南海新生代沉積基底性質和盆地類型

謝錦龍，余和中，唐良民，傅瑾君，武金云

(1中國石油杭州地質研究院；2中國石油長城鉆探測井公司）

南海新生代沉積基底性質和盆地類型

謝錦龍1，余和中1，唐良民2，傅瑾君1，武金云1

(1中國石油杭州地質研究院；2中國石油長城鉆探測井公司）

根據新的重磁、地震及鉆井資料，結合大地構造性質和新生代主要構造變形特征，將南海新生代沉積盆地基底劃分為三個基底區(qū)，即北部古生界斷陷基底區(qū)、西部中—古生界走滑拉分基底區(qū)以及南部復雜基底區(qū)。北部基底區(qū)以古生界變質基底為主，同時含有中生界殘留斷陷，它由北部灣斷陷基底區(qū)、珠江口中—古生界斷陷基底區(qū)以及西沙古生界斷陷基底區(qū)三個次級區(qū)構成；西部基底區(qū)以走滑伸展為特征，分為鶯歌海古生界、中建南中生界以及萬安中生界等三個次級走滑拉分基底區(qū)；南部基底區(qū)較復雜，劃分為曾母新生代早期褶皺基底區(qū)和南沙中—古生界復雜基底區(qū)。這八個次級基底區(qū)之間主要以俯沖—碰撞縫合帶、蛇綠巖帶、深海放射蟲沉積巖帶、洋中脊火成巖帶以及深大走滑轉換斷裂帶等分隔，各自有著不同的演化歷史，控制了南海新生代多種類型次級沉積盆地的地質特征。

新生代沉積；基底性質；盆地類型；構造演化；前新生代；南海

謝錦龍

謝錦龍1962年生，教授級高級工程師，1983年畢業(yè)于浙江大學地質系。主要從事地質信息處理技術研究。通訊地址：310023杭州市西溪路920號；電話：（0571）85224962

南海位于歐亞板塊、菲律賓板塊及印度洋板塊三大板塊的交匯處，構造運動復雜。大規(guī)模的水平運動伴隨著大規(guī)模的垂直運動，強烈的陸緣擴張伴隨著強烈的陸緣擠壓。陸殼在北緣離散解體，又在南緣拼貼增生。洋殼在中央海盆新生，又在其東鄰的馬尼拉海溝消減。陸緣地塹系在陸緣擴張過程中形成，島弧—海溝斷褶系在擠壓過程中發(fā)育。在這里幾乎所有類型的構造運動、沉積作用、巖漿活動、變質作用及成礦作用都有發(fā)生、發(fā)展和演化的過程［1-2］。南海與其東鄰的臺灣、菲律賓島弧—海溝構成東亞大陸邊緣最完整的溝—弧—盆構造體系，這個體系既具有一般的溝—弧—盆構造體系的共性，又具有其獨特性。南海面積有350×104km2，主要有北部陸架、北部陸坡、西部陸架、西部陸坡、東部島架、巽他陸架、西北次海盆、西南次海盆及中央海盆等地理單元［3］。依新生代沉積厚度大于2000m計，南海共發(fā)育沉積盆地28個（圖1）。

海洋油氣是未來中國油氣資源重要的接替區(qū)，而南海又是海洋油氣資源富集區(qū)。現已初步查明，整個南海的油氣地質資源量約在（230～300）×108t，有“第二個波斯灣”之稱［3］。目前南海探區(qū)已成為油氣勘探的熱點。劉海齡等［4］對南海沉積盆地有不少研究，將南海海域新生代主要沉積盆地的基底劃分為六個區(qū)：北部灣古生界斷塹基底區(qū)、鶯歌海古生界走滑拉分基底區(qū)、瓊東古生界斷陷基底區(qū)、西沙北古生界裂谷基底區(qū)、西沙南古生界走滑伸展基底區(qū)及南沙古—中生界伸展基底區(qū)。本文在總結前人研究成果基礎上，根據新的重磁、地震及鉆井資料，對南海新生代沉積盆地的基底性質和盆地類型做了新的劃分，以期對該區(qū)油氣地質規(guī)律的認識具有更好的指導意義。

1 南海盆地重、磁異常特征

重磁資料是研究盆地基底的基礎，根據重磁異常可以劃分基底與蓋層，磁力異常還可以區(qū)分巖性。

圖1 南海地理和盆地分布簡圖（據參考文獻［1-2］和全國第二次油氣資源評價資料編制）

1.1 重力異常

南海北部布格重力異常走向以NE和NEE向為主，東部邊緣為SN向，局部地區(qū)NW向異常切割NE及NEE向異常。海盆東部邊緣及北部陸架南緣多呈帶狀分布，其它地區(qū)形態(tài)各異，多呈大小不一的封閉異常，形態(tài)組合復雜，說明重力場受地質、地形、巖性等多種橫向不均一因素影響。中央海盆異常走向為NE至NEE向，重力異常的輪廓線與海盆形態(tài)基本一致，以長軸為NE向的菱形輪廓環(huán)繞海盆分布（圖2）。

圖2 南海布格重力異常圖

北部陸架區(qū)布格重力異?？偟淖呦蚴荖E向，局部為NEE或EW向。異常值一般為－50～+50mgal，較高的異常為+65mgal，位于東沙島一帶。北部陸架大面積為負異常，占整個陸架面積的三分之二。珠江口盆地的三個凹陷以及北部灣和鶯歌海盆地以負異常為主，但在珠江口盆地的東沙隆起及神狐隆起為正異常。區(qū)內具有明顯的分帶、分塊現象。

1.2 磁異常

磁異常較為復雜，一般以低值、負異常為主，異?？傮w為NE向，其中局部為NEE和NW向，異常強度一般在－100~100 nT之間。東部是一個復雜的變化較大的磁異常區(qū)，異常成NE向條帶狀展布。北側以負異常為主，南側以正異常為主，強度一般為100~150 nT，最小為－20 nT，最大為450 nT，異常形態(tài)多變。珠江口盆地三個坳陷區(qū)的異常較平緩，而隆起區(qū)則出現較高的磁異常。北部灣以平緩的負異常為主。

1.3 重、磁綜合特征

北部陸坡區(qū)包括西沙、中沙及其附近海域。重力異常強度為－50~+100mgal。在島塊中部均形成圈閉正異常，邊緣地形陡峭處為等值線密集的正、負異常，異常起伏與地形起伏一致。西沙群島中部為+40~+60 mgal，邊緣為0～－10mgal。磁異常呈NE向展布，異常變化大，在陸坡與陸架，陸坡與中央海盆等過渡區(qū)均存在NE或NEE向的線性磁異常，表明磁異常與二條巖石圈大斷裂或地塊碰撞縫合帶有關（參見下文圖3中珠江口中—古生界斷陷基底區(qū)南、北二條邊界斷層）。東沙島東北一直到臺灣，有一條NE向展布的高值磁異常，異常值一般約300nT，最大達350nT以上。島東南及西南有較平靜的負異常，波長較大。在島東北邊緣有一串NE向展布的尖峰異常［2］。

中央海盆區(qū)重力異常變化較平穩(wěn)，一般以正異常為主，幅度為+150~+260mgal。在海盆東部邊緣靠馬尼拉海溝一帶出現異常，呈S—N向展布，幅度為+50~+180mgal,與海溝向洋一側出現的典型異常相似，為馬尼拉海溝俯沖帶的反映。南海北部陸架、西部陸架及巽他陸架表現為明顯的低值異常，－50~0mgal，反映莫霍面較深。在陸架到洋盆之間的陸坡是布格異常的陡變帶，異常值為+50~+200mgal，反映莫霍面深度的迅速遞變。曾母盆地和萬安盆地莫霍面較深，北康盆地處于莫霍面升高的過渡帶上，南薇西盆地周圍為中等幅值的平緩布格異常（100~140mgal），但南薇東盆地形成局部低值區(qū)（60~80mgal）。禮樂灘、安渡灘等礁灘和洋盆中的海山都表現為局部低值，反映了地形校正的影響。

中央海盆區(qū)的磁異常以南北分塊為特征，海盆北部以較大幅度波狀異常為主，幅度為200~400nT，在大的背景上還疊加了次級小峰狀異常，且呈NEE向展布。海盆南部也為大幅度波狀起伏異常，其幅度比北部還大，達300~600nT，呈E—W向分布。

2 新生代沉積基底分區(qū)

根據鉆井（表1）和上述新的重磁、地震資料，以及前新生代的大地構造性質和新生代的主要構造變形特征，南海新生代沉積的基底可以劃分出三個大區(qū)（圖3），即北部古生界斷陷基底區(qū)、西部中—古生界走滑拉分基底區(qū)以及南部復雜基底區(qū)。

表1 南海新生代沉積盆地鉆遇的基底巖性特征（據何家雄［5］、吳進民［6］、遼河油田及廣州地質調查局內部資料等編制）

圖3 南海新生代沉積基底分區(qū)圖（斷裂構造背景據國家區(qū)域調查資料）

2.1 北部古生界斷陷基底區(qū)

該區(qū)以古生界斷陷變質基底為主要特征，含斷塹結構和中生界殘留斷陷，由北部灣古生界斷陷基底區(qū)、西沙古生界斷陷基底區(qū)以及珠江口中—古生界斷陷基底區(qū)三個次級區(qū)組成（圖3）。需要說明的是，該區(qū)還發(fā)育了大量中生代巖漿巖和少量早新生代侵入巖（表1），因此該區(qū)基底被中、新生代巖漿巖所復雜化。

2.1.1 北部灣古生界斷陷基底區(qū)

從大地構造性質分析，該區(qū)基底為相鄰的云開地體向西部的延伸。云開地體基底主要由新元古界云開群和寒武系八村群組成，為一套中等變質、混合巖化的巨厚復理石碎屑巖（含中酸性火山巖）建造。上覆沉積蓋層上志留統(tǒng)—下石炭統(tǒng)為產雙殼類化石和Retziella腕足動物群的近岸相灰?guī)r。北部灣西北部一帶出露的沉積蓋層石炭系—二疊系為較深水含條帶燧石的臺地型灰?guī)r，其中的上泥盆統(tǒng)—上二疊統(tǒng)下部放射蟲硅質巖帶從越南東北部沿海的下龍灣向北東跨越北部灣，經防城一帶均可見到，在羅定還可見晚古生代的枕狀熔巖和構造混雜巖［4-5］。在潿西南凹陷潿10-4-1井、潿10-3N-1井、潿6-1-1井等鉆遇了古生界碳酸鹽巖基底（表1）。

2.1.2 珠江口中—古生界斷陷基底區(qū)

珠江口盆地西部以加里東期變質巖基底為主，屬于華南加里東褶皺系的一部分，由下古生界變質巖系組成，包括震旦系—志留系，為一套變質程度不同的千枚巖、片巖、片麻巖及混合巖。珠江口盆地中央為海西—印支褶皺基底，推測為一套淺變質的復理石建造，屬泥盆系—中下石炭統(tǒng)，蓋層為中上石炭統(tǒng)—三疊系。珠江口盆地東南部的東沙陸坡區(qū)，為燕山期華南大陸邊緣的增生體。

根據地震資料，珠江口盆地東部的潮汕坳陷、韓江凹陷、陸豐凹陷、白云凹陷，新生代沉積基底中存在中生界殘留凹陷（圖4）。LF35-1-1探井在潮汕坳陷揭示近1 500 m侏羅系—白堊系。白堊系分三段：上段400 m為紫紅色泥巖、粉砂巖及砂巖夾少量泥巖組合；中段185 m灰色紋層狀泥巖、粉砂巖及砂巖組合，含部分有機質碎屑；下段230 m基性噴發(fā)巖夾少量中酸性火山巖，與泥巖、砂巖、礫巖以及泥灰?guī)r互層，為海陸過渡相環(huán)境。侏羅系分兩段：上段220 m富含放射蟲硅質巖夾玄武巖、灰黑色紋層狀泥巖及泥質粉砂巖，為深海環(huán)境；下段510 m灰黑色紋層狀泥巖及泥質粉砂巖夾砂巖、石灰?guī)r及鮞?；?guī)r，泥巖中富含有機質碎屑，為濱淺海環(huán)境。LF35-1-1探井底部還鉆進了77m花崗巖、花崗閃長巖侵入體，時代約在早侏羅世。在東沙隆起及其西北側的珠Ⅰ坳陷亦有5口井鉆遇中生界，往東的臺西南盆地有近30口井鉆遇侏羅系—白堊系。臺西南盆地基底的巖性經鉆探揭示，在盆地中央隆起帶中部發(fā)育近海陸相侏羅系黑色頁巖和下白堊統(tǒng)泥頁巖,類似于粵東地區(qū)的下侏羅統(tǒng)和上白堊統(tǒng)的泥頁巖,可以與南海南部的禮樂盆地Sampaguita-1井鉆遇的下白堊統(tǒng)對比。臺灣西部的澎湖列島附近通過鉆孔證實，井下有中生代地層主要是一套含有白堊紀菊石類與軟體動物化石的蝕變砂巖、蝕變長石砂巖及蝕變火山巖系。此外珠江口盆地中西部番禹14-5-1井、流花4-1-1和流花11-1-2井鉆遇基底巖性為變質石英巖、斜長安山巖和鈉質粗面巖，陽江35-1-1井和陽江36-1-1井鉆遇變質石英砂巖。

根據新的重磁電、地震及鉆井資料，結合該區(qū)大地構造性質和燕山期巖漿活動較強的特點，對珠江口盆地主體前新生界基底巖性進行了初步預測（圖5）。

2.1.3 西沙古生界斷陷基底區(qū)

古特提斯時期三亞與西沙、中沙及南沙群島為同一地塊，稱之為“瓊南地塊”；珠江口盆地主體與海南島上的瓊中地塊相連，稱之為“瓊中地塊”；北部灣盆地基底為相鄰的云開地體西部延伸，稱之為“云開地塊”或“瓊北地塊”。瓊南地塊和瓊中地塊大約在晚三疊世碰撞接合，形成瓊南縫合帶［4-5］。由于西沙北海槽還未發(fā)育成洋盆，本文把瓊東南盆地基底、西沙與中沙群島基底合稱為西沙古生界斷陷基底區(qū)（圖1，圖3）。

圖4 珠江口盆地陸豐凹陷×××測線地震剖面圖

圖5 珠江口盆底基底預測圖

根據瓊東南盆地新的地震資料，基底Tg有四種地震反射特征：（1）界面光滑的強反射，其下為弱反射或無反射，如北礁凸起淺部、華光凹陷、南部隆起、西沙隆起等，基底巖性預測為巖漿巖；（2）反射振幅可變，界面平直有時高低起伏，其下常有一套高角度層狀的強反射，一般發(fā)育于次級斷陷中，如崖北凹陷、華光凹陷、崖城和松濤凸起、中央凸起等，預測為古生代沉積巖；（3）界面反射突變或中斷，巖體兩側常有對稱性，巖體內弱反射或無反射，預測為侵入體；（4）無明顯反射或反射較上覆層略強，一般表現為由強反射變?yōu)槿醴瓷洌赡転樵胖孀冑|巖。該區(qū)基底鉆井揭示有混合巖類等變質巖（Ya13-1-2井），古生代的白云巖、石灰?guī)r等碳酸鹽巖（Ya8-2-1井），以及中生代的閃長巖、花崗巖等中酸性侵入巖（Ya19-1-1、Ya13-1-1井），安山巖、流紋巖等火山碎屑巖（Ya14-1-1井）。西沙隆起區(qū)，西永1（XY1）井在鉆穿1274m的中新統(tǒng)—第四系珊瑚礁沉積層后鉆遇花崗片麻巖，基底以前寒武系變質巖為主。北面三亞地區(qū)前新生代有三個沉積主旋回可作基底對比：早期旋回（早—中寒武世）沉積物以海相陸源碎屑巖和碳酸鹽巖混合沉積為特征，盆地及其周圍物源區(qū)具頻繁交替的構造升降運動特征；中期旋回（奧陶紀）以海相陸源碎屑巖沉積為特征；晚期旋回（白堊世）為內陸湖盆泥巖及火山凝灰?guī)r沉積。進入晚古生代以后，瓊南地塊成為長期隆起的剝蝕區(qū)，缺失中生代沉積，而瓊中地塊則轉入古特提斯域（瓊南海盆）的演化體制，繼續(xù)接受濱海相沉積。

2.2 西部中—古生界走滑拉分基底區(qū)

該基底區(qū)在北部以古生界走滑伸展為特征；南部以中生界裂谷及大規(guī)模巖漿火山活動為特征，并伴隨大規(guī)模走滑拉分作用。它由鶯歌海古生界走滑拉分基底區(qū)、中建南和萬安中生界走滑拉分基底區(qū)三個分區(qū)組成（圖3）。

2.2.1 鶯歌海古生界走滑拉分基底區(qū)

該區(qū)新生代沉積的基底為印支地塊東北部（越南北部）前寒武紀至晚古生代地層在海區(qū)的延伸，它通過紅河斷裂帶在該海區(qū)的延伸段越東斷裂帶而與北部灣、西沙等古生界斷陷基底區(qū)相接觸。根據越南北部的資料分析，鶯歌海盆地西南緣的基底由印支地塊北部的早古生代大陸邊緣褶皺帶組成。古生代的印支地塊陸核是昆嵩地區(qū)的前寒武系結晶基底，巖性包括太古宙和元古宙的輝石片麻巖、基性變粒巖、紫蘇花崗閃長巖、紫蘇花崗巖、紫蘇輝石巖、角閃石-黑云母片麻巖、角閃石混合巖等。該區(qū)鉆井揭示基底為混合巖類、花崗片麻巖、石英巖類、綠泥石絹云母片巖等變質巖系（YIN1井、海口30-3-1A井），古生代的白云巖、石灰?guī)r（YQ2井），以及中生代的閃長巖、花崗巖等中酸性侵入巖（YQ1、YQ2、LT35-1-1、YIN9井），安山巖、流紋巖、泥質粉砂巖等火山碎屑巖（YIN6井）和紅層（LT1-1-1、LT9-1-1井）［5］。

2.2.2 中建南中生界走滑拉分基底區(qū)

由于未鉆井，中建南盆地前新生代基底只能靠地球物理資料推測。有二種觀點：一種認為是西沙群島花崗片麻巖和混合巖類向該盆地延伸構成基底，具有華南地塊特征；另一種認為是中南半島前寒武系結晶巖系和湄公印支褶皺巖系在石炭紀—晚三疊世形成的褶皺雜巖向該盆地延伸構成基底，具有印支地塊特征。筆者認為該區(qū)前新生界基底與越東斷裂帶密切相關。這條斷裂帶向北與紅河斷裂帶至鶯歌海盆地邊界斷裂帶相連，向南經萬安東斷裂帶與廷賈大斷裂帶相連，是印支地塊與華南地塊之間的重要分隔帶，是一條大型走滑轉換斷裂帶。越東斷裂帶在熱流測量、地形地貌、重磁異常、地震剖面上均有反映，是一條空間重力異常高值帶，地震資料解釋其由一系列大致呈NNE向的斷裂組成。

中沙、西沙及南沙群島地區(qū)熱流值普遍較低［7］，平均值低于60mW／m2，北部灣盆地平均熱流值為61mW／m2，可能與該區(qū)存在古老基底有關。而鶯歌海盆地平均熱流值相對較高，達79 mW／m2,中建南盆地平均熱流值也高達81mW／m2,越東斷裂帶的熱流值更是達到了191mW／m2。這與多期構造火山活動有密切關系，推測基底巖漿巖發(fā)育，尤其是在越東斷裂帶附近。

越東斷裂帶經歷了印支期、燕山期及喜馬拉雅期等多期構造火山活動，地震資料顯示中建南盆地前新生代基底火山巖非常發(fā)育（圖6）。在地震剖面上花狀構造斷裂發(fā)育，顯示斷裂帶具有走滑活動特征。

圖6 中建南盆地×××地震測線剖面

該區(qū)莫霍面深度為11～26km，由西北至東南，逐漸變淺，于中建島西側莫霍面最深約26km，南海西南次海盆西南部最淺約11km。從莫霍面深度變化情況及地球物理特征分析，盆地絕大部分地區(qū)地殼屬于陸殼與洋殼之間的過渡型地殼，少部分區(qū)域為洋殼。林珍等［8］結合地震資料、重磁資料、圍區(qū)鉆井資料對基底巖性作了推斷，中建南基底區(qū)可分為3個坳陷和1個隆起。

北部磁性基底坳陷區(qū)以負磁異常為主，異常曲線起伏較大，空間異常反映為低緩的空間重力高或空間重力低，聲波基底深約3.5～6.5km，前中生代變質巖為主，并伴隨中—新生代中酸性火成巖及少量中基性火成巖。

中部磁性基底坳陷區(qū)磁異常表現為正異?；蜇摦惓＃臻g重力異常表現為兩個局部重力低和一個局部重力高，聲波基底深約3～10.5 km，推測磁性基巖由中—新生代中基性—酸性火成巖和前中生代變質巖組成。

東南部磁性基底坳陷區(qū)磁力異常一般幅值為50～100 nT，磁異常表現為條帶狀負磁異常，磁異常強度并不大，一般幅值為50nT，空間重力異常表現為重力高或重力低，聲波基底深約4.5～7.5km，推測磁性基巖為中—新生代基性火成巖為主。

中部磁性基底隆起區(qū)磁力異常表現為北低南高的伴生異常、負異?；蛘惓＃话惴禐?0～100 nT。空間重力異常表現為零碎的局部重力高或重力低，聲波基底深約1.5～5 km，推測磁性基巖為花崗片麻巖、混合巖類、花崗巖、花崗閃長巖、英安巖、安山巖。

2.2.3 萬安中生界走滑拉分基底區(qū)

該區(qū)位于越東至萬安東走滑斷裂帶西側，為印支地塊陸緣中生代走滑拉分基底區(qū)。區(qū)內有近20口井鉆遇基底，其基底巖性主要為中生代晚期巖漿巖、沉積巖和前新生代變質巖。巖漿巖為中侏羅世—白堊紀的花崗巖和花崗閃長巖；火山巖為晚侏羅世—白堊紀的安山巖和流紋巖等；變質巖主要為片麻巖。相鄰的湄公盆地的基底可作對比，該盆地白虎油田、龍油田鉆井中發(fā)現的基巖主要為花崗巖、花崗閃長巖、花崗斑巖，龍2井中發(fā)現石英花崗巖。故該區(qū)基底由深部酸性巖漿巖組成，并受到熱液活動影響而蝕變。據鉀-氬法測定，基巖的絕對年齡為97～178Ma(中侏羅世—白堊紀)。

2.3 南部復雜基底區(qū)

該區(qū)基底比上述兩個基底區(qū)更為復雜。南沙地塊前新生界與前述的北部古生界斷陷基底區(qū)可以對比，但在新生代，由于廷賈斷裂對兩側構造的地質作用存在差異，造成基底分異。因此南部復雜基底區(qū)被進一步劃分為曾母新生代早期褶皺基底區(qū)和南沙中—古生界復雜基底區(qū)（圖3）。

2.3.1 曾母新生代早期褶皺基底區(qū)

廷賈斷裂是南海西南海域一條規(guī)模巨大的北西向走滑大斷裂，是一條深達殼底莫霍面的殼體斷裂。它不僅是地形地貌上的一條明顯的分界線，更是地球物理場上的分界線，在磁力場、重力場及地熱場上，兩側均表現出明顯不同的特征，斷裂東北側為南沙地塊，西南側為印支地塊。在橫切廷賈斷裂的多條剖面上都可見到負花狀構造，反映該斷裂具有明顯的走滑性質。此外，沿斷裂帶有大量巖漿巖侵入，這也說明斷裂帶具有深大斷裂的特征。因此，本文單獨劃出曾母新生代早期褶皺基底區(qū)，它區(qū)別于南沙中—古生界復雜基底區(qū)。

曾母盆地的形成主要是由于古南海南向俯沖，它是南沙地塊與加里曼丹地塊在始新世末碰撞所形成的前陸盆地，具有明顯的南壓北張的特征。盆地受控于南沙地塊與加里曼丹地塊之間碰撞增生帶和廷賈走滑斷裂帶的綜合作用，其基底以沖斷-褶皺為特征［9-11］。區(qū)域和鉆井資料（表1）表明，曾母盆地南部基底是以始新統(tǒng)至漸新統(tǒng)高度變形的拉讓群(Rajang Group)等組成，為一套復理石沉積，并具有千枚巖化和板巖化等的淺變質特征，是古南海淺?！詈Ｏ酀岱e增生楔。盆地西南部拉奈隆凸起基底是由北西向褶皺的始新統(tǒng)千枚巖組成。西部東納土納區(qū)為前第三紀變質巖和花崗巖。廷賈走滑斷裂帶發(fā)育火山巖，加里曼丹島西北角發(fā)育晚白堊世花崗巖。

2.3.2 南沙中—古生界復雜基底區(qū)

三亞與西沙、中沙及南沙群島等地塊在古特提斯時期為同一地塊，稱之為瓊南地塊［1］，與瓊中地塊在印支期縫合，一起接受中特提斯沉積。瓊南地塊始新世發(fā)生被動大陸邊緣張裂，新南海開始出現，南沙地塊向南漂移并沉降［11］，西沙和中沙群島隆起遭受剝蝕。

該基底區(qū)構造地層特征復雜，在北東—南西方向具南北分塊現象，以中南—禮樂斷裂為界的東西兩側也不同。禮樂盆地L1和L2地震測線顯示，下構造層中生界發(fā)育寬緩褶皺構造，顯示擠壓作用，中構造層新生界發(fā)育張裂伸展沉積特征。該區(qū)北部發(fā)育伸展正斷裂，靠近南沙海槽東側發(fā)育一系列逆斷層［12］，長期受廷賈、中南—禮樂等走滑斷裂影響。

該基底區(qū)可以與北部珠江口中—古生界基底區(qū)進行對比，沉積中—古生代地層［9-11］。在巴拉望島東北部發(fā)育二疊紀—三疊紀馬蘭帕亞（Malampaya）群的海相沉積建造。該群的中下部由Bacuit組（燧石中發(fā)現二疊紀中期的牙形石）和Minilog組（由灰?guī)r組成，含晚二疊世紡綞蟲屬）組成［9］。Bacuit組頂層伴有滑塌和混雜建造特征，Bacuit燧石之下層組含三葉蟲化石，推斷在二疊紀中期的灰?guī)r沉積之前，曾有一個腹地隆起的時期，該隆起基底頂面為含硬綠泥石的千枚巖或片巖組成。在卡拉棉群島見侏羅紀放射蟲灰?guī)r、中三疊世牙形石、晚三疊世有孔蟲，屬與古俯沖帶有關的增生大洋沉積。在北巴拉望東南部多處發(fā)現晚三疊世—早白堊世的海相沉積,如Cadlao-1井鉆遇上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)含凝灰質的砂頁巖系，屬濱海相沉積；Guntao-1井鉆遇晚侏羅世灰?guī)r含放射蟲、幾丁蟲等化石，為淺海沉積。在西巴拉望見晚侏羅世—早白堊世海相碎屑巖，又如Penascosa-1井鉆遇下白堊統(tǒng)含微體化石深海相沉積的頁巖。在南沙地塊東部禮樂灘發(fā)育1 000～3 500 m中生界海相沉積巖，如Sampagita-1井鉆遇下白堊統(tǒng)海相碎屑巖，上部為砂質頁巖和粉砂巖，夾褐煤層，下部為分選差的砂巖、礫巖夾火山集塊巖、熔巖、凝灰?guī)r等。在南沙地塊仁愛礁附近水深1 700～1 900 m處，中科院科考拖網獲得三角洲相富含蕨類的砂巖、粉砂巖，鏡質體反射率1.0%～2.5%,所含的Clathripteris（格脈蕨）和Podozamites(蘇鐵杉)時代為晚三疊世—早侏羅世。同處還采得暗灰色黏土巖，含晚三疊世雙殼類化石Halobia和Daonella。南沙西部深海區(qū)的南薇和北康盆地內雖未鉆井，但下層序地震相特征為高頻、細密、亞連續(xù)、傾斜層狀結構，既與上層序有明顯差別，又不同于東部禮樂盆地，推測為陸緣伸展盆地中生代深海沉積［13-14］。尹慶群礁—鄭和群礁一帶新生代與中生代沉積層均較薄，中生代基底巖系被晚漸新世至現代的淺海層狀碳酸鹽巖及生物礁所超覆，表明白堊紀以后曾一度隆起，遭受剝蝕，類似于西沙，新近系、第四系珊瑚礁灰?guī)r在長期隆起區(qū)直接覆蓋于前寒武系基巖之上。

3 南海前新生代大地構造演化史與新生代盆地類型

區(qū)域地質資料表明，南海新生代沉積基底在前新生代時期與其北面陸上的云開地區(qū)和其南面的古南海同處于特提斯構造域中，經歷過古特提斯和中特提斯的發(fā)育歷程。在晚三疊世至早白堊世期間，華南地塊位于NE走向的歐亞大陸東南邊緣，受特提斯近N—S向消亡碰撞作用亦或受到古太平洋NNW向俯沖的影響，在NE向左行壓扭和派生的NW—SE向壓應力場作用之下，巖石圈增厚并繼而產生拆沉（delamination），引發(fā)了大規(guī)模的巖漿活動。晚白堊世以后應力狀態(tài)發(fā)生重大變革，在特提斯域印度板塊脫離岡瓦納大陸而快速向北漂移，特提斯洋殼朝NNE方向俯沖于歐亞板塊陸殼之下并在晚始新世發(fā)生碰撞，對歐亞板塊產生了強烈的擠壓，導致了大陸巖石圈向東南蠕散。同時西太平洋俯沖帶后撤，并在晚始新世由NNW向俯沖轉為NWW向俯沖，使歐亞大陸東南邊緣發(fā)生弧后擴張。在這兩大構造域的共同作用下，東亞陸緣的應力場由左行壓扭變革為右行張扭，進入重要的裂谷階段。

南海盆地前新生代大地構造演化可初步分為下面四個階段（圖7）。

（1）海西早期（D—P1）古特提斯東段多島洋發(fā)育階段（圖6a）云開地塊至瓊南地塊一帶是古特提斯東段多島洋的組成部分。上揚子地塊、云開地塊、瓊中地塊及瓊南地塊之間依次以欽防海盆、瓊北海盆、瓊南海盆相隔，古特提斯洋擴張發(fā)育，瓊南地塊的南面可能雖有古特提斯洋，但仍與岡瓦納大陸相連。

圖7 南海盆地前新生代大地構造演化示意圖（參考劉海齡［9］,姚伯初［12］,吳能友［15］編制）

（2）海西晚期（P2—T2）古特提斯消減階段（圖6b）瓊南地塊開始向北漂移，古特提斯洋也同時逐漸收縮；云開地塊（欽防海盆）向上揚子地塊俯沖，瓊北、瓊南兩海盆則向瓊中地塊相向俯沖，瓊中地塊因此巖漿活動強烈。在早三疊世，南海北巴拉望一帶及南沙群島東部，由海相放射蟲巖、灰?guī)r和碎屑巖組成，應該是古太平洋俯沖增生帶的一部分。

（3）印支期（T3—J1）古特提斯東段縫合和中特提斯發(fā)育階段（圖6c）此階段的早期（大約三疊紀晚期）上揚子、云開、瓊中、瓊南諸地塊相互縫合，與印支地塊、華南地塊共同組成古大陸。隨著多島洋中地塊相互碰撞縫合，古特提斯洋逐漸消亡，南面岡瓦納大陸裂離新地塊，其間形成中特提斯洋。

（4）燕山期（J2—K2）中生代巖漿活動與古南海發(fā)育階段（圖6d）中侏羅世，古太平洋向北俯沖于歐亞大陸之下，在蘇門答臘、爪哇以及加里曼丹島東南形成火山弧。晚侏羅世—早白堊世，是古太平洋俯沖活動的鼎盛時期，南海南部形成俯沖增生帶，庫拉板塊俯沖于華南板塊之下，在南海的南部和東南部常見該時期的洋殼碎片（蛇綠巖套）和混雜堆積，同時古南海形成，為中特提斯洋的組成部分。晚白堊世陸緣大規(guī)模張裂導致了一系列新生代沉積盆地，并伴生形成了著名的中生代俯沖巖漿活動帶。

筆者根據南海前新生代的地質構造演化，將其新生代沉積盆地進行了綜合分類（表2）。

從表中可以看出，北部古生界基底區(qū)多發(fā)育陸緣伸展盆地，西部走滑拉分基底區(qū)發(fā)育走滑拉分繼承性盆地，南部基底區(qū)發(fā)育前陸盆地?；仔再|和構造演化控制了新生代沉積盆地類型，不同盆地類型和不同構造位置控制了新生界沉積體系，并形成不同的油氣成藏規(guī)律。北部古生界斷陷基底區(qū)的陸緣伸展盆地和南部復雜基底區(qū)的前陸盆地石油地質條件優(yōu)越，多以產油為主，發(fā)育眾多的I類油氣遠景區(qū)。西部走滑拉分基底區(qū)發(fā)育走滑拉分繼承性盆地為主，沿走滑斷裂發(fā)育繼承性巖漿活動，沉積盆地保持著高地溫梯度和高熱流值，多以產氣為主，并多產CO2非烴氣體，也有眾多的I類油氣遠景區(qū)發(fā)育。北部古生界斷陷基底區(qū)的陸緣伸展盆地烴源巖以斷陷期湖相沉積為主，分割性強，單塊面積不大；南部復雜基底區(qū)的前陸盆地烴源巖主要發(fā)育于坳陷期和熱沉降期，廣泛接受封閉環(huán)境的海相沉積，始新統(tǒng)和漸新統(tǒng)以及下中新統(tǒng)皆為烴源巖，這些烴源巖的面積和厚度均較大。因此相同規(guī)模條件下，南部前陸盆地更優(yōu)于北部陸緣伸展盆地，能形成大型油氣田。

表2 南海新生代沉積盆地主要成因及類型

4 結語

（1）南海新生代沉積盆地基底可以劃分出三個大區(qū)，即北部古生界斷陷基底區(qū)、西部中—古生界走滑拉分基底區(qū)以及南部復雜基底區(qū)。北部基底區(qū)以古生界沉積變質基底和中生界殘留斷陷為特征；西部基底區(qū)以走滑伸展為特征；南部基底區(qū)較復雜，分為曾母新生代早期褶皺基底區(qū)和南沙中—古生界復雜基底區(qū)。

（2）前新生代構造演化初步分為海西早期古特提斯東段多島洋體系發(fā)育階段，海西晚期古特提斯消減階段，印支期古特提斯東段多地塊縫合和中特提斯發(fā)育階段，以及燕山期中生代巖漿活動與古南海發(fā)育等四個階段。

（3）基底性質和構造演化控制新生代沉積盆地類型，南海新生代沉積盆地可歸納為陸緣伸展盆地、走滑拉分盆地、海溝坳陷盆地、前陸盆地等四種盆地類型。

（4）不同盆地類型和不同構造位置控制著不同的新生界沉積體系，形成不同的油氣成藏規(guī)律。北部古生界斷陷基底區(qū)的陸緣伸展盆地和南部復雜基底區(qū)的前陸盆地以產油為主；西部走滑拉分沉積盆地以產氣為主，并多產CO2非烴氣體。南部前陸盆地更優(yōu)于北部陸緣伸展盆地能形成大型的油氣田。

（5）南海新生代沉積盆地除了曾母盆地屬于新生代早期褶皺基底之外，其他都屬于古生界或中生界的變質基底，且以古生界變質基底為主。中生界在部分地區(qū)表現為正常的沉積蓋層，它們的油氣勘探價值是需要深入探討的問題。

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編輯：吳厚松

The Basement Features and Basin Types of Cenozoic Sediments in South China Sea

Xie Jinlong,Yu Hezhong,Tang Liangmin,Fu Jinjun,Wu Jinyun

Based on gravity anomalies,magnetic signatures,seismic dara,drilled wells,and geotectonic property and Cenozoic major tectonic deformation,three basement areas of the Cenozoic basin,i.e.the northern,the western and the southern ones,can be divided in South China Sea.The northern basement is characterized by Paleozoic metamorphic rock and Mesozoic residual faulted depression and it is be further divided into 3 subareas,which include the Beibu Gulf basement subarea,the Pearl River Mouth Paleozoic basement subarea and the Xisha Islands Paleozoic basement subarea.The western one is characterized by strike-slips and it includes 3 sub-zones,i.e.the Yinggehai Paleozoic basement subarea,the Zhongjiannan and the Wanan Mesozoic basement subareas.The southern one is more complex and it is divided to 2 sub-areas,i.e.the Zengmu early Cenozoic folded basement subarea and the Nansha Paleozoic-Mesozoic complex basement subarea.These 8 sub-areas are separated each other from the subduction-collision suture belt,the ophiolite suite belt,the deep-sea radiolarite belt,the mid-ocean ridge basalt belt and the deep great strike-slip fracturing belt.These belts show different evolution histories and dominate several types of geological characteristics of Cenozoic sub-basins in South China Sea.

Cenozoic;Sediment basement;Basement feature;Basin type;Tectonic evolution,Pre-Cenozoic; South China Sea

book=35,ebook=5

TE111.2

A

1672-9854(2010)-04-0035-13

2010-05-06；改回日期：2010-09-17

Xie Jinlong：male,Senior Geologist.Add：PetroChina Hangzhou Institute of Geology,920 Xixi Rd.,Hangzhou,Zhejiang,310023 China