田兵，郑有伟，赵俊梅

（内蒙古科技大学，内蒙古 包头 014010）

0 引言

渐新统珠海组是南海北部深水区白云凹陷重要的含油气层段。沉积相研究是正确评价油气勘探价值的重要基础，前人［1-5］针对珠海组沉积方面的研究涵盖了层序地层划分、坡折带演化、沉积特征，以及沉积环境、物源、油气地质分析等方面。柳保军等［1-2］认为，珠海组沉积期白云凹陷为浅海陆架环境，发育一套几乎覆盖凹陷全区的大型浅水陆架三角洲砂泥岩互层沉积，凹陷东南部稳定发育的陆架坡折带控制了层序组合样式、储层及有利成藏带的分布。曾清波等［3］认为，凹陷内大型陆架边缘三角洲呈北东向带状分布于白云凹陷至鹤山凹陷。邢作昌等［4］认为，深水区珠海组中上部发育4期陆架边缘三角洲：第1期为断控型，海底扇发育；后3期为沉积型，其伴生的深水重力流扇体砂体和三角洲前缘砂体构成了区域有利勘探目标。张曼莉等［5］通过追踪坡折点变化建立滨岸迁移轨迹，构建了珠海组层序格架内的沉积成因单元，在区内识别出面积逐渐扩大并沿走向扩展的6套三角洲前积体。

总的来看，前期研究主要针对凹陷北坡或者凹陷内坡折带附近的三角洲沉积特征，而对凹陷区域整体性沉积结构及沉积体系时空分布的研究还比较缺乏，有关凹陷沉积体系的类型及发育演化方面的研究也相对较少。

本文基于研究区最新的钻井、测井和覆盖全区的三维地震资料，对珠海组进行层序地层格架划分，进一步详细识别各层序内三角洲-深水扇体系的组合、分布及时空演化，以期为深水区油气储集体的分布预测提供依据。

1 地质概况

白云凹陷位于南海北部大陆边缘陆坡深水区（水深200～2 000 m），以番禺低隆起为北界，以南部隆起带为南界，东邻东沙隆起，西邻云开低凸起，总面积约1.2×104km2（见图1）。依据基底起伏及沉积盖层发育情况，可将凹陷进一步分为白云主洼、东洼、西洼、南洼4个洼陷。研究区新生代地层在凹陷内广泛发育，根据古地磁、钙质超微化石及有孔虫组合等资料，自下而上划分为始新统文昌组、恩平组，上渐新统珠海组，中新统珠江组、韩江组、粤海组，上新统万山组，第四系［6-8］。自渐新世以来，南海北部发育广阔的被动大陆边缘，接受了巨厚的拗陷期充填［9-10］。晚渐新世白云凹陷南坡形成早期的大陆坡折带，研究区珠海组顶、底界为2个区域不整合界面（底界距今30.0 Ma，顶界距今23.8 Ma），沉积环境主要为浅海陆架环境，向南过渡为深海陆坡环境，岩性以灰绿、灰色砂岩和暗色泥岩为主。

图1 白云凹陷及周缘构造单元

综合露头、钻井及地震层序地层识别标志，将白云凹陷珠海组划分为3个三级层序和6个体系域（见表1、图2，图中剖面位置为图1中地震测线AA′）。

图2 白云凹陷渐新世层序地层格架地震剖面

珠海组沉积后期，即SQ1-2，SQ1-3沉积时期，凹陷南坡开始发育早期陆架坡折带［11］，总体上较难识别出初次海泛面，因此，本次研究采用海侵-海退（T-R）旋回体系域二分法，依据最大海泛面划分海侵和海退体系域。

2 沉积相类型

根据钻井剖面、岩心观察及测井、地震等相标志综合分析，在白云凹陷珠海组共识别出陆架三角洲、陆架边缘三角洲、深水扇、扇三角洲与海相5种沉积相类型。

2.1 陆架三角洲

陆架三角洲相是白云凹陷珠海组广泛发育的边缘相带。纵向上主要发育于珠海组中上段，平面上主要分布在白云东洼北侧、白云西洼和白云主洼的西侧至云开低凸起地带。已钻井揭示，凹陷范围内几乎未见陆架三角洲平原亚相，主要发育前缘亚相。前缘沉积砂地比较高，在46%～65%，以水下分流河道沉积为主；单层砂体厚度较大（单砂体厚度普遍大于2 m，最大达50 m），剖面上呈多期正韵律叠置，局部发育反粒序砂层及薄层指状砂（见图3。其中，ZH为珠海组，ZJ为珠江组，Ep为恩平组；剖面位置见图1）。其岩石类型主要为浅灰、灰白色中—细砂岩，成分成熟度和结构成熟度较高，呈次棱角—次圆状；可见中型槽状、楔状交错层理，海绿石丰富，其间夹灰棕色泥岩、粉砂岩和少量含丰富有孔虫的石灰岩（见图4a）。夹层发育薄层泥岩、粉砂质泥岩的水下分流河道间沉积。地震上，在凹陷北侧表现为一套中低频、中等—弱连续、中强反射，呈席状亚平行的结构，向南过渡为中频、中等连续、中弱震的叠瓦状斜交前积结构——指示典型的陆架三角洲前缘砂质沉积；陆架三角洲前缘远端过渡为中频、中好连续性、中弱震平行反射的前三角洲-海相过渡相泥质沉积（见图2）。

图3 珠海组北部陆架三角洲、扇三角洲连井剖面

2.2 陆架边缘三角洲

陆架边缘三角洲因其发育位置特殊、油气勘探潜力大及其为深水区重要沉积供给源等属性，与陆架三角洲区别明显，是当前深水沉积研究的热点之一［12］。该沉积类型受控于海平面变化与物源供应，发育于外陆架边缘、上陆坡区域。研究区陆架边缘三角洲纵向上主要发育于珠海组各层序的海退体系域，平面上主要发育于白云主洼西南侧宽缓陆架坡折带附近。已钻井揭示：陆架边缘三角洲砂质沉积占比较陆架三角洲降低，砂地比在20%～35%，为中厚层泥岩、粉砂岩夹中薄层砂或不规则砂泥岩互层，单砂层厚度变薄，厚度普遍在1～10 m；剖面上，多见多期以上段细粒沉积为主的正韵律叠置，其岩石类型主要为浅灰细砂岩及灰棕色泥岩、粉砂岩，砂岩成分成熟度和结构成熟度更高，以次圆状为主，分选好（见图4b）。地震上，呈现杂乱斜交加积-高角度S-斜交前积-高角度斜交前积的3期次前积结构变化，前积反射层角度较大，在4.0°～7.9°；单一前积层纵向厚度在120～550 m，水平落差大，最大可达500 m，内部为低频中等连续中强震（反映以砂质沉积为主）或中频中—差连续弱震（反映陆源砂质较少）反射特征（见图5。剖面位置为图1中地震测线BB′），体现了陆架边缘区域沉积特点和陆源碎屑水动力变强及相对海退的持续过程。

图4 白云凹陷渐新统珠海组典型岩心特征

图5 珠海组南部陆架边缘三角洲地震剖面特征

2.3 深水扇

受滑塌、重力流再搬运或底流作用影响，在陆架边缘斜坡至盆底（凹陷底部）区可形成规模可观的深水扇沉积［13］。区内珠海组SQ1-2和SQ1-3层序可识别出一系列深水扇沉积，主要的岩相组合为厚层无序的中—细粒砂岩夹薄层软变形粉砂岩和砂岩，底部发育冲刷面，具有平行、块状或递变层理构造，以及箱型测井曲线特征。地震上，其内部充填多为强振幅、高连续性的平行反射及连续性较弱的杂乱地震反射结构。

分析表明，区内发育的深水扇与陆架边缘三角洲紧密共生，并受陆架边缘坡折迁移的影响。大量实例研究证实：相对陡的陆架边缘-斜坡及明显下行的快速前积相结合，不仅有利于陆架边缘厚层三角洲前积层的发育，同样易于触发斜坡沉积的滑动、滑塌及断裂作用，使得陆架坡折下行斜坡至盆底可形成大量的富砂重力流沉积［14］；广泛的侵蚀作用导致该沉积期较多的沉积物供给，并通过斜坡水道和滑塌供给到下斜坡和盆底，形成深水扇体系［15］。

2.4 扇三角洲

扇三角洲平面上主要位于云开低凸起南的古控洼断层的北侧，南部古隆起为其阶段性供源。岩性组合为薄至厚层中—粗砂岩与薄至中层灰色泥岩的不等厚互层，局部夹薄层石灰岩、泥灰岩。砂质沉积物以中粗粒碎屑为主，成分以石英为主；偶见海绿石及黄铁矿，粗粒为主；偶见砾石，砾石直径在2～5 mm，呈次棱角-次圆状，分选中等，泥质或灰质胶结（见图4c）。与凹陷北部北南向展布的大规模陆架三角洲相比，钻井揭示的扇三角洲具有南北向沉积构造、更高砂地比（62%～76%）、更粗砂质沉积粒度、更差成分及结构成熟度等沉积特征。地震上差异也很明显，扇三角洲表现为似席状外形，内部充填表现为中低频、中弱震的南北向断续、杂乱叠瓦状的地震反射特征（见图6。剖面位置为图1中地震测线CC′）。

图6 珠海组西南部扇三角洲地震剖面特征

2.5 海相

受新南海扩张的影响，整个珠海组沉积期都为海相沉积环境，海相泥质沉积平面上主要分布于沟通南部广海的宽缓陆架之下、白云主洼中南部和东洼南至南洼的大部地区。研究区可识别出浅海和半深海2种亚相。沉积物以细粒碎屑为主，多为灰棕色陆架泥岩砂岩夹薄层粉—细砂岩和泥岩，部分井段发育浅灰色红藻石颗粒灰岩，含丰富的有孔虫。地震上表现为连续性好、中弱震、中高频的平行反射特征。

3 沉积展布及演化

白云凹陷面积较大，区内钻井数量较少且分布不均，仅靠井资料难以精确表征区域沉积特征。本次研究着重利用覆盖全区的高精度三维地震资料，综合单井、连井沉积相分析，地震相分析和地震多属性分析，以钻井垂向优势相及地震平面优势相为指导，以珠海组各层序为制图单元，从宏观上定性地分析白云凹陷珠海组沉积相展布及演化特征（见图7—9）。

距今32.0 Ma的南海运动，标志着南海漂移期的开始，新南海洋中脊开始扩张。珠海组沉积期，新南海洋壳初生成，沉积型陆架坡折位于新生洋壳附近，盆地整体表现出断陷—拗陷过渡阶段的“窄陆坡、宽陆架”特征。自早渐新世开始，白云凹陷进入了一个持续海侵的沉积过程，沉积环境也由下伏的湖相演变为海相。在此古地理环境背景下，以北侧古珠江为大型陆源碎屑供应体系，在白云凹陷内形成了独特的陆架三角洲-陆架边缘三角洲-深水扇沉积体系组合。与典型陆架边缘三角洲相比，该阶段发育的陆架边缘三角洲独具特色：一是发育于陆架之上的深凹陷内部；二是具有厚层高角度前积层，可识别单一期次三角洲前积层高度差达500 m，表明在广泛宽陆架下存在深水凹陷（水深至少达500 m），将陆架沉积或过路的沉积向下搬运于深凹陷坡折带处，形成陆架边缘三角洲。此后，随着距今23.8 Ma新南海洋中脊扩张轴向南跃迁，在白云运动的作用下，陆架坡折向北发生大规模的跃迁，标志着该阶段结束。

SQ1-1沉积时期，裂后构造热沉降（构造沉降速率100 m/Ma，总沉降速率约300 m/Ma）与全球海平面上升趋势相叠加，使得凹陷区域内沉积环境转变为海相，凹陷内水体与南部广海基本已连为一体。凹陷北侧盆内番禺等低隆起形成较为充足的物源供给；在凹陷北侧，尤其是西北侧，向凹陷内发育近源短程陆架三角洲砂质岩体，向盆地中心推进最远距离约40 km。此时，尚未形成区域陆架坡折，因此，陆架边缘三角洲不发育。陆架三角洲向南至白云主洼及东洼南部地区，渐次过渡为海相沉积。由于初始海侵凹陷主体水深较浅，浅海—半深海相沉积于白云凹陷主凹及其南部，其中大部分区域沉积浅海相，只在凹陷南侧及荔湾凹陷发育有限范围的半深海相沉积，厚层陆源海相富有机质泥岩发育。凹陷东洼北侧同样受控于北侧近物源的影响，形成多个陆架三角洲前缘水下分流河道及滩坝砂体；而南部隆起作为盆内物源，发挥近源供给作用，形成北向展布的扇三角洲沉积体（见图7）。

图7 白云凹陷珠海组SQ1-1沉积时期沉积相平面展布特征

SQ1-2沉积时期，新南海扩张造成南海北部陆源准平原化，加之古沟槽填平补齐，携带大量华南褶皱带碎屑物质的古珠江体系越过北侧的恩平凹陷，沿番禺低隆起上的沟槽进入白云凹陷，形成区域内广覆式的古珠江三角洲体系，向盆地中心推进最远距离达60 km。

该时期在凹陷南侧BY18-1井—LH34-3井一带初始形成陆架坡折。在海侵初期，古珠江体系到达坡折带，形成伸长朵状、复合前积、砂泥混合沉积的陆架边缘三角洲体系，前积体顺陆坡向盆内延伸数百米至10 km，沿坡折带走向长达近百千米。南向持续海侵和北侧充足的物源供给呈“顶牛”态势，使得凹陷北侧砂质沉积发育，南侧半深海相沉积范围也向北扩大，浅海相沉积范围明显缩小；在陆坡远端，发育以陆架边缘三角洲为供源的大型深水扇体，而南部隆起近物源持续供给，大型扇三角洲沉积体继承性发育（见图8）。

图8 白云凹陷珠海组SQ1-2沉积时期沉积相平面展布特征

SQ1-3沉积时期，整个凹陷沉积环境与沉积体规模主体变化不大，属继承性发育。陆架三角洲沉积范围略有增大，延伸至LW13-1井—LW3-1井区，陆架边缘三角洲随陆架坡折的向南迁移，前积体亦向南推进，前积角度变大，但延伸距离相对变短，较低的构造沉降速率（构造沉降速率 50 m/Ma，总沉降速率约 80 m/Ma）［8］、渐新世末冰期海平面下降［16］和北部持续的充足物源［17-18］形成区域明显的海退，浅海相略有扩大，半深海相退积缩小，连续的陆坡前积形成了2个明显的深水扇体。南部隆起供源供给能力下降，扇三角洲沉积体影响范围明显缩小（见图9）。

图9 白云凹陷珠海组SQ1-3沉积时期沉积相平面展布特征

4 结论

1）白云凹陷珠海组自下而上分为SQ1-1，SQ1-2，SQ1-3等3个三级层序，发育陆架三角洲、陆架边缘三角洲、深水扇、扇三角洲与海相沉积。不同沉积相的岩相特征及组合、岩性、沉积构造、地震特征各异。

2）白云凹陷珠海组沉积期总体经历了SQ1-1，SQ1-2时期持续海侵和SQ1-3时期海退的演化过程。SQ1-1沉积时期，凹陷南部初始海侵，凹陷北侧周缘低凸起物源供给能力较强，形成陆架三角洲与海相分带分布特征，南部隆起区形成近源扇三角洲沉积；SQ1-2，SQ1-3沉积时期，受古珠江体系控制，发育北西—南东向大型陆架三角洲-陆架边缘三角洲-深水扇沉积体系组合，凹陷东南侧海相沉积演化则受全球海平面变化、区域构造沉降与陆源碎屑供源的共同影响，呈现多期水进-水退沉积旋回。