南海北部新生代构造运动厘定及与油气成藏关系探讨

蔡周荣，刘维亮，万志峰，郭峰

（1. 中国科学院 边缘海地质重点实验室，广东 广州 510640；2. 中山大学 海洋学院，广东 广州 510006)

南海北部新生代构造运动厘定及与油气成藏关系探讨

蔡周荣1,2，刘维亮1，万志峰1，郭峰1

（1. 中国科学院 边缘海地质重点实验室，广东 广州 510640；2. 中山大学 海洋学院，广东 广州 510006)

通过分析并参考前人对南海构造运动的划分方案以及浅水区研究成果，结合深水区取得的最新认识，对新生代以来南海北部的构造运动重新进行厘定，共划分为四次构造运动：晚白垩世末的神狐运动、中始新世末开始的珠琼运动（包括一幕和二幕）、晚渐新世末的南海运动以及中中新世末的东沙运动，并认为这四次构造运动对烃源岩的发育以及油气运聚成藏起着重要的控制作用。

南海北部；新生代；构造运动；厘定；油气成藏

南海北部陆缘位于从华南大陆向南海海盆过渡的位置，分布着珠江口、琼东南、莺歌海、北部湾、中建南等盆地（图1），各盆地的结构和构造特征各不相同。目前的油气勘探成果表明，南海北部陆缘有着非常好的油气远景[1]，其油气的生油层以及储油层基本上都位于新生代的沉积地层中。但南海北部陆缘处于南海复杂的构造背景中，盆地的结构构造特征复杂[2-6]，尤其是新生代以来构造运动对沉积的控制作用明显，前人对构造运动的期次及发生时间做了大量的研究工作。但由于前人的研究只停留于陆架浅水区，缺乏陆坡深水区的分析，且不同学者受研究区范围的不同而具有片面性，因而对整个北部陆缘缺乏整体性把握。有的研究对构造运动的厘定也带有片面性，存在很多有争议之处。本文在前人的研究基础上，通过在深水陆坡区所取得的最新认识，对南海北部新生代的构造运动进行重新厘定以及探讨其与油气藏的关系，以期对未来南海北部深水区的油气勘探提供参考依据。

1 区域地质背景

南海是世界上最复杂的边缘海之一，位于欧亚板块、印度—澳大利亚板块以及太平洋板块之间，同时受特提斯构造域和太平洋构造域的控制，构造非常复杂，在这种复杂构造背景影响下，南海北部陆缘也成为最复杂的被动大陆边缘之一。新生代以来南海经历过多次的构造运动，形成了一系列张裂型的沉积盆地，盆地的伸展方向与构造线方向一致[7-9]。

新生代之前，南海北部陆缘的形成演化如下：早中生代之前，由库拉板块、法拉龙板块以及菲尼克板块的三条扩张脊从北西、北东和南面围限着太平洋板块；侏罗纪开始，联络库拉－太平洋板块和特提斯－印度洋板块的洋脊系统和转换断层系统大致呈东西向延伸，并被一系列近南北向的转换断层错开，东西向扩张脊的扩张导致板块沿南北向转换断层发生相对运动，这个时期，特提斯板块向北推移和俯冲，以及库拉－太平洋板块向北北西向俯冲，中国大陆东缘和南缘受到这两方面的板块运动的联合作用，迫使中国大陆边缘向太平洋方向蠕散；晚白垩世之后，随着沿板块边界脊的持续扩张，太平洋板块的范围扩大，库拉－太平洋脊的西端俯冲到亚洲边缘日本海的附近，活动洋脊附近的岩石圈以很小的倾角俯冲到大陆边缘下面，并在很宽范围内随着地壳内部温度增加，岩石遭到熔融，活跃的岩浆活动造成异常宽的火成岩活动带，同时，受库拉－太平洋脊向大陆边缘斜向俯冲的影响，在亚洲岸带产生向大洋拉张的运动，南海北部陆缘开始形成[10-13]。

以上是新生代之前南海及其北部陆缘形成演化的过程，关于南海的成因有很多不同的观点，争议较多，在此不作讨论。新生代之后，南海的北部陆缘也经历了多次复杂的构造运动，形成了现在南北分带、东西分块的构造格局[14]。

图1 南海北部盆地分布图（据朱伟林等[1]）Fig. 1 Distribution of basins in the northern South China Sea

2 新生代构造运动厘定

2.1 前人划分方案

南海北部陆缘新生代以来经历过多次构造运动，前人做了大量的研究工作，目前国内对几次大的构造运动划分方案分歧比较大，具有代表性的有如下几个主要方案（图2）：

a) 将南海北部新生代构造运动划分为四次，分别是于中生代末的礼乐运动、中始新世末的西卫运动、渐新世末的南海运动和中中新世末的南沙运动。

b) 将南海北部新生代构造运动划分为三次，分别是中生代末神狐运动、中始新世末的南海运动和中中新世末的东沙运动，认为这三次运动分别对应于南海北部NE、NEE以及NW向三组断裂[15,16]。

图2 南海北部新生代构造运动划分方案对比图Fig. 2 Comparison of division of tectonic movements in the Cenozoic

c) 将南海北部新生代构造运动划分为四次，分别中生代末的礼乐运动、中始新世末的西卫运动、早渐新世末的南海运动和中中新世末南沙运动[17]。

d) 将南海北部新生代构造运动划分为四次，分别是中生代末的神狐运动、早始新世末的珠琼运动一幕、中始新世末的珠琼运动二幕、早渐新世末的南海运动及中新世中晚期的南沙运动。

在上述几个方案中，中生代末和中中新世末两次构造运动的存在基本是公认的，只是名称不同，始新世－中新世之间的两期构造运动存在较大分歧。

2.2 构造运动重新厘定

要厘定南海北部新生代构造运动，关键是要弄清构造运动期次以及对应发生的时间。从图2可以看出，除了方案b)外，其余三个方案都划分为四次。方案b)其主要是为了说明南海被动大陆边缘的形成过程，认为中生代末的构造运动是一次张裂构造运动，而中始新世末的构造运动是一次分离构造运动，中中新世末是一次局部构造运动。但是目前浅水区的研究资料以及最新的深水区的地震地质解释结果表明，早渐新世末至晚渐新世，南海北部确实存在一个区域性的不整合，并且与上覆地层特征明显不同，不整合面以下地层受断裂控制明显，而不整合面以上则基本上不受断裂控制。所以，南海北部早渐新世末至晚渐新世存在一次大的构造运动是符合地质事实的，即新生代以来共发生四次大的构造运动。

另外，还有必要统一各次构造运动的命名。南海北部新生代以来的构造运动，有些是在南海具有区域性的大构造运动，如中生代末的构造运动，甚至可以与东海海盆的雁荡运动进行对比。也有些是局部性的，如中中新世末的构造运动，只发生在南海北部，并且具有东强西弱的特点。作者认为，南海北部的构造运动应以南海北部的地名进行命名，以突出其地区性主要特征及与其他区域的构造运动相区别。因此，建议把以上发生在南海北部的四次构造运动分别命名为神狐运动、珠琼运动、南海运动以及东沙运动。

关于以上四次构造运动发生的时间，中生代末的神狐运动以及中中新世末的东沙运动是基本上没有异议的，中间两次的分歧较大。有些学者把南海运动发生时间定为早渐新世末，也有些定为晚渐新世末，珠琼运动的开始时间有些定为早始新世末，有些定为中始新世末，并且有一幕和二幕之分。这是对厘定南海北部新生代以来的构造运动最大争议之处。珠琼运动和南海运动是连续裂陷的两次构造运动，在时间上和空间上存在很大的连续性以及继承性，存在这种争议主要是因为南海北缘东部与西部沉积事件发生的时间有先后,前人有不同的划分方案原因即在于此。东部的珠江口盆地比西部的莺琼盆地不论是裂陷，还是沉积事件发生的时间都要早。所以，如果根据东部盆地的研究成果来划分，则珠琼运动开始的时间应为早始新世末，南海运动开始的时间为中渐新世末；如果根据西部盆地的研究成果，珠琼运动开始的时间为中始新世末，南海运动开始的时间为晚渐新世末。

那么如何来厘定这两次构造运动发生的时间？前人的研究主要停留在浅水区局部的钻井及地震资料，对南海北部陆缘缺乏整体把握。根据最新的深水区地震资料并结合浅水区前人的研究成果，南海北部新生代沉积地层总体上可以划分为裂陷沉积和裂后沉积两大阶段，裂陷沉积受构造控制明显，裂后沉积基本上不受构造的控制。这一分界面在地震剖面上表现为T60反射不整合面，在全区具有对比性，也是南海北部整体上从陆相过渡至海相的分界面。这一界面对应的构造运动应为南海运动，发生的时间在不同地区有差异，但大规模发生的时间为晚渐新世末。同样，在全区的地震资料追踪对比中发现，早始新世末的一次张裂构造运动只是局部构造运动，其对应的地震反射界面为T90，在全区无法进行对比；大规模的张裂构造运动发生于中始新世末，全区对应地震反射界面为T80，为张裂不整合面，界面之下为杂乱反射层，代表初始张裂的碎屑岩等杂岩沉积，只在局部地区可以发现，且规模小；不整合面之上为层状反射层，分布面积迅速扩大，代表大规模的裂陷开始，这次构造运动对应为珠琼运动，发生的时间应为中始新世末。至于其发生的幕次，从其张裂活动的连续性来看，可分也可不分，但由于一幕与二幕的张裂应力场方向不同（一幕为NW向，二幕为NNW向），作者赞成划分为两幕。

通过以上分析，南海北部新生代经历了四次大的构造运动是可以确定的，对构造运动重新厘定如下（图3）：

神狐运动：发生于晚白垩世末的一次构造运动，主要发生褶皱及隆起剥蚀，陆架盆地张裂阶段开始，形成NE向断裂和断陷，充填了上白垩统－古新统的红色地层。它应是南海北部被动大陆边缘发育史之开始，地震剖面上表现为Tg不整合面。这次构造运动的动力学机制是太平洋板块俯冲后撤及印度-欧亚板块碰撞共同在华南大陆边缘形成的拉张应力场。

珠琼运动：分为两幕，珠琼运动一幕发生在中始新世末，使NE向断陷进一步扩大，地震剖面上表现为T80不整合面，界面以上地震波特征呈层状明显，界面以下则较杂乱，代表大规模裂陷的开始。动力学机制是太平洋板块对华南大陆的俯冲由NNW向转为NWW向，同时俯冲角度加大，引起华南大陆边缘的快速向太平洋方向蠕撒，裂陷中心南移[18]；珠琼运动二幕发生在晚始新世末，地震剖面上表现为T70不整合面，裂陷由NE向转变为近EW向，这次构造运动是珠琼运动一幕的继承性运动，动力学机制是太平洋板块继续对华南大陆NWW俯冲，华南大陆边缘形成近SN向张裂作用。

南海运动：发生在晚渐新世，区域性抬升、剥蚀，产生了NEE－EW向断裂，地震反射界面表现为T60不整合面，使陆架盆地由断陷向坳陷转化，反射界面以下地层受断裂控制明显，为断陷性质，界面之上则受断裂控制较弱，属坳陷性质。这次构造运动的动力学机制是印度-欧亚板块的碰撞造成华南板块下的地幔物质东南方向流动[19-22]（即南海中央海盆扩张的深部动力学机制）。

东沙运动：发生在中中新世末的一次局部性构造运动，地震反射界面相当于T40，主要的影响区域为南海北缘的东部，向西则逐渐减弱，经过这次运动，南海北部构造格局基本定型。这次构造运动的动力学机制是菲律宾板块的逆时针旋转作用在南海北部形成的压扭应力场，这次运动还形成了一系列NW向断裂，切断较早形成的NE向断裂。

图3 南海北部新生代构造运动重新划分图Fig. 3 New division of tectonic movements in the Cenozoic

3 新生代构造运动与油气成藏关系

南海北部新生代以来的四次构造运动中，除了东沙运动是一次局部的压扭性构造运动之外，其余的三次都是被动大陆边缘典型的张裂构造运动，反映了南海北部地壳逐渐减薄并由陆壳向海壳过渡的不同阶段构造事件。目前南海北部油气勘探正处于起步阶段，已有的油气勘探结果表明了油气资源远景非常好，根据浅水区的油气地质规律可以预见往南的深水区也同样有非常好的油气远景。浅水区和深水区都是受以上四次构造运动控制发育起来的大陆边缘盆地。厘定新生代以来的构造运动对未来南海北部的油气勘探有着非常重要的意义，因为构造运动对烃源岩的发育以及油气的运聚成藏起着控制作用[23-25]。

就整个南海北部陆缘而言，烃源岩的发育层系主要集中在裂陷阶段的古近系，其发育特征基本上受构造运动控制。在晚白垩世末神狐运动的影响下，南海北部陆缘形成了一系列NE向断陷，至中始新世末开始的珠琼运动，断陷进一步扩大，南海北部陆缘的盆地形成演化完全受构造的控制。这时期沉积的一系裂湖沼相泥岩有机质丰富，成为重要的烃源岩。所以，受神狐运动和珠琼运动控制的南海北部裂陷阶段沉积的湖沼相泥岩分布范围广、沉积厚度大，为南海北部丰富的油气资源奠定了基础。

目前南海北部油气勘探发现，油气运移的方式主要有两种，一种是垂向运移，即通过断裂向上运移；另一种是侧向运移，主要是通过不整合面向上运移。这两种运移方式都与构造运动密切相关，四次构造运动都形成了走向不同的断裂体系，如神狐运动和珠琼运动形成的NE向断裂、南海运动形成的NEE-EW向断裂以及东沙运动形成的NW向断裂，这些断裂体系以及构造运动形成的不整合面成为油气向上运移的主要通道。构造运动除了对油气的运聚起控制作用之外，还对油气的成藏起重要的圈闭作用，后两期构造运动（南海运动和东沙运动）表现尤为明显，在南海北部各盆地形成的一系列构造变形为油气成藏提供了可容空间，如断背斜、挤压背斜、披覆背斜等是油气成藏的有利部位。

从以上分析可以看出，新生代以来南海北部的四次构造运动与油气关系密切，早期的构造运动（神狐运动和珠琼运动）对盆地的形成演化起控制作用，并为烃源岩的发育提供沉积空间，后期的构造运动（南海运动和东沙运动）形成的断裂体系及构造样式为油气的运移提供通道，为油气成藏提供可容性空间。所以，从新生代构造运动的角度来看，南海北部具备丰富油气资源的地质条件。

4 结 语

a) 南海北部是世界上最复杂的被动大陆边缘之一，新生代之前板块间的构造运动为基底的形成奠定了基础，新生代以来经历多次以张裂为特征的构造运动，前人的划分方案分歧较大，存在片面性，缺乏全区整体性把握。

b) 分析参考前人对构造运动的划分方案，结合南海北部浅水区及深水区的研究资料，对新生代以来南海北部的构造运动重新进行厘定，共划分为四次构造运动：晚白垩世末的神狐运动、中始新世末开始的珠琼运动（包括一幕和二幕）、晚渐新世末的南海运动以及中中新世末的东沙运动，其中南海运动是裂陷沉积与裂后沉积的分界面。

c) 南海北部新生代以来的四次构造运动对油气生成、运移和蕴藏起着重要的控制作用，神狐运动及珠琼运动控制盆地的裂陷特征，为烃源岩层系提供了沉积充填空间；南海运动和东沙运动对油气的运聚成藏同样起着支配作用，形成的断裂体系和不整合面为油气的向上运移提供通道，形成的构造样式为油气成藏提供可容性空间。

[1] 朱伟林, 张功成, 高乐. 南海北部大陆边缘盆地油气地质特征与勘探方向 [J]. 石油学报, 2008, 29(1)： 1-9.

[2] 郭令智, 施央申, 马瑞士. 西太平洋中新生代活动大陆边缘和岛弧构造的形成和演化 [J]. 地质学报, 1983, 57(1)： l1-l2.

[3] 黄福林. 论南海的地壳结构及深部过程 [J]. 海洋地质与第四纪地质, 1986, 6(1)： 31-40.

[4] 李思田, 林畅松, 张启明, 等. 南海北部大陆边缘盆地幕式裂陷的动力过程及lOMa以来的构造事件 [J]. 科学通报, 1998, 43(8)： 797-8l0.

[5] 蔡周荣, 夏斌, 王冉. 关于底侵作用和拆沉作用在南海中的指示意义 [J]. 海洋通报, 2007, 26(6)： 48-52.

[6] 陈国达, 范蔚铭, 杨心宜. 地幔的热侵蚀——中国东部大陆壳体后地台活化的一种深部过程 [J]. 大地构造与成矿学. 1991, 16(1)： 76-78.

[7] 崔学军, 夏斌, 张宴华, 等. 地幔活动在南海扩张中的作用数值模拟与讨论 [J]. 大地构造与成矿学, 2005, 29(3)： 334-338 .

[8] 刘铁树, 何仕斌. 南海北部陆缘盆地深水区油气勘探前景 [J]. 中国海上油气(地质), 2001, 15(3)： 164-170.

[9] 吕炳全, 赵会民. 西太平洋边缘海盆的形成与演化 [J]. 海洋地质与第四纪地质, 2002, 22(1)： 57-62.

[10] 詹文欢. 南海及邻区现代构造应力场与形成演化 [M]. 北京： 科学出版社, 1993, 28-30.

[11] 丘学林, 刘以宣. 南海及邻区现代构造应力场初探 [J]. 热带海洋, 1989, 8(2)： 84-92.

[12] 闫义, 夏斌, 林舸. 南海北缘新生代盆地沉积与构造演化及地球动力学背景 [J]. 海洋地质与第四纪地质, 2005, 25(2)： 53-51.

[13] 任建业, 李思田. 西太平洋边缘海盆地的扩张过程和动力学背景 [J]. 地学前缘, 2000, 7(3)： 203-213.

[14] 吴世敏, 周蒂, 丘学林. 南海北部陆缘的构造属性问题 [J]. 高校地质学报. 2001, 7(4)： 419-427.

[15] 姚伯初. 南海海盆新生代的构造演化史 [J]. 海洋地质与地四纪地质, 1996, (2)1-12.

[16] 姚伯初. 南海北部陆缘新生代构造运动初探 [J]. 南海地质研究, 1993, (5)： 1-12.

[17] 蔡乾忠. 中国海域主要沉积盆地成盆动力学研究 [J]. 海洋石油. 2005, 25(2)： 1-9.

[18] 夏斌, 崔学军, 谢建华, 等. 关于南海构造演化动力学机制研究的一点思考 [J]. 大地构造与成矿学, 2004, 28(3)： 221-227.

[19] 夏斌, 崔学军, 张宴华, 等. 南海扩张的动力学因素及其数值模拟讨论 [J]. 大地构造与成矿学, 2005, 29(3)： 328-333.

[20] Ben Avraham Z and Uyeda S. The evolution of the China Basin and the Mesozoic paleography of Borneo [J]. Earth Planet Sci Lett, 1973, 18： 365-376.

[21] Tapponnier P, Peltzer G and Armijo P. On the mechanicsof the collision between India and Asia [J]. Geol Soc Lond SpecPubf, 1986, 19： 115-157.

[22] Taylor B, Hayes D E. The tectonic evolution of the South China Sea Basin [A]. In： Hayes D E (eds), The Tectonic and Geologic Evolution of Southeast Asia Seas and Islands, Geophysical Monograph [C] . AGU, Washington, 1980, (23)： 89～104.

[23] 李绪宣, 朱光辉. 琼东南盆地断裂系统及其油气输导特征 [J]. 中国海上油气, 2005, 17(1)： 1-7.

[24] 谢锦龙, 黄冲, 向峰云. 南海西部海域新生代构造古地理演化及其对油气勘探的意义 [J]. 地质科学, 2008, 43(1)： 133-153.

[25] 姚伯初, 万玲, 刘振湖. 南海海域新生代沉积盆地构造演化的动力学特征及其油气资源 [J]. 地球科学—中国地质大学学报, 2004, 9(5)：543-549.

Determination of Cenozoic tectonic movement in the northern South China Sea and the relationship between oil-gas reservoir and tectonic movement

CAI Zhou-rong1,2LIU Wei-liang1, WAN Zhi-feng1, GUO Feng1

(1. Key Laboratory of Marginal Sea Geology, CAS, Guangzhou 510640, China;2. Maritime Academy of Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510006, China)

The northern edge of the South China Sea is the most complicated one of the passive continental margins,and a number of complex tectonic movements have gone through in the Cenozoic. Several different programs about the division of tectonic movement were brought up by the predecessors, but still lack the scope of comprehensive study due to the restrictions of study area. Based on analysis of the existed division plan and taking into account the research results about the tectonic movement in shallow-water area, as well as combining with the latest research information in the deep sea district, the author proposed a new plan to divide tectonic movement in the Cenozoic in the northern South China Sea into four tectonic movements： Shenhu Movement at the end of Late Cretaceous, Zhuqiong Movement which began at the end of middle Eocene (including the first scene and the second scene), Nanhai Movement at the end of late Oligocene, and Dongsha Movement at the end of the middle Miocene in the east of the northern South China Sea. The four tectonic movements play an important role in controlling the hydrocarbons Source rocks, as well as the development of oil and gas migration and accumulation.

the northern South China Sea；Cenozoic；tectonic movement；determination；oil-gas reservoir

TE51

A

1001-6932(2010)02-0161-05

2008-10-16；

2009-08-24

中国科学院边缘海地质重点实验室开放基金（MSGL09-01）及国家973重点项目（2009CB219401）联合资助

蔡周荣 (1979－)，男，广东信宜人，博士，主要从事构造地质与石油地质研究。电子邮箱：czhrsy@qq.com