張厚和 劉 鵬 廖宗寶 赫栓柱 徐慶梅 朱筱敏 漆家福 楊明慧

（ 1中海油研究總院；2中國石油大學油氣資源與探測國家重點實驗室 ）

1 地質背景

南沙海域位于中國南海的南部，周緣與越南、印度尼西亞、馬來西亞、文萊、菲律賓相毗鄰，既是太平洋和印度洋海運的要沖，又是優(yōu)良的漁場，并蘊藏著豐富的油氣資源，在中國的海上交通、國防和資源開發(fā)上都具有十分重要的戰(zhàn)略地位。

南沙海域地貌復雜，水深在50～3000m之間，大地構造上處于歐亞板塊東南邊緣，歐亞板塊、印度洋—澳大利亞板塊和西太平洋板塊（含菲律賓海）三大板塊結合處[1]。南沙海域受三大板塊沿特提斯構造域和濱太平洋構造域的相互作用，發(fā)生拉薄、裂解、滑移、旋轉、匯聚和碰撞等組合過程，發(fā)育了一系列新生代沉積盆地，主要有萬安、曾母、北康、南薇西、禮樂、永署、南薇東、安渡北、九章、南沙海槽、文萊—沙巴、北巴拉望、南巴拉望等13個盆地，盆地總面積為62．91×104km2，其中傳統(tǒng)疆域內面積為45．11×104km2（圖1）。南沙海域在中國南海特別是深水區(qū)油氣勘探格局中占據舉足輕重的地位，其資源量至少占整個南海的一半，具有巨大的勘探潛力。

圖1 南沙海域沉積盆地分布圖

2 構造演化特征

2.1 三大構造演化階段

南沙海域新生代構造演化大致分為3個階段[2-4]，相應發(fā)育下部坳陷構造層、中部斷陷構造層、上部坳陷構造層。每一階段又可劃分為2～3個構造期次，不同區(qū)域盆地構造演化既有共性也有明顯差異（圖2）。第一階段是古新世—始新世（Tg—），受南海陸塊裂陷、古南海洋殼俯沖作用影響，早期（Tg—T90）局部發(fā)育斷陷—坳陷盆地，晚期（—）發(fā)育“坳陷廣盆”，并具有“東海西陸”特征。第二階段是漸新世—中中新世（—），受新南海洋盆擴張、裂離的南沙陸塊漂移、古南海洋盆消亡影響，早期（—）南沙陸塊及其周邊發(fā)育斷陷—斷坳盆地，中期（或）主要發(fā)育斷坳—坳陷盆地，晚期（或或）坳陷構造層發(fā)育大量斷裂，且西部紅河斷裂走滑活動、南部擠壓增生對盆地斷裂發(fā)育和構造變形的影響逐漸增強。第三階段是晚中新世—第四紀（至今），受南海洋盆冷卻、紅河斷裂帶新構造活動影響，發(fā)育撓曲坳陷盆地，西部發(fā)生走滑斷裂活動，南部發(fā)生擠壓逆沖斷裂變形，中部發(fā)生火山活動。以下坳陷構造層反映早期新南?？焖贁U張前存在獨立的一期盆地，原型為坳陷盆地；以上構造層反映區(qū)域總體上發(fā)育疊合于古坳陷盆地之上的斷陷盆地。

圖2 南沙海域地層層序劃分方案

2.2 兩大成盆期

2.2.1 古新世—始新世坳陷成盆期（32Ma以前）

早期由于地層自身重力作用，曾母盆地、北康盆地發(fā)生差異壓實作用，形成廣盆拗陷；曾母地塊于45Ma完成碰撞。南沙東北部為隆起山地，為早期曾母、北康廣盆提供了物源。

2.2.2 漸新世—中新世斷陷成盆期（32—5.3Ma）

該時期又進一步分為早期走滑—拆離（漸新世）、中期反轉俯沖改造（早—中中新世）、晚期坳陷盆地定型（晚中新世）3個階段。早期走滑—拆離（漸新世）階段（32—23．3Ma），南沙地塊深部形成拆離面，上覆地層形成南高北低的箕狀盆地群；南沙地塊西部與印支地塊之間發(fā)生走滑運動，形成萬安盆地雛形；曾母盆地處于裂陷發(fā)展階段。中期反轉俯沖改造（早—中中新世）階段（23．3—10．4Ma），南沙地塊東南部開始向婆羅洲之下俯沖，形成文萊—沙巴前陸盆地和南沙海槽盆地；南沙地塊西部與印支地塊之間繼續(xù)走滑運動，萬安盆地進一步發(fā)育，隆起局部存在不整合；曾母盆地南部和西北部連續(xù)沉積，東部和東北部則發(fā)生斷層擠壓褶皺，形成不整合。晚期坳陷盆地定型（晚中新世）階段（10．4—5．3Ma），南海擴張逐漸停止，南沙地塊以熱沉降為主，形成坳陷構造層；在盆嶺構造帶，10．4Ma和5．5Ma發(fā)生兩期較為廣泛的巖漿噴發(fā)，火山系進一步切割盆地構造單元（圖3）。

圖3 北康盆地火山切割改造

2.3 4組斷裂系統(tǒng)

區(qū)域構造解析表明，南沙海域主要發(fā)育4組斷裂系統(tǒng)（圖4）：一是北北東—南北向走滑斷層系統(tǒng)，控制了西部盆地群或盆地；二是北西向轉換—變換斷裂系統(tǒng)，控制了中、東部盆地群或盆地展布；三是北東向逆沖斷裂系統(tǒng)，控制了東、南部盆地群或盆地；四是北東向伸展斷層系統(tǒng)，主要控制盆地及二級構造單元。因此，控盆斷裂具有明顯的分帶性[5]。

2.4 3類盆地群

根據盆地動力學、運動學特征，劃分出3大類盆地群：一是東、南部壓扭型盆地群，包括曾母盆地、文萊—沙巴盆地、南巴拉望盆地、北巴拉望盆地等，其形成過程中除主要受南北向擠壓應力場作用外，還受逆時針扭轉應力場作用；二是西部張扭型盆地群，主要包括萬安盆地、中建南盆地等，受萬安走滑斷裂帶影響具有走滑扭動性質，且在一定程度上受東西向張應力作用；三是北部伸展型盆地，包括北康盆地、南薇西盆地、禮樂盆地等，主要受南北向張應力作用[6]。

圖4 南沙海域斷裂系統(tǒng)展布

3 沉積特征

3.1 三大古水系控制了新生代沉積體系展布

3.1.1 北部華南陸塊方向物源古水系

華南陸塊方向物源水系控制了南沙地塊早期（古新世—中始新世）南薇西盆地、北康盆地及禮樂盆地西北部三角洲的展布。中生代古南海擴張造成了禮樂地塊和華南陸塊的碰撞造山，導致了俯沖抬升，剝蝕產生的物源供給源源不斷向禮樂盆地輸送，形成了禮樂盆地前新生代濱淺海三角洲相沉積。古新世—中始新世，南沙地塊位于華南古陸南緣，南薇西盆地、北康盆地、禮樂盆地接受了來自華南古陸方向的沉積物。始新世末—漸新世初，隨著南海的擴張，南沙地塊南移，華南陸塊不再為南沙地塊提供物源[6]。

3.1.2 南部婆羅洲水系

圖5 婆羅洲物源特征[8]

隨著新南海的擴張、南沙地塊南移碰撞婆羅洲，發(fā)生造山事件，拉羌—克拉克褶皺沖斷帶不斷上隆遭受剝蝕，婆羅洲古水系開始發(fā)育，進而控制了曾母盆地、文萊—沙巴盆地南部三角洲的展布。在婆羅洲東部和東南部，拉羌—克拉克褶皺沖斷帶亦為沉積盆地提供物源（圖5）。漸新世，拉羌—克拉克褶皺沖斷帶隆起，盧帕爾河、拉讓河、巴蘭河形成。盧帕爾河、拉讓河為曾母盆地東南部提供物源，早中新世，從東南方向注入曾母盆地，形成盧帕爾和拉讓兩個扇三角洲；中中新世以來，在曾母盆地東南部繼續(xù)發(fā)育，形成盧帕爾和拉讓兩個大型三角洲，特別是晚中新世以來，兩個三角洲一直向北推進到巽他陸架北部，終結了北康暗沙地區(qū)碳酸鹽巖沉積。巴蘭河，漸新世以來為文萊—沙巴盆地提供物源，在盆地南部形成大型巴蘭三角洲[6-7]。

3.1.3 西部巽他陸架水系

中—晚中新世以來，青藏高原隆升劇烈，巽他陸架上的湄公河下切強烈，攜帶大量沉積物越過昆嵩隆起進入萬安盆地，在盆地西北部形成湄公河三角洲。湄南河在晚中新世—早上新世進入萬安盆地，在盆地西部形成湄南河三角洲。北巽他河在更新世從西南部進入曾母盆地，形成三角洲砂體（圖6）。目前研究認為，古湄公河是巽他陸架上最重要的古水系，湄南河和北巽他河對研究區(qū)的影響要小于古湄公河[6]。

圖6 巽他陸架古水系分布圖[9]

3.2 新生代盆地經歷了陸相—海陸過渡相—海相的沉積演化

南沙海域盆地中的三角洲相、湖泊相、沼澤相形成于古近紀，主要分布于盆地近陸一側。新近紀以后隨著海平面上升，湖泊相、沼澤相均不再發(fā)育，三角洲相局部發(fā)育。前積地震相由一組向同一方向傾斜的同相軸構成，一般為三角洲沉積，反映三角洲相沉積的前積構型在不同層序內都有發(fā)育，由于地震品質較差，地震剖面上僅在較淺層位易于識別。湖泊相、沼澤相的特點是地震反射振幅較弱，橫向連續(xù)性不好，反映沉積時水體能量較弱且不穩(wěn)定。碳酸鹽臺地及生物礁和海相沉積主要形成于新近紀中晚期，在T32反射界面之上易于被識別。碳酸鹽臺地及生物礁為丘狀構型，主要分布于盆地中部；淺?！肷詈３练e的地震相振幅穩(wěn)定，連續(xù)性好，大面積分布，易于識別。

綜合分析了南沙海域主要盆地沉積相演化史，認為萬安盆地晚始新世—早漸新世主要發(fā)育河流相和湖泊相，晚漸新世主要發(fā)育濱岸相，早中新世以來經歷了濱淺?！肷詈５沫h(huán)境變化；曾母盆地主要發(fā)育碎屑巖沉積區(qū)、碳酸鹽巖沉積區(qū)和混合沉積區(qū)，其沉積演化受控于海平面的升降及物源供給變化；南薇西盆地早期以湖泊相沉積為主，晚始新世南沙地塊開始南移，盆地接受大規(guī)模海侵，發(fā)育濱淺?！肷詈Ｏ喑练e；北康盆地沉積演化與南薇西盆地較為相似，早期以湖泊相沉積為主，之后發(fā)育濱淺?！肷詈Ｏ喑练e。

4 基本油氣地質條件

4.1 3套烴源巖

南沙海域主要盆地在新生界下陸上海的地層沉積發(fā)育過程中，形成3套烴源巖：一是古新統(tǒng)—始新統(tǒng)，以湖相泥巖、碳質泥巖和煤層為主；二是漸新統(tǒng)，以湖相泥巖、海陸過渡相泥巖、碳質泥巖和煤層為主；三是中新統(tǒng)，以海陸過渡相和海相泥巖、碳質泥巖為主[10]。各盆地主要烴源巖分布層位有所差別，萬安盆地、曾母盆地為漸新統(tǒng)、下—中中新統(tǒng)[11-13]，文萊—沙巴盆地為下—中中新統(tǒng)，禮樂盆地、北巴拉望盆地為始新統(tǒng)、漸新統(tǒng)。從沉積相來看，烴源巖主要為海陸過渡相沉積，其次為濱淺海相沉積。

南沙海域主要盆地烴源巖有機質類型主要為Ⅰ—Ⅱ型（圖7），TOC一般介于0．5%～2．0%之間，一般為中等—好烴源巖。盡管有機質豐度不高，但烴源巖分布面積廣、沉積厚度大、成熟度相對較高，因此南沙海域主要盆地均具有較強的生烴能力。據有機地球化學分析，在海相烴源巖中檢測到雙杜松烷、奧利烷等陸生高等植物生物標志化合物，表明南沙海域海相烴源巖有機質主要來源于陸生高等植物，因此其為陸源海相烴源巖。

圖7 南沙海域主要盆地烴源巖有機質類型

4.2 3套儲層

南沙海域主要發(fā)育3套儲層，即漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)砂巖、中—上中新統(tǒng)碳酸鹽巖/礁灰?guī)r、前古近系基巖，主力儲層是中新統(tǒng)砂巖和礁灰?guī)r。此外，始新統(tǒng)、上新統(tǒng)也有儲層分布。砂巖儲層主要為河流相、三角洲相、濁積相、淺海相等相帶的砂巖，孔隙度一般為10%～29%，滲透率一般為100～2000mD，具有良好的儲集性能。區(qū)域性蓋層主要為上新統(tǒng)—第四系海相泥巖。

古新世—始新世，除禮樂盆地西北部發(fā)育的三角洲平原相和三角洲前緣亞相的砂體形成儲層外，其他地區(qū)地層往往被剝蝕。漸新世，萬安盆地西北部隆起提供物源，形成短距離搬運的河流—三角洲相碎屑巖儲層，儲集性能不佳；同時曾母盆地南部發(fā)育扇三角洲相、三角洲相碎屑巖儲層[12]。早中新世，萬安盆地西部發(fā)育三角洲，形成前緣席狀砂等類型的儲層，主要產油；曾母盆地南部則發(fā)育三角洲相、濱岸相砂巖儲層[14]。中中新世以后，隨著古湄公河水系供給加大和海平面上升，萬安盆地西部、曾母盆地南部發(fā)育三角洲前緣席狀砂、河口壩等砂體，形成有利儲層；同時在萬安盆地中部和東南部、曾母盆地中部、北部和北康盆地西南部，發(fā)育碳酸鹽巖儲層，主要產氣[15]；文萊—沙巴盆地中—上中新統(tǒng)砂巖為主要產油層[16]。

4.3 3套生儲蓋組合

南沙海域新生界主要發(fā)育3套生儲蓋組合：一是濱淺海相碳酸鹽巖生儲蓋組合，即濱淺海相泥頁巖—臺地相（生物礁相）碳酸鹽巖—海相泥灰?guī)r[17]；二是海陸過渡相碎屑巖生儲蓋組合，即湖泊相、海岸湖沼相泥頁巖、煤—三角洲相砂巖—前三角洲相、濱淺海相泥巖；三是海相碎屑巖生儲蓋組合，即濱淺海相、湖泊相煤系泥巖—濱淺海相砂巖—淺海、半深海相泥巖。此外，也發(fā)育上生下儲組合，即近岸湖沼相、海灣相泥巖—前古近系基巖—三角洲相和湖沼相、海灣相泥巖。

4.4 圈閉類型多樣

南沙海域圈閉類型十分豐富，既有以構造作用為主形成的構造圈閉，又有以地層因素為主形成的地層圈閉[18-19]，也有構造、地層因素共同作用形成的復合圈閉（圖8）。

構造圈閉有滾動背斜、披覆背斜、斷背斜、斷塊和斷鼻等，地層圈閉有生物礁隆、碳酸鹽巖隆、古潛山、地層尖滅、三角洲砂體、濁積砂體和不整合圈閉等，構造—地層圈閉主要有斷塊—生物礁隆、斷塊—碳酸鹽巖隆、古潛山—披覆背斜帶等。目前，已發(fā)現(xiàn)的油氣田和含油氣構造的圈閉類型有滾動背斜、披覆背斜、斷背斜、斷塊、生物礁隆、碳酸鹽巖隆、濁積砂體等。其中，生物礁隆、碳酸鹽巖隆等地層圈閉主要發(fā)育于曾母盆地南康臺地[20]、萬安盆地；背斜、斷背斜等構造圈閉主要分布于萬安盆地[21]、沙巴—文萊盆地陸棚和曾母盆地巴林堅地區(qū)；構造—地層、地層—構造等復合圈閉則見于曾母盆地的中帶、文萊—沙巴盆地的內帶（包括深水扇地層—構造圈閉）以及禮樂盆地和北巴拉望盆地[22]，大體具有內帶以地層圈閉為主、外帶則以構造圈閉為主的特征。

5 油氣資源分布

5.1 大中型油氣田分布

圖8 南沙海域已發(fā)現(xiàn)油氣田圈閉類型分帶分區(qū)圖

截至2014年6月，南沙海域主要盆地已發(fā)現(xiàn)油田41個、氣田157個、油氣田158個，合計356個。按地質儲量大于1000×104t油當量統(tǒng)計，其中大中型油田18個、氣田56個、油氣田79個，合計153個。按盆地統(tǒng)計，油田、氣田、油氣田及其油氣儲量主要集中于曾母盆地、文萊—沙巴盆地，其次為萬安盆地、北巴拉望盆地。

南沙海域大中型油氣田分布特點表現(xiàn)為“外帶富砂巖油氣藏、內帶富碳酸鹽巖氣藏”，或“外帶以砂巖油氣藏為主、內帶以碳酸鹽巖氣藏為主”。受烴源巖成熟演化控制，大中型油氣田在平面上呈“下外帶富油、內帶富氣”的半環(huán)帶狀分布（圖9）。外環(huán)砂巖油氣帶包括萬安盆地西北斷階帶、西部坳陷和西南斜坡，曾母盆地東巴林堅坳陷，文萊—沙巴盆地陸架區(qū)以及巴拉望盆地淺水外側，以油藏、油氣藏為主；內環(huán)碳酸鹽巖氣帶包括萬安盆地中部坳陷，曾母盆地南康臺地、西部斜坡和文萊—沙巴盆地、巴拉望盆地深水內側，以氣藏為主[2]。

南沙海域油氣分布不僅在縱向上具有分層性，而且在橫向上具有分段性。根據已發(fā)現(xiàn)大中型油氣田地質儲量統(tǒng)計，南沙主要盆地油氣集中分布在曾母和文萊—沙巴兩個盆地（圖9），這與北西向的廷賈斷層、巴拉巴克斷層的分隔性有關。在東西方向上，不僅儲蓋組合分布有差異，構造樣式有不同，而且油氣產出的相態(tài)也有不同。其中，最值得關注的是廷賈斷層，其東側文萊—沙巴盆地以三角洲沉積為主，富油；西側曾母盆地以碳酸鹽臺地或生物礁沉積為主，富氣。

5.2 油氣資源潛力

根據南沙海域主要盆地的勘探程度、最新收集的大量分析化驗資料，以及近年來綜合地質最新研究成果與認識，應用盆地模擬法、油氣田規(guī)模序列法、規(guī)模概率分布法、勘探效率分析法、地質—統(tǒng)計模型綜合法、面積豐度類比法等6種方法分別計算了油氣資源量，并采用對數正態(tài)概率法獲得各盆地油氣資源綜合評價結果。南沙海域主要盆地累計石油地質資源量為 201×108t，天然氣地質資源量為 32．4×1012m3；其中，傳統(tǒng)疆域內石油地質資源量為116×108t，天然氣地質資源量為26．3×1012m3。從資源分布的盆地來看，傳統(tǒng)疆域內石油地質資源主要分布于文萊—沙巴盆地、曾母盆地、萬安盆地；天然氣地質資源主要集中于曾母盆地，其次分布于萬安盆地、禮樂盆地、文萊—沙巴盆地、北康盆地、南薇西盆地。從資源分布的深度（h）來看，傳統(tǒng)疆域內石油地質資源量主要分布于中深層（2000m≤h＜3500m）、淺層（h＜2000m），占比分別為62．9%、27．0%，深層（3500m≤h＜4500m）、超深層（h≥4500m）相對較少；天然氣地質資源量也主要分布于中深層、淺層，占比分別為57．7%、33．0%。

圖9 南沙海域大中型油氣田分布圖

6 結語

南海是中國的核心利益，南沙則是南海核心利益的本質所在。然而目前中國在南沙海域尚無一口鉆井，因此開展南沙海域主要盆地油氣地質特征與資源潛力研究，可以為國家編制南沙油氣勘探開發(fā)規(guī)劃、制定相關政策、開展共同開發(fā)或劃界談判乃至自營開發(fā)等提供技術支持，對于維護中國領土完整，保障國家權益具有重大的現(xiàn)實意義。南沙海域主要沉積盆地油氣地質條件優(yōu)越，資源潛力巨大，可以成為中國重要的油氣資源接替區(qū)。

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