三水盆地古近系构造演化与层序地层特征

唐鑫萍

（中国石油大港油田公司勘探开发研究院，天津300280）

层序地层学在地震地层学基础上发展而来，它研究的是有成因联系的、具旋回性年代地层格架内的、以侵蚀面或无沉积作用面为界的岩石关系[1]。前人通过大量的研究，形成了适用于中国陆相含油气盆地的层序地层研究方法，一是在大量盆地演化研究的基础上，将盆地旋回作为划分二级层序的重要依据[2]；二是充分考虑陆相盆地构造演化的复杂性，总结了盆地旋回内部次级构造旋回与三级层序的响应关系；三是与各个油田勘探开发实践相结合，成功地在层序格架内寻找了有利的生储盖组合[3]。

三水盆地自20世纪60年代开始勘探以来，取得很多油气勘探的进展，发现了常规砂岩油气、致密油气、页岩油气等多个勘探开发领域[4-6]。目前该区层序地层研究还比较少，一定程度上制约了研究人员对于盆地构造—沉积演化的认识。因此，本文在前人研究的基础上，开展构造演化与层序地层专项研究。

1 地质背景

三水盆地处于广东省中部，北起清远市，南至佛山市，西抵肇庆市，东至广州市，面积为3375km2。盆地构造位置处于华南大陆南缘，形成于晚白垩世华南大陆的伸展作用与破裂作用[7-8]。在古生界—中生界海相碳酸盐岩基底之上，盆地沉积了白垩系—古近系陆相地层（图1）。古近系布心组发育优质的暗色泥岩烃源岩，是整个盆地主要的油气来源，使得古近系成为盆地油气地质研究的重点层系。

2 构造演化特征

受太平洋板块、欧亚板块在中生代以来多期次的复杂构造演化的影响，三水盆地先后经历了燕山期—喜山期以来的左旋压扭、右旋张扭和右旋走滑—伸展等3个构造幕次，分别形成了裂陷早期、裂陷中期、裂陷晚期等3个盆地演化阶段。白垩纪处于裂陷早期阶段；古近纪处于裂陷中期与裂陷晚期，其沉积地层记录了盆地扩张到最后萎缩的过程。

在构造背景分析基础上，采用平衡剖面解析的方法，划分了古近纪成盆阶段（图2）。其中裂陷中期可分为稳定断坳、断陷扩张、坳陷收缩3个成盆阶段，裂陷晚期对应坳陷萎缩1个成盆阶段。

（1）稳定断坳（布心组一段沉积时期）。经历白垩纪的裂陷早期阶段后，盆地区域构造运动以负向运动为主，进入稳定下沉阶段。随着基底的沉降，到布心组一段沉积晚期，原盆地南北两个坳陷已连通（图2）。

（2）断陷扩张（布心组二段—布心组三段沉积时期）。布心组二段沉积时期，盆地沉降幅度最大，沉积范围最大，是盆地发育的最强盛时期，发育半深—深湖相暗色泥岩。

到布心组三段沉积时，由于喜山运动一幕的影响，地层局部抬升。有局部的剥蚀和不整合现象，水体变浅，主要为浅湖相的沉积。

（3）坳陷收缩（西布组沉积时期）。西布组基本继承了布心组三段的沉积特征，没有太大的构造变动。但由于盆地受张扭作用，形成走滑断裂系，使得断层上升盘沉积薄，下降盘沉积厚。

（4）坳陷萎缩（华涌组沉积时期）。华涌组沉积时期是三水盆地发展演化的晚期，褶皱运动频繁，派生的断层急剧增多。期间火山活动频繁，以上升运动占优势，地层剥蚀作用严重。

图2 三水盆地SW-NE向平衡剖面分析图

华涌组沉积之后，三水盆地随广东陆地大幅隆起，盆地没有接受新近系沉积。之后，在第四纪沉积了20～50m的粘土、砂砾层。

3 古近系层序地层

鉴于盆地演化对于地层沉积的宏观控制作用，依据3个构造幕次形成的3个盆地演化阶段，将三水盆地白垩—古近地层划分为3个二级层序。其中古近系地层发育2 个二级层序：分别是盆地裂陷中期形成的TSQ1，形成了布心组—西布组地层；盆地裂陷晚期形成的TSQ2，形成了华涌组地层。

本次研究采用经典层序地层学理论为划分依据，将层序进行三分：即分为低水位体系域（LST）、湖扩体系域（EST）、高水位体系域（HST）[1]。LST 多为加积式准层序组，测井响应特征表现为箱形—钟形复合形；EST多为退积式准层序组，其测井曲线比较平直，以泥岩为主；LST多为进积式准层序组，自然伽马曲线多呈漏斗形。河流相沉积一般属于高水位体系域（HST）沉积。

在构造演化与成盆阶段划分的基础上，结合沉积旋回、岩相旋回、测井曲线特征，将三水盆地古近系地层从下至上分为四个三级层序。SQ1 对应布心组一段—布心组二段；SQ2对应布三段—西布组一段，SQ3对应西布组二段；SQ4对应华涌组（图3）。

图3 三水盆地古近系层序地层划分柱状图

（1）SQ1（布心组一段—布心组二段）。在右旋张扭应力作用下，该时期处于裂陷中期，对应稳定断坳成盆阶段、断陷扩张成盆阶段的早期。其水体较深，发育了大套的暗色泥岩，夹薄层的粉砂岩、泥质粉砂岩等，主要为半深湖、深湖的沉积环境，沉积了三水盆地主要的烃源岩。

布心组一段为LST。从布心组一段底部的滨湖—河流沉积开始，发育浅灰、浅棕色砾岩、砂砾岩，夹紫红色粉砂质泥岩。向上为布心组一段中上部的浅湖、局部半封闭咸化湖的沉积，为一套杂色粉砂岩、粉砂质泥岩，局部含泥灰岩、藻屑灰岩及膏泥岩等，常见石膏薄层和团块。

布心组二段中下部为EST，布心组二段顶部为HST。整个布心组二段为一套半深湖相暗色沉积，为灰黑色泥岩，夹少量粉砂岩。边缘地带有较多碳酸盐滩坪环境的碳酸盐岩。

（2）SQ2（布三段—西布组一段）。在右旋张扭应力持续作用下，该时期处于裂陷中期的断陷扩张成盆阶段的中后期、以及坳陷收缩阶段的早期。

布三段下部为LST，布三段中部—上部为EST；布心组三段为一套以三角洲—浅湖沉积为主的深灰色泥岩夹灰色泥质粉砂岩、细砂岩，该段上部发育含膏泥岩，局部为膏盐、岩盐层。

西布组一段为HST，西布组一段是一套由滨湖过渡至三角洲、乃至局部河流环境的砂泥岩沉积。主要为灰白色、紫灰色砂岩与棕色灰质泥岩、粉砂质泥岩互层。

SQ1与SQ2组成了三水盆地最完整的粗—细—粗的沉积旋回，赋存了盆地内最主要的生储盖组合。即布心组一段—布心组二段作为生油岩、布三段下部作为储层、布三中上部作为盖层。

（3）SQ3（西布组二段）。该时期处于裂陷中期的晚期、亦是坳陷收缩成盆阶段的晚期。湖盆逐渐萎缩，发育HST 的河流相相沉积。西布组二段为河流相灰白色砾岩，含砾砂岩、砂岩、棕色粉砂岩、泥岩，少量深灰色泥岩所组成。

（4）SQ4（华涌组）。该时期处于裂陷晚期，对应成盆阶段的坳陷萎缩期。湖盆完全被填平，演化成河流—火山沉积体系。发育HST 的河流相沉积。以粗碎屑沉积为特征，主要为灰白或棕色砾岩、砂砾岩、含砾粗砂岩，夹杂色泥岩。内部发育多套火山岩。火山间歇喷发的河流环境沉积反映湖盆发展晚期。

4 结论

研究取得了以下几点结论：

（1）三水盆地古近纪经历了右旋张扭和右旋走滑—伸展2 个构造幕次，形成了裂陷中期、裂陷晚期2个裂陷期次，分别形成了裂陷中期的TSQ1、裂陷晚期的TSQ2两个二级层序。

（2）古近纪分为稳定断坳、断陷扩张、坳陷收缩、坳陷萎缩4个成盆阶段，结合沉积旋回、岩相旋回，将三水盆地古近系地层从下至上分为4个三级层序；SQ1对应布心组一段—布心组二段；SQ2 对应布三段—西布组一段；SQ3对应西布组二段；SQ4对应华涌组。

（3）SQ1与SQ2组处于裂陷中期，形成了三水盆地最完整的粗—细—粗的沉积旋回，赋存了盆地内最主要的生储盖组合；SQ3与SQ4处于裂陷中—晚期，对应成盆阶段的坳陷收缩—坳陷萎缩阶段。