珠江口盆地北部断裂构造特征对比及其地质学意义

珠江口盆地北部断裂构造特征对比及其地质学意义

摘要：断裂控制了珠江口盆地南北分带、东西分块的构造格局,同时与油气运移和油气藏的形成分布关系密切.以2010年珠江口盆地北部的反射地震数据为基础,同时收集了邻区的反射地震资料,对珠江口盆地的北部断阶带、北部坳陷带和中央隆起带的内部及其边界断裂构造特征进行对比研究.结果表明,北部断阶带主要发育倾向SE的板式断层;北部坳陷带内断裂构造最为发育,断裂组合有半地堑、地垒、窄地堑等样式;中央隆起带内广泛发育倾向NW的反向铲式断层.珠江口盆地北部在断陷阶段断层的活动速率最高,拗陷阶段次之,热沉降阶段最低,各

地质单元内断裂构造特征的差异与珠江口盆地经历的多幕拉张以及块体的差异性升降有关.

关键词：珠江口盆地北部断裂构造断层活动速率板式断层

引言

珠江口盆地是南海北部大陆架和陆坡上的一个大型新生代为主的沉积盆地，位于华南正常型陆壳至减薄型陆壳这一特殊的区域构造位置，自新生代以来经历了多幕拉伸，记录了从陆缘裂解到海底扩张等阶段的丰富信息.珠江口盆地的北部位于南海北部陆架浅水区，主要由北部断阶带、北部坳陷带、中央隆起带等三个构造单元所构成(陈长民等，2003).北部断阶带以滨海断裂带为北界，与万山隆起区相邻，滨海断裂带是华南地块与南海地块的构造边界；北部坳陷带自东向西主要由韩江凹陷、海丰凸起、陆丰凹陷、惠陆低凸起、惠州凹陷、西惠低凸起、西江凹陷、恩西低凸起、恩平凹陷等地质单元组成；中央隆起带自东向西主要由东沙隆起、番禺低隆起和神狐—暗沙隆起所构成.受多期构造运动的影响，盆地具有典型的“下断上坳”的双层构造特征(龚再升和李思田，2004)，经历了从陆相—海陆过渡相—海相的沉积演变过程(朱伟林等，2008).其中，北部坳陷带和中央隆起带的油气资源丰富，目前已开发了20多个油气田，约占中海油在南海北部开采量的66%以上，且石油年产量自1996年以来一直保持在千万立方米以上(何家雄等，2008，2012)，是我国近海油气勘探的主要领域之一(万志峰等，2010；朱伟林等，2012).油气的运移、聚集和成藏与断裂构造的关系极为密切，珠江口盆地北部主要发育NEE向和NW向两组断裂(图1)，其中NEE向断裂在南海张裂演化期间表现为张性正断层性质，并兼有右行走滑特征，在区内广为发

育；NW

向断裂在新构造运动期间表现出较强的活动性，多为盖层至地壳断裂，由于其新生性往往截切错断NEE 向断裂，致使在南北分带的构造格架下增添东西分块的复合形态，向盆地内部断裂活动性逐渐减弱(丁原章，2004)，通常为盆地内部凹陷级构造单元的分界.前人对珠江口盆地北部的断裂构造和油气地质进行了大量的研究工作(陈汉宗等，2005；宗奕等，2012；于水明等，2012；薛成等，2012)，但很少从各地质单元的内部及其边界断裂构造特征角度进行对比研究.本文以2010年穿越珠江口盆地北部的反射地震数据为基础，并通过收集邻区的地震反射资料，对该盆地北部的北部断阶带、北部坳陷带和中央隆起带的内部及其边界断裂构造型式、断裂活动强度进行对比研究，为珠江口盆地的形成演化和区域油气资源的勘探开发提供依据.

图 1 珠江口盆地区域构造简图(断裂据丁原章，

2004和Zhu et al ., 2012修改)

1. 盆地边界；

2. 坳陷边界；

3. 凹陷边界；

4. 断

裂/推测断裂；5. 滨海断裂带；6. 坳陷； F1：一

统暗沙断裂；F2：恩平东断裂；F3：北卫滩断裂

Fig. 1 Tectonic units of Pearl River Mouth

Basin(Faults are revised after reference Ding et

al ，2004 and Zhu et al ., 2012)

1. Basin Boundary;

2. Depression Boundary;

3. Sag Boundary;

4. Fault/Supposed Fault;

5.

Littoral Fault Zone; F1: Yitong-Ansha Fault; F2:

East Enping Fault; F3: Beiweitan Fault

1 珠江口盆地发育历史

珠江口盆地新生代构造演化主要受太平洋和菲律宾海板块俯冲挤压、印支地块与欧亚板块碰撞和南海扩张等三大主控因素的影响和制约(龚晓峰等，2012)，经历了晚白垩纪—早渐新世的多幕拉伸断陷阶段、晚渐新世—中中新世的拗陷阶段以及晚中新世至今的断块升降及区域热沉降阶段等三大构造演化阶段(王福国

等，2008；崔莎莎等，2009；吕宝凤等，2012)

，主要包括神狐运动、珠琼运动一幕、二幕、南海运动、东沙运动等五次构造运动(陈长民等，2003)(表 1). 表 1 珠江口盆地新生代构造演化序列和地层格架(构造运动和不整合面据崔莎莎等，2009、 何家雄等，2012修改和Zhu et al ., 2012修改，地层年龄据Cohen et al ., 2013)Table 1 Stratigraphic frame and tectonic

evolution sequence in the Cenozoic of Pearl River Mouth Basin

(Tectonic movements and unconformity surfaces are revised after

referencesCui et al ., 2009， He et al ., 2012， and Zhu et al ., 2012， and the stratigraphic age according to Cohen et al ., 2013) 神狐运动始于晚白垩世末，受太平洋板块俯冲后撤及印度与欧亚板块碰撞的共同影响，区内应力场性质由挤压变为拉张，促使南海北部陆缘的前新生代褶皱基底发生张裂(何家雄等，2012)，形成了NE 向的断裂和断陷，充填了上白垩统—古新统的浅水湖泊和火山岩相沉积，在反射地震剖面上表现为Tg 区域性不整合面，构成了珠江口盆地的新生代基底，神狐运动揭开了南海北部陆缘新生代伸展裂陷的序幕.

珠琼运动一幕开始于早始新世，受太平洋板块对欧亚板块俯冲由NNW-NWW 的转向和俯冲角度加大的影响(夏斌等，2004)，南海北部陆缘伸展减薄强烈，珠江口盆地发生抬升和剥蚀，先期形成的NE 向断陷进一步发育扩大，形成了断隆相间的构造格局(崔莎莎等，2009；蔡周荣等，2010)，沉积充填了始新统中深湖相文昌组烃源岩，在地震剖面上表现为T9地区性不整合面，是盆地在新生代的第二幕伸展裂陷期.珠琼运动二幕发生在中始新世末—早渐新世，太平洋板块继续对华南地块NWW 向俯冲，在区内形成NNW 向的张裂应力场，珠江口盆地形成近SN 向张裂作用，裂陷由NE 向转变为EW 向，并形成了一组近EW 向断裂(崔莎莎等，2009)，在裂陷内沉积了浅湖—沼泽相的恩平组烃源岩，在反射地震剖面上表现为T8区域性不整合面，是珠江口盆地第 三幕伸展裂陷期，也是盆地在断陷阶段最重要的构造运动.