珠江口盆地陽江東凹始新統(tǒng)的源匯過程：碎屑鋯石定年及物源示蹤

杜曉東，彭光榮，吳靜，蔡國(guó)富，汪曉萌，索艷慧，周潔

1. 中海石油（中國(guó)）有限公司深圳分公司南海東部石油研究院，深圳 518054

2. 深海圈層與地球系統(tǒng)教育部前沿科學(xué)中心海底科學(xué)與探測(cè)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，青島 266100

3. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，青島 266237

含油氣盆地的物源區(qū)變化深刻影響著盆地的沉積充填和烴源巖發(fā)育條件。通過古地貌重建、沉積巖碎屑組分、地球化學(xué)、重礦物、碎屑鋯石UPb定年等多種分析手段，可以研究盆地不同地質(zhì)時(shí)期的物源區(qū)和沉積充填演化過程。其中，沉積巖中的碎屑鋯石分布廣泛、穩(wěn)定性強(qiáng)，受風(fēng)化、剝蝕、搬運(yùn)及再沉積的影響小，能更好地保存源區(qū)信息，并且隨著鋯石U-Pb年齡測(cè)試分析技術(shù)的發(fā)展，其成分、形態(tài)、年齡分析等在盆地沉積物源區(qū)示蹤方面的作用越來越大[1-4]。

陽江東凹是珠江口盆地珠三坳陷最東端的次級(jí)構(gòu)造單元，其油氣勘探始于1979年，但在2018年以前的將近40年里沒有實(shí)現(xiàn)商業(yè)勘探突破，一直被認(rèn)為是一個(gè)邊緣洼陷，油氣勘探價(jià)值小，因此僅有少數(shù)學(xué)者在洼陷結(jié)構(gòu)、構(gòu)造特征和勘探潛力等方面進(jìn)行了初步研究[5]。自2018年開始，陽江東凹接連取得Y20-4、Y20-5等多個(gè)油田的重要勘探發(fā)現(xiàn)，累計(jì)探明地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)5 000萬m3，并且這些油田以中淺層高孔滲的中—輕質(zhì)油藏為主，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，推動(dòng)了新油田群的規(guī)劃和建設(shè)，使得陽江東凹迅速成為油氣勘探的熱點(diǎn)地區(qū)[6-18]。

現(xiàn)有研究表明，在斷陷演化階段，珠江口盆地為隆坳相間的地貌格局，各個(gè)凹陷具有彌散性、帶狀分布的特征，凹陷的沉積物以相鄰古隆起的剝蝕物為主；在拗陷演化階段，盆地發(fā)生整體沉降，物源區(qū)整體發(fā)生由近到遠(yuǎn)的變化；同時(shí)，古近紀(jì)晚期開始，整個(gè)盆地基本位于海平面之下，物源逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐员眰?cè)華南陸地物源為主[19-22]。陽江東凹位于珠一坳陷和珠三坳陷交界處，被南海北部中—新生代繼承性深大斷裂—陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶所分割，且凹陷中—東段處于陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶影響范圍內(nèi)[23-26]。凹陷在構(gòu)造控制下的古近系物源特征及沉積充填演化過程，有助于理解區(qū)域的構(gòu)造-沉積轉(zhuǎn)換過程，也對(duì)油氣勘探指導(dǎo)有重要意義。本文選取陽江東凹鉆遇始新統(tǒng)文昌組-恩平組的4口鉆井、7個(gè)砂巖樣品進(jìn)行碎屑鋯石U-Pb年齡研究，以探討其潛在物源區(qū)及物源-沉積轉(zhuǎn)換等源匯過程。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

陽江東凹位于珠江口盆地珠三坳陷北東端，整體呈北東東-南西西走向，南北兩側(cè)分別為陽江低凸起、恩平14洼及陽春低凸起、恩平27洼，東西兩側(cè)分別為恩平15低凸起和陽江中低凸起，并且根據(jù)洼陷結(jié)構(gòu)的差異分為4個(gè)次洼，自西向東依次為陽江24洼、恩平19洼、恩平20洼和恩平21洼。其中，位于凹陷東段的恩平20洼和恩平21洼為一組控洼斷裂傾向相對(duì)的半地塹組合，恩平21洼可進(jìn)一步劃分為恩平21西洼和恩平21東洼[7]。本文進(jìn)行沉積巖樣品碎屑鋯石U-Pb定年的4口鉆井就位于恩平20洼和恩平21洼（圖1）。

陽江東凹是在古生界淺變質(zhì)巖和中生界花崗巖基底上發(fā)育的新生代陸緣拉張型斷陷，中生代以來受太平洋構(gòu)造域及特提斯構(gòu)造域兩大匯聚系統(tǒng)的作用，經(jīng)歷了始新世裂陷、漸新世—早中新世拗陷及晚中新世—現(xiàn)今新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)3個(gè)構(gòu)造階段，并受陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶的影響，凹陷破碎且各次洼的結(jié)構(gòu)亦有較大差別，具有復(fù)雜的構(gòu)造背景和演化歷史[6]。新生代的沉積地層從老到新分別為文昌組、恩平組、珠海組、珠江組、韓江組、粵海組、萬山組和第四系，其中古近系文昌組可分為文昌組三段、文昌組二段和文昌組一段（分別簡(jiǎn)稱為文三、文二和文一），恩平組可分為恩平組下段和恩平組上段（分別簡(jiǎn)稱為恩下和恩上）。文昌組—恩平組為斷陷階段，控洼斷裂活動(dòng)強(qiáng)烈，在洼陷內(nèi)產(chǎn)生較大的可容空間；但恩平組中晚期則開始向拗陷階段過渡，凹陷發(fā)生整體沉降，逐漸沉降于水下（圖2）。

圖2 珠江口盆地陽江東凹綜合地層柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column of the Eastern Yangjiang Sag，the Pearl River Mouth Basin

2 樣品與實(shí)驗(yàn)方法

對(duì)位于陽江東凹恩平20洼和恩平21洼的4口井總計(jì)7個(gè)沉積巖樣品進(jìn)行了碎屑鋯石U-Pb測(cè)年，7個(gè)樣品分布于恩平組上段（3個(gè)）、恩平組下段（2個(gè)）、文昌組二段（1個(gè)）和文昌組三段（1個(gè)），每個(gè)樣品的諧和年齡個(gè)數(shù)（諧和度＞90%）均超過了90個(gè)，具有較強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)意義。4口井的位置見圖1，各井鉆遇的始新統(tǒng)巖性剖面見圖3，其中Y20-4和Y20-5井僅鉆遇恩平組上段（未鉆穿），Y20-7井鉆遇恩平組上段和下段（下段未鉆穿），Y21-3井鉆遇恩平組上、下段及文昌組二、三段（文昌組一段缺失）?？偟膩砜?，恩平組地層主要為砂泥互層，文昌組地層主要為厚層泥巖。7個(gè)測(cè)試樣品的取樣信息見圖3和表1。

表1 陽江東凹碎屑鋯石U-Pb定年測(cè)試樣品信息Table 1 Parameters of detrital zircon U-Pb dating samples of the Eastern Yangjiang Sag

圖1 陽江東凹構(gòu)造單元?jiǎng)澐諪ig.1 Tectonic map of the Eastern Yangjiang Sag

圖3 4口鉆井始新統(tǒng)地層劃分與GR測(cè)井曲線剖面對(duì)比Fig.3 Correlation of Eocene lithological units and their GR logging data from 4 wells

樣品經(jīng)機(jī)械粉碎、電磁分選和重液分選后，在雙目鏡下挑選出若干鋯石，并從中隨機(jī)選取250顆用環(huán)氧樹脂固定并拋光，使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖面充分暴露。然后對(duì)鋯石靶樣進(jìn)行陰極發(fā)光圖像采集，觀察鋯石內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確定適合的激光打點(diǎn)位置。由于本文所有樣品所選取的碎屑鋯石大部分具有明顯的巖漿振蕩環(huán)帶，為巖漿成因，因此一般選取靠近鋯石顆粒邊部的環(huán)帶作為測(cè)試點(diǎn)，同時(shí)避開包裹體、裂隙等不利部位，上述測(cè)試點(diǎn)代表了最新的巖漿冷卻、鋯石結(jié)晶的年齡，即物源區(qū)鋯石所經(jīng)歷的最新一期大規(guī)模巖漿活動(dòng)時(shí)間。鋯石U-Pb同位素測(cè)年是在同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室利用LAICP-MS分析完成，激光剝蝕系統(tǒng)為New Wave 213 nm，ICP-MS型號(hào)為Thermo Elemental X-Series。激光剝蝕過程中采用氦氣作載氣、氬氣為補(bǔ)償氣以調(diào)節(jié)靈敏度。激光斑束大小和剝蝕頻率分別選用30 μm和10 Hz。每個(gè)樣品分析數(shù)據(jù)包括大約25 s的空白信號(hào)和50 s的樣品信號(hào)。U-Pb同位素定年中采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)91500（1 065.4 ± 0.3 Ma）作外標(biāo)進(jìn)行同位素分餾校正，每分析6個(gè)樣品點(diǎn)，分析2次91500。同時(shí)，采用鋯石標(biāo)準(zhǔn)Ple?ovice（337.1 ± 0.4 Ma）來監(jiān)測(cè)分析結(jié)果的精確度。對(duì)分析數(shù)據(jù)的離線處理（包括對(duì)樣品和空白信號(hào)的選擇、儀器靈敏度漂移校正及U-Th-Pb同位素比值和年齡計(jì)算）采用ICPMSDataCal軟件。受放射性鉛同位素的影響，當(dāng)年齡＜1 000 Ma時(shí)采用206Pb/238U，年齡＞1000 Ma時(shí)則采用207Pb/206Pb年齡，并根據(jù)Kernei Density Estimation（KDE）方法繪制鋯石年齡譜圖[27-29]。

3 碎屑鋯石年齡及形態(tài)特征

測(cè)年數(shù)據(jù)經(jīng)過預(yù)處理，共獲得707個(gè)諧和年齡，其中630顆鋯石的Th/U＞0.3（為總數(shù)的89%），只有4顆鋯石的Th/U＜0.1，說明這些鋯石主要為巖漿成因，部分受變質(zhì)作用影響，但純變質(zhì)成因鋯石極少。7個(gè)樣品的碎屑鋯石U-Pb年齡從新生代到太古代均有分布，其中最年輕年齡為新生代58.9 Ma（Y20-4井恩平組上段樣品），最古老年齡為新太古代3 004 Ma（Y20-5井恩平組上段樣品）（圖4）。整體來看，文昌組樣品的碎屑鋯石粒度為80～140 μm，柱狀特征顯著，晶型相對(duì)更完整，晶體邊緣棱角分明，磨圓度差，而恩平組樣品的碎屑鋯石較文昌組略大，但晶型相對(duì)破碎，晶體磨圓度更高，說明恩平組的物源與文昌組有較大差別（圖5）。

圖4 陽江東凹砂巖碎屑鋯石Th/U值Fig.4 Th/U ratio of detrital zircons of sandstones in the Eastern Yangjiang Sag

3.1 文昌組三段碎屑鋯石年齡特征

Y21-3井位于恩平21東洼，該井文昌組三段砂巖樣品共測(cè)得93個(gè)鋯石U-Pb諧和年齡，年齡范圍為113～454 Ma，鋯石年齡較集中，以中生代鋯石為主，占97%（89個(gè)），其中侏羅紀(jì)占88%（81個(gè)），白堊紀(jì)占9%（8個(gè)）；古生代年齡僅占3%（二疊紀(jì)、泥盆紀(jì)及奧陶紀(jì)各1個(gè)）（圖6）。該樣品的主峰值為159 Ma，次要峰值為122 Ma（圖7）。陰極發(fā)光圖像顯示，該樣品中含有較多巖漿生長(zhǎng)振蕩環(huán)帶明顯、晶型完好、棱角分明、呈長(zhǎng)柱狀的鋯石，說明該時(shí)期的沉積物搬運(yùn)距離短，為近源沉積（圖5d）。

3.2 文昌組二段碎屑鋯石年齡特征

Y21-3井文昌組二段砂巖樣品共測(cè)得114個(gè)鋯石U-Pb諧和年齡，年齡范圍為105～851 Ma，鋯石年齡同樣較集中，以中生代鋯石為主，占98%（111個(gè)），其中侏羅紀(jì)占74%（84個(gè)），較文昌組三段樣品占比降低，白堊紀(jì)占24%（27個(gè)），較文昌組三段樣品占比明顯增加，三疊紀(jì)占1%（1個(gè)）；古生代和元古代年齡僅2個(gè)（泥盆紀(jì)1個(gè)、新元古代1個(gè)）（圖6）。該樣品的主峰值為157 Ma，次要峰值為114 Ma（圖7），碎屑鋯石的陰極發(fā)光圖像特征亦與文昌組三段樣品相似（圖5c），同樣表現(xiàn)為近源沉積的特征。

3.3 恩平組下段碎屑鋯石年齡特征

恩平組下段有2口井進(jìn)行了碎屑鋯石U-Pb測(cè)年，每口井1個(gè)樣品，分別為Y21-3和Y20-7井。兩個(gè)樣品的鋯石年齡特征呈現(xiàn)出較大差異，前者以中生代鋯石為主，后者則以古生代鋯石為主。

Y21-3井恩平組下段樣品為花崗質(zhì)砂礫巖，主要由礫石組成，少部分粗、巨粒，礫石成分主要為花崗斑巖和流紋巖，部分石英；部分巖屑顆粒擠壓變形嚴(yán)重，少量泥質(zhì)呈細(xì)紋狀產(chǎn)出；局部偶見鐵方解石交代巖屑顆粒產(chǎn)出；局部見少量粒間孔。該樣品共測(cè)得93個(gè)鋯石U-Pb諧和年齡，年齡范圍為116～508 Ma，同樣以中生代鋯石為主，占96%（88個(gè)），其中侏羅紀(jì)占89%（82個(gè)），較文昌組二段樣品的占比增加，白堊紀(jì)僅占3%（3個(gè)），較文昌組二段樣品占比明顯降低，三疊紀(jì)占3%（3個(gè)）；古生代年齡占4%（奧陶紀(jì)4個(gè)）（圖6）。樣品的鋯石年齡非常集中，僅表現(xiàn)出一個(gè)峰值，峰值年齡為163 Ma（圖7）。鋯石陰極發(fā)光圖像具有棱角分明、磨圓度差的特征。上述特征反映該樣品為近源、快速堆積的沉積環(huán)境，物源區(qū)面積小。

位于恩平21東洼最西側(cè)的Y20-7井恩平組下段樣品為細(xì)砂巖，該樣品共測(cè)得110個(gè)鋯石U-Pb諧和年齡，年齡范圍為96～2 437 Ma，以古生代鋯石為主，占72%（79個(gè)），其中奧陶紀(jì)最多，占39%（43個(gè)），志留紀(jì)次之，占20%（22個(gè)），其他時(shí)代的年齡較少，占1%～6%不等（1～7個(gè)不等）；中生代和元古代鋯石占比接近，分別占14%（15個(gè)）和15%（16個(gè)）（圖6）。該樣品的年齡特征明顯不同于前文其他3個(gè)樣品，主要峰值為443 Ma，次要峰值有多個(gè)，年齡范圍101～243 Ma（圖7）。陰極發(fā)光圖像顯示，該樣品碎屑鋯石的磨圓度明顯好于前文其他3個(gè)樣品，以近似橢圓狀為主，長(zhǎng)柱狀鋯石的數(shù)量已非常少，反映該井附近的沉積物經(jīng)歷了較長(zhǎng)距離的搬運(yùn)或多旋回沉積過程，且物源區(qū)與前文其他3個(gè)樣品有較大差別（圖5b）。

圖5 陽江東凹砂巖碎屑鋯石陰極發(fā)光圖像數(shù)字為年齡（Ma）。Fig.5 CL images of detrital zircons of sandstones in the Eastern Yangjiang Sag

3.4 恩平組上段碎屑鋯石年齡特征

恩平組上段有3口井進(jìn)行了碎屑鋯石U-Pb測(cè)年，每口井1個(gè)樣品，分別為Y20-4（恩平20洼西端）、Y20-5（恩平20洼東端）和Y20-7井。上述3個(gè)樣品、Y20-4及Y20-7井的鋯石年齡特征相似，以中生代鋯石為主，而Y20-5井樣品的碎屑鋯石年齡從中生代到太古代均有，呈現(xiàn)出多個(gè)峰值（圖6、7）。

Y20-4井恩平組上段樣品共測(cè)得95個(gè)鋯石UPb諧和年齡，年齡范圍為59～2 574 Ma，鋯石年齡較集中，以中生代鋯石為主，占89%（85個(gè)），其中侏羅紀(jì)占84%（80個(gè)），白堊紀(jì)占4%（4個(gè)），三疊紀(jì)占1%（1個(gè)）；新生代年齡占5%（5個(gè)）；古生代、元古代和太古代年齡占1%～2%（1～2個(gè)）（圖6）。該樣品的主峰值為151 Ma，次要峰值為60 Ma。該樣品與前文其他樣品的最大區(qū)別是出現(xiàn)少量新生代年齡的碎屑鋯石，年齡范圍59～63 Ma，屬古近紀(jì)古新世（圖7）。陰極發(fā)光圖像顯示碎屑鋯石磨圓度差，含有較多的長(zhǎng)柱狀、晶型完整的鋯石。

圖7 陽江東凹砂巖碎屑鋯石U-Pb年齡譜（峰值年齡/Ma）Fig.7 U-Pb age spectra of detrital zircons from sandstones in the Eastern Yangjiang Sag

Y20-7井恩平組上段樣品共測(cè)得105個(gè)鋯石UPb諧和年齡，年齡范圍為60～1898 Ma，同樣以中生代鋯石為主，占82%（86個(gè)），其中侏羅紀(jì)占70%（74個(gè)）；新生代年齡占7%（7個(gè)），與Y20-4井樣品相似；古生代和元古代年齡分別占8%（8個(gè)）和4%（4個(gè)），較Y20-4井樣品略高，反映有更多的古老沉積物供源（圖6、7）。

圖6 陽江東凹砂巖碎屑鋯石U-Pb年齡分布Fig.6 U-Pb age distribution of detrital zircons from sandstones in the Eastern Yangjiang Sag

Y20-5井恩平組上段樣品共測(cè)得98個(gè)鋯石U-Pb諧和年齡，年齡范圍為148～3 004 Ma，年齡分布特征與其他樣品的差異非常明顯。該樣品以元古代鋯石為主，占62%（61個(gè)），古生代鋯石次之，占19%（19個(gè)），中生代鋯石占12%（12個(gè)），太古代鋯石占6%（6個(gè)）（圖6）。從年齡譜來看，該樣品具有多峰態(tài)分布的特征，有148、241、430和966 Ma 4個(gè)主要峰值，另外還有799、1 136、1 724～1918、2 579和3 003 Ma等多個(gè)次要峰值或年齡區(qū)間（圖7）。陰極發(fā)光圖像顯示，該樣品的碎屑鋯石最破碎，幾乎沒有完整的長(zhǎng)柱狀鋯石，磨圓度較其他樣品為最好（圖5a），反映沉積物經(jīng)歷了長(zhǎng)距離的搬運(yùn)或多旋回沉積過程。

4 物源示蹤及源匯過程

4.1 潛在物源區(qū)特征

前人研究表明，包括珠江口盆地在內(nèi)的南海北部新生代盆地是華南大陸向海域的自然延伸[22]。在陸內(nèi)，華南板塊為元古界、古生界及中生界所組成的復(fù)雜褶皺，并大量出露印支期及燕山期巖漿巖，地層年齡跨度很大[30]；在海域，南海北部以陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶為界，斷裂帶以東主要為中生代花崗巖及沉積巖基底，斷裂帶以西則主要為古生界淺變質(zhì)巖及前寒武紀(jì)變質(zhì)巖基底[31-34]。陽江東凹位于陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶之上，東側(cè)為珠一坳陷，西側(cè)為珠三坳陷，北側(cè)靠近華南陸內(nèi)，上述3個(gè)區(qū)域均有可能為陽江東凹的物源區(qū)。同時(shí)，3個(gè)區(qū)域的地層組合差別較大，所供物源的鋯石年齡譜特征亦有較大差異。

（1）陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶東側(cè)物源區(qū)：該潛在物源區(qū)主要包括珠一坳陷及周緣隆起，以中生代巖漿巖為主體。區(qū)域內(nèi)多口鉆遇前古近系的鉆井顯示，中生代巖漿巖在珠江口盆地東部廣泛發(fā)育，并以花崗巖為主。前人研究表明，珠江口盆地花崗巖鋯石年齡有兩個(gè)峰值，表現(xiàn)為100～130 Ma和145～165 Ma兩個(gè)區(qū)間（圖8b-I），分別屬白堊紀(jì)和侏羅紀(jì)，表明本區(qū)主要受到晚侏羅世和早白堊世兩期巖漿活動(dòng)的影響。地球化學(xué)特征表明，這兩期花崗巖具有火山弧、板內(nèi)花崗巖的特征，屬于太平洋板塊俯沖背景下大陸邊緣活動(dòng)帶中晚期的產(chǎn)物[33]。另外，在東沙隆起之上的潮汕坳陷則殘留了較大面積的中生界海相沉積地層[35-37]。

（2）陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶西側(cè)物源區(qū)：該潛在物源區(qū)包括珠江口盆地西部、瓊東南盆地、北部灣盆地及海南島等?，F(xiàn)有研究認(rèn)為，上述新生代盆地的基底主要由下古生界（震旦系-志留系）變質(zhì)巖組成，包括變質(zhì)程度不同的千枚巖、片麻巖及混合巖等，是華南加里東-海西期褶皺向海域的延伸，中生界呈零星分布[23-24,31-32]；但珠江口盆地西部（神狐隆起、珠三坳陷）及瓊東南盆地多口鉆遇基底探井的碎屑鋯石年齡譜表現(xiàn)為145 Ma主峰值和240 Ma次要峰值（圖8b-II、III），反映了燕山期巖漿巖在陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶西側(cè)仍有較大范圍展布[21-22]。海南島大面積出露燕山期和印支期酸性巖漿巖，鋯石年齡譜具明顯的100 Ma和235 Ma雙峰特征（圖8b-IV）[38]。

（3）華南板塊（包括華夏地塊和揚(yáng)子地塊）：華南板塊由北西側(cè)的揚(yáng)子地塊和南東側(cè)的華夏地塊組成，兩地塊均有一定數(shù)量＞2 500 Ma的碎屑鋯石數(shù)據(jù)，暗示兩者都可能存在太古宙地殼基底[39-42]。新元古代，華夏地塊和揚(yáng)子地塊沿著江山-紹興縫合帶（江紹斷裂帶）發(fā)生拼接，之后經(jīng)歷了加里東期、印支期、燕山期等多期構(gòu)造-巖漿活動(dòng)，碎屑鋯石年齡譜具有從元古代—中生代的多個(gè)峰值[43-46]。而向珠江口盆地運(yùn)輸沉積物的珠江流域各支流和干流的碎屑鋯石年齡譜呈現(xiàn)出170、260、445、840、950、1855、2 495 Ma等多個(gè)峰值或區(qū)間，鋯石年齡組合相比前兩個(gè)潛在物源區(qū)最為復(fù)雜。而且，珠江流域東西兩側(cè)的支流也有較大差異，西部支流（西江及其上游河流）的鋯石年齡跨度大，主要包括新元古代、早古生代和中生代鋯石，還含有一定數(shù)量的新太古代—古元古代的鋯石（圖8b-V）；而東部支流（北江及東江）的鋯石年齡跨度相對(duì)較小，主要為早古生代和中生代鋯石，少量新元古代鋯石，更老的鋯石數(shù)量更少（圖8b-VI）[47-48]。

圖8 潛在物源區(qū)（a）及相應(yīng)的碎屑鋯石年齡譜圖（b）b圖中，I據(jù)本項(xiàng)目未發(fā)表數(shù)據(jù)，II-VI據(jù)參考文獻(xiàn)[22]。Fig.8 Potential provenances (a) and their corresponding detrital zircon age spectra (b)

4.2 始新世源匯過程

4.2.1 文昌期

新生代初期的珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕使珠江口盆地進(jìn)入斷陷演化階段，發(fā)育了一系列NE-NEE走向的凹陷，各個(gè)凹陷具有彌散性、帶狀分布的特征，并以相鄰古隆起的剝蝕物為主要物源[19,21-22]。位于恩平21東洼的Y21-3井文昌組三段樣品碎屑鋯石年齡譜的主峰值為159 Ma，次要峰值為122 Ma，文昌組二段樣品碎屑鋯石的主峰值為157 Ma，次要峰值為114 Ma，兩者年齡譜特征相似（圖7），與南海北部中生代兩期巖漿活動(dòng)的時(shí)間（140～165 Ma和100～130 Ma）相匹配，表明陽江東凹在文昌組沉積期母巖類型單一，主要為凹陷周緣隆起的中生代巖漿巖。根據(jù)陽江東凹周緣基底花崗巖鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果（課題組未發(fā)表數(shù)據(jù)），凹陷北東側(cè)的恩平15低凸起及西南側(cè)陽江低凸起的峰值年齡為155 Ma，而凹陷北側(cè)陽春凸起的峰值年齡則為110 Ma。周邊花崗巖基底的鋯石U-Pb年齡進(jìn)一步證實(shí)了文昌組沉積期的物源主要為周緣低凸起的晚侏羅世和早白堊世巖漿巖，為珠江口盆地內(nèi)部近物源體系（簡(jiǎn)稱“盆內(nèi)近物源體系”），屬上文所述陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶東側(cè)物源區(qū)（圖9）。

文昌組為珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕裂陷期內(nèi)形成的地層，曾發(fā)生區(qū)域性抬升、剝蝕、巖漿活動(dòng)等[16]。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景及控洼斷層活動(dòng)性，文昌組三段為裂陷初始期，二段為裂陷強(qiáng)烈期，一段為裂陷萎縮期[13]。結(jié)合該時(shí)期古地貌，整個(gè)文昌組時(shí)期，恩平20洼和恩平21洼由周緣的恩平15低凸起、陽春凸起、陽江低凸起等供源，在控洼斷裂附近發(fā)育小規(guī)模的扇三角洲，在恩平21東洼緩坡帶發(fā)育范圍較局限的辮狀河三角洲；同時(shí)，洼陷周緣的低凸起供源面積小，物源輸入量有限，利于洼陷內(nèi)部形成欠補(bǔ)償?shù)某练e環(huán)境，該時(shí)期洼陷的半—深湖相最為發(fā)育，其中文昌組二段為裂陷高峰期，洼陷沉積速率最大，欠補(bǔ)償?shù)某练e環(huán)境使洼陷大面積發(fā)育半—深湖相烴源巖（圖9）。Y21-3井鉆遇的文昌組二段和三段地層總厚度為437 m（文昌組一段缺失，未鉆遇），以泥巖為主，局部夾薄層砂（圖3）；泥巖的有機(jī)質(zhì)豐度高（TOC平均值為2.43%）、成熟度較高（RO為0.77%～1.2%）、以II1—I型為主，屬優(yōu)質(zhì)烴源巖；生物標(biāo)志化合物特征表現(xiàn)為高C304-甲基甾烷，Ts含量遠(yuǎn)高于Tm，高OL和T化合物含量，具有藻類及高等植物貢獻(xiàn)較高的特征，整體為淺湖—半深湖相沉積環(huán)境[16]。文昌組是本區(qū)的主要烴源巖發(fā)育層段，為本區(qū)油氣勘探提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖9 陽江東凹文昌組二段盆內(nèi)近物源體系源匯模式圖Fig.9 Near in-basin provenances and source-sink pattern of the Wenchang-2 Member in the Eastern Yangjiang Sag

4.2.2 恩平期

珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕之后，盆地開始由斷陷向拗陷演變，控洼斷裂活動(dòng)性較文昌組時(shí)期減弱，同時(shí)盆地發(fā)生整體沉降，湖盆面積擴(kuò)大，但水體逐漸變淺，除較高的隆起或凸起外，其他區(qū)域沉積了厚度不等的恩平組地層，為“填平補(bǔ)齊”式沉積，與下伏地層呈平行不整合或角度不整合接觸。

恩平組下段，恩平21東洼的Y21-3井碎屑鋯石年齡譜僅有163 Ma這一個(gè)峰值，并且其巖性為花崗質(zhì)砂礫巖，分選磨圓差，與恩平15低凸起基底鋯石年齡155 Ma接近，說明該井周緣繼承了文昌組沉積期的恩平15低凸起近距離物源供給，但其為快速堆積的沉積環(huán)境。而位于恩平21東洼西段的Y20-7井碎屑鋯石年齡譜的主要峰值為443 Ma、次要峰值為101～243 Ma，還有少量874～2 437 Ma的年齡，表現(xiàn)出與Y21-3井及周緣凸起截然不同的年齡譜特征（圖7）。前文述及，洼陷周緣凸起基底花崗巖的鋯石U-Pb測(cè)年結(jié)果為110 Ma和155 Ma，神狐隆起近洼位置的鋯石年齡為145 Ma和240 Ma，說明該時(shí)期主要物源區(qū)已非陽江東凹周緣。陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶西側(cè)為華南加里東-海西期褶皺向海域的延伸，Y20-7井443 Ma主峰值則說明洼陷主要物源為加里東晚期巖漿巖或以其為母巖的沉積巖，暗示了神狐隆起或珠三坳陷基底仍殘存加里東期巖漿巖或以其為母巖的沉積巖，但范圍較中生代巖漿巖要局限得多。結(jié)合該時(shí)期古地貌，陽江東凹主要物源區(qū)離洼陷距離有所增加，為局部殘留的加里東期巖漿巖或以其為母巖的沉積巖，但仍屬盆內(nèi)物源。

恩平組上段，位于恩平20洼西段的Y20-4井和靠近恩平21西洼的Y20-7井的碎屑鋯石年齡譜呈現(xiàn)出相似的峰值特征（主要峰值151～168 Ma，次要峰值60～64 Ma），而距離這兩口井約9 km、位于恩平20洼東段的Y20-5井的碎屑鋯石年齡譜具有4個(gè)主要峰值、多個(gè)次要峰值的多峰態(tài)分布特征，太古代—中生代鋯石年齡均有一定的數(shù)量，并且沒有中生代末—新生代初的年齡，呈現(xiàn)出與Y20-4井和Y20-7井完全不同的年齡譜特征（圖7），說明洼陷西段和東段的物源區(qū)不同。結(jié)合前文所述潛在物源區(qū)特征，Y20-5井的多個(gè)峰值區(qū)間說明其所在洼陷北東部分應(yīng)以華南板塊物源為主，為盆外物源體系（圖10b），并且較多的太古代—元古代年齡反映珠江流域西部支流有較大的貢獻(xiàn)；而Y20-4和Y20-7井所處洼陷西段以陽春凸起、神狐隆起為物源區(qū)，為盆內(nèi)物源體系，但物源供給較恩平組上段明顯減弱。因此，恩平組上段沉積期，洼陷具有盆內(nèi)和盆外雙物源區(qū)供源的特點(diǎn)（圖10）。

恩平組沉積期，洼陷從文昌組沉積期以“窄盆深湖”為特征的斷陷湖盆，轉(zhuǎn)變?yōu)椤皬V盆淺湖”的坳陷湖盆沉積環(huán)境，來自西南和北東兩側(cè)的淺水辮狀河三角洲推進(jìn)到恩平20洼和恩平21洼湖盆中部，沉積了砂泥互層為主的巖性組合，含砂率為44%～56%（圖3）。其中，在恩平組下段沉積期，神狐隆起供源面積廣，西南側(cè)的辮狀河三角洲主導(dǎo)沉積，并且在湖盆沉積中心可見疊瓦狀前積反射，也證實(shí)辮狀河三角洲已推進(jìn)到Y(jié)20-7井區(qū)；在恩平組上段沉積期，洼陷內(nèi)仍主要為辮狀河三角洲沉積相帶，但與恩平組下段相比，神狐隆起供源的西南側(cè)辮狀三角洲逐漸萎縮，而北東側(cè)的辮狀河三角洲轉(zhuǎn)換為洼陷的主體沉積，使洼陷主要接受來自華南板塊的盆外物源供給（圖10）。

圖10 陽江東凹恩平組上段盆內(nèi)-盆外雙物源體系源匯模式Fig.10 In -basin and out-basin provenances and source-sink pattern of the Upper Enping Member in the Eastern Yangjiang Sag

通過多個(gè)層段、多口井的碎屑鋯石U-Pb年齡分析，陽江東凹始新世文昌組-恩平組物源存在多次轉(zhuǎn)換。文昌組沉積期，物源以洼陷周緣凸起的中生代巖漿巖為主，為盆內(nèi)近物源體系；恩平組下段則轉(zhuǎn)換為主要由陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶西側(cè)較遠(yuǎn)（神狐隆起或更西）的加里東期巖漿巖（或其再循環(huán)沉積物）供源，但整體由盆內(nèi)近物源體系轉(zhuǎn)變?yōu)榕鑳?nèi)遠(yuǎn)物源體系；恩平組上段沉積期物源再次發(fā)生轉(zhuǎn)換，洼陷西段主要由近凹的神狐隆起中生代巖漿巖供源，洼陷東段則以華南板塊為主物源區(qū)，研究區(qū)兼具盆內(nèi)物源和盆外物源的貢獻(xiàn)，且從該時(shí)期開始華南板塊供源能力逐漸增強(qiáng)。

5 結(jié)論

（1）陽江東凹文昌組沉積巖的碎屑鋯石年齡譜表現(xiàn)為157～159 Ma和114～122 Ma兩個(gè)峰值區(qū)間，表明該時(shí)期凹陷以恩平15低凸起、陽春凸起及陽江低凸起等周緣凸起的中生代巖漿巖為主，為盆內(nèi)近物源體系，且物源輸入量小。凹陷在該斷陷階段形成了以半—深湖相為主的沉積環(huán)境，為本區(qū)主要烴源巖發(fā)育層段。

（2）恩平組下段沉積巖的碎屑鋯石年齡譜表現(xiàn)為443 Ma主峰值和101～243 Ma次要峰值區(qū)間，表明凹陷主體的物源來自陽江-一統(tǒng)暗沙斷裂帶西側(cè)較遠(yuǎn)的加里東晚期巖漿巖或其再循環(huán)沉積物，凹陷轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘鑳?nèi)遠(yuǎn)物源體系為主（局部仍由周緣隆起供源），主要發(fā)育淺水辮狀河三角洲沉積。

（3）恩平組上段時(shí)期，凹陷主體依然被辮狀河三角洲所覆蓋，但Y20-4和Y20-7井的沉積巖碎屑鋯石年齡譜表現(xiàn)為151～168 Ma主峰值及60～64 Ma次要峰值，與Y20-5井的年齡譜有很大差異（4個(gè)主要峰值、多個(gè)次要峰值的多峰態(tài)分布），表明凹陷西段以周緣隆起/凸起為物源區(qū)，東段則以華南板塊為物源區(qū)，研究區(qū)為兩個(gè)物源區(qū)的交匯部位，盆內(nèi)物源和盆外物源均有一定貢獻(xiàn)，并且從該時(shí)期開始華南板塊逐漸發(fā)展為主要供源區(qū)。

致謝：中國(guó)海洋大學(xué)李三忠教授對(duì)本文寫作提出了寶貴的修改意見，謹(jǐn)致誠(chéng)摯謝意！