南海陆缘“拆离—核杂岩型”盆地发现与油气地质条件:以南海北部开平凹陷为例

Discovery of “detachment-core complex type” basins offshore the northern South China Sea and their oil and gas geological conditions:A case study of the Kaiping sag in the northern South China Sea

摘要

珠江口盆地开平凹陷位于南海北部陆缘的地壳减薄带,是全球范围内新发现的比较典型的“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷),具有独特的岩石圈伸展—减薄—破裂过程,研究其结构类型、成因机制和油气地质条件具有重要意义。本文基于三维地震资料精细解释和地质综合研究,发现了南海陆缘“拆离—核杂岩”的新类型盆地,揭示了其成盆成烃过程,推动了洼陷结构、烃源分布和成藏模式等方面的新认识,并首次在该类型凹陷中发现了大油田。研究结果表明:(1)开平凹陷是南海北部陆缘强伸展背景下发育的典型“拆离—核杂岩型”凹陷,其形成过程受水平伸展作用叠加变质核杂岩垂向隆升作用的影响;文昌组沉积期经历了早期断陷和晚期拆离+核杂岩隆升改造两大成盆演化阶段,形成了“北断南超”的凹陷结构;(2)文昌组烃源岩具有“断拆控盆—早洼晚坡—高温增热“的耦合生烃机制,文四段半深湖—深湖相优质烃源岩,在拆离+核杂岩隆升联合作用下变形变位至南部斜坡带,同时受高地温场和岩浆增热影响,该烃源岩呈现高热快熟特征,排烃门限变浅,显著提升了开平凹陷的资源潜力;(3)开平凹陷南部斜坡带具有“断拆成盆控烃、断脊联合控运、多期幕式充注和鼻状构造控聚”的成藏模式。开平南古近系大油田的发现,开辟了珠江口盆地深层油气勘探的新区新领域,成为全球首个陆缘“拆离—核杂岩型”凹陷取得商业发现的成功案例,有望为国内外相似凹陷结构的油气勘探提供重要借鉴。

关键词

“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷) / 成盆动力学机制 / 烃源岩生烃机制 / 沉积演化 / 成藏模式 / 富集规律

Key words

“detachment-core complex type” basin (sag) / dynamic mechanism of basin formation / mechanism of hydrocarbon generation / sedimentary evolution / accumulation mode / enrichment pattern

0 引言

变质核杂岩于1979年由Davis和 Coney^[1]首次提出,是依据广泛分布于北美西部科迪勒拉造山带中一套独特的伸展构造和岩石组合而命名的^[2]。Coney和Harms^[3]在1984年将变质核杂岩定义为:由一系列异常变形的变质岩和侵入岩组成的窄型或拱形的孤立隆起,其上为构造滑脱和伸展的非变质盖层。宋鸿林^[2]在1995年阐述了变质核杂岩的3层结构特征,即由深变质的核部、韧性流变的中间层和不变质的盖层组成。目前普遍认为,变质核杂岩是岩石圈强烈伸展和均衡作用下形成的一种穹窿构造,主要表现为脆性上地壳破裂并沿拆离断层发生大规模水平位移,同时深部韧性地壳物质上隆并在拆离断层下盘剥露^[4⇓-6](图1a^[7])。目前关于变质核杂岩的成因机制仍处于探索中,但普遍认为其发育与地壳局部热异常导致部分熔融并形成韧性中地壳流变层有关^[2,4]。

尽管变质核杂岩概念的提出起源于造山带地区后造山期的伸展背景^[8],但随后在洋中脊也发现了类似构造,即大洋核杂岩构造^[9-10]。近年来,随着全球范围内被动大陆边缘深部结构的广泛研究,也相继揭示了被动大陆边缘核杂岩构造的广泛发育,认为其代表被动大陆边缘岩石圈减薄的一种模式^[7,11⇓-13]。因此,依据变质核杂岩的发育位置与构造背景,目前普遍将其分为大陆型核杂岩、大洋型核杂岩和被动陆缘型核杂岩3大类型,其中大洋型核杂岩用于描述缓慢扩张的洋中脊上和贫岩浆型被动边缘的地幔剥露构造,与传统意义上描述韧性地壳剥露的地壳型核杂岩有本质区别^[4,6]。

核杂岩构造在发育过程中,在伴生拆离断层上盘通常发育同构造期沉积盆地(或凹陷),即本文所指的“拆离—核杂岩型”盆地(或凹陷)(图1b),也有学者称其为上拆离盆地^[14]。基于沉积盆地形成的不同动力学系统,通常将原型盆地简单划分为4类:裂谷盆地、前陆盆地、走滑盆地和克拉通盆地^[15-16];根据盆地发育所处的板块构造位置,通常划分为板块内部和板块边缘两大类,其中板块包括大陆板块和大洋板块,而板块边缘又可分为离散型、聚敛型和转换型3类^[17]。从动力学成因上讲,目前还没有专门针对“拆离—核杂岩型”盆地的分类方案,但根据其结构特征及成因机制分析,笔者认为该“拆离—核杂岩型”盆地仍属于裂谷盆地范畴,是岩石圈减薄和遭受伸展破裂作用形成的受正断层限制的断陷盆地,通常伴随着强烈的伸展应变发生拆离作用而发育在被动大陆边缘(图2^[18]),因此更多强调的是在离散型板块边缘构造背景下形成的这一类型盆地^[18-19]。同时“拆离—核杂岩型”盆地又属于一种特殊的裂谷盆地,其主要特点是盆地形成过程中除受到水平伸展作用外还叠加了变质核杂岩垂向隆升作用的影响(图1a)^[20-21]。

国内外被动大陆边缘的“拆离—核杂岩型”盆地研究实例包括挪威被动大陆边缘的Voring盆地^[22]、More盆地Gross高地^[13,23]、巴伦支海的Ringsel岭^[24-25]和澳大利亚西部的Carnarvon盆地等^[26-27];陆内“拆离—核杂岩型”盆地研究实例包括国内的松辽盆地长岭凹陷^[28]、银额盆地查干凹陷等^[29]。变质核杂岩构造是构造地质学家研究地壳深部动力过程的重要窗口,具有很高的研究价值^[30],然而相对于核杂岩构造而言,石油地质学家则更关注与核杂岩相伴生的“拆离—核杂岩型”盆地的石油地质条件和油气勘探潜力。

当前,陆内“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷)已取得一定的油气勘探成果。以中国松辽盆地长岭断陷龙凤山次凹为例,近年来在致密气资源的勘探中取得重大突破,认为变质核杂岩演化及其对断裂和沉积的控制显著影响了烃源岩生排烃、储层、次生运移通道和圈闭形成^{[28,31⇓-33]}。然而,在开平凹陷之前,被动大陆边缘“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷)尚未见有大型油气田发现的报道,仅以中小型油气田发现为主。例如中挪威Gross高地核杂岩处于未完全隆升的初始阶段,所控制的Slorebotn次盆共钻遇3口井,2口显示井分布在构造高部位,油气顺地层上倾方向运移;而中挪威Gjallar脊也处于未完全隆升阶段,所控制的Vigrid斜坡共钻遇16口井,6口显示井主要分布在凹陷中心带^[34-35]。因此,目前对被动大陆边缘“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷)的形成演化研究较少,对其油气地质条件差异性和富集规律尚不明确,整体油气勘探成果和研究认识均比较缺乏。

珠江口盆地开平凹陷处于南海北部陆缘地壳减薄带,其成盆成烃过程非常复杂,洼陷结构和成盆机制认识不清楚,烃源岩分布和潜力不落实,成藏模式和富集规律不明确,是长期制约开平凹陷勘探进程的关键地质问题,致使过去40年来一直未能取得商业性油气勘探突破。2019年以来,通过三维地震采集和多学科联合攻关研究,首次明确提出开平凹陷为典型的陆缘“拆离—核杂岩型”凹陷,阐明了其成盆成烃过程,推动了洼陷结构、烃源岩分布和成藏规律等新认识,2021—2023年指导开平凹陷发现了开平南油田,探明地质储量1.08亿吨油当量,成为全球首个“拆离—核杂岩型”凹陷取得商业发现的成功案例。本文基于国内外文献调研、5 000 km²三维地震构造精细解析、20余口钻井资料和大量化验资料分析,阐明了南海开平“拆离—核杂岩型”凹陷结构、成盆机制和演化过程,厘清了开平凹陷的基本石油地质条件,总结了开平南油田的成藏模式及富集规律。南海北部开平“拆离—核杂岩型”凹陷取得的地质认识和勘探经验,有望为国内外具有相似洼陷结构的含油气盆地勘探提供重要借鉴。

1 南海陆缘“拆离—核杂岩型”盆地的发现

1.1 区域地质概况

南海是东南亚陆缘最大边缘海,位于太平洋板块、欧亚板块和印度—澳大利亚板块接合处,多个板块在不同地史时期的分离与拼合,形成了区内复杂的构造格局^[36⇓-38]。南海地区白垩纪末期开始的伸展作用与太平洋一侧板块的俯冲后撤密切相关^[39],导致岩石圈伸展减薄,并形成一系列小型的“盆岭”型断陷盆地^[40]。45 Ma左右,印度—澳大利亚板块挤压苏门答腊及其北部南海^[41],古南海向南俯冲导致华南陆缘岩石圈处于拉伸减薄的状态,早期的小型断陷盆地规模变大,如珠江口、琼东南和北部湾盆地等;32 Ma左右,古南海俯冲拖拽最终导致岩石圈裂解分离,洋壳开始扩张。随后,南海西北次海盆、中央海盆和西南次海盆依次扩张,扩张中心呈NE-SW向延伸,并由东向西逐渐扩张^[42⇓-44]。至中中新世初期,古南海洋壳完全俯冲到婆罗洲和卡加延岛弧之下,华南陆缘裂离的南沙、礼乐、北巴拉望等地块相继与婆罗洲地块发生陆陆碰撞,这标志着古南海的俯冲消亡,也使得南海扩张作用停止^[45]。南海东部重要构造事件是中新世开始的澳洲板块与菲律宾海板块的碰撞,并持续推动其向北运移和顺时针旋转楔入到欧亚板块和太平洋板块之间^[46-47]。这一作用导致南海洋壳沿马尼拉海沟大规模俯冲消亡,中国台湾的弧陆碰撞及其增生造山作用开始^[48]。

珠江口盆地位于南海北部华南大陆南缘,是在中生代复杂基底上形成的新生代含油气盆地^[49](图3a)。开平凹陷位于珠江口盆地珠二坳陷西部,北邻神狐暗沙隆起和番禺低隆起,南接顺鹤隆起,西连顺德凹陷,东侧以云开低凸起与白云凹陷分隔(图3b),面积约为6 000 km²,水深为300~500 m。凹陷总体呈NEE走向,内部发育多个次级凸起,可将凹陷分隔为西洼、西南洼、主洼、北洼和东洼5个洼陷,其中主洼面积最大,埋藏最深,基底最大埋深近万米^[50-51]。

开平凹陷在中生代结晶基底基础上,新生代以来受珠琼运动、南海运动、新构造运动等区域构造运动控制,奠定了现今凹陷的基本石油地质条件(图3c),其整体经历了始新世的裂陷期、渐新世—中中新世的拗陷期和晚中新世以来的构造活化期3个演化阶段。沉积地层具有“下陆上海”发育特征,自下而上依次发育古近系文昌组、恩平组陆相沉积,古近系珠海组、新近系珠江组、韩江组至第四系海相沉积。开平凹陷古近系主力烃源岩为文昌组湖相泥岩,储层为文昌组、恩平组和珠海组三角洲平原—前缘砂体,同时发育恩平组下段、珠江组、韩江组等多套区域或局部泥岩盖层,从而构成了古近系多套有利的储盖组合。

1.2 开平凹陷勘探发现历程

开平凹陷经历了曲折的勘探历程,总体可分为对外合作阶段(1979—1995年)、自营初期阶段(2012—2018年)和自营突破阶段(2019年至今)。对外合作阶段围绕洼陷边缘的大型构造圈闭钻探2口井,仅获得少量油气显示,外国公司质疑凹陷生烃潜力,纷纷退出。此后长达17年的沉寂,未有任何勘探钻井;自营初期阶段基于“南断北超”洼陷结构的认识,优选北部斜坡带为有利勘探方向,利用新部署的1 500 km²三维地震资料在潜山断裂构造带钻探5口井,均见到良好油气显示,发现探明储量仅590万t,见油不见田;2019年以后加大开平新区攻关力度,采集新三维地震4 800 km²,实现凹陷主体三维基本全覆盖,在此基础上通过各专业联合攻关,在洼陷结构、烃源展布、成藏模式等方面的认识发生转变,指引勘探方向转向南部斜坡带,近两年相继钻探18口井,均获得丰富油气显示,单井油层最厚超百米,实现了开平新区的油气勘探重大突破,探明地质储量1.08亿吨油当量,发现全球首个“拆离—核杂岩型”凹陷的亿吨级大油田。

1.3 “拆离—核杂岩型”盆地类型确认

基于开平地区重力、地震和钻井资料,首次识别出该地区发育“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷)结构,判断依据主要包括:(1)深部中下地壳具有韧性隆升特征,不同于南海北部浅水区珠一坳陷和珠三坳陷的脆性地壳破裂特征,开平地区深部的脆性地壳不发育,中下地壳呈明显韧性隆起的变形样式(图4)。(2)深部发育大型拆离断层,开平凹陷处于陆缘地壳浅薄区,上地壳拉伸因子大于地壳平均拉伸因子,因此上地壳与中下地壳存在伸展解耦作用,为拆离断层发育提供了动力来源。开平凹陷基底存在一条大型低角度拆离断层(图5a),称之为神开断层,断面向上凸起,逐渐抬升和挠曲形成“勺”形,并伴生有波瓦状构造。(3)已钻井揭示变质核杂岩相关的岩石类型,开平地区部分已钻井揭示了指示变质作用的石英岩、变质玄武岩等相关岩石类型,如钻揭核杂岩顶部高部位的W6井,基底岩性为浅变质玄武岩,薄片显示其蚀变斜长石发生了绿帘石化,蚀变辉石为不规则粒状、不规则柱状假象,呈强烈显微鳞片状、隐晶质状,发生了绿泥石化。(4)重力场资料显示深部异常条带,从开平凹陷和周缘重力异常图发现(图5b),该区核杂岩构造表现为显著的近EW向展布的高重力异常条带,可能是深部相对高密度的中下地壳物质隆升而形成的,KP9与KP6构造位于重力异常条带的两个极值高点,四面被拆离断面包围,发育“窗棂”构造。(5)核杂岩顶部发育滚动枢纽形成的相关伴生构造,核杂岩构造内部发育大量拱形层状强反射,其顶点逐渐向断层上盘运动方向发生迁移,厚度由核部向两翼逐渐减薄。同时拆离断层下盘与核杂岩构造顶部还发育一组走向近EW向、南倾的次级正断层,走向与核杂岩轴向一致,并与拆离断面和波瓦状构造斜交。

2 南海开平“拆离—核杂岩型”凹陷基本特征与成盆动力学机制

2.1 开平“拆离—核杂岩型”凹陷基本特征

开平“拆离—核杂岩”型凹陷由拆离断层、变质核杂岩和沉积地层共同构成,是发育在变质核杂岩之上由北部“勺”型主拆离断层控制下形成的具有大水平位移的凹陷(图6)。主拆离断层为北断南掉,走向主体为NEE向,局部弯曲,平面总长度超过100 km。主拆离断层为裂陷早期的低角度控凹正断层,核杂岩隆升作用增强了其拆离效应,主要表现为水平方向的大位移断滑。开平变质核杂岩体的3D空间形态为典型的穹窿型,核杂岩西部KP9构造核部最宽达25 km。拆离断面之上发育大量SN走向的波瓦状构造,以KP9和KP6构造的SN向脊规模最大(图5a),宽度数千米。这些波瓦状构造是变质核杂岩伴生的拆离断层中非常普遍的现象^[52-53],多与脆—韧转换面附近岩石力学属性有关,与断层发育过程中一定岩石厚度范围内断裂网的连接作用有关。

垂向上看,开平凹陷文昌期具有“早断晚拆”的双层结构(图6),下构造层为盆地断陷期充填的文昌组下段陆相沉积,上构造层为拆离期充填的文昌组上段陆相沉积,构造层之间存在明显的角度不整合。平面上看,开平凹陷文昌期具有“北断南超”的“拆离—核杂岩型”复式半地堑凹陷结构。NEE走向的神开断裂是开平凹陷北部边界的大型拆离控凹断层,活动时间早,持续时间长,早文昌期开始活动,为高角度正断层,晚文昌期转变为低角度拆离断层,与核杂岩构造共同控制了文昌—恩平组的沉积演化。

2.1.1 开平与全球“拆离—核杂岩型”盆地结构特征对比

全球范围内被动大陆边缘发育的“拆离—核杂岩型”盆地通常具有以下特征(图7):(1)在低角度(<30°)、高位移(>5 km)伸展断层的上盘形成拆离盆地,通常发育在陆壳向大洋方向岩石圈强烈减薄的细颈化带^[54-55];(2)拆离断层下盘发育变质核杂岩,通常为圆顶几何形状,显示高重力异常值^[56];(3)拆离断层上盘的沉积层可厚达十余千米,低角度断层具有数十千米的滑移量,其上发育的倾斜断块旋转角度最高可达50°^[57-58];(4)盆地内的沉积物可容纳空间可由断层活动提供,也可由基底挠曲提供,并形成响应的构造接触与层序接触两类接触关系^[4,59-60];(5)具有较高的古热流值(150~180 mW/m²)^[4]。

开平凹陷与全球陆缘“拆离—核杂岩型”盆地结构具有相似性,其发育在南海北部被动大陆边缘的岩石圈减薄带,新生代地层沉积厚度超9 km,主控拆离断裂呈现低角度特征,在强拆离期最大位移约10 km,拆离断层之上的倾斜断块最大旋转32°。沉积层主要受断层控制,发生构造接触。开平凹陷整体具有高变地温场,现今地温梯度大于3.5 ℃/100 m,最高可达5.3 ℃/100 m。

2.1.2 开平凹陷结构形成的控制因素

开平凹陷结构受控于拆离断层的发育与核杂岩的隆升改造。开平凹陷主拆离断层为裂陷期的低角度控凹正断层,核杂岩隆升作用增强其拆离效应,主要表现为水平方向大位移拆离。整体上,主拆离断层的活动强度在文昌期构成由弱到强再到弱的完整旋回式裂陷演化,而到了恩平期该断层停止活动。初始裂陷阶段,断裂活动强度最小(位移约为163 m,滑移速率大概为80 m/Ma),之后逐渐增大,在拆离时期受到核杂岩隆升的影响达到最大(位移约为9 948 m,滑移速率大概为4 970 m/Ma),随后活动速率逐渐减慢,至拆离末期随着核杂岩隆升活动停止,该断层活动强度再次达到最小值(位移约为550 m,滑移速率大概为200 m/Ma)。主拆离断层在裂陷期受到先存断裂体系的影响,先存逆冲断层在早期NWW向伸展应力的作用下发生再活化,其伸展滑移方向与早期伸展应力方向并不是完全垂直相交,呈现斜向伸展趋势,即SN向伸展滑移。晚文昌早期,深部韧性地壳差异隆升,导致在开平凹陷北部发育不同程度的隆起,尤其在开平9构造带处,发育一条近EW走向的强烈隆起带,持续活动至文昌组末期,形成典型的具有地壳物质剥蚀的变质核杂岩构造。正是该变质核杂岩构造的强烈隆升,增强了主拆离断层的伸展作用,尤其是使得断层西部靠近开平9构造带的断层位移增加,进而呈现出晚文昌期主拆离断层的滑移位移沿走向无明显变化。恩平期为断拗转换期,区域构造应力发生明显变化,由NWW向转变为近SN向,这种转变同样有利于拆离断层近SN向伸展,其滑移位移沿走向基本不发生变化,但其位移距离却明显减小,活动强度明显减弱。

2.2 开平“拆离—核杂岩型”凹陷形成演化过程

利用平衡复原技术对开平凹陷古近纪进行了构造恢复,将开平“拆离—核杂岩型”凹陷文昌—恩平期形成演化过程整体划分为早期断陷和晚期拆离+核杂岩隆升改造两大阶段,同时细分为5个构造幕次,具体形成演化过程如下。

2.2.1 早期断陷阶段

(1)初始断陷幕(文六—文五段沉积期):开平凹陷基底先存断裂神开断裂差异活动,主洼高角度控洼断裂率先张裂形成“北断南超”的半地堑凹陷(图8a),先存低角度断裂隐伏于断层下盘,此时沉降—沉积中心位于开平主洼北部陡坡带。(2)强烈断陷幕(文四段沉积期):北部控凹断裂神开断裂受近SN向区域伸展作用持续强烈拉张,发育多条高角度断裂,裂陷作用明显增强(图8b),湖盆面积显著扩大,沉积中心仍局限在开平主洼北部陡坡带,地层朝南部缓坡带持续超覆沉积。同时在主洼南部,多条控洼断裂也开始活动,断块之间发生旋转作用,文四段沉积期末南部隆起区被抬升削蚀。

2.2.2 晚期拆离+核杂岩隆升改造阶段

(1)强拆离弱隆升幕(文三段沉积期):开平凹陷进入拆离期,早期高角度断层逐步变缓,先存低角度断层完全活化,并成为主要控洼断裂,发生低角度拆离活动,强烈的拆离导致基底核杂岩隆升(图8c),原来的高角度控洼断裂基本停止活动,并与主洼文昌组下段地层作为统一的拆离断层上盘发生掀斜,洼陷沉积中心逐步向北洼迁移,主洼则成为了“拆离—核杂岩型”复式半地堑的缓坡带,文昌组下段地层被削截,文昌组上段地层超覆于文昌组下段地层之上。(2)强拆离强隆升幕(文二—文一段沉积期):控洼拆离断层活动持续增强,同时核杂岩构造强烈隆升(图8d),之上的地层局部遭受剥蚀,洼陷内部形成一系列因强烈低角度拆离和核杂岩强烈隆升活动形成的共轭调节断裂,沉积中心因拆离活动和核杂岩抬升的共同作用而发生了向主洼迁移。(3)弱拆离弱隆升幕(恩平组沉积期):盆地应力场由SN向转为NNE向拉张,控洼拆离断层活动达到顶峰,核杂岩构造隆升也逐渐减弱(图8d),开平凹陷整体由断陷期转为拗陷期,以区域性构造沉降为主,凹陷范围大幅度扩展,且变宽变浅。

2.3 开平“拆离—核杂岩型”凹陷形成动力学机制

研究表明,开平凹陷变质核杂岩构造发育的运动学过程符合标准的滚动枢纽模式^[61-62]。变质核杂岩滚动枢纽作用过程中,断层上盘的拆离滑动致使下盘发生重力卸载,在地壳均衡作用下中—下地壳韧性物质隆升。韧性地壳的上部岩石后期逐渐冷却脆化并转变成脆性上地壳的一部分,致使瞬时脆—韧性转换面逐渐向下迁移,与此同时,核杂岩活动部位逐渐向深部拆离断层的活动部位移动^[63-64](图9)。

变质核杂岩滚动枢纽发育过程中,韧性地壳并非呈简单地垂向隆升运行,其中最重要的表现是拆离断层下盘的滚动、挠曲和向后旋转^[65]。晚文昌时期,开平凹陷变质核杂岩滚动枢纽作用导致的下盘挠曲、旋转诱发了主拆离断层上盘沉积层内部大量同向无根断层和反向无根断层的发育,其中,南倾断层的倾角与地层旋转角度自北向南呈现规律变化,更北部的断层旋转角度更大,倾角更平缓;北倾无根断裂的强烈活动,对晚文昌地层沉积具有重要控制作用。

如前文所述,变质核杂岩的发育与地壳局部热异常导致部分熔融并形成韧性程度较大的中地壳流变层有关^[66],我们推测开平凹陷核杂岩的发育与该地区初始岩石圈内部局部热异常形成的先存薄弱中地壳层具有较为密切的关系,同时受基底先存断层活动造成的应变集中作用等也可能具有一定的影响。此外,从拆离断层活动和变质核杂岩发育时间来看,文昌组上、下段的分界T83是一个重要的构造面,有学者将其命名为“惠州运动”,发生时间在始新世45~40 Ma之间^[67⇓-69]。新生代以来,太平洋板块和菲律宾海板块发生了多次运动重组事件,在晚始新世初期(约43 Ma),全球发生重大板块构造运动事件,印度板块与欧亚板块开始发生硬碰撞,汇聚速率骤减,印支和华南陆块被挤出,同时,太平洋板块俯冲方向由NNW转变为NWW,这一时期与“惠州运动”具有明显的对应关系^[70]。许多学者将印度—亚洲大陆的碰撞与边缘海盆地区地幔热异常相联系^[71]。Tamaki和Honza^[72]认为,印度—亚洲大陆的碰撞不仅可以影响岩石圈的变形,而且也影响了软流圈的流动。亚洲大陆的东侧和南侧均以向西和向北的俯冲板片为界,这些俯冲板片在东亚大陆岩石圈之下围限了一个软流圈域。当印度—亚洲大陆碰撞发生时,加厚的岩石圈根会迫使软流圈向东或向东南方向流动。流动的软流圈遇到俯冲板片的阻挡将会有两种效应:一个是迫使岩石圈俯冲带后退,导致弧后扩张;另一个是向上注入俯冲带后侧,引起边缘海深部热异常,从而进一步强化弧后裂陷作用^[73]。在板块重组—岩石圈减薄变形—软流圈流动的共同作用下,南海北部珠江口盆地在初始裂陷期发育的“盆岭”式断陷盆地发生基底隆升、岩浆底辟和断块的旋转翘倾,并逐渐向最终的岩石圈破裂方向迁移集中,在强烈伸展薄化陆壳之上形成了拆离型盆地^[74]。综上所述,开平“拆离—核杂岩”型凹陷的形成是初始岩石圈结构、板块运动、岩石圈变形和大型拆离作用的综合响应。

3 南海开平“拆离—核杂岩型”凹陷基本石油地质条件

3.1 “拆离—核杂岩型”盆地烃源岩条件

3.1.1 全球“拆离—核杂岩型”盆地烃源岩特征

全球“拆离—核杂岩型”盆地普遍发育优质烃源岩,且主要在断陷早期形成。如挪威巴伦支海盆地晚侏罗世断陷期的Hekkingen组^[75-76],可分为下部黑色页岩(Alge段)和上部泥岩、粉砂质页岩和粉砂岩(Krill段)两部分。Mørk等^[77]发现,Alge段在断陷早期沉积时处于陆架的缺氧底水环境中,随着沉降速率和海洋中碳生产力的增强,发育深海相泥岩,厚度35~185 m,GR值高,TOC含量为7%~13%,是一套优质烃源岩;而Krill段在断陷晚期沉积时位于浅海陆架环境,岩性与厚度变化较快,TOC含量相对Alge段较低,但仍高于2%。巴伦支海盆地Hekkingen组干酪根的氢指数HI在50~400 mg/g,表明具备较好的生烃能力。此外,位于大西洋东北部边缘的北北海盆地在下白垩统断陷期,发育基末利组(Kimmeridge组)泥岩,除了构造高部位缺失外广泛分布,是一套区域性的优质烃源岩。Kimmeridge组泥岩的TOC含量一般为6%,最高可达10%,厚度从地堑边缘向中心增大,是北北海盆地大量油气聚集的资源基础。

3.1.2 开平“拆离—核杂岩型”凹陷烃源岩特征及分布

开平凹陷主洼、东洼的南部斜坡带均有钻井钻遇文昌组,多口钻井证实了开平凹陷烃源岩为文三段和文四段湖相泥岩,其中文四段为主力烃源岩层系。KPA7井、A9井和B4井分别位于开平主洼、南部斜坡西侧和东侧。其中A9井文四段钻遇182 m厚层泥岩(表1、图10),有机质丰度为好—很好级别,TOC含量为2.1%~4.8%(均值为3.4%),有机质类型以II₁型为主,氢指数HI为347~589 mg/g(均值为437 mg/g),有机质成熟度R_o>0.7%,已进入生烃门限。

已钻井泥岩的生物标志化合物分析表明,开平凹陷文四段发育半深湖—深湖相烃源岩,C₃₀ 4-甲基甾烷丰度较高,长链三环萜烷系列以C₂₃为主峰,双杜松烷化合物丰度较低,指示输入的母源有机质以水生生物为主。油源分析表明,开平11-4构造原油主要来源于开平主洼文四段半深湖—深湖相烃源岩,原油中高丰度的C₃₀ 4-甲基甾烷证实凹陷内发育高生产力的湖相优质烃源岩。相比之下,文三段为次要烃源岩,生烃潜力较文四段差,为浅湖—半深湖相泥岩。

基于沉积特征与物源分析、井震追踪识别、频率—振幅等多属性融合和原型盆地恢复,预测了开平凹陷文昌组烃源岩平面分布范围(图11)。文四段为强烈断陷幕,该时期断陷湖盆面积扩大,广泛发育半深湖—深湖相泥岩,沉积中心在开平主洼北部控洼断裂靠近陡坡带附近。与湖盆沉积范围相比,现今文四段烃源岩分布面积约1 140 km²,分布范围明显更靠近南部斜坡带。文三段为拆离伸展幕,拆离作用持续增强,与核杂岩联合控制了凹陷的沉积,湖盆范围进一步扩大,但水体变浅,沉积中心逐步向北迁移,现今文三段烃源岩分布面积约1 520 km²。

3.1.3 开平“拆离—核杂岩型”凹陷烃源岩发育模式

开平凹陷文昌期经历了早期断陷和晚期拆离+核杂岩隆升改造两个阶段,其构造演化和沉积充填过程控制着文昌组烃源岩的形成演化及其差异性,其发育模式如下。

(1)早期强断陷控制文四段烃源岩形成:开平凹陷文六段沉积期为初始裂陷期,在区域NW-SE向伸展作用下,北部神开大断裂控制形成开平箕状断陷结构。此时断层活动不稳定,湖盆范围较小,水体也比较浅,以滨浅湖和洪泛平原沉积为主,地震上呈断续中等反射。在近源快速供给下,文六段中深湖不发育,烃源岩分布范围较局限,且有机质含量低;文五段沉积期为中等裂陷期,断层活动性增强,洼陷分割且封闭,易形成欠补偿环境。文五段以近源间歇性供给为主,洼陷中心开始发育中深湖相泥岩;文四段沉积期为快速裂陷期,幕式断裂活动强度较大,湖盆沉降速度大于沉积速度,并发生大规模湖泛。此时开平不同洼陷的湖水连为一体,各个洼陷中央均发育中深湖区,有利于烃源岩的发育。文四段以近源间歇性供给为主,中深湖相达到最大湖盆范围,因此广泛发育半深湖—深湖相优质烃源岩,水体较深、有机质丰度较高。

(2)晚期拆离+核杂岩隆升改造控制烃源岩形成与变形变位:文四段沉积末期,开平凹陷逐渐由断陷向拆离阶段过渡,至文三段沉积期,凹陷进入活跃的拆离阶段,开始发生韧性地壳减薄和差异隆升,同时核杂岩构造开始形成,凹陷由断陷型向拆离—核杂岩型转化。该时期控洼断层倾角减小,坡度变缓,垂向断距减小,而水平断距增大,导致早期湖盆范围仍在扩大,但水体变浅,中深湖开始萎缩,沉积中心向缓坡带迁移,控制大部分地区文三段发育浅湖相泥岩,有机质丰度减少;文二—文一段为弱拆离+核杂岩强隆升期,控洼边界断裂拆离活动减弱,而核杂岩强烈隆升,沉积中心因拆离活动的减弱和核杂岩抬升的共同作用而发生了向主洼迁移。周缘造山隆升活动加强,周缘碎屑物质持续注入,湖泊完全被滨浅湖相占据,南部缓坡带发育大范围的辫状河三角洲沉积。文一段末期,随着区域构造应力场转换,凹陷整体抬升,文二—文一段遭受不同程度的剥蚀。

上述开平“拆离—核杂岩型”成盆演化过程,控制着文昌组烃源岩的形成演化,同时带来两方面的转变:一是烃源“变形变位”,早期形成的文四段烃源岩随着晚期拆离断层滑移和核杂岩构造的隆升,从早期的凹陷中央靠近陡坡带的沉积中心“变形变位”至拆离期的南部缓坡带,因此A9井在开平主洼南部斜坡带高部位仍然能钻遇到厚度超180 m的文四段半深湖—深湖相优质烃源岩;二是烃源岩品质改变,受拆离作用和核杂岩联合控制的影响,文三段沉积环境由文四段沉积期的窄盆深湖转变为宽盆浅湖,水体变浅,有机质丰度降低,其烃源岩品质明显差于文四段主力烃源岩。

3.1.4 开平“拆离—核杂岩型”凹陷生烃机制与资源潜力

在对文昌组优质烃源岩发育模式和空间展布研究的基础上,结合地温场变化资料,分析了烃源岩的生烃机制,并通过成因法模拟重新估算了开平凹陷的资源量。

“拆离—核杂岩型”凹陷的发育条件是由先存岩石圈结构、地壳的强伸展和较高的地热场共同决定的。在脆性上地壳强烈伸展背景下,拆离断层以低角度切断脆性上地壳并向下延伸至深部韧性地壳^[78]。开平“拆离—核杂岩型”凹陷核杂岩构造的隆升,将韧性下地壳变质岩与热流一同带到浅部,脆韧转换面深度逐渐变浅,由原先的13.8 km变浅至1.8 km,因此开平地区受到较高热流影响,整体具有高变地温场特征,已钻井揭示开平凹陷地温梯度总体为3.5~5.3 ℃/100 m,呈现从洼陷中心往东部隆起地温梯度增大趋势(图12)。此外,早文昌期开平凹陷与珠江口盆地其他凹陷类似,岩浆活动不强,仅随裂陷作用发育部分点状小规模的岩浆底辟与火山作用离散分布,对裂陷结构的影响作用弱。晚文昌期由中下地壳隆升所导致的变质核杂岩的隆起,即岩浆作用的影响以其核杂岩隆升作用为主体,开平凹陷烃源岩呈现高热快熟特征,排烃门限变浅至约2 300 m(图12),有效烃源岩分布范围扩大。受高地温场和岩浆增热影响,不同洼陷烃源岩热演化程度差异较大,整体呈现东洼成熟度高于主洼和西洼。东洼文昌组烃源岩处于成熟至高成熟阶段,洼陷中心达到过成熟阶段,主洼文昌组烃源岩处于成熟至高成熟阶段,西洼文昌组烃源岩处于成熟阶段。

通过成因法盆地模拟重新计算,开平凹陷石油资源量由2020年计算的3.93亿吨油当量,增加至现今的8.17亿吨油当量,显著提升了开平凹陷的油气资源潜力,为形成大中型油气田奠定了坚实的物质基础。

3.2 “拆离—核杂岩型”盆地沉积储层条件

开平凹陷古近系陆相断陷湖盆的沉积横向变化快,砂体叠置关系复杂,同时受到拆离—核杂岩强烈改造,使得开平凹陷古近系沉积体系演化规律,明显迥异于珠江口盆地其他古近系“单断箕状型”或“双断地堑型”凹陷^[79⇓-81]。

3.2.1 全球“拆离—核杂岩型”盆地沉积储层特征

全球“拆离—核杂岩型”盆地通常经历断陷期生烃、拗陷期成储的沉积演化过程,具备发育良好生储盖组合的条件^[82-83]。如挪威的北海盆地是由一系列大型地堑或半地堑组成的“拆离—核杂岩型”盆地,Caledonian造山运动期间形成结晶基底,由火成岩及变质岩构成,而Sveconorwegian造山运动期形成沉积物覆盖于基底之上,根据基岩中地震反射体的形状,表明Utsira剪切带下盘发育变质核杂岩构造。构造沉积演化过程表明,二叠纪—中侏罗世相继发生两期强烈的裂陷作用后,沉积了浅海相砂岩和泥岩地层,发育较好的烃源岩层;晚侏罗世—早白垩世发生拗陷作用后,沉积了扇三角洲砂岩、浅海砂体和深水重力流的储集层,随后热沉降作用一直持续到古新世。

3.2.2 开平“拆离—核杂岩型”凹陷沉积体系

开平凹陷古近系文昌组具有“早断晚拆”的构造格局(图13),早断陷期控洼边界断裂强烈活动,基底起伏较大。凹陷主要由西北部的神狐暗沙隆起和南部的顺鹤隆起供源,母岩类型以晚侏罗世—早白垩世(160~110 Ma)的花岗岩为主。恩平组沉积时期为拗陷期,珠江口盆地由早期“隆凹相间”的古地理格局演化为“浅水广盆”,开平凹陷趋于与北部的珠一坳陷和东部的白云坳陷连通,北部华南褶皱带供源作用显著增强。因此恩平组的母岩类型除盆内的火成岩母岩外,华南褶皱带的变质岩母岩密度增加。

通过对分水岭、物源通道和汇水水系的识别,结合已钻井岩性和粒度资料,建立了由源区到卸载区的空间沉积演化体系。开平凹陷南部缓坡带文昌组下段砂体分布主要受裂陷早期形成的NE向断裂体系切割形成的沟谷体系控制,供源能力与源区面积成正比,整体具有“东西弱,中间强”的特点,沿朵体推进方向可见明显的前积反射特征。如A8/Sa井位于汇水单元下游,供源面积为253 km²,流域长度达到21.6 km,地震剖面上可见低角度前积反射层和“V形”深切沟谷特征,实钻井壁心揭示砂岩粒度较粗,分选和磨圆较好,反映出文下段沉积期大源区面积、较远距离搬运背景下发育的大中型辫状河三角洲沉积体;文昌组上段沉积时期,“拆离+核杂岩”改造作用造成南部缓坡带西侧断层强烈活动,剥蚀区翘倾,源区面积迅速增大,早期分散的沟谷在该时期也演化成东西两个大物源通道,辫状河三角洲规模变大;恩平组沉积期周缘物源充足,发育大型辫状河三角洲沉积体系,沿物源方向地震剖面上呈现强振幅差连续反射特征,测井曲线特征以厚层箱型砂为主,局部发育薄层箱状、钟形和指状砂,砂体发育条件较好。

3.2.3 开平“拆离—核杂岩型”凹陷沉积演化特征

开平凹陷古近纪“拆离—核杂型”洼陷结构与演化过程,形成了文昌期“早洼晚坡”、恩平期“浅湖宽盆”的沉积格局及演化模式(图14)。早文昌期初始裂陷期(Tg—T83),控洼断层未断穿脆性地层,开平凹陷为简单北掉断层控制的“北断南超”箕状半地堑,形成多个不连续沉降中心,湖水较深且沉积坡度陡,主要发育半深湖—深湖相沉积。北侧陡坡带为近岸水下扇、扇三角洲,南侧缓坡带发育少量辫状河三角洲。

晚文昌期“拆离+核杂岩”改造期(T83—T80),控洼断层逐渐断至韧性地层,上盘脆性地层开始大规模滑脱,造成重力失衡,韧性地壳岩浆物质隆升,形成浑圆椭球状开平6-1、开平9-1等变质核杂岩构造,初始裂陷期陡立的边界断层,受岩浆拱升逐渐躺平、变缓,形成具有超宽勺状拆离型断层,物源体系不再局限于控洼断层根部,可以长距离向洼槽带推进,形成“早洼晚坡”沉积格局。此时各洼陷已连为一体,湖盆范围扩大,湖水变浅,主要发育浅湖—半深湖相沉积,主洼中心仍发育部分半深湖—深湖相沉积,但初始裂陷期发育的近岸水下扇、扇三角洲不再发育,转而发育类似缓坡带的辫状河三角洲。

恩平期拗陷期(T80—T70),拆离断层活动性减弱,凹陷水体变浅,裂陷期分隔凹陷逐渐连通为一体,洼陷以发育辫状河三角洲沉积为主。相比文昌组沉积期,恩平组物源除了西北部的神狐暗沙隆起和南部的顺鹤隆起外,北部华南褶皱带供源作用显著增强,而且湖盆范围显著扩大,湖水深度变浅,盆外中远程河流稳定供给,大量陆缘碎屑与富氧水体输入湖盆,形成广泛分布的三角洲平原—前缘沉积。

3.2.4 开平“拆离—核杂岩型”凹陷储层特征

开平凹陷古近纪文昌组—恩平组存在多个物源系统供给,在“强供源、远搬运、大沟谷”联控作用下,发育大型浅水辫状河三角洲沉积体系的水下分流河道及河口坝微相和纯净粗砂岩沉积,具备发育优质“甜点”的储层条件。

开平凹陷古近系文昌组储层岩性以含砾粗砂岩和粗砂岩为主,整体埋深在3 300~4 500 m,地温梯度分布在3.4~4.2 ℃/100 m,储层孔隙度集中分布在5%~15%,渗透率为0.1~5 mD,属于低孔特低孔、特低渗超低渗储层。A8井在文昌组埋深4 000 m以下层段测试获得工业油流,突破了传统碎屑岩有效储层的埋深下限,扩展了深层勘探潜力。恩平组储层岩性以浅灰色中砂岩和细砂岩为主,局部夹含砾粗砂岩和砂砾岩,不同井区埋深差异较大,其中开平11-4井区恩平组储层埋深整体介于3 000~4 000 m,储层孔隙度集中分布在10%~15%,渗透率为1~10 mD,以低孔低渗和特低渗储层为主,局部可达中孔中渗;开平18-1井区恩平组储层埋深较浅,主要分布在1 600~1 900 m,地温梯度5.3 ℃/100 m,储层物性整体较好,孔隙度为20%~25%,渗透率为50~1 000 mD,以中孔、中高渗储层为主。B1井恩平组测试日产最高超千吨,揭示了较好的储集性能。

此外,开平“拆离—核杂岩型”凹陷的高地温场对古近系深层储层具有显著影响(图15),开平凹陷地温梯度介于3.8~5.3 ℃/100 m之间,自洼陷中心向东递增,洼陷主体地温梯度约4.0 ℃/100 m。通过井壁心薄片镜下观察和实测物性对比发现,由开平11-4井区往东部开平18-1井区,成岩演化作用明显增强,深部储层物性向东出现递减。

4 南海开平“拆离—核杂岩型”盆地油气分布规律与成藏模式

4.1 全球“拆离—核杂岩型”盆地成藏特征

全球范围内规模成藏的“拆离—核杂岩型”盆地不多,且成藏层位、期次等均有较大差异^[3,84]。Koehl等^[25]认为挪威西巴伦支海盆地南部的诺德卡普坳陷为“拆离—核杂岩”型盆地,发育多套有利储盖组合,其中最重要的是三叠系成藏组合。该套成藏组合中烃源岩为中下三叠统泥岩,储层为科比组和斯奈德组砂岩,盖层为弗鲁霍尔门组阿卡尔段和上克拉比段页岩,圈闭主要为构造圈闭。巴伦支海新生代几次隆起和剥蚀改变了西巴伦支海盆地的油气分布,形成了诺德卡普坳陷“下生上储”的油气成藏模式。

澳大利亚西部的Carnarvon盆地^[26-27],油气勘探程度相对较好。北卡那封盆地的烃源岩以生气为主,也有部分优质的生油岩,主要分布在盆地各凹陷的中生界地层内,以断陷早期中上侏罗统的海相Dingo泥岩为主要烃源岩,下白垩统烃源岩总体埋深浅、未成熟而不能成为有效的烃源岩。北卡那封盆地侏罗系 Dingo组烃源岩—侏罗系/白垩系储集体为主要含油气系统,油气分布规律整体表现为“断陷富油,隆(凸)起富气”的特征。整体而言,目前国外陆缘“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷)成藏实例研究较少,油气地质条件差异性和主控因素尚不明确,整体油气勘探成果和研究认识均比较缺乏。

4.2 开平“拆离—核杂岩型”凹陷成藏特征及模式

开平“拆离—核杂岩型”凹陷在文昌期构造演化过程中形成了“北断南超”的洼陷结构, 同时文四—文三段烃源岩受拆离+核杂岩改造发生变形变位,向南部斜坡带上倾方向广泛发育,这种洼陷结构及源断配置关系控制着现今油藏的差异分布。开平凹陷已发现的油藏主要分布在开平主洼近洼带和其南部斜坡带,含油层系集中在古近系的文昌组、恩平组和珠海组,油藏类型整体以断背斜或断块构造边水油藏为主,同时在南部斜坡带也钻遇了地层超覆型油藏。除开平11构造带遭受晚期淋滤和生物降解影响而形成稠油油藏外,其余均属于以轻质油为主的黑油油藏。油源对比表明:近洼带开平11-4井区原油的C₃₀ 4-甲基甾烷含量较高,C₃₀ 4-MSt/C₂₉St比值为0.83~1.26,碳同位素较轻,饱和烃δ¹³C值为-28.5‰~-27.1‰,推测其主要来源于开平主洼文昌组半深湖—深湖相烃源岩;远洼带开平18-1井区原油的C₃₀ 4-甲基甾烷含量稍低,C₃₀ 4-MSt/C₂₉St比值为0.64,C₁₉三环萜烷、奥利烷(OL)和双杜松烷(T)含量较低,碳同位素较重,饱和烃δ¹³C值为-26.8‰~-26.4‰,推测其主要来源于开平主洼东部和开平东洼文昌组浅湖—半深湖相烃源岩。

基于开平“拆离—核杂岩型”凹陷的构造演化复原、烃源分布厘定、运移路径恢复和典型油藏解剖等综合研究,建立了开平凹陷“断拆成盆控烃、断脊联合控运、多期幕式充注、鼻状构造控聚”的成藏模式(图16)。该模式认为开平凹陷文昌组下段生成的油气优先沿油源断裂垂向输导并聚集于近洼带圈闭中,同时部分油气在“油源断裂+构造脊”耦合作用下横向高效运移,向远洼带南部斜坡带接力输导和运聚成藏。

(1)断拆成盆控烃。开平凹陷是在文昌期断陷、拆离和叠加核杂岩隆升改造作用下形成的特殊类型凹陷,经历了早期断陷(文六—文四段)和晚期拆离+核杂岩改造(文三—文一段)两大构造演化阶段,控制着盆地“北断南超”洼陷结构的形成,同时控制着文昌组下段优质湖相烃源岩的发育和变形变位。①文六—文四段沉积期,北部控凹边界断裂持续强烈活动,开平凹陷进入快速裂陷阶段,形成了半地堑“窄盆深湖”格局,沉积了一套区域分布面积较广泛的半深湖—深湖相泥岩。开平B1井钻揭文四段深褐色、灰褐色泥岩,分析化验显示TOC含量在1.1%~3.2%,有机质类型为Ⅱ₁—Ⅱ₂型,是中等—很好级别烃源岩。②文三—文一段沉积期,发生强烈拆离作用,同时核杂岩隆升,拆离主断面变成勺状,沉积中心受南北物源及东侧白云凹陷整体沉降的影响,逐渐向东洼迁移。整个湖盆范围扩大,但水体变浅,形成“宽盆浅湖”沉积格局,发育了文三段浅湖—半深湖相泥岩,烃源岩指标差于文四段。此外文四段烃源岩随着拆离断层滑移和核杂岩构造的隆升,从早期的凹陷中央靠近陡坡带的沉积中心“变形变位”至拆离期的南部缓坡带,显著扩大了优质烃源岩的分布范围,提升了凹陷的资源潜力,为形成开平南大油田奠定了物质基础。

(2)断脊联合控运。开平凹陷中深层(Tg—T60)发育多排近NE、EW和NNW走向的张性正断裂,主要在文昌组断陷—拆离期形成,部分断裂晚期继承性活动,最晚到中新世末才停止活动。这些断裂大部分向下断至基底(Tg),向上分别终止于文昌组下段顶面(T83)、恩平组中下段(T72)和珠海组顶部(T60),消失在珠江组厚层泥岩中,也有少量主干断裂向上断至中新世粤海组,成为沟通深层文四—文三段油气向上垂向运移的油源断裂。开平凹陷中深层(Tg—T70)发育多条复式构造脊,在各构造倾末端低部位直接与烃源岩层或主要油源断裂对接,控制着文昌组烃源岩层生成油气的横向汇聚方向和充注量。开平凹陷文昌组油源断裂较发育,在浮力和地层孔隙流体压力差作用下,下伏烃源岩层生成的油气沿油源断裂优先垂向运移,遇到文昌组—恩平组局部泥岩盖层的垂向封堵,聚集在附近合适的圈闭中聚集成藏。另一部分油气在局部泥岩盖层封隔下,选择沿物性较好的砂岩发生侧向分流,优先沿古近系构造脊横向高效输导,向远源合适的圈闭中接力运移成藏。

(3)多期幕式充注。根据盆地模拟法预测的开平凹陷烃源岩排烃曲线分析表明,开平主洼存在两期排油、一期排气阶段:第一期排油阶段为34~23 Ma,以文四段烃源岩为主;第二期排油阶段为15.97 Ma至今,文四—文三段烃源岩均有贡献;主要排气阶段为15.97 Ma至今。开平东洼烃源岩排油、排气相对较晚,主要排油阶段为15.97 Ma至今,排气阶段为10 Ma至今。开平11-4井区油藏的溶解气油比自下而上呈逐渐减小趋势,由323 m³/m³逐渐降低至2.7 m³/m³,而地面原油密度自下而上呈逐渐增加趋势,由0.809 5 g/cm³逐渐增加至0.886 6 g/cm³,表现出典型的近源强充注的成藏特征;开平18-1井区珠海组—恩平组上段油藏的溶解气油比自下而上呈逐渐增加趋势,由11.4 m³/m³逐渐增加至129.1 m³/m³,而地面原油密度自下而上呈逐渐减少趋势,由0.840 g/cm³逐渐减少至0.795 g/cm³,表现出远源油气晚期调整充注的成藏特征。因此不同地区的油气性质与成藏期存在明显差异,整体表现出多幕式多期充注的特征。

(4)鼻状构造控聚。开平凹陷在晚文昌期断裂强拆离+核杂岩强隆升的联合作用下,块体向南部不断掀斜和抬升,同时受到断裂长期活动控制,在基底—恩平组(Tg—T70)构造层发育开平15、开平南和开平18三大鼻状构造带,这三大鼻状构造在古近纪时期构造高差大、鼻状隆起沟谷较为发育,形成多条构造脊,并在各构造倾末端的低部位直接与烃源岩层或主要油源断裂对接,成为油气横向运移的高效通道。开平南鼻状构造毗邻开平主洼,已发现开平11-4井区多口井的油气突破,证明了该鼻状构造带良好的近源成藏条件。此外,开平18鼻状构造在珠海组沉积后基本定型,长期保持向北倾的斜坡带构造背景,是北部开平主洼及东洼油气沿“油源断裂+构造脊”,向南部斜坡带长距离运移的优势通道,远源成藏条件优越,已发现开平18-1井区多口井的油气突破,支撑了开平南亿吨级大油田的发现。

4.3 开平“拆离—核杂岩型”凹陷成藏富集规律

开平凹陷已发现的油藏主要分布在开平主洼近洼带(如开平11-4构造带)和其南部斜坡带(如开平18-1构造带),仅少量油气分散在主洼北部或西部陡坡带(如开平11-1和开平10-1构造带),含油层系主要集中在古近系的文昌组、恩平组和珠海组。开平“拆离—核杂岩型”凹陷的形成演化奠定了凹陷有利的石油地质条件及“源—断—脊—盖”四元耦合关系,控制着不同区带的油气成藏与富集。

(1)近源强充注+断层垂向输导形成多层油气富集。陆相断陷盆地“源控论”思想指出油气多集中在富烃洼陷周缘,开平富烃凹陷的勘探实践表明,近洼带(如A1井区)具有含油层段长、油气显示普遍、含油砂体多等特点,往南部斜坡带(如A9井区)虽然油气显示也很丰富,但整体含油层段变薄,含油砂体变少,油气富集程度变差,因此近洼带具有近源成藏的显著优势,是油气富集的最有利区带。

开平凹陷“早断陷、晚拆离+核杂岩改造”的形成演化过程,控制着文四段广泛分布的半深湖—深湖相泥岩的形成,钻井揭示泥岩厚度在37~182 m之间(深洼区未钻探),成为开平富烃洼陷的主力烃源岩层。而开平凹陷近洼带的油源断裂主要形成于文昌期,恩平期后大部分停止活动,表现出“早断早衰”特征,因此文昌组下段烃源岩层内的油气形成初次分配后,沿油源断裂进行垂向强充注和二次分配,遇到近洼带的合适圈闭则近源优势成藏。受恩平组下段至文昌组多套局部泥岩盖层的封盖影响,油气往往近源富集于文昌组上段至恩平组下段成藏。如近洼带的A1井区,恩平组砂体钻遇油气显示合计459 m/68层,测井解释油层164 m/33层,两个主力油层测试均获日产超百吨的高产轻质油流,下伏文昌组(未钻揭)推测也发育较好油层,因此近洼带油藏表现出连续、厚层和高充满度的富集特征。

(2)远源持续充注+断脊联控横向输导形成鼻状构造富集。开平凹陷文昌组晚期受北部边界断裂强拆离+核杂岩强隆升改造,块体发生旋转后向南部翘倾抬升,控制文四段烃源岩发生变形变位,形成优质烃源岩广泛分布在南部斜坡区。而开平凹陷“北断南超”的半地堑洼陷结构也控制着文昌组烃源岩层以向南上倾为主,油气在浮力作用下可以向南部斜坡区持续充注。珠海—恩平组沉积期,周缘造山带和古珠江三角洲供源作用强,大量陆缘碎屑物质与富氧水体输入,形成了广泛分布的三角洲平原—前缘沉积体系,同时南部斜坡区埋深适中,珠海—恩平组砂体横向连通性好,为油气横向长距离运移调整提供了条件。如位于南部斜坡区的开平18鼻状构造带,在珠海组沉积后其鼻状构造形态基本定型,开平主洼和东洼的油气沿“油源断裂+构造脊”垂向运移后再横向高效输导,受珠江组区域厚层泥岩封盖,油气主要富集在珠海组—恩平组上段砂体成藏,该鼻状构造带高部位钻探的B1井揭示恩平组上段中高孔—高渗砂体,测试日产超千吨,具有含油层数少、单油层厚度大的远源富集成藏特征。

5 讨论和结论

被动大陆边缘岩石圈在伸展—减薄—破裂的过程中,受初始岩石圈热结构状态、基底属性与先存构造、伸展应力来源与方向、岩浆作用等因素的综合影响,常常表现出不同的地壳薄化状态、过程和破裂机制,主要发育以高角度正断层控制的断陷型盆地和以低角度拆离断层控制的拆离型盆地两种岩石圈拉伸破裂的端员模式^[57]。近年来,全球范围内被动大陆边缘深部结构的广泛研究,也相继揭示了被动大陆边缘发育以低角度上凹型拆离断层和核杂岩构造所组成的“拆离—核杂岩型”盆地(凹陷),认为其代表被动大陆边缘岩石圈减薄的一种模式^[11,13],其主要特征是地壳伸展速率明显高于裂谷型盆地系统^[57]。随着地壳岩石圈强烈伸展,脆性上地壳沿拆离断层发生大规模水平移位,而深部韧地壳物质上隆并在拆离断层下盘被剥露,形成变质核杂岩构造。“拆离—核杂岩型”盆地目前根据动力学成因分析,初步认为是裂谷型盆地中的一种特殊类型盆地,但其成因机制和盆地类型划分仍处于探索中,同时石油地质学家关注的该类型盆地整体的油气勘探成果及成藏研究认识均比较缺乏。

南海是西太平洋地区最大的边缘海,中生代不同构造分区的构造演化差异和新生代张裂动力来源的复杂多样,共同制约着南海形成演化过程中张裂作用的时空分布、差异的地壳薄化过程与薄化机制、不同结构类型的裂谷盆地发育。基于独特的大地构造背景,南海陆缘的结构类型与成因机制,不同于世界其他典型被动大陆边缘(尤其是研究相对成熟的大西洋两岸和阿尔卑斯山特提斯被动大陆边缘),研究其独特的构造演化过程和石油地质条件具有重要意义。珠江口盆地是南海北部新生代被动大陆边缘发育演化背景下形成的伸展裂谷盆地,盆地的形成、演化与太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞、印度板块与欧亚板块的碰撞及南海扩张有关,与全球被动陆缘结构的普遍特征类似,珠江口盆地纵向上涵盖了北部陆缘近端带至洋盆边界的范围,反映了岩石圈的伸展强度向南东方向递增的趋势。

开平凹陷为发育在南海北部陆缘减薄区的“拆离—核杂岩”型凹陷,其形成演化受控于深部韧性地壳隆升、区域伸展裂陷、断层解耦拆离和核杂岩隆升改造等复杂构造运动,文昌组沉积期经历了早期断陷和晚期拆离+核杂岩隆升改造两大成盆演化阶段,形成“北断南超”的凹陷结构,控制着文昌组下段优质烃源岩的发育和油气差异运聚。开平“拆离—核杂岩型”凹陷的成盆过程,形成了独具特色的石油地质条件。“断拆控盆—早洼晚坡—高温增热”耦合生烃机制奠定了开平凹陷形成大油田的物质基础,“强供源、远搬运、大沟谷”联控下形成了古近系深层的优质储集体,“油源断裂+构造脊”耦合构建了油气远距离横向运移的高速通道,因此开平南油田总体具有“断拆成盆控烃、断脊耦合控运、多期幕式充注、鼻状构造控聚”的成藏模式。

2021—2023年中国海油深圳分公司应用该油气成藏模式和富集规律,指导开平凹陷南部斜坡带古近系珠海组—文昌组相继获得重大勘探突破,探明石油地质储量超亿吨油当量,首次在国内陆缘“拆离—核杂岩型”凹陷中发现了大油田,极大拓展了珠江口盆地的深层油气勘探领域。同时,开平凹陷是典型的陆缘伸展区“拆离—核杂岩型”凹陷,目前国内外“拆离—核杂岩型”含油气盆地研究非常少,其油气成藏条件研究和勘探经验都非常缺乏,开平南油田的发现证实了该类型凹陷的巨大勘探潜力,也有望为国内外具有相似凹陷结构的含油气盆地勘探提供重要借鉴。

参考文献

[1] DAVIS G H, CONEY P J. Geologic development of the Cordilleran metamorphic core complexes[J]. Geology, 1979, 7(3): 120-124.

[2] 宋鸿林. 变质核杂岩研究进展、 基本特征及成因探讨[J]. 地学前缘, 1995, 2(1): 103-111.

[3] CONEY P J, HARMS T A. Cordilleran metamorphic core complexes: Cenozoic extensional relics of Mesozoic compression[J]. Geology, 1984, 12(9): 550-554.

[4] WHITNEY D L, TEYSSIER C, REY P, et al. Continental and oceanic core complexes[J]. Geological Society of America Bulletin, 2013, 125(3/4): 273-298.

[5] RING U. Metamorphic core complexes[M]//HARFF J, MESCHEDE M, PETERSEN S. Encyclopedia of marine geosciences. Dordrecht: Springer, 2014: 146-167.

[6] BRUN J P, SOKOUTIS D, TIREL C, et al. Crustal versus mantle core complexes[J]. Tectonophysics, 2018, 746: 22-45.

[7] ARCA M S, KAPP P, JOHNSON R A. Cenozoic crustal extension in southeastern Arizona and implications for models of core-complex development[J]. Tectonophysics, 2010, 488(1/2/3/4): 174-190.

[8] 朱志澄. 变质核杂岩和伸展构造研究述评[J]. 地质科技情报, 1994, 13(3): 1-9.

[9] CANNAT M. Emplacement of mantle rocks in the seafloor at mid-ocean ridges[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 1993, 98(B3): 4163-4172.

[10] CANNAT M, LAGABRIELLE Y, BOUGAULT H, et al. Ultramafic and gabbroic exposures at the mid-Atlantic ridge: geological mapping in the 15°N region[J]. Tectonophysics, 1997, 279(1/2/3/4): 193-213.

[11] MUÑOZ-BARRERA J M, ROTEVATN A, GAWTHORPE R L, et al. The role of structural inheritance in the development of high-displacement crustal faults in the necking domain of rifted margins: the Klakk Fault complex, Frøya high, offshore mid-Norway[J]. Journal of Structural Geology, 2020, 140: 104163.

[12] YE Q, MEI L F, JIANG D P, et al. 3-D structure and development of a metamorphic core complex in the northern South China Sea rifted margin[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2022, 127(2): 1-16.

[13] GRESSETH J L S, OSMUNDSEN P T, PÉRON-PINVIDIC G. 3D evolution of detachment fault systems in necking domains: insights from the Klakk Fault complex and the Frøya high, Mid-Norwegian rifted margin[J]. Tectonics, 2023, 42(3): e2022TC007600.

[14] LITTLE T A, WEBBER S M, MIZERA M, et al. Evolution of a rapidly slipping, active low-angle normal fault, Suckling—Dayman metamorphic core complex, SE Papua New Guinea[J]. GSA Bulletin, 2019, 131(7/8): 1333-1363.

[15] 刘和甫. 沉积盆地地球动力学分类及构造样式分析[J]. 地球科学: 中国地质大学学报, 1993, 18(6): 699-724, 814.

[16] 刘和甫, 李小军, 刘立群. 地球动力学与盆地层序及油气系统分析[J]. 现代地质, 2003, 17(1): 80-86.

[17] 任建业, 罗盼, 高圆圆, 南海西南次海盆地壳岩石圈伸展破裂过程的构造、 沉积和岩浆作用记录[J]. 地球科学, 2022, 47(7): 2287-2302.

[18] 刘池洋, 王建强, 赵红格, 沉积盆地类型划分及其相关问题讨论[J]. 地学前缘, 2015, 22(3): 1-26.

[19] ALLEN P A, ARMITAGE J J, CARTER A, et al. The Q_s problem: sediment volumetric balance of proximal foreland basin systems[J]. Sedimentology, 2013, 60(1): 102-130.

[20] 刘德民. 中国变质核杂岩的基本特征[J]. 现代地质, 2003, 17(2): 125-130.

[21] 王新社, 郑亚东, 张进江. 呼和浩特变质核杂岩伸展运动学特征及剪切作用类型[J]. 地质通报, 2002, 21(5): 238-245.

[22] LUNDIN E R, DORE A G. A tectonic model for the Norwegian passive margin with implications for the NE Atlantic: Early Cretaceous to break-up[J]. Journal of the Geological Society, 1997. 154(3): 545-550.

[23] OSMUNDSEN P T, EBBING J. Styles of extension offshore mid-Norway and implications for mechanisms of crustal thinning at passive margins[J]. Tectonics, 2008, 27(6): 286-310.

[24] GRESSETH J L S, BRAATHEN A, SERCK C S, et al. Late Paleozoic supradetachment basin configuration in the southwestern Barents Sea: intrabasement seismic facies of the fingerdjupet subbasin[J]. Basin Research, 2022, 34(2): 570-589.

[25] KOEHL J B P, BERGH S G, HENNINGSEN T, et al. Middle to Late Devonian—Carboniferous collapse basins on the Finnmark Platform and in the southwesternmost Nordkapp Basin, SW Barents Sea[J]. Solid Earth, 2018, 9(2): 341-372.

[26] GARTRELL A P. Rheological controls on extensional styles and the structural evolution of the Northern Carnarvon Basin, North West Shelf, Australia[J]. Australian Journal of Earth Sciences, 2000, 47(2): 231-244.

[27] GARTRELL A, KEEP M, VAN DER RIET C, et al. Hyperextension and polyphase rifting: impact on inversion tectonics and stratigraphic architecture of the North West Shelf, Australia[J]. Marine and Petroleum Geology, 2022, 139: 105594.

[28] 陆建林, 左宗鑫, 李瑞磊, 松辽盆地长岭断陷变质核杂岩带的发现及其控油气作用研究[J]. 石油实验地质, 2018, 40(6): 771-777.

[29] ZHENG Y D, ZHANG Q. The yagan metamorphic core complex and extensional detachment fault in Inner Mongolia[J]. Acta Geologica Sinica, 1993, 67(4): 301-309.

[30] PLATT J P, BEHR W M, COOPER F J. Metamorphic core complexes: windows into the mechanics and rheology of the crust[J]. Journal of the Geological Society, 2015, 172(1): 9-27.

[31] YANG X B, WANG H Y, LI Z Y, et al. Tectonic-sedimentary evolution of a continental rift basin: a case study of the Early Cretaceous Changling and Lishu fault depressions, southern Songliao Basin, China[J]. Marine and Petroleum Geology, 2021, 128: 105068.

[32] TARI G C, GJERAZI I, GRASEMANN B. Interpretation of vintage 2D seismic reflection data along the Austrian-Hungarian border: subsurface expression of the rechnitz metamorphic core complex[J]. Interpretation, 2020, 8(4): SQ73-SQ91.

[33] HORVÁTH F, TARI G. IBS Pannonian Basin project: a review of the main results and their bearings on hydrocarbon exploration[J]. Geological Society, London, Special Publications, 1999, 156(1): 195-213.

[34] HAGSET A, GRUNDVÅG S A, BADICS B, et al. Deposition of cenomanian-turonian organic-rich units on the Mid-Norwegian margin: controlling factors and regional implications[J]. Marine and Petroleum Geology, 2023, 149: 106102.

[35] MUÑOZ-BARRERA J M, ROTEVATN A, GAWTHORPE R L, et al. Supradetachment basins in necking domains of rifted margins: insights from the Norwegian Sea[J]. Basin Research, 2022, 34(3): 991-1019.

[36] 徐长贵, 范彩伟. 南海西部近海大中型油气田勘探新进展与思考[J]. 中国海上油气, 2021, 33(2): 13-25.

[37] 任建业. 中国近海海域新生代成盆动力机制分析[J]. 地球科学, 2018, 43(10): 3337-3361.

[38] YE Q, MEI L F, SHI H S, et al. The influence of pre-existing basement faults on the Cenozoic structure and evolution of the proximal domain, northern South China Sea rifted margin[J]. Tectonics, 2020, 39(3): e2019TC005845.

[39] 李林, 王彬, 雷超, 西沙海域盆地构造格局及其差异演化过程分析[J]. 地球科学, 2021, 46(9): 3321-3337.

[40] LEI Z L, ZENG G, LIU J Q, et al. Melt-lithosphere interaction controlled compositional variations in mafic dikes from Fujian Province, southeastern China[J]. Journal of Earth Science, 2021, 32(6): 1445-1453.

[41] HALL R. Hydrocarbon basins in SE Asia: understanding why they are there[J]. Petroleum Geoscience, 2009, 15(2): 131-146.

[42] BRIAIS A, PATRIAT P, TAPPONNIER P. Updated interpretation of magnetic anomalies and seafloor spreading stages in the South China Sea: implications for the tertiary tectonics of Southeast Asia[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 1993, 98(B4): 6299-6328.

[43] SIBUET J C, YEH Y C, LEE C S. Geodynamics of the South China Sea[J]. Tectonophysics, 2016, 692: 98-119.

[44] CHEN H, XIE X N, MAO K N, et al. Depositional characteristics and formation mechanisms of deep-water canyon systems along the northern South China Sea margin[J]. Journal of Earth Science, 2020, 31(4): 808-819.

[45] CULLEN A, REEMST P, HENSTRA G, et al. Rifting of the South China Sea: new perspectives[J]. Petroleum Geoscience, 2010, 16(3): 273-282.

[46] DENG H D, REN J Y, PANG X, et al. South China Sea documents the transition from wide continental rift to continental break up[J]. Nature Communications, 2020, 11: 4583.

[47] MALAVIEILLE J. Late orogenic extension in mountain belts: insights from the basin and range and the Late Paleozoic variscan belt[J]. Tectonics, 1993, 12(5): 1115-1130.

[48] 任建业, 庞雄, 于鹏, 南海北部陆缘深水—超深水盆地成因机制分析[J]. 地球物理学报, 2018, 61(12): 4901-4920.

[49] 任建业, 庞雄, 雷超, 被动陆缘洋陆转换带和岩石圈伸展破裂过程分析及其对南海陆缘深水盆地研究的启示[J]. 地学前缘, 2015, 22(1): 102-114.

[50] 郑金云, 高阳东, 张向涛, 珠江口盆地构造演化旋回及其新生代沉积环境变迁[J]. 地球科学, 2022, 47(7): 2374-2390.

[51] 王嘉, 栾锡武, 何兵寿, 南海北部珠江口盆地西南段断裂特征与成因讨论[J]. 地球科学, 2021, 46(3): 916-928.

[52] ESCARTÍN J, MÉVEL C, PETERSEN S, et al. Tectonic structure, evolution, and the nature of oceanic core complexes and their detachment fault zones (13°20’N and 13°30’N, Mid Atlantic Ridge)[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2017, 18(4): 1451-1482.

[53] PARNELL-TURNER R, ESCARTÍN J, OLIVE J A, et al. Genesis of corrugated fault surfaces by strain localization recorded at oceanic detachments[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2018, 498: 116-128.

[54] PERON-PINVIDIC G, OSMUNDSEN P T. Architecture of the distal and outer domains of the Mid-Norwegian rifted margin: insights from the Rån-Gjallar ridges system[J]. Marine and Petroleum Geology, 2016, 77: 280-299.

[55] SUTRA E, MANATSCHAL G, MOHN G, et al. Quantification and restoration of extensional deformation along the Western Iberia and Newfoundland rifted margins[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2013, 14(8): 2575-2597.

[56] DAVIS G A, 郑亚东. 变质核杂岩的定义、 类型及构造背景[J]. 地质通报, 2002, 21(4): 185-192.

[57] FRIEDMANN S J, BURBANK D W. Rift basins and supradetachment basins: intracontinental extensional end-members[J]. Basin Research, 1995, 7(2): 109-127.

[58] JONGEPIER K, CECILIE J, GRUE K. Triassic to early cretaceous stratigraphic and structural development of the northeastern Møre Basin margin, off Mid-Norway[J]. Norsk Geologisk Tidsskrift, 1996, 76, 199-214.

[59] RIBES C, GHIENNE J F, MANATSCHAL G, et al. Long-lived mega fault-scarps and related breccias at distal rifted margins: insights from present-day and fossil analogues[J]. Journal of the Geological Society, 2019, 176(5): 801-816.

[60] VETTI V V, FOSSEN H. Origin of contrasting Devonian supradetachment basin types in the Scandinavian Caledonides[J]. Geology, 2012, 40(6): 571-574.

[61] 彭光荣, 张丽丽, 许新明, 珠江口盆地开平凹陷核杂岩拆离结构及其动力学成因[J]. 地球科学, 2024, 49(9): 3306-3317.

[62] 颜丹平. 变质核杂岩研究的新进展[J]. 地质科技情报, 1997, 16(3): 13-19.

[63] TIREL C, BRUN J P, BUROV E. Dynamics and structural development of metamorphic core complexes[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2008, 113(B4): B04403.

[64] ZHANG X D, YU Q, CHEN F J, et al. Structural characteristics, origin and evolution of metamorphic core complex in central basement uplift and Xujiaweizi Faulted Depression in Songliao Basin, Northeast China[J]. Earth Science Frontiers, 2000, 7(4): 411-419.

[65] 纪沫, 胡玲, 刘俊来, 辽南变质核杂岩主拆离断层的波瓦状构造(corrugation)及其成因[J]. 地质科学, 2008, 43(1): 12-22.

[66] SEYFERT C K. Cordilleran metamorphic core complexes[M]//SEYFERT C K. Encyclopedia of structural geology and plate tectonics. New York: Van Nortrand Reinhold Company, 1987: 113-130.

[67] 施和生, 杜家元, 梅廉夫, 珠江口盆地惠州运动及其意义[J]. 石油勘探与开发, 2020, 47(3): 447-461.

[68] 张向涛, 彭光荣, 王光增, 珠江口盆地惠州运动的断裂响应研究: 以阳江东凹为例[J]. 地学前缘, 2022, 29(5): 161-175.

[69] 高翔, 刘杰, 牛胜利, 珠江口盆地惠北地区文昌期构造—沉积响应及对优质烃源岩的控制[J]. 海相油气地质, 2022, 27(4): 348-359.

[70] 李三忠, 吕海青, 侯方辉, 海洋核杂岩[J]. 海洋地质与第四纪地质, 2006, 26(1): 47-52.

[71] JOLIVET L, BRUN J P. Cenozoic geodynamic evolution of the Aegean[J]. International Journal of Earth Sciences, 2010, 99(1): 109-138.

[72] TAMAKI K, HONZA E. Global tectionics and formation of marginal basins: role of the western Pacific[J]. Episodes, 1991, 14(3): 224-230.

[73] GIANELLI G, MANZELLA A, PUXEDDU M. Crustal models of the geothermal areas of southern Tuscany (Italy)[J]. Tectonophysics, 1997, 281(3/4): 221-239.

[74] 庞雄, 任建业, 郑金云, 陆缘地壳强烈拆离薄化作用下的油气地质特征: 以南海北部陆缘深水区白云凹陷为例[J]. 石油勘探与开发, 2018, 45(1): 27-39.

[75] KARLSEN D A, NYLAND B, FLOOD B, et al. Petroleum geochemistry of the Haltenbanken, Norwegian continental shelf[J]. Geological Society, London, Special Publications, 1995, 86(1): 203-256.

[76] 范玉海, 屈红军, 张功成, 世界主要深水含油气盆地烃源岩特征[J]. 海相油气地质, 2011, 16(2): 27-33.

[77] MØRK A, ELVEBAKK G, FORSBERG A W, et al. The type section of the Vikinghøgda Formation: a new Lower Triassic unit in central and eastern Svalbard[J]. Polar Research, 1999, 18(1): 51-82.

[78] ZHOU Z C, MEI L F, LIU J, et al. Continentward-dipping detachment fault system and asymmetric rift structure of the Baiyun Sag, northern South China Sea[J]. Tectonophysics, 2018, 726: 121-136.

[79] CLARINGBOULD J S, BELL R E, JACKSON C A L, et al. Pre-existing normal faults have limited control on the rift geometry of the northern North Sea[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2017, 475: 190-206.

[80] HENSTRA G A, ROTEVATN A, GAWTHORPE R L, et al. Evolution of a major segmented normal fault during multiphase rifting: the origin of plan-view zigzag geometry[J]. Journal of Structural Geology, 2015, 74: 45-63.

[81] MIZERA M, LITTLE T A, BIEMILLER J, et al. Structural and geomorphic evidence for rolling-hinge style deformation of an active continental low-angle normal fault, SE Papua new Guinea[J]. Tectonics, 2019, 38(5): 1556-1583.

[82] NYÍRI D, TÖKÉS L, ZADRAVECZ C, et al. Early post-rift confined turbidite systems in a supra-detachment basin: implications for the Early to Middle Miocene Basin evolution and hydrocarbon exploration of the Pannonian Basin[J]. Global and Planetary Change, 2021, 203: 103500.

[83] CARACCIOLO L. Sediment generation and sediment routing systems from a quantitative provenance analysis perspective: review, application and future development[J]. Earth-Science Reviews, 2020, 209: 103226.

[84] FILLMORE R P, WALKER J D, BARTLEY J M, et al. Development of three genetically related basins associated with detachment-style faulting: predicted characteristics and an example from the central Mojave Desert, California[J]. Geology, 1994, 22(12): 1087-1090.

基金资助

中国海洋石油有限公司“十四五”重大科技项目“南海北部深水区勘探关键技术”(KJGG2022-0103)