珠江口盆地深水區(qū)珠海組陸架邊緣三角洲特征及其意義①

曾清波 陳國俊 張功成 紀 沫 韓銀學 郭 帥 王龍穎

(1.中海油研究總院 北京 100028;2.甘肅省油氣資源研究重點實驗室/中國科學院油氣資源研究重點實驗室 蘭州 730000)

隨著油氣資源需求的增長，油氣勘探由淺水區(qū)逐漸向深水區(qū)擴展，發(fā)育于陸架和陸坡間的陸架邊緣三角洲由于其良好的儲集性能成為當前研究的熱點［1-4］。陸架邊緣三角洲是指發(fā)育于大陸架邊緣、越過大陸坡折向陸坡延伸發(fā)育的三角洲，隨著物源沿平緩大陸架不斷進積，至陸架坡折處地形坡度急劇增大，由于重力作用碎屑物大量沉積，形成發(fā)育于陸架邊緣上的巨厚三角洲沉積層，剖面上表現(xiàn)為向陸和向海方向的斜坡楔形體，平面上呈不連續(xù)的弓形體或新月形［5］。陸架邊緣三角洲具有縱向厚度大、平面分布廣的特征，是深水區(qū)油氣富集的有利場所，在墨西哥灣、印度哥倫布盆地、非洲海岸等地陸架邊緣三角洲中的油氣勘探已獲得成功［6］，印證了其巨大的油氣勘探潛力。

珠江口盆地深水區(qū)(水深大于300 m)位于盆地南部，包括珠Ⅱ坳陷、潮汕坳陷、南部隆起及東沙隆起南部地區(qū)(圖1)，面積約為0.6×105km2，占盆地面積的三分之一左右［7-8］。深水區(qū)具有優(yōu)越的油氣地質(zhì)條件，勘探成果顯著，已發(fā)現(xiàn)了LW3-1等多個油氣田，但整體仍處于勘探早期階段，勘探前景廣闊。晚漸新世以來，深水區(qū)處于拗陷演化階段，古珠江攜帶華南沿海燕山褶皺帶乃至青藏高原的充沛物源堆積于深水區(qū)，形成了珠海組、珠江組沉積時期大規(guī)模的陸架邊緣三角洲［8-12］，是深水區(qū)有利的勘探目的層系?；谘芯繀^(qū)內(nèi)12 000 km二維、6 000 km2三維地震資料的精細解釋，結合鉆井資料與前人研究成果，系統(tǒng)揭示了珠海組大型陸架邊緣三角洲的平面分布，解剖了不同區(qū)域陸架邊緣三角洲的結構充填及其發(fā)育的主控因素，并結合研究區(qū)油氣勘探成果，探討了其油氣地質(zhì)意義，以期為在深水區(qū)尋找大型儲集體提供依據(jù)，促進該區(qū)油氣勘探。

1 珠海組陸架邊緣三角洲的識別與分布

晚漸新—早中新世是南海擴張的重要時期，珠江口盆地深水區(qū)由陸相斷陷盆地向陸架邊緣型盆地過渡，形成了穩(wěn)定的陸架邊緣坡折帶，珠海組沉積時期近北東向發(fā)育于深水區(qū)南部隆起帶附近［13］。另外，古珠江攜帶華南沿海燕山褶皺帶的充沛物源、珠海組沉積中晚期的強烈海退也為深水區(qū)發(fā)育大規(guī)模陸架邊緣三角洲創(chuàng)造了有利條件。與其它類型三角洲相比，陸架邊緣三角洲規(guī)模較大、振幅變化強，其S形傾斜體最厚部分位于已經(jīng)存在的退覆轉折附近，沉降中心隨著陸架坡折的向海推進而遷移，同時由于其發(fā)育于陸坡附近通常與深水水道等重力流伴生［14］，在鉆井與地震上均存在明顯響應，可依據(jù)已鉆井分析及地震資料的精細識別追蹤，對陸架邊緣三角洲平面分布進行刻畫。

圖1 研究區(qū)構造區(qū)劃與珠海組陸架邊緣三角洲平面分布Fig.1 Tectonic units division of the study area and distribution of the shelf-margin delta in Zhuhai Formation

1.1 陸架邊緣三角洲的識別

陸架邊緣三角洲發(fā)育于陸架坡折帶附近，與陸架內(nèi)部的三角洲相比，其前積體規(guī)模大，頂超面與底超面的落差可達數(shù)百米、水平延伸距離可達數(shù)千米，陸架坡折附近成為最大的沉積、沉降中心，向陸、向海方向地層迅速變薄，出現(xiàn)兩個楔形體，明顯不同于陸架內(nèi)部三角洲的單向前積楔［15］。珠海組陸架邊緣三角洲規(guī)模巨大，W4井鉆井揭示其厚度達1 430 m，為一套三角洲前緣的水下分流河道、河口壩、席狀砂與前三角洲泥不等厚互層沉積;地震剖面上表現(xiàn)為多期大規(guī)模S形前積體，底積層、前積層與頂積層結構清晰。底積層響應于中振幅中頻連續(xù)反射，厚度相對較薄;前積層振幅相對變?nèi)酰胺e特征明顯;頂積層響應于強振幅中高頻連續(xù)反射，厚度大、分布廣，鉆井響應為中厚層水下分流河道、河口壩砂巖(圖2)。三角洲體系的沉積、沉降中心位于陸架坡折附近，地層厚度大，向兩側迅速減薄，出現(xiàn)兩個楔形體，隨著沉積物的不斷向海推進，陸架坡折點與沉積、沉降中心逐漸向海遷移。珠海組陸架邊緣三角洲前積距離長、水平落差大，以其中一期前積體為例(圖2)，其上超點與下超點水平延伸距離達5.87 km、縱向落差為324 m(地層速度參考附近W4井，取均值3 500 m/s)，將上超點與下超點縱向落差與水平距離的比值進行反三角函數(shù)(arctanX)計算，推測其沉積時期陸坡坡度為5.5°，遠大于正常陸架三角洲，屬發(fā)育于陸坡的三角洲前積體。另外，中晚期三角洲前積層中可見多期次下切谷充填，地震上表現(xiàn)為切谷外形、內(nèi)部為雙向上超的充填沉積，單個下切谷寬約0.7 km左右，厚約30 ms，為深水水道沉積。深水水道與前積體共生也表明三角洲發(fā)育于陸坡深水環(huán)境，整體屬典型陸架邊緣三角洲沉積體系。

鉆井上，陸架邊緣三角洲垂向沉積序列通常以多期反旋回三角洲前緣帶疊置為特征，同時，由于其發(fā)育于陸架坡折附近，往往與重力流水道等陸坡沉積共生。深水區(qū)過H3—W2井珠海組連井剖面分析表明(圖3)，H3、W1井鉆井揭示珠海組為大套厚層三角洲前緣沉積，H3井中下部以席狀砂與前三角洲泥巖互層沉積為主，測井曲線呈指狀，上部發(fā)育中厚層河口壩砂巖，測井曲線呈漏斗形。W1井主要為水下分流河道、河口壩沉積與前三角洲泥巖互層沉積，測井曲線呈箱狀或漏斗狀。巖芯上，水下分流河道以灰色中—細粒巖屑石英砂巖為主，夾深灰色泥質(zhì)粉砂巖條帶，呈清晰的下粗上細正粒序結構，具楔狀、槽狀和板狀斜層理;河口壩主要為具逆粒序結構的淺灰色粉—細粒巖屑長石砂巖，含紋層狀和條帶狀粉砂質(zhì)泥巖和鈣質(zhì)膠結斑塊，砂巖中發(fā)育生物擾動和大型生物鉆孔，泥、粉砂質(zhì)條帶變形強烈。向海一側緊鄰W1井的W2井揭示為厚層泥灰?guī)r、泥巖及頁巖，薄片上可見大量抱球蟲灰?guī)r(圖3)，整體為上陸坡深水沉積，表明H3、W1井揭示的三角洲為陸架邊緣三角洲。

1.2 陸架邊緣三角洲的分布

晚漸新世，珠江口盆地整體處于拗陷演化階段，接受了廣泛分布的海相沉積。珠海組沉積中晚期，深水區(qū)南部的荔灣凹陷區(qū)發(fā)生強烈沉降，深水區(qū)由早期的局限海灣演化為大陸邊緣，白云凹陷及其以南地區(qū)基本上處于水下，并形成了穩(wěn)定的陸架坡折帶［13］，整體呈北東向展布，北起白云凹陷東北部，往西南延伸至鶴山凹陷。受陸架坡折帶控制，珠海組陸架邊緣三角洲北東向條帶狀展布于白云凹陷、南部隆起至鶴山凹陷一帶，整體東北窄西南寬，東北部白云凹陷段寬約13 km左右，往西南規(guī)模逐漸增大，白云南洼東段寬約30 km(圖1)。

圖2 珠海組陸架邊緣三角洲典型過井地震剖面(位置見圖1e)Fig.2 The profile characteristics of the shelf-margin delta in Zhuhai Formation

圖3 珠海組陸架邊緣三角洲連井剖面Fig.3 The correlation section of the shelf-margin delta in Zhuhai Formation

2 不同區(qū)帶陸架邊緣三角洲結構與充填

珠海組沉積時期，深水區(qū)北部開平—順德凹陷、南部隆起西段及白云凹陷主體均為淺水陸架區(qū)，往南過渡為陸坡區(qū)。不同區(qū)段的陸坡具不同結構特征，白云凹陷陸坡整體處于凹陷內(nèi)部，地形變化不大，坡度相對較緩;白云南洼東段陸架坡折位于白云凹陷、白云南洼及荔灣凹陷結合帶，地形變化快，坡度較陡;鶴山凹陷段陸架坡折處于凹陷北側，為隆起區(qū)與凹陷的過渡帶，陸坡的坡度較陡。另外，受陸架坡折向陸一側的古地貌形態(tài)影響，不同區(qū)段陸架邊緣三角洲的物源供給也不盡相同。因此，珠海組陸架邊緣三角洲在不同區(qū)段具有不同的規(guī)模與結構特征，大致可以將其分為4段(圖4)。

白云凹陷內(nèi)的珠海組陸架邊緣三角洲規(guī)模相對較小，寬約11～15 km，縱向厚度最大約530 m左右，大致可劃分為四個期次，整體由早到晚向東進積推進。各期三角洲整體以斜交前積為主，由相對傾斜而互相平行的反射結構組成，向上傾方向呈現(xiàn)頂超或削蝕特征，向下傾方向下超于下界面之上，局部可見S型前積結構。前積層地震反射連續(xù)性差、振幅弱、頻率較低，單個前積體的水平落差最大可達400 m左右、水平延伸距離可達4 km以上，計算推測陸坡坡度為4.5°左右。白云凹陷陸架邊緣三角洲主要為一套水下分流河道、河口壩與前三角洲泥沉積，其中三角洲的頂積層充填了富砂相的河口壩、水下分流河道，前積層則以前三角洲泥巖沉積為主，局部夾河口壩、分流河道砂巖(圖4a，3W1井)。

白云南洼東段處于白云凹陷、南部隆起與荔灣凹陷結合帶，地形相對開闊，物源供給充分，陸架邊緣三角洲規(guī)模巨大，寬約30～33 km，厚度達1 500 m左右，剖面上呈大規(guī)模S形前積結構，沿物源方向呈中間厚兩側薄的形態(tài)，底積層、前積層與頂積層結構清晰，代表了一種水流能量較低、地形變化大的沉積環(huán)境，按內(nèi)部地層接觸關系大致可以劃分為6期。由于沉積物的不斷進積，陸架坡折點與沉積、沉降中心逐漸向海遷移，同時陸坡坡度逐漸變陡、三角洲規(guī)模不斷增大，早期三角洲規(guī)模相對較小，單個前積體水平延伸距離約4.5 km、落差約380 m，推測其陸坡坡度約4.7°;中晚期三角洲規(guī)模逐漸增大，單個前積體的水平延伸距離可達5.8 km、落差達570 m，陸坡坡度可達6.1°。該套三角洲沉積發(fā)育大套厚層水下分流河道、河口壩砂體，主要位于珠海組頂部，砂地比達70%以上，測井曲線呈典型的箱狀或漏斗狀(圖2W4井)，地震上響應于三角洲頂積層的強反射，而三角洲前積層整體以中弱振幅反射為主，充填了一套前三角洲相泥巖，局部夾水下分流河道、河口壩砂巖(圖2，4b)。另外，伴隨著充分的物源供給與陸坡坡度的不斷變陡，中晚期三角洲前端發(fā)育多支深水水道，在整體弱振幅的前積層中出現(xiàn)切谷狀強振幅充填(圖4b)。

南部隆起段晚漸新世為水下低隆起，珠海組地層為填平補齊沉積，陸架邊緣三角洲主要在珠海組中晚期發(fā)育，規(guī)模相對變小，寬約17～22 km，大致可以劃分為4期，剖面上以斜交前積—疊瓦狀前積為主，整體呈向海進積的疊置關系。早期三角洲主要發(fā)育于白云南洼，呈斜交前積結構，單個前積體水平延伸距離為3.7 km，水平落差為280 m，推測其陸坡坡度為4.3°左右。晚期三角洲發(fā)育于南部隆起之上，呈疊瓦狀前積結構，剖面上表現(xiàn)為在兩個平行的上、下界面之間存在傾斜且互相平行的不連續(xù)反射層，頂積層和底積層不發(fā)育，代表一種淺水環(huán)境下的短期強水流堆積(圖4c)。

鶴山凹陷段陸架邊緣三角洲發(fā)育于南部隆起與鶴山凹陷過渡帶，地形變化大，三角洲的縱向厚度大、延伸較遠，寬約22～25 km。三角洲受后期構造活動改造強烈，內(nèi)部地層接觸關系相對復雜，大致可以劃分為3期(圖4d)。早期三角洲位于西側，整體呈大型切谷充填特征，內(nèi)部響應于具前積結構的弱振幅充填，中晚期三角洲逐漸向海進積，表現(xiàn)為大型S型或斜交前積，前積體呈中振幅連續(xù)反射，被后期斷層錯斷，單個前積體水平延伸距離為3.7 km左右，前積體頂部被后期地層切割，形成大型切谷，前端發(fā)育大型深水扇體(圖1)。

受物源與古地形影響，不同區(qū)域珠海組陸架邊緣三角洲具不同結構與充填特征，白云凹陷段陸坡坡度較緩，三角洲的規(guī)模整體相對較小;白云南洼東段處于結合帶，地形變化大，發(fā)育多期次大規(guī)模陸架邊緣三角洲，呈大型S型前積結構，水下分流河道、河口壩砂體發(fā)育，同時其前端發(fā)育深水水道與深水扇;南部隆起段整體發(fā)育于南部隆起上，地形較平坦，以斜交前積及疊瓦狀前積為主，規(guī)模較小;鶴山凹陷段處于隆起與凹陷轉換帶，三角洲規(guī)模較大，發(fā)育大型深水扇體與下切谷。

3 陸架邊緣三角洲發(fā)育的主控因素

陸架邊緣三角洲的概念源于動態(tài)三角洲研究，是物源沿著陸架運移與相對海平面升降過程中特定階段的產(chǎn)物，成因上陸可分為物源控制型、海平面控制型和兩者混合控制型［5］。珠海組大型陸架邊緣三角洲的生長發(fā)育與珠海組沉積時期穩(wěn)定的構造環(huán)境、古珠江攜帶的充沛物源及珠海組沉積中晚期強烈的相對海平面下降密不可分。

圖4 不同地區(qū)珠海組陸架邊緣三角洲特征(剖面位置見圖1)Fig.4 Feature of the shelf-margin delta in Zhuhai Formation in different area

3.1 構造活動

大型陸架邊緣三角洲發(fā)育于穩(wěn)定的陸架坡折帶附近，通常需要構造活動相對穩(wěn)定的大陸邊緣沉積背景。晚漸新世，珠江口盆地在南海運動之后結束了拉張斷陷階段，深水區(qū)由早期的斷拗期進入拗陷沉積階段，該時期南海海盆開始擴張，海底擴張活動主要發(fā)生在西北海盆及東部海盆［16］，海侵作用形成，白云凹陷、開平—順德凹陷及先前暴露于水上的南部隆起等大部分區(qū)域演化為淺海陸架，深水區(qū)由早漸新世時期的局限海灣演化為具有穩(wěn)定陸架坡折的大陸邊緣型盆地，接受了分布廣泛的珠海組三角洲相及海相沉積。晚漸新世末期(距今約23.8 Ma)南海擴張軸發(fā)生了重要的向南躍遷和改向，擴張脊發(fā)生了一次向南躍遷的過程，走向由近東西向轉變?yōu)镹E—SW向［16］，該期躍遷代表了深部地幔產(chǎn)生了異常涌動，使得深水區(qū)在距今約23.8 Ma時發(fā)生了強烈沉降［17］，由淺海陸架環(huán)境驟然演變?yōu)樯钏懫颅h(huán)境。因此，珠海組沉積形成于兩次大的構造運動之間，處于構造和沉降的相對穩(wěn)定期［18］，為大型陸架邊緣三角洲的發(fā)育奠定了堅實基礎。

3.2 物源供給

充沛的物源供給是形成大型陸架邊緣三角洲的必要條件。珠江口盆地深水區(qū)經(jīng)歷了多期構造活動，陸源碎屑物質(zhì)來源復雜，不同時期存在較大差異。晚漸新世珠海組沉積時期，物源主要來自于華南沿海地區(qū)，ODP148站位和珠江口盆地PY33井珠海組沉積物釹同位素比值為-9～-11，與華南沿海燕山期花崗巖的釹同位素值相當［19］。從巖石骨架組分上看，珠海組以長石巖屑砂巖和巖屑長石砂巖為主，含少量巖屑砂巖，與華南沿?；◢弾r母巖區(qū)一致［20］。

受構造演化影響，深水區(qū)不同沉積時期物源區(qū)存在差別，物源供給量也經(jīng)歷了多期變化。ODP1148站沉積物堆積是深水區(qū)沉積物充填的向前延伸部分，其堆積速率經(jīng)歷漸新世高、中新世低及之后又增高的特點。晚漸新世早期，南海海盆開始擴張，古珠江攜帶華南沿海地區(qū)的沉積物供給相對早漸新世時期更為豐富，深水區(qū)與ODP1148站均接受了沉積速率極高的陸源碎屑物質(zhì)。化學蝕變指數(shù)(CIA=［Al2O3/(Al2O3+CaO*+Na2O+K2O)］×100，CIA 值越高，表明母巖風化程度越高)分析表明，PY33井在32Ma時期存在物理風化突然增強，化學風化減弱的突變，表明該時期構造運動造成母巖區(qū)在短時期內(nèi)強烈快速剝蝕，引起沉積物化學蝕變指數(shù)突然降低［21］。Mclennan等(1993)統(tǒng)計了全球現(xiàn)今主要河流的沉積物通量與化學風化指數(shù)(CIA)的關系(圖5)，即沉積物通量(t/km2·a)=(2.25×105)(10-0.0435［CIA］)，因此可以通過化學蝕變指數(shù)來計算該時期沉積物通量?；谏钏畢^(qū)P1井等5口鉆井珠海組常量元素分析，計算了化學蝕變指數(shù)(CIA)及沉積物通量，珠海組時期化學蝕變指數(shù)在20%～80%之間，沉積物通量在100～40 000 t/km2·a之間(圖6)，與黃河、恒河等大型現(xiàn)代輸砂量較大的河流的沉積物通量相似，表明珠海組沉積時期物源供給非常充沛，為大型陸架邊緣三角洲發(fā)育創(chuàng)造了條件。

3.3 相對海平面變化

陸架邊緣三角洲的發(fā)育受物源條件、陸架坡折帶形態(tài)和海平面變化等因素共同控制，但海平面變化的控制作用最為強烈［22］。以更新世Gulf Coast為例，在其生長過程中受陸地三角洲發(fā)展影響，但在很大程度上受長期性的海平面下降控制，而且陸架邊緣三角洲的加積主要發(fā)生在海平面下降和低水位期［23］。海平面的下降及充足的物源供給使三角洲主體可能越過陸架邊緣到達陸坡，并在之后的海平面緩慢上升過程中逐漸發(fā)育三角洲前積楔，直至后期海平面快速上升三角洲退積，演化為正常陸架三角洲。珠海組沉積時期，深水區(qū)經(jīng)歷了四期大規(guī)模相對海平面下降，鉆井上表現(xiàn)為浮游有孔蟲豐度和百分含量低，出現(xiàn)近岸類型的有孔蟲組合，巖性偏粗等特征，地震上可見海岸上超點多次向海遷移，海平面變化與全球海平面變化基本吻合［24］。上述相對海平面變化過程在珠海組陸架邊緣三角洲剖面存在明顯響應特征，盡管不同區(qū)域三角洲規(guī)模與期次存在一定差異，但各區(qū)域三角洲均不斷向海進積，新的斜坡體不停向已形成的三角洲早期斜坡體下超，S型前積體的頂積層不斷的向海擴展，富砂相帶的河口壩、水下分流河道逐漸向海推進遷移，陸架坡折也隨之不斷向海推移(圖4)。

圖5 世界主要河流沉積物通量與CIA值Fig.5 Sediment flux and CIA of main rivers in the world

圖6 白云凹陷珠海組沉積物通量與CIA值Fig.6 Sediment flux and CIA of Zhuhai Formation in Baiyun Sag

大規(guī)模的海退事件控制了不同期次三角洲的向海進積，中短期海平面變化則控制了同一期三角洲內(nèi)前積斜坡體的發(fā)育演化。陸架邊緣三角洲通常由一套前積斜坡體構成，而每一斜坡之間由分流河道或河道沖蝕谷形成的不整合面互相分開，單個前積斜坡體就代表了一次高頻的海平面升降旋回，在斜坡體的前端顯示向上生長并且保存完好的S形一般指示在一次短時期內(nèi)的海平面上升。在海平面下降或穩(wěn)定期，由于物源的進積，單個前積體之間通常向海進積，在地震上表現(xiàn)為后期斜坡體向海一側進積，其頂超點與下超點相對前一期前積體更靠海;在海平面上升期，后期前積體的向陸退積，下超于前期斜坡體之上，其頂超點相對于前一期前積體向陸一側遷移(圖4c)。

4 與盆地北部淺水區(qū)三角洲對比

與大陸架有關的三角洲包括內(nèi)陸架三角洲、陸架三角洲、陸架邊緣三角洲與灣頭三角洲，上述各類三角洲形成于海平面升降變化的動態(tài)過程中，其中內(nèi)陸架三角洲形成于三角洲發(fā)育初期;陸架三角洲形成于海平面下降期，發(fā)育時間長，向外陸架延伸;陸架邊緣三角洲分布于陸架邊緣及陸坡之間，發(fā)育于海平面低位時期;灣頭三角洲形成于海平面上升期，規(guī)模小，海侵限制其發(fā)育［2］。珠江口盆地珠海組陸架邊緣三角洲與北部陸架淺水區(qū)三角洲同樣形成于海平面升降的不同時期，二者存在諸多異同點。整體來看，珠海組沉積時期，珠江口盆地由斷陷轉為坳陷，大面積沉降，古珠江攜帶華南沿海的充沛物源在珠Ⅰ坳陷至珠Ⅱ坳陷的廣闊范圍內(nèi)形成了規(guī)模巨大的三角洲體系，根據(jù)其位置可進一步劃分為陸架三角洲及陸架邊緣三角洲，其中陸架三角洲發(fā)育于北部淺水區(qū)，物源來自于盆地北部、東北部及南部東沙隆起;陸架邊緣三角洲分布于白云凹陷至鶴山凹陷一帶，是北部淺水區(qū)三角洲的自然延伸。

北部淺水區(qū)三角洲分布于珠Ⅰ坳陷、番禺低隆起、東沙隆起至白云凹陷北部等地區(qū)，可劃分為三角洲平原及三角洲前緣亞相(圖7)。平原亞相分布于珠Ⅰ坳陷北部，靠近華南大陸，鉆井揭示為分流河道相厚層含礫砂巖、粗砂巖砂巖，常發(fā)育板狀、槽狀交錯層理及沖刷充填構造，局部夾分流間灣相薄層泥巖，測井曲線呈典型箱形或鐘形，巖性粗，砂巖含量高，砂地比達85%(圖7)。前緣亞相分布于珠Ⅰ坳陷南部、番禺低隆起至白云凹陷北部，揭示為厚層水下分流河道、河口壩、席狀砂及水下分流間灣泥質(zhì)沉積，砂巖含量相對平原相降低，砂地比在50%～70%之間，巖性也逐漸變細，表明其與物源區(qū)的距離增大。水下分流河道為厚層中砂巖、砂巖、粉砂巖沉積，泥質(zhì)含量低，整體呈下粗上細的正韻律，測井曲線表現(xiàn)為箱形或鐘形，河口壩沉積下部多為泥質(zhì)粉砂、粉細砂巖，向上變?yōu)榧毶皫r、砂巖，測井曲線呈漏斗形，席狀砂以中薄層砂巖、粉砂巖沉積為主，測井曲線呈指狀(圖7)。

與北部淺水區(qū)三角洲相比，陸架邊緣三角洲分布于白云凹陷與鶴山凹陷一帶，相距北部華南大陸物源區(qū)更遠，沉積物逐漸變細，砂地比降低，普遍在20%～30%，巖性主要為砂巖、粉砂巖及泥巖，砂巖單層厚度變薄，最大厚度普遍在20～30 m，遠小于北部淺水區(qū)的50～60 m的最大單層厚度。從砂體巖石學特征上看，北部淺水區(qū)三角洲砂巖石英顆粒含量普遍大于80%，巖石分選較好，但磨圓主要為次棱角狀，反映其為近物源單旋回沉積產(chǎn)物。陸架邊緣三角洲砂巖主要為長石質(zhì)石英砂巖和長石巖屑質(zhì)石英砂巖，泥質(zhì)雜基含量較少，一般為0.30%～8.90%，成分成熟度和結構成熟度較高，碎屑顆粒以中—細粒徑為主，分選、磨圓中等，一般為次棱角狀—次圓狀［25］。從沉積相帶上看，北部淺水區(qū)三角洲發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣等亞相，從珠Ⅰ凹陷往南整體由平原亞相的分流河道、分流間灣向前緣亞相的水下分流河道、河口壩、席狀砂及前三角洲泥變遷;陸架邊緣三角洲整體以三角洲前緣沉積為主，分流間灣、前三角洲泥沉積占優(yōu)，局部夾河口壩、水下分流河道、席狀砂沉積。從儲層物性來看，據(jù)E1井等7口井測井解釋資料，北部淺水區(qū)三角洲砂巖孔隙度普遍在13%～25%之間，滲透率普遍在20～200×10-3μm2之間，整體屬于一套中低孔低滲—中低孔中高滲儲層(圖8A)，但整體的孔—滲相關性較差，表明砂體的分選磨圓程度相對較低，雜基含量較高，儲層非均質(zhì)性較強。據(jù)W1井等6口井測井解釋資料，陸架邊緣三角洲砂巖孔隙度在11%～27%之間，滲透率普遍在40～200×10-3μm2之間，整體屬于一套中低孔低滲—中低孔中高滲儲層，孔隙度—滲透率整體具有良好的正相關關系，表明巖石的分選程度高，儲層均質(zhì)性好(圖8B)。

圖7 珠海組北部淺水區(qū)三角洲連井剖面Fig.7 The correlation section of the shallow water delta in Zhuhai Formation

圖8 珠海組三角洲砂巖儲層孔隙度與滲透率關系(A為淺水區(qū)，B為陸架邊緣三角洲)Fig.8 Relationship between porosity and permeability from the delta in Zhuhai Formation

5 油氣勘探意義

陸架邊緣三角洲自身是良好的儲集體，同時由于其發(fā)育于陸架坡折附近，相對于正常陸架三角洲穩(wěn)定性較差，在物源進積過程中，容易形成海底扇及斜坡扇，被深水泥巖包圍，成為良好的勘探目標，油氣勘探意義重大。墨西哥灣近30年的油氣勘探過程中，濱岸和陸架上所有大的目標均來自陸架邊緣三角洲體系［26］，印證了其巨大的油氣勘探潛力。另外，陸架邊緣三角洲的發(fā)育帶來了豐富的陸源有機質(zhì)，大大提高了海相泥巖的生烴潛力，陸架邊緣三角洲自身泥質(zhì)沉積也是良好的烴源巖，因此，陸架邊緣三角洲還具有重要的烴源意義。

5.1 陸架邊緣三角洲的烴源巖意義

珠海組是珠江口盆地深水區(qū)重要的烴源巖，白云凹陷東部及東北部已發(fā)現(xiàn)的LW3-1、LH34-2等油氣田或含油氣構造的原油中含有豐富的奧利烷，表明其有珠海組烴源巖的貢獻，從奧利烷的相對含量看，珠海組烴源巖的油氣貢獻可達50%左右［27］。珠海組烴源巖主要為三角洲及海相泥巖，有機質(zhì)類型為Ⅱ2和Ⅲ型，TOC普遍在 0.39%～2.08%之間，平均為1.08%，S1+S2在 0.5～6.56 mg/g之間，平均為 2.2 mg/g，具有較強的生烴潛力。陸架邊緣三角洲是珠海組烴源巖的重要組成部分，W1、H3井鉆井揭示珠海組為大套厚層陸架邊緣三角洲砂泥巖互層沉積，泥巖含量高、單層厚度大，最大單層厚度達260 m(圖3)。從地化指標上看，W1井珠海組陸架邊緣三角洲泥巖的TOC在0.66%～1.47%之間，平均為1.08%，W3、H2井TOC均大于0.5%，大部分大于1%，為一套中等—好的烴源巖(圖9)。

圖9 珠海組烴源巖TOC與S1+S2關系圖Fig.9 Relationship between TOC and S1+S2 of Zhuhai Formation

珠海組烴源巖的有機質(zhì)主要來源于陸生高等植物，其數(shù)量對烴源巖有機質(zhì)豐度具有重要的控制作用。珠江口盆地不同地區(qū)珠海組烴源巖的有機質(zhì)組成對比分析表明，從珠Ⅰ坳陷到珠Ⅱ坳陷再到ODP1148站，有機質(zhì)中煤質(zhì)、木質(zhì)體含量逐漸降低，而殼質(zhì)體和孢質(zhì)體含量逐漸增大，TOC隨著煤質(zhì)、木質(zhì)體含量降低也逐漸降低［27］，揭示了陸源有機質(zhì)的重要作用。因此，陸架邊緣三角洲除自身的泥巖是優(yōu)質(zhì)烴源巖外，也為海相泥巖帶來了豐富的有機質(zhì)。H2井珠海組有機質(zhì)以煤質(zhì)、木質(zhì)和殼質(zhì)為，其中煤質(zhì)、木質(zhì)占優(yōu)，表明其陸源高等植物為其主要有機質(zhì)來源。從TOC上看，鉆遇珠海組陸架邊緣三角洲的W1、W3及H2井的TOC值均在0.5%以上，大部分大于1%，而鉆遇海相泥的H1及W2井TOC基本上小于1%、部分小于0.5%(圖9)，表明陸源有機質(zhì)隨著與物源區(qū)距離的增大逐漸降低。

5.2 陸架邊緣三角洲的儲層意義

陸架邊緣三角洲為遠源的硅質(zhì)碎屑沉積，自身可以作為良好的儲集層，同時由于其位于陸架坡折附近，地形較陡，容易產(chǎn)生滑塌、滑移作用形成各類深水扇體。在珠江口盆地深水區(qū)，珠海組陸架邊緣三角洲是重要的勘探目的層，LW3-1、LH34-2等油氣田或含油氣構造發(fā)現(xiàn)了多套以陸架邊緣三角洲砂巖為儲集體的油氣層，其中LW3-1氣田在珠海組發(fā)現(xiàn)4套氣層(圖3W1井)，累計厚度達61 m，控制地質(zhì)儲量101×108m3。珠海組陸架邊緣三角洲的水下分流河道、河口壩沉積主要為灰色中—細粒砂巖及淺灰色粉—細粒砂巖，具有良好的儲集物性。深水區(qū)H3、W1、W3等多口鉆井樣品資料分析表明，珠海組陸架邊緣三角洲砂體孔隙度在12.2%～26.7%之間，滲透率在7.6～1 000×10-3μm2之間(圖8B)，其中 W1井孔隙度為10%至20%，滲透率為100×10-3μm2至10 000×10-3μm2，為一套中低孔中高滲儲層［25］。珠海組陸架邊緣三角洲砂體主要發(fā)育于頂積層(圖2)，地震剖面上呈強振幅中頻連續(xù)反射，分布于陸架坡折點向陸方向，地震屬性圖上響應于強振幅異常，分布廣泛、縱向厚度較大，為一套優(yōu)質(zhì)儲層(圖10)。

圖10 珠海組內(nèi)部界面均方根振幅屬性(工區(qū)見圖1)Fig.10 RMS amplitude attribute of inner boundary in Zhuhai Formation

陸架邊緣三角洲前緣發(fā)育的各類深水水道及扇體也是有利的勘探目標。珠海組沉積中晚期經(jīng)歷了多期次強烈海平面下降，同時物源供給充沛，具備發(fā)育大型深水扇體的有利條件。白云南洼東段陸坡坡度較陡，陸架邊緣三角洲規(guī)模較大，其前端發(fā)育的深水扇體從白云南洼一直延伸至荔灣凹陷，目前已經(jīng)W5井鉆井證實。該扇體在珠海組內(nèi)部界面的均方根振幅屬性圖上存在明顯響應，在陸架坡折帶向海一側發(fā)育多條深水水道，形態(tài)彎曲，呈典型的強振幅異常，水道前端發(fā)育塊體滑塌沉積(圖10)。鶴山凹陷陸架邊緣三角洲前緣也發(fā)育多個深水扇體，三角洲內(nèi)部可見多期下切谷，為深水扇體的物源通道(圖4d)。凹陷東側扇體規(guī)模較大，面積達500 km2，剖面上呈雙向上超充填結構，內(nèi)部響應于強振幅中頻差連續(xù)反射，縱向厚度約為200 ms，被呈弱反射的深水泥質(zhì)沉積物包圍，為有利的巖性圈閉體(圖11)。

圖11 鶴山凹陷珠海組深水扇(位置見圖1f)Fig.11 Deep-water fan in Zhuhai Formation，Heshan sag

6 結論

(1)珠江口盆地深水區(qū)珠海組發(fā)育大型陸架邊緣三角洲，北東向條帶狀展布于白云凹陷至鶴山凹陷一帶，整體東北窄西南寬，地震上表現(xiàn)為大型S型、斜交或疊瓦狀前積結構，前積體水平延伸距離長、落差大，鉆井上揭示為厚層反旋回疊置的水下分流河道、河口壩、席狀砂與前三角洲泥互層沉積，前端過渡為陸坡深水泥巖、頁巖沉積。

(2)不同區(qū)段陸架邊緣三角洲具不同規(guī)模與結構，白云凹陷段三角洲規(guī)模相對較小，以斜交前積為主;白云南洼東段發(fā)育多期次大規(guī)模三角洲，呈S型前積結構，頂積層為厚層水下分流河道、河口壩沉積，前端發(fā)育深水水道與深水扇;南部隆起段三角洲以斜交、疊瓦狀前積為主，規(guī)模較小;鶴山凹陷段發(fā)育于隆起與凹陷轉換帶，三角洲規(guī)模較大，以S型前積結構為主，水下分流河道、河口壩沉積發(fā)育，前端形成了大型下切谷與深水扇。

(3)陸架邊緣三角洲的發(fā)育受構造活動、物源供給與相對海平面變化控制，構造活動促使深水區(qū)形成了穩(wěn)定分布的陸架坡折帶，古珠江攜帶的充沛物源與珠海組晚期強烈的相對海平面下降使碎屑沉積物能夠進積至陸架坡折附近形成陸架邊緣三角洲。

(4)珠海組陸架邊緣三角洲具有重要的油氣勘探意義，其泥質(zhì)沉積是一套中等—好的烴源巖，同時其為海相泥質(zhì)烴源巖帶來了豐富的陸源有機質(zhì)，陸架邊緣三角洲的河口壩、水下分流河道、席狀砂是深水區(qū)重要的油氣儲層，分布廣、厚度大，其前端發(fā)育的深水扇體是有利勘探目標。

References)

1 Plink-Bj?rklund P，Steel R J.Sea level fall below the shelf edge，without basin-floor fans［J］.Geology，2002，30(2):115-118.

2 Por?bski S J，Steel R J.Shelf-margin deltas:their stratigraphic significance and relation to deepwater sands［J］.Earth-Science Reviews，2003，62(3/4):283-326.

3 Petter A L，Steel R J.Hyperpycnal flow variability and slope organization on an Eocene shelf margin，central basin，Spitsbergen［J］.AAPG Bulletin，2006，90(10):1451-1472.

4 Covault J A，Romans B W，Graham S A.Outcrop expression of a continental-margin-scale shelf-edge delta from the Cretaceous Magallanes basin，Chile［J］.Journal of Sedimentary Research，2009，79(7):523-539.

5 Suter J R，Berryhill H L Jr.Late Quaternary shelf-margin deltas，northwest Gulf of Mexico［J］.AAPG Bulletin，1985，69(1):77-91.

6 Muto T，Steel R J.In defense of shelf-edge delta development during falling and lowstand of relative sea level［J］.The Journal of Geology，2002，110(4):421-436.

7 張功成，米立軍，吳時國，等.深水區(qū)—南海北部大陸邊緣盆地油氣勘探新領域［J］.石油學報，2007，28(2):15-21.［Zhang Gongcheng，Mi Lijun，Wu Shiguo，et al.Deepwater area—the new prospecting targets of northern continental margin of South China Sea［J］.Acta Petrolei Sinica，2007，28(2):15-21.］

8 吳景富，張功成，王璞珺，等.珠江口盆地深水區(qū)23.8Ma構造事件地質(zhì)響應及其形成機制［J］.地球科學，2012，37(4):655-664.［Wu Jingfu，Zhang Gongcheng，Wang Pujun，et al.Geological response and forming mechanisms of 23.8Ma tectonic events in deepwater area of the Pearl River Mouth Basin in South China Sea［J］.Earth Science，2012，37(4):655-664.］

9 吳景富，徐強，祝彥賀.南海白云凹陷深水區(qū)漸新世—中新世陸架邊緣三角洲形成及演化［J］.地球科學，2010，35(4):681-688.［Wu Jingfu，Xu Qiang，Zhu Yanhe.Generation and evolution of the shelfedge delta in Oligocene and Miocene of Baiyun sag in the South China Sea［J］.Earth Science，2010，35(4):681-688.］

10 徐強，王英民，呂明，等.陸架邊緣三角洲在層序地層格架中的識別及其意義——以南海白云凹陷為例［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2011，32(5):733-742.［Xu Qiang，Wang Yingmin，Lü Ming，et al.Identification of the shelf margin delta in sequence stratigraphic frameworks and its significance:A case study of the Baiyun sag，South China Sea［J］.Oil ＆ Gas Geology，2011，32(5):733-742.］

11 易雪斐，張昌民，李少華，等.珠江口盆地NSQ2陸架邊緣三角洲的識別標志及沉積模式［J］.成都理工大學學報:自然科學版，2012，39(3):257-261.［Yi Xuefei，Zhang Changmin，Li Shaohua，et al.Identification marks and depositional model of the shelf-margin delta from NSQ2 of the Pearl River Mouth Basin，China［J］.Journal of Chengdu University of Technology:Science＆ Technology Edition，2012，39(3):257-261.］

12 王永鳳，王英民，李冬，等.陸架邊緣三角洲沉積特征研究及其油氣意義［J］.海洋地質(zhì)前沿，2010，27(7):28-33.［Wang Yongfeng，Wang Yingmin，Li Dong，et al.Depositional characteristics of shelfmargin deltas and their petroleum significance［J］.Marine Geology Frontiers，2010，27(7):28-33.］

13 柳保軍，龐雄，顏承志，等.珠江口盆地白云深水區(qū)漸新世—中新世陸架坡折帶演化及油氣勘探意義［J］.石油學報，2011，32(2):234-242.［Liu Baojun，Pang Xiong，Yan Chengzhi，et al.Evolution of the Oligocene-Miocene shelf slope-break zone in the Baiyun deep-water area of the Pearl River Mouth Basin and its significance in oil-gas exploration［J］.Acta Petrolei Sinica，2011，32(2):234-242.］

14 Kolla V，Biondi P，Long B，et al.Sequence stratigraphy and architecture of the Late Pleistocene Lagniappe delta complex，northeast Gulf of Mexico［C］//Hunt D，Gawthorpe R L.Sedimentary Responses to Forced Regressions.Geol.Soc.London，Spec.Publ.，2000，172(1):291-327.

15 Januszezak N，Eyles N.ODP drilling leads to a new model of shelf and slope sedimentation along the Antarctic continental margin［J］.Geoscience Canada，2001，28(4):203-210.

16 Briais A，Patriat P，Tapponnier P.Updated interpretation of magnetic anomalies and seafloor spreading stages in the South China Sea，implications for the Tertiary tectonics of Southeast Asia［J］.Journal of Geophysical Research:Solid Earth(1978– 2012)，1993，98(B4):6299-6328.

17 龐雄，陳長民，邵磊，等.白云運動:南海北部漸新統(tǒng)—中新統(tǒng)重大地質(zhì)事件及其意義［J］.地質(zhì)論評，2007，53(2):145-150.［Pang Xiong，Chen Changmin，Shao Lei，et al.Baiyun Movement，a great tectonic event on the Oligocene-Miocene Boundary in the northern South China Sea and its implications［J］.Geological Review，2007，53(2):145-150.］

18 柳保軍，龐雄，顏承志，等.珠江口盆地白云深水區(qū)沉積充填演化及控制因素分析［J］.中國海上油氣，2011，23(1):19-25.［Liu Baojun，Pang Xiong，Yan Chengzhi，et al.An analysis of depositional evolution and its controls in Baiyun deep-water area，Pearl River Mouth Basin［J］.China Offshore Oil and Gas，2011，23(1):19-25.］

19 邵磊，龐雄，陳長民，等.南海北部漸新世末沉積環(huán)境及物源突變事件［J］.中國地質(zhì)，2007，34(6):1022-1031.［Shao Lei，Pang Xiong，Chen Changmin，et al.Terminal Oligocene sedimentary environments and abrupt provenance change event in the northern South China Sea［J］.Geology in China，2007，34(6):1022-1031.］

20 李云，鄭榮才，高博禹，等.珠江口盆地白云凹陷漸新世/中新世地質(zhì)事件的碎屑組分響應［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2011，25(3):476-482.［Li Yun，Zheng Rongcai，Gao Boyu，et al.Characteristics of the detrital response to Oligocene/Miocene geological events in Baiyun sag，Pearl River Mouth Basin［J］.Geoscienc，2011，25(3):476-482.］

21 邵磊，雷永昌，龐雄，等.珠江口盆地構造演化及對沉積環(huán)境的控制作用［J］.同濟大學學報:自然科學版，2005，33(9):1177-1181.［Shao Lei，Lei Yongchang，Pang Xiong，et al.Tectonic evolution and its controlling for sedimentary environment in Pearl River Mouth Basin［J］.Journal of Tongji University:Natural Science，2005，33(9):1177-1181.］

22 Nesbitt H W，Young G M.Formation and diagenesis of weathering profiles［J］.The Journal of Geology，1989，97(2):129-147.

23 Mclennan S M.Weathering and global denudation［J］.The Journal of Geology，1993，101(2):295-303.

24 秦國權.珠江口盆地新生代晚期層序地層劃分和海平面變化［J］.中國海上油氣:地質(zhì)，2002，16(1):1-10.［Qin Guoquan.Late Cenozoic sequence stratigraphy and sea-level changes in Pearl River Mouth Basin，South China Sea［J］.China Offshore Oil and Gas:Geology，2002，16(1):1-10.］

25 呂成福，陳國俊，張功成，等.珠江口盆地白云凹陷珠海組碎屑巖儲層特征及成因機制［J］.中南大學學報:自然科學版，2011，42(9):2765-2773.［Lü Chengfu，Chen Guoju，Zhang Gongcheng，et al.Reservoir characteristics of detrital sandstones in Zhuhai Formation of Baiyun sag，Pearl River Mouth Basin［J］.Journal of Central South University:Science and Technology，2011，42(9):2765-2773.］

26 Meckel L D.Shelf margin deltas:the key to big reserves［C］//Roberts H H，Rosen N C，F(xiàn)illon R H，et al.Proceedings of the 23rd Annual GCSSEPM Research Conference.［s.l.］:Gulf Coast Section SEPM，2003:167-204.

27 李友川，鄧運華，張功成，等.南海北部第三系海相烴源巖［J］.石油學報，2011，32(2):219-225.［Li Youchuan，Deng Yunhua，Zhang Gongcheng，et al.Tertiary marine source rocks in the northern South China Sea［J］.Acta Petrolei Sinica，2011，32(2):219-225.］