安达曼海海域盆地构造及其演化特征研究

何文刚 梅廉夫 朱光辉 杨松岭 胡志伟 肖述光 邹玉涛,

（1.中国地质大学（武汉）构造与油气资源教育部重点实验室，湖北 武汉 430074；2.中国地质大学（武汉）资源学院，湖北 武汉 430074；3.中海石油研究中心，北京 100027）

安达曼海海域盆地构造及其演化特征研究

何文刚1，2梅廉夫1，2朱光辉3杨松岭3胡志伟1，2肖述光1，2邹玉涛1,2

（1.中国地质大学（武汉）构造与油气资源教育部重点实验室，湖北 武汉 430074；2.中国地质大学（武汉）资源学院，湖北 武汉 430074；3.中海石油研究中心，北京 100027）

安达曼海海域盆地的构造及沉积演化历史研究，包括发育构造、应力场特征、沉积充填序列和物源分析。通过建立区域主干剖面和断裂体系，结合区域构造演化历史，利用地质、地球物理、地球化学资料综合研究了安达曼海海域盆地构造及其演化特征。安达曼海海域盆地经历了裂陷前的断陷期、同裂陷期，以及晚中新世以来继承性的张扭改造，盆地内部发育有早期正断层，这些正断层是早期盆地扩张作用形成的，实皆断裂对区域断裂发育具有重要的影响作用；后期发育的断裂、褶皱，跟实皆断裂活动及印度板块向NNE方向俯冲作用的方向有关；区域内底辟构造发育，有增生楔复合介质底辟、岛弧岩浆底辟及弧后走滑断裂诱发的泥底辟，其中增生楔复合介质底辟是缅甸海域汇聚型大陆边缘特有的底辟构造。特殊的地理位置决定了其独特的构造应力场和盆地构造演化特征，深入研究安达曼海域盆地的研究构造演化特征，将有利于对汇聚型大陆边缘油气的勘探，及对板块构造发展研究起一定指导作用。

应力场；盆地构造特征；盆地沉积演化；安达曼海海域

1 区域地质背景

缅甸海域主动大陆边缘盆地位于欧亚板块南部，印度板块—澳大利亚板块北部，太平洋板块西部［1-8］，即印度板块与欧亚板块及太平洋板块交汇区。从构造动力学及运动学特征分析，该构造带处于印度板块向北、北东方向斜向俯冲和实皆走滑断裂双重机制控制下所发育形成的非常独特的主动大陆边缘构造。据区内构造特征划分为5个构造单元，分别是增生楔构造带、弧前构造带、火山岛弧构造带、弧后构造带及掸邦—马来构造带。研究区跨增生楔、安达曼海弧前坳陷、安达曼海弧后坳陷、丹老坳陷。缅甸海上坳陷早期断陷，后期继承性张扭改造特征。增生楔构造带底部岩浆热液活动频繁，加之海水，洋壳物质、陆源物质，玄武岩物质等一系列的复杂混合介质在增生楔构造带熔融上升，形成复杂介质底辟构造，同时弧后坳陷由于实皆走滑断裂的作用也产生了许多底辟构造。工区内发育一系列的断裂，断裂体系分为2个级别：一级断裂是控制区域性的断裂，实皆断裂，Mea Ping断裂、Ranong断裂、WA断裂、Kadaw断裂、Kaladan断裂是一级断裂，其中实皆断裂南北向延伸，从海上M10区块一直延伸到陆上弧后坳陷的东部边界。Ranong断裂位于安达曼海弧后坳陷，北东向延伸。Mea Ping断裂也位于安达曼海弧后坳陷，北西向延伸，它们是安达曼海弧后坳陷的东部边界。而WA断裂位于火山岛弧与安达曼海弧后坳陷的之间，近南北向延伸。一级断裂控制了区域内油气形成及其演化，二级断裂使得油气藏更加复杂化，对油气聚集和保存产生了很大的制约。

2 区域构造及沉积特征

2.1 构造特征

安达曼海海域，属于汇聚型大陆边缘的一部分，研究区大体经历了3个构造演化阶段，裂陷早期的断陷、同裂陷期的断坳及后期的继承性张扭阶段。盆地基底埋深超过6 000 m，地层主体以中新统、上新统及下第三系地层为主体，其中中新统沉积较厚（见图1、图2）。

图1 过M2、3、4区块结构剖面

图2 过M8、9、10区块结构剖面

在结构剖面中，安达曼海海域东西向结构特征清晰，由西向东分别为增生楔、弧前盆地、火山岛弧、弧后盆地及东部掸邦-马莱西亚地块。由南向北结构特征分明，区带结构清晰。构造特征基本一致，向北，断裂发育更加复杂，尤其在M10区块附近，发育更多的NEE—NSS方向的断裂、EW向断裂及平行于实皆断裂的小断裂，在结构剖面上基本上得到了反映。全区断裂体系比较发育，其中有大型断裂实皆断裂和玫瑰断裂，这些断裂都是区域性断裂，它们对盆地的构造演化起着很重要的作用。

2.2 沉积特征

安达曼海盆地位于伊洛瓦底江以南，沉积物分布与其构造属性和物源相联系，安达曼—尼科巴现今隆起带深部古新世海沟聚积的杂砂岩和页岩来自马来西亚陆块边缘［8-14］。由于三角洲和冲积扇沉积作用，伊洛瓦底沉积物向北沉积并中止于海沟，海沟以一定的沉积速率沉积，浅海巨厚沉积物分布延伸到缅甸海沟南端。早中新世到晚更新世，海水淹没北部并淹没缅甸东部区域。中新世期间，整个区域被三角洲沉积充填，安达曼—尼科巴海沟沉积杂砂岩和泥页岩。依据沉积特征，伊洛瓦底陆架颗粒分布的3个地区差异明显：1）马达班湾陆架滨岸附近及陆架内部的泥岩段；2）陆架外残留的砂岩；3）马达班湾峡谷不同比例的残留砂岩和现代沉积的泥岩混杂沉积。由于潮汐和SW向季风的联合作用取代了马达班湾河流。使得马达班湾陆架水深变浅，导致大量陆源沉积被释放，释放的部分沉积经过马达班湾峡谷到达安达曼海，其余的由于反向顺时针NE向季风流作用，沉积物向西输送到孟加拉湾，现今部分沉积物源主要来自伊洛瓦底江。

3 区域地球物理特征

3.1 地震特征

1971年德国勘探专家对资料进行了解释，确定了解释方案，并完成了解释报告。在解释报告中，该公司确定了5个解释层位，从上至下分别为C、M、N、R、Z反射层，分别相当于现今解释确定的T3、T4、T5、T7、T8反射层，即上新统底面、上中新统底面、中中新统底面、始新统底面和第三系底面反射（见图3）。

安达曼海弧后坳陷断裂体系复杂，有区域南北向走滑实皆断裂及近东西向小断裂，断裂切割中新统至上新统地层。断层上陡下缓，呈“包菜”向上散开。断距下大、上小，表明在主动大陆边缘早期，断裂体系活动强烈。油气勘探上，在断裂活动微弱地带，有利于形成油气圈闭［15-17］。

图3 弧后坳陷二维地震剖面

3.2 重力特征

重力资料是研究盆地及坳陷基底结构的一种重要手段。岩石之间具有密度差，这种差异会使地球重力场发生局部变化。安达曼海盆地中心自由空间重力值低，在安达曼-尼科巴俯冲带弧前海沟位置重力异常很低。

安达曼-尼科巴外弧褶隆，据地震资料，外弧褶隆中断裂发育，特别是西侧，以向西推覆的逆断层为主。外弧轴部出现负的自由空间重力异常和负的均衡重力异常。外弧褶隆可能形成于中新世的中期，印度地块向东俯冲，而岛弧则向西仰冲，产生挤压褶皱倒转，形成非火山弧的构造隆起带。苏门答腊顶端和无形滩、巴廉岛、纳康达姆岛的自由空间重力异常超过5 cm·s-2，最大可达100～150 cm·s-2。

3.3 多波条带测深数据

利用覆盖30 000 km2的多波条带测深数据分析安达曼海盆地演化，把盆地分为平行岛弧的海山链和南北向相对平滑的断裂体系。东经94°向东偏离11.8 km处扩张脊分割成南西和北东2部分。高分辨率测深数据和大地电磁数据在微小的尺度上显示了南西部分和北东部分构造之间有显著差异。从盆地演化运动学分析，显示开始时海底扩张速率慢，1.6 cm·a-1，并且从2 cm·a-1快速上升到目前的3.8 cm·a-1，认为海底的扩张在4 Ma而不是11 Ma。4 Ma期间海底扩展引起的拉张作用导致深部安达曼弧后盆地形成，这一阶段扩张中心已经经历了向西运动［2］。

4 区域火成岩分布特征

安达曼海盆地岩浆主要是玄武岩、玄武质安山岩，还有橄榄玄武岩、英安岩等［18］。利用岩浆数据反演岩浆形成的母岩环境，反映岩浆来源于大洋中脊，与构造位置岛弧系列的岩浆类型相矛盾，初步分析可能是深部洋壳熔融物质上升过程中很少发生同化浑然作用，或者是在该构造位置有隐伏深大断裂剪切作用，使得岩浆沿断裂上升喷出地表。

马达班湾地区地层中分布的火山碎屑岩是古新世安山岩；安达曼-尼科巴岛弧带有新近纪晚期的安山岩，古新世到始新世的枕状玄武岩；南安达曼海分布古新世安山岩。从北到南，岩石类型从玄武岩过渡到玄武质安山岩到安山岩，火成岩酸性增强。安达曼海岛弧带火成岩年龄较新，从西到东，安达曼海滨岸带分布古新世至始新世枕状玄武岩。而丹老坳陷发育有年龄大于49 Ma的花岗岩，安达曼群岛火成岩比丹老坳陷的花岗岩年龄要小。以上研究体现了缅甸海域汇聚型大陆边缘构造演化多期性和东西带差异性。

5 问题讨论

安达曼海的打开是一次完成的还是经历了多次构造扩张？安达曼海的打开具体发生在什么时候？区域构造特征是如何展布的？以上问题都是研究中需要回答的关键性问题。不同的学者研究结论有所差异。

安达曼海海域的构造发育经历了一个漫长而复杂的演化历史。晚古新世时期，印度板块和欧亚板块发生碰撞，伴随着正向挤压，刚开始是右旋及苏门答腊岛弧北部和西部的弯曲。大约在始新世时形成断裂，伸展作用从苏门答腊经过苏门答腊外弧脊滨岸，并经过现今安达曼海一直延伸到实皆断裂。在晚渐新世期间，缅甸地块是一小断块，拼接到印度板块，印度板块俯冲到缅甸地块之下，并向北移动到亚洲板块。在早中世期间，弧后拉张作用开始形成海底，后来海底形成Alock和Sewell隆起。中中新世这些边界特征由陆坡下部沿北西南东伸展作用发生分离。由于中心安达曼海坳陷扩张作用，Alock和Sewell发生分离。在中始新世期间，安达曼海坳陷代表一种典型的岛弧体系，由于印度板块向北移动，澳大利亚板块向北移动，太平洋板块向西运动，3个块体边界汇聚形成的一种典型岛弧体系。在更新世，缅甸地块与亚洲板块发生碰撞、转换挤压，形成逆冲断层和反转断层，正花状构造，倒转正断层，以及伸展型盆地。

整个区域断裂以正断层为主，海沟-斜坡盆地弧前盆地、火山岛弧以及弧后盆地都发育大量的正断层。在整个中中新世，大量海水覆盖安达海海域，盆地接受大量沉积，该阶段断层仍然不断活动，沉积受到断层活动的影响，断层上下盘地层厚度不一样，表现为同沉积作用时期，即同裂陷期。自上新世以来，盆地基本上继承前期特征，但由于印度板块向NEE方向挤压以及挤压应力的改变，导致盆内发育一系列的走滑断裂，由于不同方向走滑断裂的作用，在局部地区产生部分逆断层。因此，把安达曼海海域构造演化划分为,3个阶段：早中新世以前的断陷阶段，中新世时期的断坳阶段和上新世以来的张扭改造阶段。把安达曼海域划分为5个大的构造单元，海沟—斜坡盆地（包括增生楔），弧前盆地、火山岛弧构造带，弧后盆地及掸邦—马莱地块。海沟—斜坡盆地（包括增生楔）在上新世地层发育有走滑断裂，同时在地震剖面上表现有正花状构造，逆冲断裂也比较发育。由于印度板块的俯冲作用造成海底热流体上隆形成了大量的底辟现象。弧前盆地相对弧后盆地发育比较小，盆内构造特征比较明显，弧后坳陷发育一系列张性断裂。盆地地层发育相对弧前比较完整，从始新世以来的地层基本上有发育，其中中新世地层沉积较厚。火山岛弧带，火成岩主要是亚碱性系列，主要以玄武质安山岩为主。岛弧环境为流体提供了热源，在一定程度上有利于烃类物质向油气转化。弧后坳陷分布范围较大，整个安达曼海弧后坳陷大约有500 000 km2。区内断裂比较发育，其中有控制缅甸地块的大型走滑断裂实皆断裂。这些断裂对弧后盆地内部的小断裂发育有一定的影响。因此以区域大型走滑断裂实皆断裂伴生的一系列小断裂有利于形成断层圈闭，同时认识小断裂也有利于研究盆地的演化。

6 结论

1）安达曼海海域渐新世以前属于过渡性大陆边缘，中新世至上新世以来属于主动大陆边缘，盆地相应经历了渐新世以前的断陷期，中新世同裂陷期，上新世以来盆地表现为继承性的张扭改造时期。

2）安达曼海—尼科巴增生楔属于压性环境，弧前坳陷属于压扭性环境，弧后坳陷属于张扭性环境。盆地内部发育有早期正断层，此正断层可能是早期盆地扩张作用形成的。安达曼海海域盆地内发育的断裂主要是正断层、走滑断裂及部分逆断层，其中逆断层是由于不同方向应力作用的结果。

3）安达曼海构造演化具有多期性，和前人研究观点一致。区域内底辟构造发育，有增生楔复合介质底辟，岛弧岩浆底辟及弧后走滑断裂诱发的泥底辟，其中增生楔复合介质底辟是缅甸海域汇聚型大陆边缘特有的底辟构造。

4）区域构造产生了一系列的断层、地层、岩性等圈闭。在异常高温高压的地方可能不会形成油藏而可形成气藏。目前在Ramree岛发现油田，钻探Ramree19-3-1、Yanandaung 5等油井，因此在Ramree岛寻找新的气藏也是可能的。岩浆热液底辟，在下部高温高压热液的底辟作用下，地温梯度高，使得地层中的烃源岩成熟度高以致裂解为重烃含量高的烃类气体。火山岛弧底辟构造带，发育有Yadana气田、3CA气田。一旦有好的油气圈闭发现，将会有大的油气藏被发现。

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Study on tectonic and evolution characteristics of basins in Andaman Sea

He Wenggang1,2Mei Lianfu1，2Zhu Guanghui3Yang Songling3Hu Zhiwei1,2Xiao Shuguang1,2Zou Yutao1,2
(1.MOE Key Laboratory of Tectonics and Petroleum Resources,China University of Geosciences，Wuhan 430074,China;2.Faculty of Resources,China University of Geosciences,Wuhan 430074,China;3.Research Center,CNOOC,Beijing 100027,China)

The study on deposition and structural development history of the basins in Andaman Sea involved tectonic patterns, tectonic stress field features,deposition sequence and source provenance analysis.Through building up the important cross-section and faults system,combining with the regional tectonic evolution and using the geological,geophysical and geochemistry data,this paper analyzed the tectonic evolution characteristics of the basins in Andaman Sea.The basins in Andaman Sea have experienced pre-rifting,syn-rifting and inherit compression-shear transformation since Late Miocene.The early-period normal faults which were formed during the early stage of the pre-rifting were developed in the basin.The regional fractures were greatly influenced by Sagaing fault.The developed faults and folds in the late period were related to the direction of Sagaing fault and Indian Plate subduction from NNE.The basins in Andaman Sea have many diapiric structures,including accretionary wedge mixing medium diaper,magmatic arc diapir and mud diapir caused by back-arc striking-slip fault.Among them,the accretionary wedge mixing medium diapir is a special diapiric structure in the convergent continental margin of Burma sea.Special geographic position decides its individual tectonic stress field and the geotectonic evolution of basin.Intensive study on the basins in Andaman Sea will be in favor of exploring the oil and gas of convergent continental margin and play an instructive role in the development of plate tectonics. Key words:stress field;structure characteristics of basin;deposition evolution of basin;Andaman Sea

国家油气重大专项“缅甸海域汇聚型大陆边缘盆地油气成藏主控因素及勘探潜力研究”（2008ZX05030-002-04）

TE121.2

：A

1005-8907（2011）02-178-05

2010-10-08；改回日期：2011-01-22。

何文刚，男，1982年生，在读硕士研究生，专业：能源地质工程，研究方向为石油勘探构造分析。

（编辑王淑玉）

何文刚，梅廉夫，朱光辉，等.安达曼海海域盆地构造及其演化特征研究［J］.断块油气田，2011，18（2）：178-182. He Wenggang，Mei Lianfu，Zhu Guanghui，et al.Study on tectonic and evolution characteristics of basins in Andaman Sea［J］.Fault-Block Oil &Gas Field，2011，18（2）：178-182.