南海西部中建南盆地新生代沉积相及古地理演化.pdf

20 0 0 正 中 国海上油 气 地质 C HI NA O F F S HO RE OI I AND G AS G E O L O GY 第 1 4 卷第 6期 南海西部 中建南盆地新生代沉积相及古地理演化 高红芳 白志琳 郭依群 国土资源部海洋地质调查局 广州 5 1 0 7 6 0 摘要 运用地震地层学方法 将 南海西 部 中建南盐地新 生界捌分 为 6个地震层序 并进行了地震相一 沉积相 分 析 推 断解释 了 1 4 种沉积相 论述 了不同地质时期各沉积相 的平 面分 布特征 分 析 丁新生代盆地沉 积环境的演化 和各沉积体系在盆地发展过程中的变迁 进而展示了中建南盆 地由陆相 湖盆 向陆缘 海盆的演化 关键词 中建 南盆地沉积相沉积环境分 布演化 1 概 况 中建南盆地位于南海西部 图 1 其范围为 l 1 2 0 1 5 3 0 N 1 0 9 3 0 1 1 2 0 0 E 该海域海底地形呈西 陡东缓 水深 2 0 0 3 0 0 0 m 地 形走 向大致为南北 向 跨越 了西部 陆架和陆坡 区 盆地沉积厚度 2 0 0 0 l l 0 0 0 m 为被动大陆边缘的剪切拉张型盆地 其沉积相分布和演化具有一定的特殊性 本 文运 用地震 地层学 方 法 识 别出 了 6个 地震 反射 界 面 分 别代 表盆 地 的几个 主要 不 整合 面 划分 了 6 个地震 层 序 表 I 图 2 图 I 中建南盆地位置示意图 2 地震相一 沉积 相分析 裹 1 中童 南盆 地层序捌分裹 年静 埴震反射 地重时代 超层序 层序 Ma 界 面 第四纪 q 2 2 TI 晚 中 盘 5 I B C 第 盘 16 3 D 新 i0 4 三 世 纪 暑 1 1 2 3 3 L 帮 各 II 早 新 2 9 3 世 盖 E E 3 5 4 第 3 8 6 始 三 5 0 5 I 丌 新 世 纪 E 2 古新1 It E I 5 6 5 65 前第三纪 在广 大的无 岩心 或无 露头 的地 区 利 用地震 剖 面上的反 射特 征来 识别沉 积相 岩相 从 而预 测有 利相 2 0 0 0 3 一 O 6收到 2 0 0 0 一 O 6 1 4改 回 维普资讯 4 1 2 中 国 海 上 油 气 地 质 2 0 0 0年 图 2地震反射波特征及地震 层序列分 解 释分 析 对 A B地 震层序 只做概 述 2 1 层序 F 代表盆地早期的一套地层 捌分 出了楔 形 低 频 中低 连 续 图 3 和席 状 低频 中一 弱振 幅 中连 续 图 4 两 个 地 震相 其 对应 的推测 沉积 相分 别 主要 为河流 冲积扇偏砂相和浅湖一 沼泽泥岩相 表 2 河 流 冲 积扇 偏 砂 相 在盆 地 四周 均 有 分 布 图 5 内部地 震 反射 呈 明显 的发 散反 射 结构 渡 形 变 化 较 剧 烈 显 示 了相 对 高 能 的 沉 积环境 砂泥岩 比 P s 值 为 5 0 7 5 局部小于 5 0 北部和西部扇体 的规模大 厚 度大 而东部 扇 体的规模 较 小 厚 度小 说 明在盆地 发 育初期 物源 范 围很广 但 以西 带 在 国内 已取 得 了 良好 的效 果 地 震相 可理解 为 沉 积相 在地震 剖 面上 的反映口 据 此 通 过对 地震 相 的分 析 最终 总 结出 本 区沉 积相 分布 的特 征 本 文选 用 最佳 地 震参 数 分 析 学 以地 震 剖 面 为基础 选择最 能反映沉积环境 的地震参 数划分 地 震相 而 地震 相 的 名称 则 以反 射渡 的 物 理参 数 和几何参数中特征较突出的参数名称命名或联合 命 名 地震相 按 T 一T A T 一T B T2 一 Ta C T 3 一TI D T 一T5 E T5 一T F 6个 地震层 序进 行划分 有些 区域 内一个 地震层 序 可 能上 下 重叠 两 个 或两 个 以 上 的地 震相 这 时 就 以 厚 度 最大 范 围最广 的地 震相 作 为代 表 重 点对 C D E F等 4个地 震层 序进行 地 震相一 沉积相 一 E 圈 3 特征地震相 1 楔形 低撮 中一 低连续 2 楔形 中连续 变振幅 图 4特征地震 相 1 席状 低频 中弱振幅 2 席状 冲 振幅 中一低频 连续 I 3 席状控盖 中一 低频平抒 连续 部 北部 为 主要物源 浅湖 沼泽泥岩相主要分布在盆地中都 呈北北东一北东向晨布 长宽比可达 4比 1 呈狭长的条带状分 布 图 5 对应的地震相波形变化很小 说明沉积时能量很低 水体平静 局部可见强振幅 低频率反射段 推 测可 能为煤 层 P s值一 般小 于 2 5 维普资讯 第 1 4卷第 6 期 高红芳等 南海西部 中建南盆地新生代沉积相及古地理演化4 1 3 图 5 层序 F Ts T 推测沉积相平面图 l 一河流 冲积扇偏 砂相 2 一浅期一 召 泽 扼 岩 相 3 一 基 岩 图 6 层序 E T 一T 推测沉积相平面图 l 一河流砂岩相 2 一 扇三角洲犏砂相 3 一浅朔 裙泽 泥岩相 4 一海陆交互扼岩相 5 一浅 瑚 半深期扼岩相 6 一 j璺海偏泥相 7 一基岩 维普资讯 4 1 4 中 国 海 上 油 气 地 质 2 0 0 0年 根据 上地震相一沉积相分布特征分析 认为本区古新世一中始新世为一个太陆边缘的裂陷盆地 沉积 物 从盆 地 四周 以河 流 冲积 扇的形 式 充 填在 盆地 中 多 为近源 堆 积 湖 水平 静 湖 盆 较 封闭 发 育 了 1 5 0 0 3 0 0 0 m 厚的河流一 冲积扇和浅湖 沼泽沉积 盆地边部和底部 粗碎屑河流 冲积扇沉积为主 盆地中部以细 粒 的浅 湖 沼泽沉 积为 主 内部 可 能有煤 层 这 个 时期盆 地 为典 型 的陆相 湖泊沉 积 2 2 层序 E 层 序 E地 震反射 波特 征 变化较大 反 映沉 积 过程 复杂 划分 出 了 6种地 震相 变振 幅 中连续 地震相 主 要分布 在盆 地北 西部 呈透 镜状 波形 变化 剧烈 反 映 了高 能的沉 积环 境 P s 值大于 7 5 底部见规模较小的下切答 因此推测为河流砂岩相 三角潮偏砂相 较层序 F河流一 冲积扇偏 砂 相 范围 明显缩 小 图 6 东部 扇 体基本不 再发 育 在盆 地南部 和盆 地东 部依 然发育 席状 低频 中 弱振 幅 中连续 地震相 对 应浅湖一 招泽 泥岩 相 在 东部 局部地区 发育弱振 幅 低频 平行地震相 其对应的沉积相为浅湖一 半探湖泥岩相 可能发育在陆相湖盆的最 探 部位 而且 是海 水侵入 最 晚的地 带 在 盆地 中 北部 和东 南部 发育 席状 中振 幅 中一 低频 连续 地震 相 图 4 对应为海陆交互泥岩相 标志着海水开始向盆地侵入 海陆交互泥岩相的北 东南方向分别与席状 中 弱振 幅 连续地震 相 所对 应的浅 海偏 泥相相 接 浅海偏 泥相 发育 范围很 小 只 在东 北角 和东南 角 出现 从 以上分 析 可 以看 出 晚 始新 世一 渐新 世 末 盆地 范 围 明显 扩大 盆地 北 西 南部 上升成 为物 源 区 而 中 东部则下降接受沉积 海水分别从东北方沿 中沙海槽 从东南方沿西南海盆 的西南角侵入 在盆地内出 现了浅湖一 沼泽泥岩相与海陆交互泥岩相共存的局面 显示了陆相湖盆向大陆边缘海盆的逐渐过渡 2 3 层 序 D 共 划分 出 了 6种 地 震 相 分 别 为 t 变 振幅 中连续 地 震 相 楔 形 中连 续 变振 幅地 震相 席 状 中振 幅 中低频 连续 地 震相 席 状 中一 强 振 幅 连续地 震 相 席状 中一 弱 振 幅 连续 地 震 相 和席状 披 盖 中一 低频 平行 连续 地震相 图 4 这 6 种 地震相 对 应的沉 积相分 别 为河流 砂岩相 扇 三角 洲偏 砂相 海 一 陆交互 泥岩相 滨一 浅海 偏砂相 浅 海偏 泥相 浅 海一 半深 海泥 岩相 表 2 盆地 西北 西 南 部继续 发育扇三 角洲偏 砂相 只是 扇三 角洲 的范 围有所 缩小 沉 积 体 向盆地西 部边 界方 向收缩 显示 了盆地 规模 继续 加大 水 平 面上升 水 体 范围加 大 海水 继续 沿东北 和东 南两 个方 向入侵 盆地 中部 南部 和 东北 部局部 地 区渐新 世末期 的浅湖 沼泽 泥 岩相 和浅胡 一 半深 湖 泥岩 相 在 中新世 早期 渐渐 开 始 转变 为海 陆交互 泥岩相 标 志着 陆相湖 泊的 消失 在 盆 地西北 斜坡下 发 育滨一 浅 海偏砂 相 浅 海偏泥相 主 要 发育在 盆地 的南 部 这 可能 是东 南地 区海 水 向盆地 内部侵 入的 通道 在 中部主要 发 育浅 海一 半探 海偏 泥相 这 是海 水 泛滥最严 重 的地带 从 以上地 震相一 沉积 相 的分析 可以看 出 早 中新 世 中 中新 世末 盆地 范围继 续 扩大 图 7 盆地西 西 南部持续隆升 成为盆地的主要物源区 中 东部继续下降 盆地沉积物不断增厚 海水继续从东北 东南两个 方 向侵入 陆相湖盆逐 渐消失 盆地水体开始逐渐和 中沙海槽和西南海盆水体连接起来 已基本完成 了由陆 相湖盆向陆缘海盆的演化 2 4 层 序 C 主 要 发育 9 种 地 震相 它们 分 别是 变 振 幅 中连 续 地震 相 变 振 幅 连 续 前 积 地震 相 席 状 中一 强 振 幅 连续 地 震相 席 状 中一 弱 振 幅 连续地 震相 席状 披盏 中一低 频 平行 连续 地震相 席状披 盖 弱振幅 连续地震相 强振幅 高频地震相 丘状地震相和滩状 强振幅 高频率地震相 对应的推断沉积相 分别为 河流砂岩相 三角洲偏砂相 滨一 浅海偏砂相 浅海偏泥相 浅海一 半深海泥岩相 半探海泥岩相 浅海 碳酸盐岩一 泥岩相 生物礁相 滩状碳酸盐岩相 表 2 河流砂岩相主要发育在盆地西北角的陆槊平原上 图8 下切河谷十分发育 不 同时代的下切答相互重 叠 使得下切谷规模较大 古河道横宽可迭 5 T k m 河流十分发育 三角 洲偏 砂 相发 育于 盆地 西部 这 些三 角洲沉 积 体在 晚 中新世 时期 不 断发育 规 模 较大 厚 度 可达 上 千 米 向盆 地方 向绵 延几 十公 里 甚至 上百 公 里 三角洲体 的复 舍前积 结构 十分 发育 陆坡转 折处 厚 度达到 最大 向盆地方向逐渐 由上千米厚减薄至二百米左右 反射波振幅也 由强逐渐变弱 波形变化减弱 连续性变好 滨一 浅海偏砂相 主要发育于盆地北 西南边部 厚度较薄 一般小于 5 0 0 m 但分 布面积大 P s值 5 0 7 5 以砂 岩 为主 可 以作 为 良好 的储 层 维普资讯 第 1 4卷第 6期 高红芳等 南海 西部中建南盆地 新生 代沉积 相及 古地 理演化4 1 5 图 7 层序 D T 一T 推测沉积 相平面图 l 河梳矽 岩相 2 扇三角 湖馆砂 相 3 一滨 浅海偏 砂相 4 海陆交互泥岩相 I 5 一拽海一 半蒴 l 悔提岩相 6 浅薄偏泥相 图 8 层序 C T T 推恻沉积相平面 图 l 一 河梳砂岩相 0 一三 角 湖犏 砂相 I 3 一疾 浅悔信 砂相 4 一半 椿簿泥岩相 I 5 浅梅 半槔海 泥岩 相I 6 一 拽簿碳 酸盐岩一 泥岩 相 7 拽海偏 泥相 8生物 磕相 f 9 一滩 状碳 酸盐岩相 1 O 基 岩 浅海 偏 泥相 发育 于 盆地 东部 这个 地带 在早 中新世中 中新世 曾是盆 地 低洼 部位 水 体较 深 但 晚 中新 世 发 生构造 隆升 水体 明显 变浅 沉 积层厚 度较 小 一般只 有几百 米 浅海一 半 深海泥 岩相 主要 分布 于盆地 中部地 区 基本上 呈北北 东 向展布 这个 地 带的反射 波振 幅较 弱 同 相 轴 平行 波形 变化很 小 连续性 好 反 映了盆 地 内低 能量的平 静沉 积环 境 半深 海泥 岩相 主要分 布在 盆地 中部 显示 了从 晚 中新世 早期 开始 此 处是 盆 地的沉 积 中心 沉 积 厚度 二 般 在 1 0 0 0 m 左 右 浅海 碳 酸盐岩一 泥岩 相 主要 发 育于盆地 东部 和北部 一般 呈层 状 出现 如 补丁般 分 片发 育 规模在 几 平方 公里 到上百 平方公 里 表现 为强 振幅 高 频率 的反 射特征 厚度 5 O i 5 0 m 生物礁 相 主要发 育在 盆地 西部 和北部 呈丘状 零星分 布 位于 盆地 西部 的生物 礁生长 期较 长 发育于 晚 中新 世早 期 规模 不等 剖 面上宽 度 小至 几公 里 大 至 三十 几公里 高 度可 迭 2 0 0 0 m 但 因为西部 基 底 断层 发 育 受这些断层后期活动的影响 生物礁破坏较严重 仅可以识别出是一种浅海孤立 台地建造 北部生物礁发 育 较 晚 在 晚 中新世 中期 规模 很小 面 积只 有几平 方 公里 厚度 一般 为 几百米 这 些生 物 礁 以前缘 斜 坡 的前 积模式 为特 征 呈 S 型 或斜交 型前 积模 式 濉 状碳 酸盐 岩相 发育 在盆地 东部 呈扁 平丘状 或滩状 由斜交型 强振 幅 高频率反 射层 组成 这些 强振 幅 反射 层之 问 形成无反 射层 规模 一般 不大 从 几公 里 到十几公 里 前积厚度 几 十米 到上百米 从 以上 地震 相一 沉积 相 的分 析 可以看 出 晚中新 世盆地 已全部 是海相 沉 积环 境 盆地 西 部是 主要 的物 源 区并有三角洲 向盆地推进 盆地中部和东部各种礁体 碳酸盐岩发育 显示了平静 稳定的沉积环境 与早中 新世 中 中新世相 比 西部和 中部 有 明显 的继承 性 而东部 变化 较大 显示 了东部 构造 运动 剧烈 改变 了 以往 的地形 地貌 使沉 积环 境有所 变化 2 5 层 序 A B 基 本呈 席状披 盖于层 序 C之上 地 震相分 布 与地震 层序 C极 为类似 沉 积相 也基 本 上是 继承性 发 育 变化 不 大 只是 层序 A B 内规模 较 大 的生物 礁 相不 发 育 滩 状碳 酸盐岩 相 和 浅海碳 酸盐 岩一 泥 岩相 在盆 地东部 比较发育 维普资讯 4 1 6 中 国 悔 上 油 气 地 质 2 0 0 0筢 3结 论 新生代时期中建南盆地经历了由陆相湖盆向陆缘海盆的过渡 盆地范围由小到太 并伴随有冲积扇一扇 三角州一 三角洲 浅湖半深 湖 滨海浅海 一 半深海 等水 体逐渐 加深 物 源 由近 到远 的演 化 显示 出盆地沉 积 环境多 变 沉 积相 类型 多样 古地 理环 境复 杂 而 水平 面的多 次旋 回性升 降变 化 造 就 了盆地 内多套 良好 的 生储盖组合 使其具有 良好的油气前景 参考文献 i 蠕怕韧 邱燕等 南悔西部海域地质构造特征和新生代沉积 北京 地质出版社 i 9 9 9 z 金窿焕等 南 海地质与油气盎楫 北京 地厦出版社 l e 8 e 3 撩怀大等 地震地层学解释基础 北京 中国地质大学出版杜 1 9 9 0 4 美 c K 威尔格斯等层序地层学原理 北京 石油工业出版社 l 9 9 2 9 姚怕韧 曾维军等 中美合作调研南拇地 质专报 GMS C S 北京 中国地质大学 出版社 1 9 9 4 编辑 戴廷锐 CEN0Z0I C S EDI M ENTARY FACI ES AND PALAE0GE0GRAPHI C EV0LUT1 0N 0F ZH0NGJ I ANNAN BAS I N S 0UTH CHI NA S EA Ga o Ho n g a n g Ba i Z h i l i n Gu o Yi q u n M a r i n e Ge o l o g y Bu r e a u M LNR Gu a n gz h o u ABS TRACT Ba s e d o n s e i s mi c s t r a t i g r a p h y i n t e r p r e t a t i o n t h i s p a p e r h a s i d e n t i f i e d s i x s e i s mi c s e q u e n c e s ma d e a c o r r e l a t i o n b e t we e n s e i s mi c a n d s e d i me n t a r y f a c i e s i n t e r p r e t e d 1 4 s e d i me n t a r y f a c i e s a n d d i s c u s s e d a r e a 1 d i s t r i b u t i o n o f e a c h s e d