珠三坳陷反转构造样式与分布及其油气成藏

李辉 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司研究院，广东 湛江 524057）

张迎朝 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司勘探开发部，广东 湛江 524057）

甘军，陆江，詹冶萍 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司研究院，广东 湛江 524057）

珠三坳陷反转构造样式与分布及其油气成藏

李辉 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司研究院，广东 湛江 524057）

张迎朝 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司勘探开发部，广东 湛江 524057）

甘军，陆江，詹冶萍 （中海石油 （中国）有限公司湛江分公司研究院，广东 湛江 524057）

渐新世以来，在持续右旋张扭应力场作用下，珠三坳陷发育了2期反转构造。采用构造解析方法，从应力场演化和构造演化出发，通过对覆盖全区的高品质三维地震资料精细解释研究，分析了2期反转构造的力学成因、构造样式及在坳陷中的分布。结果表明，区内发育了珠三坳陷西断裂和珠三坳陷南断裂中西段2个反转构造带，其反转构造类型可细分为断层相关型和挠曲褶皱型2大类5小类。结合坳陷中2个反转构造带的已钻井成果，分析了2期构造反转对油气成藏的意义。研究认为，2期构造反转对油气成藏既有建设性作用也有破坏性作用，第1期反转构造有利于原生油气藏聚集，而第2期反转构造既有利于原生油气藏聚集，也有利于次生油气藏聚集。

珠三坳陷；反转构造；构造演化；油气成藏

珠江口盆地西部是南海北部大陆架重要的产油区，珠三坳陷为其次级构造单元，北邻粤桂隆起区，东连珠一坳陷，南接神狐隆起，西邻海南隆起，为一狭长的新生代沉积坳陷［1］，总体呈北东向展布，长约200km，宽约80km，总面积约16000km2。新生代以来，珠三坳陷构造应力场复杂多变，在坳陷中形成了2期反转构造。而该区反转构造中的油气成藏特征同样表现出一定的复杂性，在已钻探的7个反转构造中，有3个成功，4个失利。因此，研究该区反转构造及其油气成藏特征对油气勘探具有十分重要的现实意义。

前人对该区的反转构造已开展过一系列研究［2～4］，但范围主要集中在文昌B凹陷陡坡带，并未对整个坳陷反转构造进行系统研究。笔者在前人研究的基础上，采用构造解析法，从构造演化和应力场演化出发，系统分析了2期反转构造的力学成因、构造样式、在坳陷中的分布及其对油气成藏的意义，对该区进一步勘探部署具有较好的指导意义。

1 珠三坳陷反转构造演化史

新生代以来，珠三坳陷受到了印度板块与欧亚板块的碰撞及太平洋板块对欧亚板块北西西向俯冲的共同影响，其构造演化过程可以划分为3个阶段，分别为：断陷阶段、断拗阶段和拗陷阶段［1］（图1）。

1.1 断陷阶段

古新世至早渐新世，珠三坳陷受到太平洋板块、欧亚板块相互作用产生的北西－南东向拉张应力场及印度板块、欧亚板块相互作用产生的近南－北向拉张应力场的联合作用，发生断陷，区内南北分带、东西分块的构造格局开始形成。在断陷期，珠三坳陷主要经历了神狐运动、珠琼一幕和珠琼二幕3大构造运动。在坳陷的负向构造单元中，沉积了恩平组、文昌组2套巨厚的湖相烃源岩，其中心厚度超过了4000m，为珠三坳陷新生代油气田的形成奠定了良好的物质基础［5］。早渐新世末期，珠三坳陷的应力场由早期的北西－南东向伸展应力场逐渐转变为南－北向伸展的右旋张扭应力场。受此应力场挤压－右旋走滑分量的影响，珠三坳陷南断裂中西段下降盘发生了第1期构造反转。

图1 珠三坳陷构造演化与综合柱状剖面图

1.2 断拗阶段

断拗阶段持续时间为晚渐新世至早中新世。受印度板块与欧亚板块碰撞的影响，地幔物质所造成的过剩堆积致使上地幔发生隆升，岩石圈进一步拉伸减薄。同时，受上部地壳层间剪切力的影响，晚渐新世末期发生南海运动，使珠江口盆地开始进入断拗阶段，海水从珠三坳陷东、西两侧开始涌入坳陷内并发生持续海侵。坳陷中发育了以海岸平原相、潮汐滨海相、波浪滨海相、半封闭浅海相为主的海进式碎屑岩，珠三坳陷的主要储盖组合均形成于此阶段。在该时期，珠三坳陷的应力场为稳定的南－北向伸展应力场。

1.3 拗陷阶段

中中新世以后，南海扩张逐渐停止，盆地冷却和上覆沉积负载使其进一步下沉，海侵范围进一步扩大，珠江口盆地西部与南海连为一体，形成开阔海沉积体系。珠三坳陷内沉积了1套浅海相泥岩，为该区良好的区域盖层。发生在中中新世末期的东沙运动，主要表现为断块升降、局部挤压褶皱，此时珠三坳陷应力场已由断拗阶段的南－北向伸展转变为北东－南西向伸展的右旋张扭应力场。受此应力场在北西－南东向挤压分量的影响，坳陷内地层沿部分早期形成的北东、北北东向断层发生构造反转，致已形成的油气资源重新分配。至此以后，盆地进入稳定的热沉降阶段，珠三坳陷现今的构造格局已基本形成。

2 珠三坳陷反转构造样式与分布

反转构造是指同一地质体在不同的地质历史时期，由于应力场的变化，造成挤压构造与伸展构造垂向上叠加的一种复合构造形式［6］。根据伸展构造和挤压构造叠加顺序，将挤压构造叠加在伸展构造之上的地质体称为正反转构造，它与油气储集密切相关，是油气地质研究的重要领域；反之则称为负反转构造。从油气勘探的角度出发，通常提及的反转构造均为正反转构造。

2.1 珠三坳陷反转构造样式

伸展盆地中反转构造的形成至少有2个不连续的变形幕，即伸展幕和挤压幕，也可以是多个伸展幕和挤压幕的重叠，从而在纵向上形成多期反转构造叠合。对于反转构造的类型，至今仍没有形成统一的认识，笔者参考张功成、胡望水、姜华等的分类方法［2，7～9］，根据断层在反转过程中作为逆断层复活的程度和反转断层上盘地层挠曲褶皱的形态及其成因机制，将珠三坳陷的反转构造类型分为断层相关型、挠曲褶皱型2大类和5小类 （图2）。

1）断层相关型 是指在构造反转幕挤压或扭压作用下产生的收缩位移，是通过断层活动来实现的。根据控凹断裂在反转幕的活动强度，珠三坳陷的断层相关型反转构造又可划分为下正上盖亚型和下正上逆亚型。两者的差异在于：前者早期形成的正断层发生反转时，其作为逆断层活动的强度并不大，而是以隐伏断层的样式作为边界，控制其上覆地层形成横弯背斜，而不刺穿上覆地层；后者早期形成的断层活动强烈，向上穿透了上覆地层，并且以逆断层的样式控制了上覆反转断背斜的边界。

2）挠曲褶皱型 是指在构造反转幕挤压或扭压作用下产生的收缩位移，是通过地层褶皱弯曲来实现的。根据褶皱形成机制，珠三坳陷的挠曲褶皱型反转构造又可划分为前谷后峰亚型、前峰后谷亚型和多级峰谷相间混合亚型。由于断层活动区是地应力集中释放部位，这3种亚型都形成于控凹断层附近，而不同之处在于：前谷后峰亚型峰部靠近断层，是由早期形成的滚动背斜改造而成；前峰后谷亚型谷部靠近断层，是由早期形成的牵引向斜改造而成；多级峰谷相间混合亚型由多个峰谷相间交替组合而成，在平面上形成凹凸相间的地形，是挤压或扭压应力在平面上较大范围内释放的体现。

图2 珠三坳陷反转构造分类图

2.2 反转构造在珠三坳陷的分布

对覆盖全区的高品质三维地震资料精细解释研究表明，珠三坳陷由西至东可以划分出2个反转构造带：珠三坳陷南断裂中西段反转构造带、珠三坳陷西断裂反转构造带。两者的分布与组合样式不尽相同（图3），反映了早期形成的同沉积断裂组合的控制及构造反转强弱等的影响［10，11］。

1）珠三坳陷南断裂中西段反转构造带：经历了早渐新世末期和中中新世末期2个挤压反转幕，在垂向上由2期挤压反转构造叠合而成。2个挤压反转幕的应力场方向不同导致了2期反转构造的样式也有较大差异。早渐新世末期，南北向的张扭应力场在北北东走向的南断裂面上产生的挤压－右旋走滑分量形成了第1期反转构造，类型为多级峰谷相间混合亚型，在平面上沿着珠三坳陷南断裂下降盘形成了凹凸相间的地形，其正向构造为长轴沿南北向展布的一系列断鼻。中中新世末期，受北东－南西向张扭应力场在北西-南东向挤压分量的影响，该区形成了第2期反转构造。珠三坳陷南断裂中段和西段边界断层后期活动强度的差异导致了第2期反转构造的类型也有较大差异：①西段在渐新世末期停止活动，边界断层在第2期构造反转时主要以隐伏断层的样式活动，形成的反转构造类型为下正上盖亚型反转背斜，如Wf19背斜。②中段由多条断层以雁列式组合排列而成，停止活动的时间并不一致。部分与西段相似，在渐新世末期已停止活动，形成下正上盖亚型反转背斜，如Wf14背斜；部分在中中新世末期才停止活动，由于强烈的牵引、逆牵引作用，多形成前峰后谷亚型或前谷后峰亚型反转构造，如文昌13－3断鼻、文昌14-2断鼻。

图3 珠三坳陷反转构分布及组合样式

2）珠三坳陷西断裂反转构造带：受中中新世末期北东－南西向右旋张扭应力场在北西－南东向挤压分量的影响，早期形成的控制珠三坳陷西边界的断裂发生反转，使整个琼海西次凹沉积的新生代地层卷入其中，在珠三坳陷西断裂构造带形成下正上逆亚型反转构造，如琼海23-1断背斜。

3 珠三坳陷构造反转与油气成藏

对珠三坳陷30多年的油气勘探实践及前人的研究［12，13］表明：构造反转对油气成藏既具有建设性又具有破坏性。

3.1 构造反转对珠三坳陷油气成藏的建设性作用

根据构造演化及热史模拟分析［3～5，14］，在渐新世末期，文昌A、B凹陷，文昌组烃源岩已进入生排烃高峰。早渐新世末期的构造反转，一方面使珠三坳陷南断裂中西段反转构造带烃源岩之上沉积的珠海组形成一系列断鼻构造，汇聚了早期文昌组烃源岩排出的油气，形成了原生油气藏；另一方面，也使文昌组烃源岩反转向上翘倾，埋深变小，生排烃高峰结束。而后在坳陷的热沉降作用下，烃源岩深埋逐渐增大，开始接受热演化作用，在中中新世末期再次进入生排烃高峰，此时发生第2期构造反转。在珠三坳陷南断裂中西段反转构造带上，形成的反转构造正好覆盖在烃源岩和早期成藏的珠海组圈闭之上，在盆地中近东－西向断层及南断裂的垂向疏导作用下，以珠江组为主要目的层的第2期反转构造聚集了第2次生排烃高峰期生成的油气。由于区内2期反转构造纵向叠合较好，形成了多个复式油气田，如Wf19油田和Wf14油气田 （图4）。

3.2 构造反转对油气成藏的破坏作用

研究认为，区内第2期构造反转对油气成藏具有一定的破坏作用，主要体现在以下2个方面：

1）该期构造反转在坳陷中产生了大量的北西-南东、近东-西向张性正断层。这些断层向下直达恩平组、文昌组烃源岩，向上继承性活动至粤海期或至现今，在沟通烃源的同时，也一定程度上破坏了早期深层圈闭里聚集的油气，使油气资源再分配。一部分被破坏的油气资源在地层中散失；另一部分进入第2期反转构造，形成次生油气藏。如南断裂下降盘的Wf14油气田就具有非常明显的2期成藏、后期遭受破坏的痕迹。

图4 珠三坳陷南断裂中西段反转构造复式油气成藏实例

2）该期构造反转在一定程度上激活了边界大断层，不仅破坏了第1期反转构造形成的油气藏，而且破坏了下正上逆亚型反转构造圈闭的有效性。例如，琼海23-1断背斜尽管油气运移条件极为有利，但由于珠三坳陷西断裂后期反转，向上几乎断至海底，圈闭有效性遭到破坏，仅在珠江组见到少量残余油显示。

4 结论

1）自新生代以来，珠三坳陷发育了2期反转构造，形成了珠三坳陷西断裂和珠三坳陷南断裂中西段2个反转构造带。其反转构造类型可分为断层相关型、挠曲褶皱型2大类5小类。

2）珠三坳陷的第1期构造反转对油气成藏具有建设性作用，第2期构造反转对油气成藏既有建设性作用，也有破坏性作用。第1期反转构造为原生油气藏聚集的有利圈闭，第2期反转构造既是原生油气藏聚集的有利圈闭，也是次生油气藏聚集的有利圈闭。

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编辑］ 邓磊

The Style Distribution and Hydrocarbon Accumulation of Inverted Structures in Zhu-3Depression

LIHui，ZHANGYinzhao，GANJun，LUHong，ZHANYeping（FirstAuthor' sAddress：ResearchInstitute，ZhanjiangBranchCompany，CNOOC，Zhanjiang524057，Guangdong，China）

Two inverted structures were developed in Zhu-3Depression under the dextral transtensional stress from Oli-gocene.Through fine interpretation of full-area coverage high quality 3Dseismic data，the dynamical genesis，structural styles，and distribution of the two inverted structures were analyzed by adopting structural interpretation method and based on stress field evolution and tectonic evolution analysis.The study results showed that two inverted structural zones were developed in the western and southern fault blocks of Zhu-3Depression.The inverted structures were divided into two types and five subclasses.In combination with the result of well drilled in the inverted structural zones，the significance of the two inverted structures to the hydrocarbon accumulation was analyzed.Study shows that the two inverted structures both have constructive and destructive effects on hydrocarbon accumulation.The first inverted structure is favorable for primary oil reservoir accumulation，while the second inverted structure is favorable for primary gas reservoir accumulation，and also favorable for secondary oil and gas reservoir accumulation.

Zhu-3Depression；inverted structure；tectonic evolution；tectonic inversion；hydrocarbon accumulation

TE122.1

A

1000-9752（2014）04-0001-05

2013-12-20

国家科技重大专项 （2011ZX05023-001-007）。

李辉 （1981-），男，2004年大学毕业，工程师，现主要从事地震资料综合解释和勘探综合研究工作。