珠江口盆地韓江-陸豐凹陷珠江組下段碎屑鋯石來源與儲層物源示蹤

焦 鵬，郭建華，王璽凱，劉辰生，郭祥偉

[1.中南大學 地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083;2.有色金屬成礦預測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室(中南大學)，湖南 長沙 410083]

韓江-陸豐凹陷是珠江口盆地東部重要的油氣遠景區(qū)，近期在區(qū)內(nèi)下中新統(tǒng)珠江組的油氣勘探中取得了重大突破，使得對珠江組分布和沉積物源的研究具有較高的經(jīng)濟價值。邵磊等[1]通過沉積物元素地球化學分析表明，珠江口盆地在漸新世之前沉積物來源以華南沿海的硅酸鹽為主。王維等[2]認為珠一坳陷存在南北兩大物源體系，其中，華南褶皺帶為北部物源體系，珠一坳陷基底隆起和東沙隆起為南部物源體系。張向濤等[3]通過稀土元素配分特征及判別分析發(fā)現(xiàn)，韓江-陸豐地區(qū)自古近紀以來就接受古珠江和古韓江帶來的北部陸源物質(zhì)沉積。李小平等[4]利用地震、重礦物等資料對東沙隆起的物源提供能力進行研究發(fā)現(xiàn)，晚漸新世到早中新世早期東沙隆起發(fā)育獨立的古水系持續(xù)向陸豐地區(qū)提供碎屑物質(zhì)。焦鵬等[5]通過元素地球化學特征分析表明，陸豐地區(qū)珠江組物源主要為長英質(zhì)火山巖。已有的沉積物源認識相對籠統(tǒng)，尚不能明確盆地不同位置沉積物源的差異，因此利用現(xiàn)有勘探資料開展可信的物源預測，是當前韓江-陸豐凹陷油氣勘探面臨的首要關(guān)鍵問題。

碎屑鋯石定年是目前沉積物源研究方面廣泛應用且效果明顯的一種新方法，其優(yōu)勢在于通過碎屑鋯石U-Pb定年與潛在物源區(qū)已知的巖層(體)年齡進行對比[6-8]，并配套微量元素反映源區(qū)物質(zhì)組成來確定沉積物源更加可靠和精準[9-15]。本文選取7個不同局部構(gòu)造區(qū)珠江組下段砂巖進行碎屑鋯石U-Pb定年，結(jié)合區(qū)域資料，研究早中新世韓江—陸豐凹陷不同物源體系的分布特征，并以此為基礎(chǔ)探討物源與儲層發(fā)育的關(guān)系。

1 地質(zhì)背景

地球物理、鉆達基底探井和區(qū)域地質(zhì)資料綜合分析揭示出南海北部陸緣的基底基本上是中國華南古陸向海域的延伸。華東南閩粵陸域主要經(jīng)歷了加里東期、海西期—印支期及燕山期3期變質(zhì)作用及4個大的巖漿活動期。其中，晚三疊世—晚侏羅世本區(qū)巖漿活動最為強烈，具有由老到新，由海向陸存在海相噴發(fā)向陸相噴發(fā)轉(zhuǎn)變、強度逐漸減弱的規(guī)律[16-18](圖1a)。

2 樣品與測試

本次研究測試樣品7個，分別采集于珠江口盆地東部XJ17-3,HZ08-1,HZ10-1,LF2-1,LF13-2,LF22-1和HF28-2構(gòu)造區(qū)珠江組下段(圖1)。所有樣品粉碎成200目，經(jīng)多次精細淘洗和電磁初選初步分離出重礦物組分，再經(jīng)鏡下挑選，分別獲得所需鋯石樣品。鋯石陰極發(fā)光(CL)圖像在中國科學院地球化學研究所的JXA-8100電子探針儀器上完成，鋯石U-Pb年齡測定在北京大學大陸動力學教育部重點實驗室的ELAN6100型電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)與GeoLas200M型激光熔蝕探針(LAM)的聯(lián)機上進行。鋯石年齡采用國際標準鋯石91500作為外標標準物質(zhì)[38]，元素含量采用 NIST SRM610作為外標[39]，29Si作為內(nèi)標元素。儀器分析空白、檢出限以及對國際標準物質(zhì)42種主微量元素定量分析結(jié)果參考Gao等[40]。

3 分析結(jié)果

樣品的同位素比值及元素含量計算采用Glitter，有效年齡的計算、諧和圖和頻譜圖的繪制采用Isoplot 3.0完成。為了提高年齡分析的精度，文中年齡選取標準如下：對于年齡大于1 000 Ma的鋯石，取207Pb/235U年齡進行分析，對于年齡小于1 000 Ma的鋯石，取206Pb/238U年齡進行分析。對編號XJ17-3，HZ08-1，HZ10-1，LF2-1，LF13-2，LF22-1和HF28-2的鋯石進行了U-Pb年齡測定，舍棄諧和度小于90%和大于110%的年齡，獲得有效諧和年齡數(shù)據(jù)分別為57,47,47,40,51,49和41個。樣品鋯石年齡諧和圖見圖2。

確定鋯石成因是利用鋯石測年判斷物源屬性首要解決的問題，除了利用鋯石的形態(tài)判定鋯石成因，大量研究表明鋯石中微量元素的分布對鋯石成因和源區(qū)巖石類型具有重要的指示意義，它反映了主巖的組成和結(jié)晶環(huán)境及幔源和殼源物質(zhì)的混合[10,41-43]。

3.1 惠州凹陷

3.1.1 樣品XJ17-3

樣品XJ17-3諧和年齡范圍介于104～2 800 Ma，主要集中在106～435 Ma(圖2a)。有效鋯石年齡從太古代至中生代均有分布，按占比多少依次為：中生代鋯石為36.8%，元古宙鋯石為33.4%，古生代鋯石為26.4%，太古宙鋯石為3.5%(表1)。鋯石CL(陰極發(fā)光)圖像中絕大部分鋯石具有振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，部分鋯石由于Th和U元素含量較高，導致發(fā)光性較差。鋯石顆粒的粒徑大小相差不大，大部分鋯石晶形完好，個別鋯石保留了其長柱狀的顆粒形態(tài)，表明碎屑物質(zhì)未經(jīng)過長距離搬運(圖3a)，鋯石年齡區(qū)間為83～162，249～428和633～837 Ma，占總量的79%；REE(稀土元素)球粒隕石標準化配分模式(圖4a)為HREE(重稀土元素)富集，LREE(輕稀土元素)相對虧損的左傾型；Ce元素正異常和Eu元素負異常明顯； Th/U值介于0.40～1.73(圖4b)，以巖漿成因為主。樣品鋯石微量元素特征(圖4a，圖5)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖20%，中性巖漿巖20%，基性巖漿巖60%。

3.1.2 樣品HZ08-1

樣品HZ08-1諧和年齡范圍介于95～2 556 Ma，主要集中在95～150 Ma(圖2e)。有效鋯石年齡從元古宙至中生代均有分布，其中中生代鋯石占比最多，為76.6%，其次為古生代鋯石，占12.7%，元古宙鋯石為10.7%(表1)。鋯石CL圖像與樣品XJ17-3相似，多具典型巖漿鋯石振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3b)，年齡區(qū)間為98～195 Ma和293～390 Ma，占總量的78%；同樣LREE相對虧損；Ce強正異常(圖4c)；Th/U值分布范圍0.41～1.34(圖4d)，主要為巖漿成因，部分鋯石呈均質(zhì)無分帶，可能為變質(zhì)成因。樣品鋯石微量元素特征(圖4c，圖5)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖24%，中性巖漿巖18%，基性巖漿巖58%。

3.2 陸豐凹陷

3.2.1 樣品LF2-1

樣品LF2-1諧和年齡范圍介于89～720 Ma，主要集中在96～175 Ma(圖2c)。有效鋯石年齡分布于元古代和中生代，其中以中生代鋯石為主，達95.7%，剩余為元古代鋯石，僅占4.3%(表1)。CL圖像中鋯石粒徑不等，發(fā)光性較差，呈面狀分帶(圖3c)，區(qū)間為97～165 Ma，占總量的79%；REE球粒隕石標準化配分模式(圖6a)表現(xiàn)為HREE富集，LREE相對虧損的特征；Ce元素正異常明顯；Th/U分布范圍0.41～1.31(圖6b)，大部分為巖漿成因。樣品鋯石微量元素特征(圖5，圖6a)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖20%，中性巖漿巖29%，基性巖漿巖51%。

3.2.2 樣品HZ10-1

樣品HZ10-1諧和年齡范圍介于110～2 017 Ma，主要集中在110～170 Ma(圖2d)。有效鋯石年齡范圍為早元古代至中生代白堊紀。其中，中生代鋯石占比最多，達到85%，其次為元古宙鋯石，占12.5%，古生代鋯石僅占2.5%(表1)。CL圖像中鋯石多保留長柱狀形態(tài)，具振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3d)，區(qū)間為111～164 Ma，占總量90%；HREE富集，LREE相對虧損；Ce強正異常(圖6c)；Th/U分布范圍為0.43～1.66(圖6d)，巖漿成因占絕大多數(shù)。樣品鋯石微量元素特征(圖4，圖6c)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖17.5%，中性巖漿巖42.5%，基性巖漿巖40%。

圖2 珠江口盆地東部珠江組下段碎屑鋯石U-Pb年齡諧和圖Fig.2 Concordia diagram of U-Pb dating of detircal zircons from the Lower Zhujiang Formation of the eastern Pearl River Mouth Basin

樣品編號樣品碎屑鋯石U-Pb年齡組成/%KzMzKJTPzPz2Pz1PtPt3Pt2Pt1ArXJ17-3014．019．33．55．321．18．815．88．83．5HZ08-1046．827．72．110．62．14．32．14．30LF2-1063．831．90004．3000HZ10-1055．030．0002．55．02．55．00LF13-2045．149．03．9002．0000LF22-1012．263．412．24．102．006．10HF28-2051．229．37．302．44．904．90

圖3 珠江口盆地東部部分代表性碎屑鋯石樣品陰極發(fā)光(CL)圖像Fig.3 CL images of representative detrital zircons from the Lower Zhujiang Formation of eastern Pearl River Mouth Basina.樣品XJ17-3；b.樣品HZ08-1；c.樣品LF2-1；d.樣品HZ10-1；e.樣品LF22-1；f.樣品HF28-2

3.2.3 樣品LF13-2

樣品LF13-2諧和年齡范圍介于88～950 Ma，主要集中在97～170 Ma(圖2g)。有效鋯石年齡分布于元古代和中生代，其中以中生代鋯石為主，達98%，剩余為元古代鋯石，僅占2.0%(表1)。CL圖像中鋯石發(fā)光性較差，多具振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)，區(qū)間為89～105 Ma和125～172 Ma，占總量的84%；HREE富集，LREE相對虧損；Ce強正異常(圖6e)；Th/U值介于0.41～1.46(圖6f)，多數(shù)為巖漿成因。樣品鋯石微量元素特征(圖4，圖6e)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖24.5%，中性巖漿巖24.5%，基性巖漿巖51%。

3.3 東沙隆起

樣品LF22-1諧和年齡范圍介于96～2 200 Ma，主要集中在130～173 Ma(圖2f)。有效鋯石年齡范圍為早元古代至中生代白堊紀，以中生代鋯石占比最多達87.8%，其次為元古宙鋯石，占8.1%，古生代鋯石僅占4.1%(表1)。鋯石CL圖像中，鋯石粒徑不等，呈等軸狀、近等軸狀及長柱狀，大部分鋯石具有振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3e)，區(qū)間為96～260 Ma，占總量的73%；REE球粒隕石標準化配分模式(圖7a)表現(xiàn)為HREE富集，LREE相對虧損的特征；Ce元素正異常明顯；Th/U分布范圍為0.41～1.27(圖7b)，巖漿成因為主，部分鋯石呈面狀或弱分帶，可能為變質(zhì)成因。樣品鋯石微量元素特征(圖5，圖7a)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖為32%，中性巖漿巖為19%，基性巖漿巖為49%。

3.4 韓江凹陷

圖4 惠州凹陷珠江組下段碎屑鋯石球粒隕石標準化配分及年齡與Th/U比值Fig.4 RREs in chondrite normalized plot as well as age and Th/U ratios of detrital zircons from the Lower Zhujiang Formation in Huzhou Saga. XJ17-3稀土配分；b. XJ17-3年齡與Th/U比值；c. HZ08-1稀土配分；b. HZ08-1年齡與Th/U比值

樣品HF28-2諧和年齡范圍介于110～800 Ma，主要集中在110～150 Ma(圖2b)。有效鋯石年齡范圍為早元古代至中生代白堊紀，其中中生代鋯石占比最多，達到87.8%，其次為元古宙鋯石，占9.8%，古生代鋯石僅占2.4%(表1)。CL圖像中，鋯石發(fā)光性較差，呈等軸狀、近等軸狀，大部分鋯石具有振蕩環(huán)帶結(jié)構(gòu)(圖3f)，區(qū)間為112～242 Ma，占總量的73%；REE球粒隕石標準化配分模式(圖8a)表現(xiàn)為HREE富集，LREE相對虧損的特征；Ce元素正異常明顯；Th/U值介于0.42～1.23(圖8b)，多為巖漿成因，部分鋯石呈無環(huán)帶，可能為變質(zhì)成因。樣品鋯石微量元素特征(圖4，圖8a)反映的源區(qū)巖石組成：酸性巖漿巖12.5%，中性巖漿巖35%，基性巖漿巖52.5%。

4 討論

4.1 潛在物源區(qū)

4.1.1 珠江流域

珠江流域內(nèi)出露地層所屬時代和巖性分帶性明顯，上游主要出露中生界；中游中生界剝蝕殆盡，以古生界出露為主；而下游則廣泛分布喜馬拉雅期和燕山期的火山巖及花崗巖。珠江流經(jīng)揚子和華夏兩個地塊，大致以江紹斷裂為界，珠江上游，包括南盤江、紅水河、北盤江、左江、右江以及中游的柳江均屬于揚子地塊，位于其南緣，中游的桂江、北江、西江、東江和北江則位處華夏地塊[44]。

圖5 珠江口盆地東部珠江組下段鋯石組成巖石類型判別圖解[10]Fig.5 Diagram showing zicrons-based rock typing for the Lower Zhujiang Formation,eastern Pearl River Mouth Basin[10]

圖6 陸豐凹陷珠江組下段碎屑鋯石球粒隕石標準化配分及年齡與Th/U比值Fig.6 RREs in chondrite normalized plot as well as age and Th/U ratios of detrital zircons from the Lower Zhujiang Formation in Lufeng Saga. LF2-1稀土配分；b. LF2-1年齡與Th/U比值；c. HZ10-1稀土配分；d. HZ10-1年齡與Th/U比值；e. LF13-2稀土配分；f. LF13-2年齡與Th/U比值

圖7 東沙隆起珠江組下段碎屑鋯石球粒隕石標準化配分及年齡與Th/U比值Fig.7 RREs in chondrite normalized plot as well as age and Th/U ratios of detrital zircons from the Lower Zhujiang Formation in Dongsha Uplifta. LF22-1稀土配分；b. LF22-1年齡與Th/U比值

圖8 韓江凹陷珠江組下段碎屑鋯石球粒隕石標準化配分及年齡與Th/U比值Fig.8 RREs in chondrite normalized plot as well as age and Th/U ratios of detrital zircons from the Lower Zhujiang Formation in Hanjiang Saga. HF28-2稀土配分；b. HF28-2年齡與Th/U比值

珠江流域范圍內(nèi)巖漿巖活動頻繁而強烈，主要分布在廣東省境內(nèi)(圖1)和桂東南，可以劃分出6個活動期次[44]。前寒武紀巖漿巖主要為黑云母花崗閃長巖、黑云母二長花崗巖、鎂鐵質(zhì)和超鎂鐵質(zhì)巖等，僅在桂北地區(qū)可見，其形成年代為晉寧期[45]。李獻華[19]報道桂北地區(qū)三防花崗巖中鋯石SHRIMP和U-Pb年齡為825 Ma±8 Ma，為新元古代雪峰期巖漿活動的產(chǎn)物。早古生代花崗巖體在區(qū)內(nèi)較分散，多分布于桂-湘交界、粵-桂交界、桂東南云開地區(qū)和武夷山地區(qū)，典型的出露于桂東北越城嶺-苗兒山巖體，呈中等規(guī)模復式巖基產(chǎn)出，主要巖性為細-粗粒二長花崗巖，丁興等[20]報道的粵東古寨巖體成巖時間為507 Ma±17 Ma，程順波等[21]利用LA-ICP-MS鋯石U-Pb法獲得越城嶺花崗巖成巖年齡為423～438 Ma，耿紅艷等[22]測定的詩洞雜巖體和廣平雜巖體U-Pb年齡分別為461 Ma±35 Ma和444 Ma±6 Ma；在桂東南、粵中和贛南有晚古生代巖體零星出露，巖石類型主要有二長花崗巖、花崗閃長巖、黑云母花崗巖和片麻狀花崗巖等，賈小輝[23]測定桂東南那麗花崗巖的U-Pb年齡為262 Ma。早中生代流域內(nèi)巖漿活動廣泛，巖體在桂東南大容山—十萬大山一帶、臺馬、舊州、粵東北地區(qū)都有較大面積的出露，印支期復式巖體一般由多期花崗質(zhì)巖漿活動構(gòu)造，巖性主要包括黑云母二長花崗巖、不等粒二云母花崗巖、中粗粒黑云母花崗巖及黑云母花崗巖等，如鄧希光等[24]測定桂東南舊州、臺馬和浦北三個花崗巖體的年齡分別為230 Ma±4 Ma,236 Ma±4 Ma和233 Ma±5 Ma，徐夕生等[25]獲得粵東北貴東復式巖體中魯溪和下莊兩個花崗巖體鋯石U-Pb年齡分別為239 Ma±5 Ma和235.8 Ma±7.6 Ma，Peng等[26]測定粵西那蓬花崗巖的U-Pb年齡為206 Ma±1.8 Ma；嚴成文等[27]測定粵西內(nèi)瀚黑云母二長花崗巖的U-Pb年齡為246.7 Ma±7.1 Ma；孫濤等[28]測定粵北下莊二云母花崗巖的U-Pb年齡為228 Ma±0.5 Ma；晚中生代火山活動最為強烈，集中分布于流域內(nèi)的廣東省境內(nèi)，可以分為晚三疊世—晚侏羅世和早白堊世—古新世兩個期次，其中，晚三疊世—早侏羅世為海相噴發(fā)，在粵東北見堿性玄武巖、安山巖夾流紋巖，中侏羅世在粵東及粵中主要為陸相火山碎屑巖夾安山巖及流紋巖，花崗巖體出露面積廣，巖石類型主要為二長花崗巖、黑云母花崗巖和花崗閃長巖，楊鋒等[29]在粵西北地區(qū)太保巖體獲得的LA-ICP-MS鋯石U-Pb年齡為158.4 Ma±2 Ma和160.5 Ma±1.6 Ma；張敏等[30]測定粵北大東山花崗巖U-Pb年齡為158.4 Ma±1.1 Ma；鄧平等[31]測定粵北諸廣山南體長江和企嶺巖體U-Pb年齡分別為160 Ma±2 Ma和156 Ma±2 Ma，還有部分代表性巖體如[16]：禾洞(145 Ma)，連陽(144 Ma)，佛岡(168 Ma)，新興(184 Ma)，德慶(99 Ma±2 Ma)[22]，四會(166.6 Ma±2.9 Ma)[32]。

4.1.2 韓江流域

流域范圍內(nèi)地層缺失志留系、中-下泥盆統(tǒng)及古近系。流域內(nèi)的粵東、閩西南地層均屬于華南地層區(qū)，閩西南出露最元古界出露齊全，主要分布于長汀、武平、上杭和永定一帶，粵東上元古界云開群出露于興寧、梅縣、蕉嶺等地，均為一套淺變質(zhì)的細碎屑巖，下古生界缺失志留系，包括寒武系、奧陶系變質(zhì)石英砂巖、變質(zhì)粉砂巖、千枚巖、千枚狀泥巖和硅質(zhì)巖，上古生界缺失中下泥盆統(tǒng)，包括上泥盆統(tǒng)—下石炭統(tǒng)石英砂礫巖、砂巖，上石炭統(tǒng)—下二疊統(tǒng)灰?guī)r、白云巖，中上二疊統(tǒng)泥巖、粉砂巖、石英細砂巖等，中生界主要包括三疊系、侏羅系含煤碎屑巖、火山碎屑巖及白堊系紅色碎屑巖[16-18](圖1)。

韓江流域范圍內(nèi)以燕山期巖漿活動十分強烈為特征，巖漿巖分布面積約占流域面積的30%。早古生代花崗巖體分布于粵東和平一帶，閩西南主要集中于寧化地區(qū)，龍巖、清流地區(qū)小面積分布，徐先兵等[33]、張愛梅等[34]通過鋯石LA-ICP-MS U-Pb定年測得閩西南瑋埔?guī)r體年齡為429.9 Ma±3.0 Ma至447.1 Ma±4.7 Ma，寧化巖體(448.2 Ma±2.5 Ma)，都屬于加里東期。海西期—印支期巖漿活動不太活躍，巖體零星分布，閩西南古田、河田，粵東梅縣、和平地區(qū)可見，王麗娟等[35]獲得的古田-小陶花崗質(zhì)雜巖體中小陶花崗巖體的鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為222 Ma±3.0 Ma，于津海等[36]報道的富城-紅山花崗質(zhì)雜巖中富城黑云母花崗巖、粗石壩花崗巖和珠長洞花崗巖鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡分別為239 Ma±17.0 Ma,231 Ma±16.0 Ma及229 Ma±6.8 Ma。燕山期巖漿活動非常活躍，發(fā)生了多期侵入活動，侵入巖遍布流域，閩西南代表性巖體有：才溪(150 Ma±3.0 Ma)、莒舟(133.9～136.0 Ma)、紫金山(168 Ma±4.0 Ma,119 Ma±15.0 Ma)、虎崗增坑(147.98 Ma±0.86 Ma)、虎崗灌洋(143.0 Ma±1.1 Ma)等[17]，粵東代表性巖體有[37]：大埔(136.3 Ma±0.6 Ma)、揭西(134.9 Ma±0.4 Ma)、龍窩(169.1 Ma±2.5 Ma)、白石(157.8 Ma±2.3 Ma)、荷泗(140 Ma)、青溪(147 Ma)、蓮塘(90 Ma)、蓮花山桃子窩(168.9 Ma±1.5 Ma)等。

流域范圍內(nèi)新生代巖漿活動較微弱，巖漿活動以噴發(fā)為主，閩西南明溪—寧化湖村出露小面積佛縣群，主要巖性為堿性玄武巖[17]，粵東火山巖分布于沿海的汕頭—揭陽一帶(圖1)，出露喜馬拉雅期橄欖玄武巖巖筒和玄武質(zhì)角礫巖筒[16]。

變質(zhì)巖在流域內(nèi)可劃分出加里東期、海西期—印支期和燕山期。加里東綠片巖相變質(zhì)巖帶主要分布于粵東地區(qū)，閩西南則主要出露包括晚泥盆紀—晚三疊紀早期地層，變質(zhì)作用微弱，為未分的亞綠片巖相-低綠片巖相，燕山期變質(zhì)巖多分布于粵東沿海一帶(圖1)，變質(zhì)巖為角閃巖相、綠片巖相[16-17]。

4.1.3 東沙隆起

東沙隆起位于研究區(qū)南部，面積約3.00×104km2，主要由中生代燕山期中酸性巖漿巖組成，間夾燕山早期中酸性侵入巖和基性噴發(fā)巖，探井揭露的基底巖性有花崗巖、花崗閃長巖、石英閃長巖等，李平魯?shù)萚46]利用K-Ar法和Rb-Sr法獲得東沙隆起基巖樣品絕對年齡：如LH11-1-1A(90.62 Ma±1.49 Ma,72.78 Ma±1.37 Ma),HZ25-2-1X(99.8 Ma±1.53 Ma),HZ32-1-1(88.5 Ma±3.6 Ma)和HZ35-1-1(105 Ma)，時代屬于燕山晚期晚白堊世。

4.2 珠江組下段物源

4.2.1 物源與古水系

惠州凹陷西北部XJ17-3主要碎屑鋯石年齡具有相對較寬的年齡變化范圍，有138，162和428 Ma三個年齡峰值，105 Ma和146 Ma兩個次要峰值(圖9a)。加里東期年齡峰值428 Ma是珠江物源的重要標志，對現(xiàn)代珠江流域主干流河流砂體碎屑鋯石U-Pb定年，結(jié)果顯示流域范圍內(nèi)有8組年齡峰值，且分帶性明顯，上游年齡峰值1 800～2 000 Ma和230～380 Ma，中游年齡峰值2 300～2 800，800～1 000和440～660 Ma，下游年齡峰值230～380 Ma和90～200 Ma[21]，其中，XJ17-3樣品加里東期年齡峰值428 Ma可能是通過珠江水系來自江南造山帶，XJ17-3樣品燕山期(年齡峰138 Ma和162 Ma)則與下游東南沿?；◢弾r帶有關(guān)。而且上游珠江流域主要出露燕山期、加里東期及中新元古代花崗巖、花崗閃長巖及其同期基性或超基性巖及少量的印支期巖漿巖，與XJ17-3反映的源區(qū)巖石類型較為一致。

圖9 珠江口盆地東部珠江組下段碎屑鋯石U-Pb年齡頻譜Fig.9 Age spectrum of zircon U-Pb dating of the Lower Zhujiang Formation in eastern Pearl River Mouth Basin

韓江凹陷北部HF28-2(“一主(137 Ma)三次(111，124和143 Ma)”)與陸豐凹陷東北部LF2-1(“一主(134 Ma)三次(98，114和145 Ma)”)珠江組下段樣品碎屑鋯石年齡頻譜特征相似(圖9b,c)，源區(qū)物質(zhì)組成基本一致，兩者年齡頻譜中含有豐富的燕山期(K，J3和J2)年齡，燕山期年齡峰值137 Ma和134 Ma在粵東沿海地區(qū)廣泛分布，包括珠江流域下游和韓江流域下游，形成年齡為120～170 Ma。相比XJ17-3，HF28-2和LF2-1明顯缺乏加里東期年齡，加里東期年齡的缺乏一方面是因為韓江流域內(nèi)加里東期巖體分布較少，另一方面則說明珠江物源碎屑物質(zhì)沒有影響到上述兩個構(gòu)造區(qū)?？偟膩砜?，韓江凹陷北部HF28-2與陸豐凹陷東北部LF2-1珠江組下段以韓江物源為主。

陸豐凹陷西北部HZ10-1樣品碎屑鋯石年齡有136 Ma一個主要年齡峰值，112 Ma和164 Ma兩個次要年齡峰值，年齡頻譜中出現(xiàn)大量的燕山期(K1，J2)年齡(圖9d)，仍應來自廣東沿海，但與鄰近LF2-1不同的是缺乏J3年齡(圖9c，d)，源區(qū)物質(zhì)組成也明顯不同。表明陸豐凹陷西北部HZ10-1存在不同于韓江物源的其他物源，推測是通過北部汕尾水系來自蓮花山韌性剪切帶。

惠州凹陷東北部樣品HZ08-1碎屑鋯石年齡頻譜與XJ17-3和HZ10-1既有一定相似性，也存在部分差異，與XJ17-3相同的是HZ08-1年齡無明顯缺失，源區(qū)物質(zhì)組成也類似，不同在于HZ08-1無加里東期年齡峰；與HZ10-1相同的是其也含有豐富的燕山期年齡，有135 Ma和144 Ma兩個主要年齡峰值(圖9d，e)，主要差異是HZ08-1有超過20%晚于海西印支期的年齡(表1)，且兩者源區(qū)物質(zhì)組成不同。綜合來看，惠州凹陷東北部HZ08-1珠江組下段以珠江物源為主，汕尾水系可能為HZ08-1區(qū)提供部分碎屑物質(zhì)。

東沙隆起LF22-1樣品碎屑鋯石年齡具有與陸豐凹陷西北部HZ10-1、韓江凹陷北部HF28-2類似的頻譜特征，有一個主要年齡峰值161 Ma，兩個次要年齡峰值145 Ma和171 Ma(圖9f)。燕山期年齡主峰161 Ma是盆內(nèi)基底凸起與東沙隆起物源的重要標志。前人獲得珠江口盆地基底樣品鋯石U-Pb年齡為163.8～100.4 Ma[47]，與LF22-1樣品鋯石燕山期年齡一致；鉆遇基底的近百口鉆井揭示東沙隆起與珠一坳陷基底主要為中生代巖漿島弧，巖性為花崗巖、玄武巖等[2,48，49]，與LF22-1反映的源區(qū)物質(zhì)中酸性巖漿巖(35%)占比大吻合，表明東沙隆起是其主要物源區(qū)。

陸豐凹陷南部LF13-2樣品碎屑鋯石年齡頻譜表現(xiàn)為多峰特征，主要包含燕山早期(155 Ma)和燕山晚期(98, 135, 145 Ma)年齡(圖9g)。侏羅紀—晚白堊世花崗巖在華南沿海地區(qū)分布廣泛，盆地內(nèi)部的東沙隆起地區(qū)也有發(fā)現(xiàn)，前者形成年齡71～196 Ma，后者形成年齡70.5～163.8 Ma，這些年齡與樣品LF13-2燕山期年齡基本一致，相比HZ08-1和LF13-2明顯缺失海西期和加里東期年齡可能與該區(qū)無珠江物源加入有關(guān)；鋯石年齡頻譜與LF2-1和LF22-1類似，源區(qū)物質(zhì)組成與LF22-1的更為接近?？傮w來看，LF13-2構(gòu)造區(qū)珠江組下段以東沙隆起物源為主，并且在一定程度上受到盆地東北側(cè)韓江物源的影響。

圖10 珠江口盆地東部珠江組下段沉積相與物源分布Fig.10 Sedimentary facies and possible provenances of the Lower Zhujiang Formation,eastern Pearl River Mouth Basin

在上述分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合沉積相研究成果，編繪了韓江-陸豐地區(qū)珠江組下段沉積相與物源分布圖(圖10)，由圖中可以看出，珠江組沉積早期，韓江-陸豐地區(qū)廣泛發(fā)育三角洲沉積，至少存在4條供給物質(zhì)的水流體系沿研究區(qū)南北兩側(cè)分布，其中，南向以韓江為物源區(qū)的三角洲在研究區(qū)內(nèi)影響范圍最廣，由北向南影響韓江凹陷北包括HF28-2構(gòu)造在內(nèi)的大部分地區(qū)，向西南一直延伸到陸豐凹陷北的LF2-2構(gòu)造，并有繼續(xù)向LF13-2構(gòu)造延伸的趨勢；東沙隆起除為LF22-1構(gòu)造提供物源外，其影響范圍還包括緊鄰東沙隆起的陸豐凹陷南部，最遠可以延伸至LF13-2構(gòu)造；相比韓江水系和東沙水系，汕尾水系和珠江水系影響范圍較小，局限于研究區(qū)西部，前者是HZ10-1構(gòu)造碎屑物質(zhì)沉積供應的主要通道，HZ08-1構(gòu)造以珠江物源為主，可能有少量的碎屑物質(zhì)是通過汕尾水系搬運。

4.2.2 物源與油氣儲層關(guān)系

物源供給體系與后期成巖作用是影響儲層物性的兩個重要因素。通常情況下，物源區(qū)母巖類型對物源指向區(qū)砂巖組分起主要控制作用[50]，大多數(shù)碎屑巖儲層原生孔隙度降低最主要的原因是壓實作用[8,51]，砂巖組分中抗壓能力不同的剛性和塑性顆粒的比例對儲層孔隙度損失率起控制性作用，壓實作用對石英顆粒為主的砂巖造成的巖石孔隙度損失是火山巖巖屑為主的砂巖的1/2，前者在壓實過程中孔隙度損失約25%，而后者則可達50%[51-53]。沉積巖中巖屑的含量在很大程度上受物源區(qū)巖石結(jié)晶顆粒大小的控制，粒徑越小，砂巖中巖屑越容易形成[54]，因此，砂巖中巖屑含量差異明顯可能是因為沉積母質(zhì)來源于不同構(gòu)造背景的源區(qū)，比如，砂巖中以變質(zhì)巖和侵入巖為母質(zhì)的石英或長石富集，含少量巖屑，而以火山巖為母質(zhì)的砂巖中明顯巖屑富集[8,50]。有國外學者研究表明[51]，受深部自生石英形成及長石和巖屑溶蝕作用的影響，砂巖中富含石英和長石最有利于淺層(地溫<120 ℃)優(yōu)質(zhì)儲層形成，砂巖中含一定量長石和巖屑最有利于深層(地溫>140 ℃)優(yōu)質(zhì)儲層形成。研究區(qū)珠江組下段物源整體以侵入巖為主，部分變質(zhì)巖，砂巖中富含石英或長石，含少量巖屑，抗壓能力強，在成巖過程中孔隙度損失不大，珠江組下段細砂巖在埋深1 700～2 600 m可以形成優(yōu)質(zhì)的油氣儲層，這在前期陸豐13-2油田和陸豐22-1油田的勘探過程中得到了證實。韓江-陸豐地區(qū)淺層和中深層仍是今后珠江口盆地東部油氣勘探的重要領(lǐng)域，急需增加勘探投入，深化研究。

5 結(jié)論

1) 韓江-陸豐凹陷不同構(gòu)造區(qū)早中新世珠江早期碎屑鋯石年齡主要分布于燕山期，與周緣古老巖層(體)年齡分布較為一致，其潛在物源區(qū)以巖漿巖為主，此外還有部分變質(zhì)巖。

2) 韓江-陸豐凹陷北部珠江和韓江物源區(qū)差異明顯，可以加以區(qū)分。盆地西北側(cè)珠江物源年齡中多有前寒武紀、加里東期、印支期和燕山期年齡，而東北側(cè)韓江物源年齡中則缺乏中-新元古代和加里東期年齡以豐富的燕山期年齡為特征。

3) 早中新世珠江早期至少存在4條水流體系向韓江-陸豐凹陷供應碎屑物質(zhì)，相對而言，南向的韓江物源影響包括海豐28構(gòu)造區(qū)和陸豐2構(gòu)造區(qū)的大部分地區(qū)，對盆地碎屑物質(zhì)沉積貢獻最大；南側(cè)東沙隆起為陸豐22構(gòu)造區(qū)主物源區(qū)；汕尾物源除為惠州10構(gòu)造區(qū)供源外，還在惠州08構(gòu)造區(qū)與珠江物源交匯；陸豐13構(gòu)造區(qū)以東沙隆起物源為主，還可能有一部分碎屑物質(zhì)來自韓江物源。韓江-陸豐地區(qū)有利于淺層和中深層優(yōu)質(zhì)儲層的發(fā)育，該區(qū)珠江組下段仍是今后珠江口盆地東部油氣勘探的重要領(lǐng)域。

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