南海边缘海构造旋回控制深水区烃源岩有序分布*

张功成 李友川 谢晓军 王一博

(中海油研究总院 北京 100028)

南海边缘海构造旋回控制深水区烃源岩有序分布*

张功成 李友川 谢晓军 王一博

(中海油研究总院 北京 100028)

南海演化经历了古南海形成与发育、新南海扩张与古南海消减、新南海快速沉降与萎缩等3个阶段，其主要地质事件是古南海与新南海边缘海构造旋回，控制了深水区烃源岩有序分布，使不同盆地类型具有不同的烃源岩特征。研究表明，边缘海构造旋回控制了南海深水区主力烃源岩发育时期和类型。南海北部被动大陆边缘盆地深水区发育3套烃源岩，在古南海消亡构造旋回影响下发育始新世断陷期的湖相烃源岩和早渐新世断拗期的海陆过渡相烃源岩，在新南海构造旋回影响下发育晚渐新世拗陷期的海相烃源岩；南沙地块漂移裂谷盆地受古南海构造旋回控制，发育始新世和渐新世断拗期陆源海相2套烃源岩；南海南部活动大陆边缘挤压盆地主要受新南海扩张影响，发育渐新统和中新统海陆过渡相和陆源海相3套烃源岩。

南海边缘海构造旋回；盆地类型；深水区；湖相烃源岩；海陆过渡相烃源岩；海相烃源岩

深水已成为当今世界油气勘探的热点和油气增储上产的重要领域[1-7]。南海油气资源丰富，在浅水区已发现一大批油气田及含油气构造(图1)，深水区勘探虽起步不久，也取得了重要突破。如2006年南海北部深水区珠江口盆地LW3-1-1井钻探获得重大发现，之后流花34-2和流花29-1两个商业性油气田相继被发现；2010年琼东南盆地深水区陵水22-1构造首次钻探获得天然气发现[8]。南海南部深水区在文莱沙巴盆地发现Kikeh油田，在巴拉望盆地深水区发现Malapaya气田、West Linapacan A等一批油气田。与浅水区比较，深水区勘探程度低，但经济门槛高，因此基础地质研究显得尤为重要，其中烃源岩研究至关重要。截至目前，前人对南海北部烃源岩的研究主要集中在坳陷带或盆地级别的烃源岩分布和特征描述，认为烃源岩的发育受多种因素控制，包括盆地破裂不整合面控制烃源岩发育时间、陆源有机质输入控制烃源岩潜力，盆地结构类型乃至张裂活动中的构造迁移控制烃源岩的形成、分布和规模等等[9-15]；对南海南部烃源岩的研究主要集中在对烃源岩发育的时代、岩性、沉积相带、地球化学特征等的描述[16-25]，缺乏对烃源岩发育及分布控制因素的系统分析。

图1 南海沉积盆地类型及油气田分布

构造控盆，盆控沉积，沉积控制烃源岩。南海构造演化最重大的事件是新南海与古南海两大边缘海构造旋回控制了南海盆地的形成、构造演化及沉积充填[26-32]，而烃源岩的形成和分布与沉积演化息息相关。为此，本文以南海边缘海构造旋回为指导，对南海深水区烃源岩特征进行了研究，研究结果对南海深水区盆地油气勘探具有重要的指导意义。

1 南海边缘海构造旋回

新生代以来，南海经历了古南海与新南海两大边缘海构造旋回，主要表现为古南海的向南消亡和新南海的南北向扩张(图2)。

中生代末，华南板块、印支板块和婆罗洲地块拼合形成统一的古南海陆块。晚白垩世—早始新世，古南海陆块解体；中—晚始新世，南海形成“两陆夹一海”的古构造格局(图2a、b、c)。

古南海北部为华南大陆及其南侧的被动大陆边缘，中部为古南海，南部为婆罗洲地块及其北侧的被动大陆边缘。其中，古南海北部包括现今的北部大陆边缘、西部大陆边缘、中部造山带和南沙地块，北部大陆边缘发育北部湾、珠江口、琼东南、台西南等盆地，受拉张作用发育一系列北东—北北东向小型裂谷；南沙地块发育礼乐、北康、南薇西、巴拉望盆地，受拉张作用形成北东—北东东向海相裂谷带；西部大陆边缘发育莺歌海、中建南、万安盆地，该时期可能是中部造山带的西段，处于剥蚀阶段；南部的曾母和文莱-沙巴盆地始新统为被动大陆边缘深水环境，可见复理石沉积。

始新世以后，受地幔柱作用，新南海在早期中部造山带基础上裂陷、扩张，古南海向南俯冲消减，南海呈现“三陆夹两海”的古构造格局(图2d、e)。新南海呈南北向扩张，走向东西向的若干磁条带揭示洋壳扩张自32 Ma开始并持续到16.5 Ma，相当于渐新世—早中新世。由于新南海扩张，古南海洋壳向婆罗洲地块之下俯冲，古南海洋盆逐渐消减。受新南海扩张和古南海消亡的影响，渐新世早期南海北部大陆边缘盆地拉伸作用进一步发展并得到了加强，盆地进一步裂离、持续断陷与扩展，新南海扩张早期众多中—小型断陷进一步复合、联合成为大—中型断陷、断坳或者坳陷，新南海扩张晚期发生区域性热沉降，早—中中新世形成大型坳陷；南沙地块与北部大陆边缘分离并向南漂移，位于古南海的北侧、新南海的南侧，漂移过程中物源补给缺乏，进入区域沉降阶段，中中新世新南海扩张处于停滞状态，南沙地块与婆罗洲地块碰撞停止漂移，古南海洋壳自西向东向婆罗洲之下俯冲消亡；南海西部大陆边缘平行于扩张轴方向，处于北西向拉伸作用背景之下，形成北东向断坳型盆地，发育大规模铲式正断层，此外在边缘海构造旋回影响之下还受到印支地块向东挤出和逃逸的影响，形成剪切断裂转换带，发育大型走滑断裂；南海东部大陆边缘于新南海消减阶段形成，受菲律宾岛弧带向西仰冲、新南海洋壳向东俯冲共同控制，属于增生楔背景下形成的盆地，发育半深海沉积；南部大陆边缘由于古南海洋盆向婆罗洲之下俯冲消减，婆罗洲北部形成褶皱逆冲带，地层遭受多期挤压而隆升，婆罗洲北缘形成挤压型前陆盆地或弧前盆地，随着婆罗洲持续隆升，河流携带大量沉积物向盆地进积，在曾母和文莱-沙巴盆地南部形成大型三角洲[33-38]。

注：1-莺歌海盆地；2-北部湾盆地；3-珠江口盆地；4-琼东南盆地；5-台西盆地6-台西南盆地；7-南薇西盆地；8-北康盆地；9-礼乐盆地；10-巴拉望盆地；11-中建南盆地；12-湄公盆地；13-万安盆地；14-曾母盆地；15-文莱-沙巴盆地；16-南沙海槽盆地；17-双峰盆地；18-笔架南盆地。

图2 南海边缘海构造旋回与烃源岩分布

Fig .2 Tectonic cycles of marginal sea and distribution of source rocks in South China Sea

中中新世以来，新南海南北向扩张处于停滞状态，古南海消亡，南海总体进入热收缩与稳定沉降阶段，呈现“两陆夹一海”的构造新格局(图2f)。新南海北部和西部盆地转换为坳陷充填格局，盆地出现联合迹象，总体上以披覆式沉积为特点，河流携带大量碎屑物质在入海处形成巨厚沉积。新南海东部受菲律宾岛弧仰冲以及新南海洋壳岩石圈向东俯冲的共同作用，形成俯冲边缘。南沙地块与婆罗洲地块碰撞停止漂移，与古南海南部大陆边缘相邻。南部大陆边缘挤压冲断作用与三角洲沉积作用交织进行，相邻陆地上的河流自陆地向陆架和陆坡区携带大量碎屑物质，持续形成大型三角洲。

综上所述，在边缘海构造旋回的控制下，分布在南海大陆边缘上的沉积盆地的不同区域具有不同的构造响应特征，表现为“北部拉张、南部挤压、南沙裂离、东部挤压、西部走滑”的构造动力学特征，致使不同大陆边缘表现的盆地性质不同。北部大陆边缘主要呈拉伸性质，南沙地块呈陆块裂离漂移性质，南部和东部大陆边缘呈挤压性质，西部大陆边缘呈剪切拉张性质。在这种复杂构造应力场下，南海深水区发育5类盆地，北部大陆边缘发育被动陆缘裂谷盆地，南沙地块发育漂移裂谷盆地，南部大陆边缘发育挤压盆地，西部大陆边缘发育剪切拉张盆地，东部发育增生楔型盆地(图1、3)，不同类型的盆地具有不同的烃源岩特征。

图3 南海不同类型盆地地震、地质剖面(剖面位置见图1)

2 边缘海构造旋回控制南海北部陆缘盆地烃源岩发育

晚白垩世末期，由于古太平洋板块俯冲后撤，导致古南海北部陆缘由主动边缘转换成被动边缘，应力场由挤压转为伸展，此时古南海开始向南俯冲。新生代，受边缘海构造旋回控制，始新世和渐新世南海北部陆缘盆地发育3套烃源岩：始新世，由于古南海向南俯冲，其北部陆缘在伸展应力作用下，形成一系列陆内裂陷，同时，受中部造山带的分隔，海水没有进入到造山带的北侧，这一时期在其北侧发育一套湖相烃源岩(图2b)；早渐新世，由于古南海持续向南俯冲消亡，其北部陆缘处于拉张环境，中部造山带逐渐塌陷和剥蚀，其北部发育一套海陆过渡相煤系烃源岩(图2c)；晚渐新世，由于新南海的打开，在新南海北部形成了一套海相烃源岩[39]。

2.1 南海北部深水区始新统湖相烃源岩

形成于古南海活动期的始新统烃源岩分布在古南海北部被动大陆边缘的陆内断陷，主要发育半深—深湖相泥岩，目前已在珠江口盆地深水区的白云凹陷钻遇，预测在琼东南盆地也有发育。

2.1.1 沉积特征

始新世，古南海北部陆缘盆地受北西—南东向为主的拉张作用，产生了一系列北东—北东东向断陷，控凹边界断层活动强烈，各个凹陷相互不连通，为湖相沉积，发育扇三角洲—三角洲—滨浅湖—半深湖—深湖沉积体系。南海北部浅水区以河流、三角洲、扇三角洲相沉积为主。南海北部深水区主要包括珠江口盆地珠二坳陷和琼东南盆地中央坳陷带，东部的珠江口盆地以白云凹陷为沉积中心，西部的琼东南盆地以乐东-陵水凹陷、松南-宝岛凹陷和长昌凹陷为沉积中心，以滨浅湖沉积为主，扇体近源堆积。凹陷周缘隆起提供小规模物源，在斜坡下方或盆缘断层根部发育扇三角洲和三角洲；凹陷水体较深部位物源供给不充足，沉积了较厚的泥岩层，发育半深湖—深湖沉积(图4a)。

图4 南海北部深水盆地始新统和渐新统沉积相

2.1.2 烃源岩地球化学特征

珠江口盆地深水区珠二坳陷白云凹陷LW4-1-1井在井深3 190～3 240 m获得浮游藻类含量占绝对优势的微体植物化石组合，所见组合中浮游藻类均为河湖相，含量最高约为90.7%(图5)，其中盘星藻含量最高，其次是粒面球藻和光面球藻，零星见葡萄藻和刺面球藻[40]。该藻类组合与珠江口盆地浅水区始新统湖相地层具有相似性，由此证实珠二坳陷深水区存在始新统湖相烃源岩。LW4-1-1井始新统文昌组湖相烃源岩有机质类型主要为Ⅱ1型(图6a)，具有较高的有机质丰度，TOC值为1.11%～1.33 %，平均1.22%，S1+S2值为5.53～7.51 mg/g，平均6.48 mg/g，IH值为384.8～500.9 mg/g，Pr/Ph值为1.4～1.7，表明沉积水体为弱还原环境，有利于有机质保存。按照烃源岩评价标准，白云凹陷LW4-1-1井始新统湖相烃源岩属于好烃源岩(图7a)。

琼东南盆地深水区目前尚未钻遇始新统。琼东南盆地浅水区北部坳陷钻井获得的原油具有与南海北部深水区始新统湖相原油相似的原油组成和地球化学特征，表现为高蜡低硫的陆相原油，同时检测出较为丰富的C304-甲基甾烷，推测琼东南盆地深水区的中央坳陷存在始新统湖相烃源岩[41]，并具有一定的生烃潜力。

图5 珠江口盆地白云凹陷LW4-1-1井微体植物化石浓度

图6 南海北部盆地深水区烃源岩有机质类型

图7 南海北部深水区始新统和渐新统烃源岩TOC与S1+S2交会图

2.2 南海北部深水区下渐新统海陆过渡相煤系烃源岩

下渐新统海陆过渡相烃源岩形成于新南海扩张前的断拗阶段，当时新南海的古地理格局是一个东西向的窄长形海湾，其北部沉积盆地由始新世的湖相转变为早渐新世的海陆过渡相和海相，发育三角洲煤系烃源岩和海相烃源岩。

2.2.1 沉积特征

早渐新世，南海北部陆缘盆地拉伸作用进一步加强，中—小型断陷联合成为大—中型断陷或断坳，沉积范围扩大，沉积环境由始新世的湖相转变为渐新世的海陆过渡相和海相，发育河流—扇三角洲—三角洲—潮坪—泻湖—滨浅海沉积体系(图4b)。

珠江口盆地下渐新统对应恩平组。早渐新世浅水区珠一坳陷和珠三坳陷河流相沉积发育，物源补给充足，地势趋于平缓。早期湖盆开始萎缩，形成大面积河流相沉积；局部发育小规模扇三角洲、三角洲；在低洼地区，水体滞留，发育河流沼泽沉积。珠二坳陷以滨浅海沉积为主，浅海沉积主要分布在白云-荔湾凹陷和开平-顺德凹陷，在凹陷周缘发育大型三角洲和扇三角洲。以珠二坳陷白云凹陷为例，早渐新世断裂活动减弱，热沉降作用逐渐加强，表现为断坳特征，沉积环境为三角洲—半封闭海湾，物源主要位于北部缓坡带、西南断裂带和南部隆起东段。在北部缓坡带和南部隆起东段的缓坡发育大型三角洲，在南部隆起东段的陡坡发育扇三角洲，其中北坡三角洲面积达5 000 km2，多期三角洲相互叠置，覆盖了白云凹陷大部分区域，凹陷东南部与洋盆相通，整体属于海陆过渡环境[42]。

琼东南盆地下渐新统对应崖城组。早渐新世晚期盆地发生海侵，形成南北两侧水浅、中部水深、由盆地内隆起带分隔的古海湾沉积环境，发育扇三角洲—三角洲—潮坪—泻湖—滨浅海体系。潮坪和泻湖沉积分布在盆地缓坡区，一般沿盆地或盆内凸起区边缘分布；滨海相分布于盆地边缘及古岛周围；浅海相分布于潮坪之下水深加大方向或小凹陷的中部，主要分布在乐东-陵水凹陷、松南-宝岛凹陷、北礁凹陷和长昌凹陷；扇三角洲和三角洲主要分布于盆地北部边缘和盆内凸起周缘。由于沉积时地势平缓，滨海相多以潮汐作用为主，含较多的沼泽、泻湖和潮坪沉积，亦可形成含煤层系。

2.2.2 烃源岩地球化学特征

珠江口盆地珠二坳陷白云凹陷孢粉资料显示恩平组沉积时期处于湿润的南亚热带常绿落叶阔叶林区，植物繁茂，有利于煤的形成。白云凹陷LH29-2-1井揭示的恩平组藻类占孢藻总量的50%～60%，孢藻在有机质组成中含量较少，藻类中的90%为海相沟鞭藻，河湖相藻类不发育，表明白云凹陷恩平组为海相沉积(图8)。因此，恩平组烃源岩分为海陆过渡相煤系和浅海相泥岩，前者主要分布于凹陷边缘，后者分布于凹陷洼槽部位。恩平组海陆过渡相有机质类型主要为Ⅱ2型，部分为Ⅲ和Ⅱ1型(图6b)。从有机质组成上看，南海北部海陆过渡相烃源岩中无定形有机质含量普遍较低，而镜质组和惰质组含量较高，珠二坳陷恩平组海陆过渡相烃源岩镜质组和惰质组平均含量为64.56%，无定形体平均含量为29.29%，说明恩平组海陆过渡相烃源岩有机质以陆生高等植物来源为主。珠二坳陷恩平组煤的有机碳含量高，TOC值平均为58.76%，S1+S2值平均为186.34 mg/g，处于成熟阶段，主要属于好烃源岩。煤系烃源岩的发育与三角洲密切相关，如白云凹陷PY33-1-1井恩平组为三角洲沉积，发育多层煤、碳质泥岩和暗色泥岩，累计钻遇23 m厚的煤[43]，煤系烃源岩具有较高的有机质丰度，TOC值普遍大于1.0%，最高为61.4%；S1+S2值普遍大于2 mg/g，最高为213.86 mg/g。

图8 珠江口盆地白云凹陷LH29-2-1井孢粉和藻类组成

琼东南盆地浅水区有很多井钻遇崖城组，普遍见煤层[44]；深水区LS33-1-1和YL19-1-1井崖城组也见含煤沉积。崖城组海陆过渡相烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅲ型(图6c)。从有机质组成上看，崖城组镜质组和惰质组平均含量为83.8%，无定形体平均含量为3.2%，有机质主要来源于陆生高等植物。崖城组煤的烃源岩有机碳含量高，TOC值平均为55.4%，煤的热解生烃潜量偏低，S1+S2值平均为93.47 mg/g，属于中等—好烃源岩。崖城组既发育煤层，也发育碳质泥岩和高有机质丰度泥岩，其中YC13-1-2井崖城组煤系烃源岩TOC值普遍大于1%，最高为47.59%；S1+S2值普遍大于2 mg/g，最高为142.76 mg/g。

2.3 南海北部深水区上渐新统陆源海相烃源岩

晚渐新世，新南海南北向持续扩张，洋壳形成并持续增生，南海显著加宽，北部沉积盆地均处于海相沉积环境，发育海相烃源岩。

2.3.1 沉积特征

晚渐新世，新南海持续扩张，南海北部边缘已属于较宽阔的边缘海被动大陆边缘，深水区主要坳陷或凹陷从断坳向坳陷过渡，沉积范围进一步扩大，海水由南向北侵入，水体变深，处于海相沉积环境，主要发育海岸平原—扇三角洲—三角洲—滨浅海—半深海沉积体系(图4c)。

珠江口盆地上渐新统对应珠海组，自北向南依次发育海岸平原—三角洲—滨浅海—半深海沉积体系。北部主要发育2个大型三角洲，分别为古珠江三角洲和古韩江浅水三角洲，古珠江三角洲分布面积广，由珠一坳陷西江凹陷和惠州凹陷一直延伸到珠二坳陷白云凹陷，古韩江浅水三角洲分布在韩江凹陷，浅海相主要分布在顺德-开平凹陷和白云-荔湾凹陷，半深海沉积主要分布在白云-荔湾凹陷深洼。

琼东南盆地上渐新统对应陵水组，主要发育扇三角洲—滨浅海—半深海沉积体系。滨海相成条带状分布于盆地南、北部边缘，浅海相分布广泛(在盆地中部各凹陷均有分布)，半深海沉积主要分布在长昌凹陷、松南-宝岛凹陷、北礁凹陷和乐东-陵水凹陷深洼，扇三角洲主要在盆地北部边缘控凹断层的下降盘近源堆积。

2.3.2 烃源岩地球化学特征

珠江口盆地珠二坳陷珠海组和琼东南盆地陵水组均含有钙质超微化石，并存在海相沟鞭藻高含量带，表现出典型的海相沉积特征，具备发育海相烃源岩的条件。深水区海相烃源岩有机质主要来源于陆生高等植物，盆地或凹陷边缘发育的海相烃源岩有机质丰度较高，而盆地或凹陷沉积中心发育的海相烃源岩有机质丰度较低。珠二坳陷珠海组海相烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅲ型(图6d)，有机质丰度较高，TOC值平均为1.08%，S1+S2值平均为2.2 mg/g，属于中等—好烃源岩(图7b)。从珠二坳陷白云凹陷LW3-1-1井珠海组海相烃源岩的有机质组成看，藻类的贡献比例普遍小于10%，而主要来源于高等植物的煤质、木质、角质和壳质的比例普遍大于90%；从生物标志化合物组成看，珠海组海相烃源岩中奥利烷含量较高，奥利烷是一种典型的被子植物来源的标志，它主要存在于富含陆生高等植物有机质的烃源岩中[43]。

琼东南盆地深水区陵水组海相烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅲ型(图6e)，TOC值平均为0.71%，属于中等烃源岩，少数为好烃源岩(图7c)。从有机质组成看，深水区LS33-1-1井来源于高等植物的煤质、木质和壳质含量丰富，三者之和普遍大于90%，孢质和无定形有机质含量很低；从生物标志化合物组成看，含有丰富的奥利烷，表明有机质主要来源于陆生高等植物。

由上述分析可知，南海北部海相烃源岩有机质主要来源于高等植物，藻类等水生低等生物的贡献较小。陆生高等植物有机质的输入量对海相烃源岩的形成具有重要影响：距岸较近的海相环境中，陆生高等植物有机质来源较为丰富，海相烃源岩有机质丰度较高；随着离岸距离增大，沉积水体深度加大，陆生高等植物有机质的供给减少，海相烃源岩有机质丰度降低。

目前，从南海北部深水盆地油气分析结果看，琼东南盆地崖城13-1气田的油气主要来源于崖城组海陆过渡相烃源岩，珠江口盆地白云凹陷的油气主要来源于恩平组海陆过渡相烃源岩，珠江口盆地和琼东南盆地深水区很少发现裂陷早期湖相烃源岩对油气的贡献，因此，海陆过渡相和海相烃源岩是南海北部深水区主要烃源岩[45-47]，湖相烃源岩是南海北部深水区潜在烃源岩。

3 边缘海构造旋回控制南沙裂离盆地烃源岩发育

南沙裂离盆地烃源岩主要形成于始新世—早渐新世，该时期南沙地块上盆地仍处于古南海北部大陆边缘，受古南海消亡构造旋回的控制，盆地原型主要为断坳型，处于海相沉积环境，发育一套海陆过渡—海相烃源岩(图2b、c)。

3.1 沉积特征

南沙地块上的盆地从晚白垩世至始新世为海相沉积。古新世—早渐新世，新南海洋壳形成并扩张前，南沙地块位于古南海北部大陆边缘，靠近华南大陆南缘[48-52]，接受华南大陆提供的物源，陆源有机质来源较为丰富；晚渐新世—中中新世，新南海开始扩张，南沙地块与北部陆缘分离并向南漂移，远离物源，陆源有机质的供给较少；晚中新世—现今，南海扩张停止，南沙地块与加里曼丹岛碰撞停止漂移。

以礼乐盆地为例，从古生物资料看，古新世—始新世古生物化石主要为沟鞭藻、钙质超微和有孔虫；从自生矿物看，古新统—渐新统含有绿泥石、海绿石和黄铁矿，均证实礼乐盆地新生界为海相沉积。

新南海扩张前，礼乐盆地与华南大陆相连，近物源区，陆源有机质来源较为丰富，有利于烃源岩的发育。古新世—中始新世，礼乐盆地主要发育三角洲—扇三角洲—水下扇—滨海—内浅海—外浅海沉积体系，物源来自西北侧，滨海相主要发育于盆地及古隆起边部，内浅海相在盆地内广泛发育，外浅海相主要分布在盆地中部以及南部局部地区，盆地内扇体发育，三角洲、扇三角洲成朵叶状分布在古隆起和火山的周缘，向盆地内部延伸(图9)。晚始新世，礼乐盆地主要发育扇三角洲—水下扇—滨海—内浅海沉积体系，水体范围扩大、水体变浅，以滨海和内浅海为主，盆地内部中央隆起和北部隆起范围减小，扇体规模变小。早渐新世，礼乐盆地主要发育扇三角洲—水下扇—滨海—内浅海沉积体系，水体分布范围更大，以滨海相和内浅海相为主，古隆起范围缩小，盆地内部中央隆起和北部隆起基本消失，扇体规模变小。

图9 礼乐盆地古新统—中始新统沉积相

3.2 烃源岩地球化学特征

礼乐盆地始新统和渐新统海相烃源岩有机质以Ⅲ型为主，少数为Ⅱ2型(图10)，TOC值为0.14%～3.53%，一般为0.5%左右，少数大于1.0%；S1+S2值普遍较低，大多数样品小于1.0 mg/g，部分大于2.0 mg/g。始新统少数样品为好烃源岩，多数样品为差烃源岩；渐新统个别样品为好烃源岩，多数为差烃源岩(图11)。从有机质组成看，高等植物来源的镜质组和惰质组较为丰富，腐泥组含量较低；从甾萜烷分布图看， C27、C29都大于C28(图12)，表明生源母质具有陆生高等植物和水生低等生物的贡献，主要来源于陆生高等植物。始新统礼乐盆地沉积中心主要位于北1凹陷(图9)，其为盆地内规模最大的凹陷，面积约为1.7万km2，始新统最厚约为3 000 m。北1凹陷始新统发育的大型三角洲、扇三角洲提供丰富陆源有机质，是主要烃源岩发育区；凹陷中心浅海相泥岩为次要烃源岩发育区。始新统三角洲沉积中可见褐煤和碳质碎屑，且有机碳含量高，表明始新统烃源岩发育与三角洲沉积密切相关。

图10 礼乐盆地烃源岩有机质类型

图11 礼乐盆地烃源岩TOC与S1+S2交会图

图12 礼乐盆地始新统甾萜烷分布

4 边缘海构造旋回控制南部挤压盆地烃源岩发育

受古南海俯冲消亡和新南海扩张作用，自渐新世以来，古南海向婆罗洲地块俯冲消减，在后者北部形成由南向北的褶皱逆冲带，逆冲带发生褶皱变形和浅变质作用。随着新南海的打开，南沙地块向婆罗洲地块俯冲消减导致后者持续隆升，大量物源向北搬运[37-38]，导致南海南部前陆盆地在渐新世和中新世形成2套烃源岩，分别是渐新统和中新统三角洲煤系和海相烃源岩(图2c、d、e、f)。

4.1 沉积特征

渐新世—早中新世，曾母盆地发育河流—三角洲—海岸平原—滨浅海沉积；物源主要来自盆地西南侧，2个大型三角洲从西南向东北方向进积，三角洲规模逐渐变大，主要分布于盆地南侧与西南侧，海岸平原主要分布于盆地南侧和西侧，其余大部分区域为滨浅海相(图13)。中中新世，新南海扩张停止，盆地南部不再受碰撞挤压作用[53-54]，主要发育三角洲—滨浅海—半深海—碳酸盐岩台地沉积。晚中新世—第四纪，盆地进入拗陷沉降阶段，发育三角洲—滨浅海—半深海—碳酸盐岩台地沉积。

图13 曾母盆地渐新统和下中新统沉积相

文莱-沙巴盆地基底为已经褶皱变形的上渐新统—下中新统三角洲平原—深水页岩地层[24-25]，在沙巴及沙捞越地区的野外露头可见上古新统—下始新统板岩、亚千枚岩和石英脉，中—上始新统深水砂岩和泥岩以及上始新统—上渐新统深水砂岩和泥岩；沉积盖层为下中新统—第四系，从南向北发育海岸平原—三角洲—滨浅海—半深海沉积体系。文莱-沙巴盆地烃源岩发育于渐新统—中中新统，由于南沙地块与婆罗洲地块的碰撞，渐新统普遍发生褶皱变质，烃源岩对该区油气的贡献较小，主要烃源岩为中新统[55]。

4.2 烃源岩地球化学特征

曾母盆地主力烃源岩为渐新统和下中新统三角洲煤系和陆源海相烃源岩(图14)。其中煤系烃源岩主要是煤、碳质泥岩和泥岩，发育于盆地南部近岸三角洲沉积区；陆源海相烃源岩主要是泥岩，发育于盆地北部滨浅海环境。煤系烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅲ型，陆源海相烃源岩主要为Ⅲ型(图15)。煤系烃源岩中煤和碳质泥岩TOC值一般大于6%；S1+S2值为8.03～291.00 mg/g，具有较大的生烃潜力；陆源海相烃源岩TOC值为0.3%～5.5%，平均为1.4%；S1+S2值普遍小于10 mg/g，绝大多数样品小于2 mg/g。曾母盆地有机质组成中镜质组含量大于50%，壳质组含量大于30%，含有少量的惰质组，其中壳质组以树脂体和碎屑壳质体占优势，普遍不含藻质体，镜质组、树脂体、碎屑壳质体和惰质组等显微组分主要来源于陆生高等植物；此外，较高的C24四环萜烷、C29甾烷优势、中—高含量的双杜松烷和适中的奥利烷，也表明有机质主要来源于陆生高等植物。曾母盆地烃源岩发育受沉积相带的控制，从三角洲平原到滨浅海，有机质丰度逐渐降低、有机质类型逐渐变差：三角洲平原发育的煤系烃源岩有机质类型为Ⅱ2和Ⅲ型，有机质丰度高；三角洲前缘发育的煤系烃源岩有机质类型以Ⅲ型为主，有机质丰度中等—高；海相烃源岩有机质类型为Ⅲ型，有机质丰度中等。

图14 曾母盆地烃源岩TOC与S1+S2交会图

图15 曾母盆地烃源岩有机质类型

文莱-沙巴盆地中新统烃源岩与曾母盆地类似，发育煤系和陆源海相烃源岩，有机质类型为Ⅱ2—Ⅲ型，少数为Ⅱ1型；泥岩样品TOC值为0.13%～5.87%，平均1.33%。从有机质组成看，均以高等植物来源的镜质组和惰质组为主，水生藻类的贡献较少，生物标志化合物具有较高的Pr/Ph值(平均为5.8)；含有较丰富的奥利烷和双杜松烷，C24四环萜烷含量高，升藿烷含量低，规则甾烷C29远大于C27，表明文莱-沙巴盆地有机质以陆生高等植物来源为主，沉积环境偏氧化。从滨岸平原到半深海，有机质丰度降低、有机质类型变差，近岸区烃源岩的质量优于远岸区。

5 结论

在边缘海构造旋回控制下，南海不同区域形成不同类型的烃源岩，深水区烃源岩呈有序分布。南海北部大陆边缘裂谷盆地深水区发育3套烃源岩，分别为始新世断陷期形成的湖相烃源岩、早渐新世断拗期形成的海陆过渡相煤系烃源岩、晚渐新世拗陷期形成的海相烃源岩；南沙地块漂移裂谷盆地经历了晚白垩世—早渐新世的漂移前、晚渐新世—中中新世的漂移期和晚中新世—现今的漂移后等3期区域演化，发育2套烃源岩，分别为始新世和渐新世断拗期陆源海相烃源岩；古南海南部大陆边缘挤压盆地由于古南海向婆罗洲地块俯冲，后者持续隆升，为南部大陆边缘盆地巨型三角洲的形成提供大量物源，盆地内发育2套烃源岩，分别为渐新统和中新统海陆过渡相煤系和陆源海相烃源岩。南海深水区湖相烃源岩有机质主要来源于藻类，海陆过渡相煤系和陆源海相烃源岩有机质主要来源于陆生高等植物，其形成与河流—三角洲和海岸平原等有利于陆生高等植物发育的环境密切相关，从近岸地区到远岸地区，陆生高等植物供应量减少，有机质丰度减小、有机质类型变差。

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(编辑：张喜林)

Tectonic cycle of marginal sea controls the ordered distribution of source rocks of deep water areas in South China Sea

Zhang Gongcheng Li Youchuan Xie Xiaojun Wang Yibo

(CNOOCResearchInstitute,Beijing100028,China)

The evolution of South China Sea(SCS) includes three phases: formation and development of Proto-SCS，expansion of Neo-SCS and subduction of Proto-SCS, subsidence and shrink of Neo-SCS. The tectonic cycle of the marginal sea of Proto-SCS and Neo-SCS are the major geological events，which controls the ordered distribution of source rocks in deep water areas，different basin types have different characteristics of source rocks. Studies show that the tectonic cycle of marginal sea controls the forming time and type of major source rocks in deep water areas. There are three sets of source rocks developed in deep water areas of the northern continental margin in SCS，the tectonic cycle of Proto-SCS influences lacustrine source rocks formed in the rift period of the Eocene and transitional source rocks formed in the rift-subsiding period of the early Oligocene，the tectonic cycle of Neo-SCS influences marine facies source rocks formed in the depression period of the late Oligocene. Drifting rift basin of Nansha block, controlled by tectonic cycle of Proto-SCS, develops terrestrial marine source rocks in the Eocene and Oligocene. The southern compressional basin on active continental margin, controlled by tectonic cycle of Neo-SCS, develops transitional source rocks and terrestrial marine source rocks in Oligocene and Miocene.

tectonic cycle of marginal sea in South China Sea; basin type; deep water area; lacustrine source rock; transitional source rock; marine source rock

*国家重点基础研究发展计划(973计划)“南海深水盆地油气资源形成与分布基础性研究(编号：2009CB219400)”、 “十一五”、“十二五”国家科技重大专项“近海大中型油气田形成条件及勘探技术(编号：2008ZX05023、2011ZX05023)、海洋深水区油气勘探关键技术(编号:2008ZX05025、2011ZX05025)”、国家自然科学基金重大研究计划“南海深海地质演变对油气资源的控制作用(编号：91528303)”部分研究成果。

张功成，男，教授级高级工程师，现任中国海洋石油总公司专家、中海油研究总院勘探研究院副院长，长期从事石油地质综合研究工作,现主要从事海洋油气地质研究与管理工作。E-mail：zhanggch@cnooc.com.cn。

1673-1506(2016)02-0023-14

10.11935/j.issn.1673-1506.2016.02.003

TE121；P618.130.2

A

2015-12-07 改回日期：2016-01-25

张功成,李友川,谢晓军，等.南海边缘海构造旋回控制深水区烃源岩有序分布[J].中国海上油气，2016,28(2)：23-36.

Zhang Gongcheng,Li Youchuan,Xie Xiaojun,et al.Tectonic cycle of marginal sea controls the ordered distribution of source rocks of deep water areas in South China Sea[J].China Offshore Oil and Gas,2016,28(2):23-36.