含辽河、冀中、黄骅、济阳、渤中、临清等6个断陷，面积约20×104km2。渤海湾复式盆地具有与东海陆架盆地南部相类似的断－坳叠加盆地原型，且油气勘探程度相对较高。其快速下沉的半地堑式箕状断陷和块断式地堑发育巨厚的沉积充填［8］，有机质含量丰富，生油潜力巨大，较高的地温场也促进了油气的快速生成和运移。新生代以来，盆地内绝大多数富生烃坳陷断－坳继承性叠加良好，断裂活动及差异性沉降形成的各种类型圈闭均早于生油气高峰期［10］。盆缘的碎屑物质供应及各种成岩次生变化形成了良好的储集砂体。坳陷期原型叠加之后，“断－坳继承性叠加”使油气开始大量生成、运聚、成藏，形成了时空上的优越配置关系，使其成为我国继大庆油田之后的又一个大型油气聚集区。

渤海湾复式盆地也存在非继承性断－坳叠加盆地，即早期断陷、后期强烈反转抬升的凹陷。如冀中廊固凹陷，沙河街组四段（Es4）、沙河街组三段下亚段（EsL3）生油层在东营组后期开始进入生烃门限，后经抬升剥蚀，停止生油，直到明化镇组末期才再次进入生油期（二次生油）［11］。该类早凹、中衰、上叠坳陷原型油气生成量小，破坏严重，保存条件差［6］。故盆地原型发育程度及 “断－坳叠加”结构的好坏直接影响了油气的富集程度。

3．2 东海陆架盆地南部

东海陆架盆地南部垂向上整体包括裂陷－断陷构造层、坳陷－反转构造层及披覆构造层共3部分。由于 “东西分带”的特点，导致其在不同区域构造部位，由不同时代的盆地原型，以不同的方式并列叠加。断－坳叠加方式的差异造成了西部、东部坳陷带具有不同的油气成藏条件和生烃演化过程。

1）西部坳陷带：区域性发育了古新统月桂峰组（E1y）、灵峰组（E1l）和明月峰组（E1m）共3套烃源层，其中E1y是最主要的生烃层系。E1l及中始新统温州组（E2w）下部广泛分布的浅海相泥岩为盖层［12］。西部坳陷带属非继承性断－坳叠加结构，即早凹、中衰、上叠的叠加盆地原型。椒江－丽水凹陷晚始新世～渐新世沉积间断期达15～20Ma，其特殊的盆地叠加样式使烃源岩的生烃过程被阻断，早期的原生油藏被大量破坏。进入稳定沉降阶段后，中新统和上新统披覆沉积层厚度仅有1000m左右，导致盆地油气生成总量少、圈闭保存条件差，直接影响了油气的富集。

2）东部坳陷带：基隆凹陷虽无钻井揭示，但类比于西湖凹陷，主力生烃岩系为平湖组（E2p）暗色泥岩和煤层，具有煤系生烃的特点。主要发育了E2p自生、自储、自盖的储盖组合，及以渐新统花港组（E3h）上部与中新统龙井组（N1l）下部发育的偏泥地层为主要盖层，E3h砂岩为储层的储盖组合。东部坳陷带属继承性断－坳叠合结构，期间未受大规模的构造运动破坏。基隆凹陷的连续性断－坳叠加对油气的生成和保存非常有利，与渤海湾复式盆地中继承性断－坳原型叠合发育的富生烃坳陷类似，具广阔的油气勘探前景。