陳維濤 杜家元 龍更生 張尚鋒 李向陽

(1.中國海洋石油(中國)有限公司深圳分公司 廣州 510240;2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 湖北荊州 434023)

0 引言

自南海運(yùn)動之后珠江口盆地逐漸從斷陷湖盆轉(zhuǎn)化為準(zhǔn)被動大陸邊緣盆地,發(fā)育了從珠海組以來的海陸過渡相和海相地層,而這套地層正是目前珠江口盆地的主力產(chǎn)油層系(尤其是下部珠海組和珠江組)。針對這套海相地層的層序地層學(xué)研究始于20世紀(jì)80年代末,經(jīng)過20多年的勘探開發(fā)實踐,層序地層學(xué)得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用;目前在珠江口盆地油氣勘探的各個區(qū)塊都進(jìn)行過針對性的層序地層學(xué)研究工作,積累了大量基礎(chǔ)資料和成果認(rèn)識[1～5]。但前人的研究大多針是對珠江口盆地的某一地區(qū)進(jìn)行的[3～5],缺少對這套海相地層形成演化的全盆地統(tǒng)一的認(rèn)識;加之各個區(qū)塊所進(jìn)行的層序分層并不十分一致,造成彼此之間不能很好的進(jìn)行對比。同時,珠江口盆地經(jīng)過多年的鉆探,顯形的構(gòu)造圈閉越來越少,鉆探風(fēng)險越來越大,隱蔽油氣藏勘探也逐步被提到議事日程。這些問題都對層序地層學(xué)工作提出了更高的要求;在這種形勢下,我們試圖針對珠江口盆地上部海相地層這一地震資料品質(zhì)相對較好、鉆井相對較多的層段開展全盆地統(tǒng)一的三級層序地層劃分,以期能夠形成對這套地層相對等時的層序?qū)Ρ?。而層序地層發(fā)育的控制因素是導(dǎo)致盆地不同區(qū)域,演化不同階段層序特征出現(xiàn)差異或有規(guī)律變化的主要原因,也是我們認(rèn)識層序成因和結(jié)構(gòu)特征的重要參照;因此,對這套海相地層進(jìn)行層序發(fā)育的控制因素分析對于指導(dǎo)層序地層的劃分和解釋,以及更深刻的認(rèn)識層序的類型和結(jié)構(gòu),具有重要的意義。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

珠江口盆地位于南海北部大陸邊緣,總體呈NE-SW向展布,東西長約800 km,面積約17.8 X 104km2,是南海北部一個重要的含油氣盆地。它處于歐亞、太平洋和印度洋三大板塊交匯處,是一個在加里東、海西、燕山期褶皺基底上形成的準(zhǔn)被動大陸邊緣盆地。地殼拉張導(dǎo)致位于板塊交匯處的珠江口盆地形成了南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局,從北至南,新生代沉積盆地大致分布在走向NE-NEE的坳陷帶中,坳陷帶之間為3條隆起帶相隔,形成“二坳三隆”的格局。同時,這些NE-NEE向構(gòu)造又被若干NW向斷裂所切割,成為走向略有不同的若干段,形成“東西分塊”的格局(圖1)[6,7]。

珠江口盆地地層自下而上為始新統(tǒng)文昌組、始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)恩平組、漸新統(tǒng)珠海組、下中新統(tǒng)珠江組、中中新統(tǒng)韓江組、上中新統(tǒng)粵海組和上新統(tǒng)萬山組(圖1)。其中,文昌組和恩平組為斷陷湖盆沉積,主要發(fā)育河流相、湖泊相和沼澤相,是盆地的主要烴源巖。從珠海組時期盆地開始海侵,發(fā)育海陸過渡相砂泥巖沉積;到珠江組時期海侵范圍迅速擴(kuò)大,水體變深,發(fā)育準(zhǔn)被動大陸邊緣盆地背景上的海陸過渡相三角洲沉積和開闊海相沉積。珠江口盆地的形成演化可分為三個階段:早始新世-中漸新世時期的伸展斷陷階段,晚漸新世-中中新世的坳陷沉降階段及晚中新世以后的塊斷升降階段。盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動,表現(xiàn)為不同規(guī)模的地震反射不整合、沉積和生物間斷,并伴隨斷裂和巖漿活動[6,8,9]。因此盆地具有“先斷后拗、先陸后?！钡难莼瘹v史。

圖1 珠江口盆地構(gòu)造區(qū)劃及地層結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Tectonic units and strata structure diagram in Pearl River Mouth basin

2 珠江口盆地海相地層層序發(fā)育的控制因素分析

地層單元的幾何形態(tài)主要受構(gòu)造沉降、繼承性古地理格局、海平面變化、沉積物供給等參數(shù)控制。構(gòu)造沉降、海平面變化和沉積物供給三個參數(shù)控制沉積盆地的幾何形態(tài),構(gòu)造沉降和海平面變化兩個參數(shù)決定了沉積物可容納空間的大小[10,11]。珠江口盆地海相地層是在陸相斷陷盆地的基礎(chǔ)上發(fā)育的,繼承性的盆地格局和多期次的構(gòu)造運(yùn)動控制了盆地的構(gòu)造形態(tài),形成了二級層序;相對海平面變化決定了可容納空間的大小,進(jìn)而控制三級層序的發(fā)育。以古珠江為主要沉積物供給的物源體系影響了層序格架內(nèi)不同的地層疊加樣式。實際上,這些影響因素往往是同時存在、共同作用的,只是針對不同時期和盆地的不同位置某一種影響因素占主導(dǎo)作用。

2.1 構(gòu)造運(yùn)動控制盆地演化,進(jìn)而影響層序地層

構(gòu)造運(yùn)動是通過對盆地地貌的控制,來實現(xiàn)對盆地層序格架的影響。珠江口盆地海相地層珠海組至粵海組沉積時期發(fā)生過三次重要的構(gòu)造運(yùn)動,分別為南海運(yùn)動、白云運(yùn)動和東沙運(yùn)動(圖2)。

南海運(yùn)動發(fā)生在漸新世中期,是盆地最強(qiáng)烈的一次構(gòu)造運(yùn)動[8,12],延續(xù)時間也較長;該運(yùn)動引起了盆地區(qū)域性的抬升、剝蝕,形成區(qū)域性的破裂不整合面(T70)。南海運(yùn)動結(jié)束了拉張斷陷期沉積,盆地由斷陷、斷坳轉(zhuǎn)化為拗陷沉積,裂后階段開始。隨著南海擴(kuò)張海侵作用,盆地大多數(shù)地區(qū)都演變成淺海陸架沉積環(huán)境,并受相對海平面的變化,廣泛分布以古珠江為主要供源的三角洲沉積體系。南海運(yùn)動使珠江口盆地性質(zhì)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變,受海侵的影響,海相地層開始發(fā)育。珠海組沉積時期主要受這一構(gòu)造運(yùn)動所形成的盆地格局控制,早期以上超充填為主,沒有發(fā)育明顯的陸架坡折;中期開始受到海平面周期性升降的影響和沉積充填作用,開始發(fā)育具有陸架坡折、峽谷水道的I型層序邊界,陸架坡折隨沉積充填由北西向東南方向遷移,但基本位于南部隆起帶附近(圖3)。

白云運(yùn)動發(fā)生于漸新世與中新世之間,造成漸新統(tǒng)與中新統(tǒng)之間的沉積突變界面和構(gòu)造不整合面。白云運(yùn)動時伴隨著南海擴(kuò)張脊向南躍遷使得23.8 Ma以來白云凹陷深部地幔上隆產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱沉降,陸架坡折帶由之前位于白云凹陷南側(cè)突變式的跳躍到凹陷的北側(cè)(圖3),白云凹陷也由漸新世晚期的淺海陸架環(huán)境轉(zhuǎn)為陸坡深水環(huán)境。白云運(yùn)動是盆地結(jié)構(gòu)的又一次調(diào)整事件,伴隨著白云坳陷強(qiáng)烈的沉降,陸架坡折躍遷到白云北坡,從而拗陷期準(zhǔn)被動大陸邊緣盆地成型,此后盆地進(jìn)入相對穩(wěn)定的時期。

圖2 珠江口盆地主要構(gòu)造運(yùn)動事件表Fig.2 Themain tectonic movements in Pearl River Mouth basin

圖3 珠江口盆地珠海組-韓江組各層序陸架坡折帶分布[13,14]Fig.3 The distribution of each sequence's shelf break from Zhuhai to Hanjiang Formation in Pearl River Mouth basin[13,14]

東沙運(yùn)動發(fā)生于中中新世末至晚中新世末,是盆地在沉降階段受菲律賓島弧與臺灣發(fā)生碰撞的影響,發(fā)生了斷塊升降、局部擠壓褶皺、隆起、剝蝕和頻繁的斷裂、巖漿活動,致使東沙隆起和潮汕拗陷韓江組、粵海組和萬山組地層遭受不同程度的剝蝕及生物化石(有孔蟲、鈣質(zhì)超微)的部分缺帶現(xiàn)象。東沙運(yùn)動雖沒有對盆地結(jié)構(gòu)造成重大影響,但仍然形成一區(qū)域不整合面,其影響的程度從東北部向西南逐漸減弱。韓江組晚期到粵海組早期地層在白云北坡陸架坡折帶附近發(fā)育一套滑塌沉積,地震特征表現(xiàn)為雜亂、下切等特征,認(rèn)為與東沙運(yùn)動有關(guān)。

珠江口盆地海相地層沉積期間的三次構(gòu)造運(yùn)動都對層序地層產(chǎn)生重要影響,南海運(yùn)動和白云運(yùn)動是盆地性質(zhì)轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要事件,東沙運(yùn)動也形成局部強(qiáng)烈抬升剝蝕,三次事件都形成了區(qū)域不整合面,構(gòu)成二級層序界面。從層序地層的疊加樣式看,每次構(gòu)造運(yùn)動之后都有一次規(guī)模較大的海侵,表現(xiàn)為構(gòu)造運(yùn)動界面之上的三角洲強(qiáng)烈退積或者大規(guī)模地層上超;而三次構(gòu)造運(yùn)動造成的海岸上超依次向北西推進(jìn),說明盆地一直處于持續(xù)的拗陷擴(kuò)張發(fā)展階段。在兩次構(gòu)造運(yùn)動之間是盆地相對穩(wěn)定時期,地層沉積主要受沉積物供應(yīng)和相對海平面變化影響。

2.2 繼承性盆地格局對層序地層的影響

珠江口盆地拗陷期海相地層是在斷陷盆地基礎(chǔ)上發(fā)育的,南海運(yùn)動和白云運(yùn)動使盆地結(jié)構(gòu)發(fā)生調(diào)整。但斷陷期的盆地格局并沒有因為盆地結(jié)構(gòu)的調(diào)整而完全消失,在珠海組到珠江組早期仍然保持?jǐn)嘞菖璧氐睦^承性格局,從而對這一時期盆地的沉積充填和層序發(fā)育產(chǎn)生重要的影響;這一影響伴隨著盆地結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化期的結(jié)束和沉積充填的填平補(bǔ)齊而逐漸減弱。

(1)繼承性古隆起的影響

珠海組沉積早期,海侵從荔灣凹陷逐漸向西北推進(jìn),早期盆地大部分區(qū)域處于隆起狀態(tài),層序地層受到云開低突起、東沙隆起和南部隆起帶等突起的影響,在白云凹陷呈現(xiàn)為一局限海灣的形態(tài),主要沉積地層也以近物源粗碎屑沉積為主;伴隨著海侵的擴(kuò)大和沉積充填的填平補(bǔ)齊,沉積范圍向西北擴(kuò)展,古隆起的影響逐漸減弱,物源也從近物源為主向遠(yuǎn)物源轉(zhuǎn)化。東沙隆起因規(guī)模較大和持續(xù)的抬升,其影響的程度更大,在珠海組到珠江組早期一直處于隆起狀態(tài),并向周邊提供物源,其周邊可能發(fā)育濱岸相。盆地轉(zhuǎn)型之后到18.5 Ma最大海侵,東沙隆起被水淹沒,成為水下隆起,其上發(fā)育碳酸鹽巖臺地,這一古隆起地形使惠州凹陷處于障壁性海環(huán)境,北部是古珠江三角洲帶來的濁水沉積,隆起之上為清水碳酸鹽沉積,兩者之間的低洼地區(qū)在低海平面時期,主要受潮汐的影響;在高海平面時期,主要接受三角洲遠(yuǎn)源細(xì)粒沉積;伴隨著海平面持續(xù)上升,三角洲沉積逐漸向東沙隆起超覆,到珠江組末期越過東沙隆起,碳酸鹽清水沉積被三角洲濁水沉積所取代(圖4)。在云開低突起和南部隆起帶部分突起區(qū)珠海組到珠江組早期也有碳酸鹽巖發(fā)育,對周圍碎屑巖儲層產(chǎn)生重要的影響。

(2)斷陷期凹陷地形對早期海相地層的影響

圖4 東沙隆起地形對惠州地區(qū)沉積的影響Fig.4 The influence of Dongshamassif to the sedimentation of Huizhou area

由于在海相地層發(fā)育早期對斷陷期凹陷地形具有一定的繼承性,同時,凹陷中心位置差異壓實和沉降更為強(qiáng)烈,所以斷陷期凹陷地形對早期海相地層的發(fā)育具有重要的影響。

由于凹陷不同位置差異壓實和沉降幅度不同,珠一坳陷珠江組地層在凹陷中心部位沉積厚度較大,而向周邊隆起區(qū)具有減薄趨勢,形成向凹陷兩側(cè)上超的特征;這種影響隨著海相地層的增厚而逐漸減弱,到珠江組晚期影響基本消失。

在惠州地區(qū),靠陸一側(cè)由于三角洲的前積作用疊加在斷陷期古地貌基礎(chǔ)之上形成三角洲前緣背景之上的沉積坡折,坡折主要發(fā)育在HZ21-1-1井區(qū)到HZ26-1-1井區(qū)一帶;向海一側(cè)由于東沙隆起在古近紀(jì)抬升較大,珠海組時期暴露地表,而珠江組時期發(fā)育碳酸鹽巖臺地;在沉積坡折和東沙隆起之間形成一個低洼地帶,這一低洼地帶在低海平面時期仍然接受沉積,從而形成陸架上低洼區(qū)沉積的低位體系域;受這一地形特點(diǎn)影響的層序主要是珠江組NSQ2(21～ 18 Ma)、NSQ3(18～17.5 Ma)、NSQ4(17.5～17.1 Ma)三個層序(圖5)?；葜莸貐^(qū)在珠江組時期雖然受到東沙隆起碳酸鹽巖臺地的影響呈一局限海灣的格局,但在南段可能向廣海敞開,仍然受到海平面變化的影響,其低位體系域沉積時間仍可能和白云凹陷陸架坡折帶附近的低位體系域相對比。

珠二凹陷和南部隆起帶由于白云運(yùn)動造成的強(qiáng)烈沉降逐漸轉(zhuǎn)化為大陸坡,白云凹陷和荔灣凹陷在繼承性構(gòu)造格局的基礎(chǔ)上成為陸坡內(nèi)盆地,這使得大陸坡并非一個平坦的斜坡地形,而是呈現(xiàn)出“W”的形態(tài)。從陸架邊緣來的沉積物首先充填大陸坡上的低洼地區(qū),之后才向廣海延伸,從而造就了珠江組沉積初期大陸坡背景上低洼地區(qū)多個斜坡扇體縱向疊置的發(fā)育形式。伴隨著沉積充填和進(jìn)一步的構(gòu)造調(diào)整,陸坡內(nèi)盆地在珠江組沉積晚期逐漸減弱并趨于消失(圖6)。

(3)陸架坡折的影響

圖5 惠州地區(qū)珠江組沉積時期存在的沉積坡折及其控制下的低位體系域特征Fig.5 The feature of sedimentary slope breaks and related lowstand system tracts in the period of Zhujiang Formation forming in Huizhou area

圖6 珠江口盆地陸架坡折及陸坡內(nèi)盆地特征Fig.6 The feature of shelf break and continental slope inner basin in Pearl River Mouth Basin

在珠江口盆地,從珠海組中期開始發(fā)育陸架坡折,在珠海組中晚期陸架坡折位于南部隆起帶附近, 23.8 Ma之后白云凹陷受到深部幔源作用產(chǎn)生強(qiáng)烈沉降,陸架坡折帶由白云凹陷南側(cè)北移至白云北坡的番禺低隆起,自21 Ma以來基本上穩(wěn)定在這一區(qū)域,成為控制沉積和層序發(fā)育的重要因素之一。在21～ 5.5 Ma期間,三角洲沉積體系主要分布于陸架區(qū),白云-荔灣凹陷區(qū)處于陸架坡折外的斜坡內(nèi)凹陷半深海-深海環(huán)境,斜坡上發(fā)育滑塌、重力流,下斜坡-盆地底部發(fā)育濁流沉積[8]。

陸架坡折帶的存在導(dǎo)致從坡折帶向陸和向海方向沉積體系的分異,陸架上發(fā)育以古珠江為供源系統(tǒng)的富砂三角洲體系,陸坡上以白云凹陷和荔灣凹陷繼承性凹陷背景上形成的陸坡內(nèi)盆地成為珠江深水扇系統(tǒng)的沉積場所,而位于坡折上的下切溝谷成為溝通兩者的通道。陸坡上沉積物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)主要受古珠江供給到陸架坡折附近的沉積物總量和性質(zhì)以及陸坡地形的控制;珠江口盆地周期性的相對海平面變化使得低水位時期珠江三角洲砂質(zhì)沉積物多次推進(jìn)到陸架邊緣,而相對低海平面時期陸架坡折帶下方構(gòu)成了多個峽谷水道-深水扇復(fù)合沉積體系,為陸坡區(qū)供應(yīng)了大量的沉積物。

以上繼承性盆地格局對海相地層的影響,主要是由于盆地格局轉(zhuǎn)化過程中先前沉積古地貌對后期沉積充填和地層特征的影響,主要發(fā)生在海相地層沉積早期,使得這一時期層序結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出有別于典型被動大陸邊緣盆地層序格架的特點(diǎn)。

圖7 南海ODP1148站(b,c)與北大西洋608站(a)和西南太平洋588站(d)晚新生代底棲有孔蟲氧同位素地層對比[15,16] (c)圖為1148站氧同位素5點(diǎn)平滑曲線,垂直虛線分別為3個δ18O平臺的平均值;Mi1-7代表中新世δ18 O變重事件, A-D代表氧同位素變輕事件,E、F為變重事件,NHG代表北半球冰蓋形成事件Fig.7 Neogene oxygen isotopic stratigraphy of benthic foraminifera at Site 1148,northern South China Sea(b,c)and its comparison with Site 608(North Atlantic)(a)and 588(Southwest Pacific)(d).(c)the 5-point smoothing curve for Site 1148,and the vertical dotted lines indicate the average values for the threeδ18 O terraces.Mi1-7 indicates Mioceneδ18 Omaximum events; A-D indicateδ18 Ominimum events,E and F indicateδ18 Omaximum events;NHG indicates North Hemispheric Glaciation[15,16]

2.3 海平面升降對層序地層的影響

在南海運(yùn)動和白云運(yùn)動之間的珠海組和白云運(yùn)動與東沙運(yùn)動之間的珠江、韓江組處于盆地構(gòu)造運(yùn)動相對穩(wěn)定的時期,相對海平面變化成為影響層序發(fā)育的主要因素。南海海域新近紀(jì)以來海平面變化頻繁,對三級層序的形成發(fā)育產(chǎn)生重要影響[2]。根據(jù)ODP1148站所進(jìn)行的氧同位素分析,在新近紀(jì)共有5次氧同位素增大事件,對應(yīng)5次氣候變冷事件,分別為22.2～21.6 Ma、14.5～13.6 Ma和10.2～9.4 Ma, 7.2～6.2 Ma和3.0～2.4 Ma(圖7);這些事件基本上都對應(yīng)于珠江口盆地的三級層序界面,說明海平面變化與氣候因素有關(guān),影響了層序地層的發(fā)育。

海平面升降旋回形成了同一個層序內(nèi)部不同體系域的分異.ail經(jīng)典層序地層學(xué)理論就是在被動大陸邊緣盆地背景下提出的,而珠江口盆地新近紀(jì)以來作為我國最為典型的海相被動大陸邊緣盆地對于Vail的經(jīng)典層序地層學(xué)理論具有非常好的適用性[17,18]。在同一個三級層序內(nèi)部,低海平面時期,岸線向海遷移,可容納空間主要位于陸架坡折附近及以下,形成低位體系域;在海平面上升期間,可容納空間增大,岸線向陸遷移,形成退積式的海侵體系域;在相對海平面上升到高點(diǎn)之后的緩慢上升到緩慢下降階段,是陸架上三角洲發(fā)育的主要時期,地層以加積和“S”形前積為特征,形成厚層的高位體系域;隨著海平面下降速度的增大,可容納空間迅速減小,形成外陸架到陸架邊緣的強(qiáng)制性海退沉積。在珠江口盆地, 21 Ma以來陸架坡折一直穩(wěn)定在白云北坡附近,相對海平面下降使得三角洲物源推進(jìn)到白云北坡陸架坡折區(qū),這為白云凹陷和荔灣凹陷區(qū)半深海-深海沉積提供了豐富的物源。新近系以來南海的持續(xù)擴(kuò)張使得珠江口盆地整體上呈現(xiàn)出持續(xù)海侵的海平面變化特征,因此,每次海平面下降之后的海侵體系域也較為發(fā)育,尤其是在層序邊界SB21、SB13.8、SB10.5之上都形成了以上超和退積為主的海侵體系域。高位體系域主要發(fā)生在陸架區(qū),以三角洲平原-前緣相的前積結(jié)構(gòu)為特征,而這一特征也為我們分析不同層序海平面下降的相對位置提供了依據(jù)。

珠江口盆地具有相對寬緩的大陸架,相對海平面下降的程度不同造成了不同的層序邊界和層序類型。當(dāng)海平面下降到陸架坡折之下,陸架暴露地表,造成陸架和陸架邊緣河流下切,形成下切谷,其中陸架坡折附近河流下切強(qiáng)烈,切割谷較易保存和識別,如珠江口盆地SB21、SB13.8及SB10.5層序界面上的切割谷,這種情況會形成特征明顯的Ⅰ型層序界面,同時,一個完整的三級海平面旋回過程中也形成低位體系域、海侵體系域和高位體系域的分異。以NSQ2 (21～18 Ma)三級層序為例,層序底界面SB21是典型的Ⅰ型層序邊界,在白云北坡和惠州地區(qū)特征都很明顯。在白云北坡發(fā)育陸架坡折帶,坡度相對較陡,界面之下地層削截特征明顯,界面之上上超和下切特征清晰;在PY 8井、PY 9井、PY 10井區(qū)附近層序界面之上為一套低位前積楔狀體(圖8);MFS18.5為該層序的最大海泛面,在番禺低隆起和白云北坡,該界面位于海侵體系域砂巖之上第一個向上變細(xì)旋回的頂面,界面之上以泥巖和粉砂巖等細(xì)粒沉積為主(圖9).B18為該層序高位三角洲前積的頂部包絡(luò)面,在番禺低突起附近界面之上頂超特征明顯。

圖8 NSQ2(21～18 Ma)層序在白云北坡的界面及低位前積楔狀體特征Fig.8 The feature of sequence boundary and lowstand progradational wedge set of sequence NSQ2(21～18 Ma)in the north slope of Baiyun depression

圖9 NSQ2(21～18 Ma)層序在白云北坡連井剖面體系域劃分Fig.9 System tract division ofmulti-crosswell profile of sequence NSQ2(21～18 Ma)in the north slope of Baiyun depression

當(dāng)海平面下降速率較小時,在陸架上沉積濱線坡折向海遷移,以古珠江為陸源碎屑物供源體系的三角洲沉積體系向海方向進(jìn)積,但并未達(dá)到陸架坡折,只在陸架上形成沉積坡折,這種情況形成Ⅱ?qū)有蚪缑?以該類型界面為底界面的三級層序為Ⅱ型層序。Ⅱ型層序界面因相對海平面下降幅度較小,只在沉積濱線坡折帶向陸一側(cè)分布范圍相對較小的陸上暴露及不整合;同時,海岸上超向下遷移至沉積濱線坡折帶向陸一側(cè)并形成由進(jìn)積到加積準(zhǔn)層序構(gòu)成的陸架邊緣體系域。在珠江口盆地以 NSQ11、NSQ13和NSQ14三個三級層序為代表,在低海平面時期,古珠江三角洲退到番禺低隆起北側(cè),在三角洲前緣背景上形成沉積濱線坡折,坡折向海一側(cè)為覆蓋外陸棚的粉砂巖、泥巖沉積,地震同相軸十分連續(xù)、平行;到白云北坡陸架坡折帶附近,可容空間迅速增大,細(xì)粒沉積物在此處堆積,形成多期前積體;雖然在陸架坡折附近出現(xiàn)了特征明顯的前積、滑塌和下切溝谷,但這些沉積構(gòu)造都是在水下由于陸架坡折處地形的突變和不穩(wěn)定而形成的。以NSQ13(8.5～6.3 Ma)為例,層序底界面SB8.5是以前一個層序高位域三角洲前積體頂部包絡(luò)面為識別特征的,在番禺低隆起北側(cè)界面之下削截特征明顯,界面之上發(fā)育上超特征,在白云北坡,界面附近對下伏地層的切割特征明顯;層序頂界面跟底界面特征類似,只是發(fā)育的位置稍有不同。該層序底頂界面都是Ⅱ型層序界面,底界面之上從前一個層序三角洲前緣背景上的沉積坡折處開始上超,發(fā)育一套以加積為主的陸架邊緣體系域,海侵體系域相對較薄,在連井剖面上以向上變細(xì)正旋回的頂面為最大海泛面,高位體系域是一套以加積和前積為主的三角洲-陸棚體系(圖10)。該層序發(fā)育兩處前積,第一處位于PY3井到PY4井附近,是古珠江三角洲前緣發(fā)育的區(qū)域,地震剖面上形成疊瓦狀前積結(jié)構(gòu);以該區(qū)域為分界,向陸一側(cè)以三角洲平原相為主,地震結(jié)構(gòu)以弱前積和加積為主,同相軸弱連續(xù),亞平行;向海一側(cè)逐漸過渡到前三角洲陸棚相,沉積物以細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖為主,地震同相軸連續(xù)、平行,地震反射結(jié)構(gòu)以加積為主。這種外陸棚上類似于席狀鋪蓋的細(xì)粒沉積物到達(dá)白云北坡陸架坡折處,地形坡度發(fā)生變化,沉積可容納空間迅速增大,形成第二個顯著前積的區(qū)域,地震反射結(jié)構(gòu)以“S”型前積為主,同時由于地形坡度變化造成的不穩(wěn)定性,可能兼有東沙運(yùn)動的影響,地層垮塌現(xiàn)象顯著。該層序盆地扇和斜坡扇體并不發(fā)育,主要表現(xiàn)為地層滑塌在陸坡上的堆積,陸坡之外,進(jìn)入深海相,以遠(yuǎn)洋沉積為主,地層厚度較薄。

圖10 NSQ13(8.5～6.3 Ma)層序連井剖面特征Fig.1 0 Multi-crosswell profile of sequence NSQ13(8.5～6.3 Ma)

2.4 物源供給體系的影響

沉積物供應(yīng)量決定了層序的發(fā)育規(guī)模以及層序的構(gòu)成樣式,沉積物供給量豐富,則地層厚度大,延伸遠(yuǎn),層序內(nèi)部體系域較易區(qū)分;沉積物供應(yīng)不足的地區(qū),地層厚度則相對較薄,沉積物粒度較細(xì)。不同的物源供給體系也會影響層序的構(gòu)成樣式,在海相地層沉積早期,珠江口盆地不僅有來自古珠江三角洲的物源,在陸豐地區(qū)還有韓江三角洲的物源,而在東沙隆起等隆起區(qū)則廣泛發(fā)育碳酸鹽巖,這三者分布盆地的不同區(qū)域并相互具有一定的影響,在不同物源交匯的地區(qū)形成珠江三角洲和韓江三角洲指狀交錯的特征以及三角洲濁水沉積和碳酸鹽巖清水沉積混積的特征,使珠海組和珠江組早期層序特征呈現(xiàn)出復(fù)雜性和多樣性。從珠江組晚期開始,珠江三角洲物源成為主體,古珠江三角洲體系覆蓋寬緩的大陸架,在主物源區(qū),沉積物供應(yīng)充足,沿向海的方向地層以加積逐漸向前積過渡,形成以三角洲沉積為主體的富砂淺海陸架沉積;三角洲外側(cè)向海方向則形成富泥背景的沉積;古珠江三角洲的周邊地區(qū),因三角洲的影響減弱,其它水動力條件相對增強(qiáng),表現(xiàn)出受多種水動力條件的共同影響,比如波浪、潮汐的影響變得明顯。

2.5 多種因素的綜合分析

層序形成的控制因素往往不是孤立存在的,而是受幾種因素共同作用。構(gòu)造沉降、繼承性古地理格局、海平面變化、沉積物供給等因素在具體地質(zhì)背景中的影響是不同的,即便在同一地區(qū),盆地發(fā)展的不同階段每個因素的主導(dǎo)作用也是不一樣的。珠江口盆地海相地層早期受到繼承性古地理、構(gòu)造運(yùn)動和沉積物供應(yīng)的共同影響,而在構(gòu)造運(yùn)動相對平靜的時期,海平面變化和沉積物供應(yīng)共同起決定作用。因此,我們在對珠江口盆地進(jìn)行層序地層學(xué)分析時,應(yīng)充分考慮盆地的構(gòu)造演化,海平面升降變化以及沉積物供應(yīng)等多重因素及它們的耦合關(guān)系,才能更充分的認(rèn)識珠江口盆地層序特征的復(fù)雜性。

3 結(jié)論

通過對層序地層的綜合研究,認(rèn)為:珠江口盆地海相地層主要受構(gòu)造運(yùn)動、繼承性古地理格局、海平面升降和沉積物源供應(yīng)等方面因素的影響,但在不同時期主控因素不一樣。晚漸新世到早中新世是盆地結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要時期,層序地層不僅受到南海運(yùn)動和白云運(yùn)動的重要影響,更有繼承性古地理格局的影響,在構(gòu)造運(yùn)動相對平靜時期,層序結(jié)構(gòu)主要受相對海平面變化和沉積物供應(yīng)的影響;而古珠江三角洲體系平面上的影響范圍以及周邊地區(qū)其它物源的加入都會對盆地不同位置層序結(jié)構(gòu)產(chǎn)生重要的影響,使層序類型變得復(fù)雜多樣。因此在進(jìn)行層序地層學(xué)分析時,應(yīng)針對不同時期和盆地的不同位置綜合考慮各種影響因素,從而得出對層序的合理劃分和解釋。

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