珠江口盆地白云凹陷西区始新世张裂-拆离作用下沉积转换及源-汇响应

doi:10.11743/ogg20230306

摘要/Abstract

摘要：

珠江口盆地始新世裂陷期盆地呈隆-坳相间格局，陆缘深水区脆性张裂作用向韧性拆离作用的转变多表现为洼陷由深变浅和沉积中心的迁移。目前针对张裂-拆离裂陷转换过程中洼陷内沉积响应的研究还比较少，制约了沉积体分布的预测。基于珠江口盆地白云凹陷西区钻井与全覆盖三维地震数据，恢复始新世张裂期与拆离期沉积古地貌。研究结果表明：①张裂期窄深湖盆发育多沉积中心，拆离期宽缓湖盆水体连片、向拆离中心区汇聚；②联合井-震格架与地震构型标定，认为白云凹陷西区张裂期受先存断块的调控作用而出现了短轴物源供给，发育了扇三角洲-半深湖-辫状河三角洲（扇辫）沉积体系，而拆离期地壳韧性隆升导致整体地形坡度减缓（<10°），水深变浅、高能水体范围扩大，出现隆升带长轴供源体系，沿低隆带广泛发育辫状河三角洲-滩坝（滩扇）沉积体系；③番禺低隆源区流域分区参数耦合揭示张裂-拆离转换过程中滩扇沉积体系供给效率提高、砂质含量增加，与韧性隆升对应的长轴区所发育的沉积体系可形成有利的源-储配置关系。

关键词: 张裂-拆离转换, 沉积地貌恢复, 源-汇系统, 始新世, 白云凹陷, 珠江口盆地

Abstract:

During the Eocene rifting period， the Pearl River Mouth Basin （PRMB） was in an alternating pattern of uplift and depression. The transition of tectonic activity from brittle rifting to ductile detachment in the deep water area of the continental margin is mostly manifested as the change of sag from deep to shallow and the migration of depositional center. However， the lack of discussion on the sedimentary responses in the depression has restricted the prediction of the distribution of sedimentary bodies formed in the process of transition. The study serves to restore the sedimentary palaeogeomorphology during the Eocene rifting and detachment periods based on the drilling and 3D seismic data of full coverage in the western Baiyun Sag， PRMB. The results are shown as follows. First， during the rifting period， the lacustrine basins were narrow and deep， generally with multiple depositional centers developed， while during the detachment period， the lacustrine basins were wide and gentle， with water converging toward the detachment center. Second， combined with well-tied seismic interpretation of depositional framework and seismic calibration of depositional configuration， it is believed that minor-axis provenances existed in the western Baiyun Sag due to the control of pre-existing fault blocks， leading to the development of fan delta， semi-deep lake and braided river delta （fan/braid） depositional systems during the rifting period； while during the detachment period， as a result of ductile uplifting， the overall terrain slope got lowered （<10°）， the water body got shallowed and the range of high-energy water body expanded. Major-axis provenances appeared in the uplifted zone， and braided river delta-beach bar （beach/fan） depositional systems were widely developed within the structural lows. Third， the coupling of drainage zoning parameters in Panyu low uplift area reveals that the sediment supply efficiency of beach/fan sedimentary systems was high， with an increasing proportion of sand in the sediments， and the sedimentary system developed in the major-axix direction of the ductile uplift zone can form a favorable source-reservoir configuration.

Key words: rifting-detachment transformation, sedimentary landform restoration, source-to-sink system, Eocene, Baiyun Sag, Pearl River Mouth Basin （PRMB）

中图分类号:

TE121.2

刘军,彭光荣,郑金云,等. 珠江口盆地白云凹陷西区始新世张裂-拆离作用下沉积转换及源-汇响应[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 600-612. doi: 10.11743/ogg20230306 Jun LIU,Guangrong PENG,Jinyun ZHENG,et al. Sedimentary transformation and source-to-sink response to the Eocene rifting-detachment in the western Baiyun Sag， Pearl River Mouth Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(3): 600-612. doi: 10.11743/ogg20230306

图/表 10

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

表1

参考文献 39

1	任建业，庞雄，雷超，等. 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.
	REN Jianye， PANG Xiong， LEI Chao， et al. Ocean and continent transition in passive continental margins and analysis of lithospheric extension and breakup process： Implication for research of the deepwater basins in the continental margins of South China Sea［J］. Earth Science Frontiers， 2015， 22（1）： 102-114.
2	YE Qing， MEI Lianfu， SHI Hesheng， et al. A low-angle normal fault and basement structures within the Enping Sag， Pearl River Mouth Basin： Insights into late Mesozoic to early Cenozoic tectonic evolution of the South China Sea area［J］. Tectonophysics， 2018， 731/732： 1-16.
3	任建业，庞雄，于鹏，等. 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.
	REN Jianye， PANG Xiong， YU Peng， et al. Characteristics and formation mechanism of deepwater and ultra-deepwater basins in the northern continental margin of the South China Sea［J］. Chinese Journal of Geophysics， 2018， 61（12）： 4901-4920.
4	柳保军，庞雄，王家豪，等. 珠江口盆地深水区伸展陆缘地壳减薄背景下的沉积体系响应过程及油气勘探意义［J］. 石油学报， 2019， 40（S1）： 124-138.
	LIU Baojun， PANG Xiong， WANG Jiahao， et al. Sedimentary system response process and hydrocarbon exploration significance of crust thinning zone at extensional continental margin of deep-water area in Pearl River Mouth Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2019， 40（S1）： 124-138.
5	张文昭，张厚和，李春荣，等. 珠江口盆地油气勘探历程与启示［J］. 新疆石油地质， 2021， 42（3）： 346-352， 363.
	ZHANG Wenzhao， ZHANG Houhe， LI Chunrong， et al. Petroleum exploration history and enlightenment in Pearl River Mouth Basin［J］. Xinjiang Petroleum Geology， 2021， 42（3）： 346-352， 363.
6	庞雄，郑金云，任建业，等. 南海北部陆缘超伸展区白云凹陷断陷结构演化与岩浆作用［J］. 地球科学， 2022， 47（7）： 2303-2316.
	PANG Xiong， ZHENG Jinyun， REN Jianye， et al. Structural evolution and magmatism of fault depression in Baiyun Sag， northern margin of South China Sea［J］. Earth Science， 2022， 47（7）： 2303-2316.
7	郑金云，高阳东，张向涛，等. 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.
	ZHENG Jinyun， GAO Yangdong， ZHANG Xiangtao， et al. Tectonic evolution cycles and Cenozoic sedimentary environment changes in Pearl River Mouth Basin［J］. Earth Science， 2022， 47（7）： 2374-2390.
8	YE Qing， MEI Lianfu， JIANG Dapeng， 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）： e2021JB022595.
9	毛云华，赵中贤，孙珍. 珠江口盆地西部陆缘伸展-减薄机制［J］. 地球科学， 2020， 45（5）： 1622-1635.
	MAO Yunhua， ZHAO Zhongxian， SUN Zhen. Extensional thinning mechanism of the western continental margin of the Pearl River Mouth Basin［J］. Earth Science， 2020， 45（5）： 1622-1635.
10	王嘉，栾锡武，何兵寿，等. 珠江口盆地开平凹陷断裂构造特征与动力学机制探讨［J］. 海洋学报， 2021， 43（8）： 41-53.
	WANG Jia， LUAN Xiwu， HE Bingshou， et al. Study on the structural characteristics and dynamic mechanism of faults in the Kaiping Sag of Zhujiang River Mouth Basin［J］. Acta Oceanologica Sinica， 2021， 43（8）： 41-53.
11	UNTERNEHR P， PÉRON-PINVIDIC G， MANATSCHAL G， et al. Hyper-extended crust in the South Atlantic： In search of a model［J］. Petroleum Geoscience， 2010， 16（3）： 207-215.
12	WHITNEY D L， TEYSSIER C， REY P， et al. Continental and oceanic core complexes［J］. GSA Bulletin， 2013， 125（3/4）： 273-298.
13	MORLEY C K. The widespread occurrence of low-angle normal faults in a rift setting： Review of examples from Thailand， and implications for their origin and evolution［J］. Earth-Science Reviews， 2014， 133： 18-42.
14	张向涛，史玉玲，刘杰，等. 珠江口盆地惠州凹陷古近系文昌组优质湖相烃源岩生烃动力学［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（5）： 1249-1258.
	ZHANG Xiangtao， SHI Yuling， LIU Jie， et al. Kinetics of high-quality lacustrine source rocks of Paleogene Wenchang Formation， Huizhou Sag， Pearl River Mouth Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（5）： 1249-1258.
15	张智辉. 珠江口盆地白云西洼油气输导体系特征研究［D］. 北京：中国石油大学（北京）， 2017.
	ZHANG Zhihui. Study on characteristics of hydrocarbon conduit system in the west of Baiyun Sag， Pearl River Mouth Basin， South China Sea［D］. Beijing： China University of Petroleum（Beijing）， 2017.
16	刘培，张向涛，林鹤鸣，等. 珠江口盆地西江主洼油气差异分布机制［J］. 吉林大学学报（地球科学版）， 2021， 51（1）： 52-64.
	LIU Pei， ZHANG Xiangtao， LIN Heming， et al. Distribution mechanism of oil and gas in Xijiang main depression of Pearl River Mouth Basin［J］. Journal of Jilin University（Earth Science Edition）， 2021， 51（1）： 52-64.
17	李瑞彪，石宁，陈兆明，等. 白云西洼油藏的 “近临界流体” 特征及成因分析［J］. 桂林理工大学学报， 2020， 40（3）： 494-499.
	LI Ruibiao， SHI Ning， CHEN Zhaoming， et al. Characteristics and genetic analysis of the “near critical fluids” of oil 1 reservoir in western Baiyun Sag［J］. Journal of Guilin University of Technology， 2020， 40（3）： 494-499.
18	漆家福，吴景富，马兵山，等. 南海北部珠江口盆地中段伸展构造模型及其动力学［J］. 地学前缘， 2019， 26（2）： 203-221.
	QI Jiafu， WU Jingfu， MA Bingshan， et al. The structural model and dynamics concerning middle section， Pearl River Mouth Basin in north margin of South China Sea［J］. Earth Science Frontiers， 2019， 26（2）： 203-221.
19	邓棚，梅廉夫，杜家元，等. 珠江口盆地西江主洼低角度边界正断层特征及成因演化［J］. 石油与天然气地质， 2020， 41（3）： 606-616.
	DENG Peng， MEI Lianfu， DU Jiayuan， et al. Characteristics and genetic development of a low-angle boundary normal fault in Xijiang main sag， Pearl River Mouth Basin， China［J］. Oil & Gas Geology， 2020， 41（3）： 606-616.
20	高阳东，张向涛，张丽丽，等. 珠江口盆地中生代陆缘岩浆弧地质特征及构造背景［J］. 地球科学， 2022， 47（7）： 2317-2327.
	GAO Yangdong， ZHANG Xiangtao， ZHANG Lili， et al. Geological characteristics and tectonic settings of Mesozoic continental margin magmatic arc in Pearl River Mouth Basin［J］. Earth Science， 2022， 47（7）： 2317-2327.
21	李骥. 珠江口盆地白云西凹与番禺27洼文昌及恩平组沉积体系研究［D］. 北京：中国石油大学（北京）， 2018.
	LI Ji. The research on sedimentary system in the Wenchang and Enping Formation of Pearl River Mouth Basin Baiyun west depression and Panyu 27 Sag［D］. Beijing： China University of Petroleum（Beijing）， 2018.
22	戴宗，张青青，衡立群，等. 珠江口盆地番禺4洼珠江组层序地层及其约束下砂体发育模式［J］. 中国石油大学学报（自然科学版）， 2021， 45（1）： 12-22.
	DAI Zong， ZHANG Qingqing， HENG Liqun， et al. Sequence stratigraphy and sand body development model of Zhujiang Formation in Panyu 4 subsag， Pearl River Mouth Basin［J］. Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science）， 2021， 45（1）： 12-22.
23	蔡国富，张向涛，彭光荣，等. 南海北部阳江‒一统暗沙断裂带与新近纪岩浆活动［J］. 大地构造与成矿学， 2021， 45（1）： 40-52.
	CAI Guofu， ZHANG Xiangtao， PENG Guangrong， et al. Neogene volcanism and tectonics along the Yangjing‒Yitong’ansha fault zone in the northern South China Sea margin［J］. Geotectonica et Metallogenia， 2021， 45（1）： 40-52.
24	陈维涛，徐少华，孙珍，等. 层序地层学标准化理论在陆架坡折-陆坡区的应用——以珠江口盆地中中新世沉积层序为例［J］. 石油与天然气地质， 2021， 42（6）： 1414-1422.
	CHEN Weitao， XU Shaohua， SUN Zhen， et al. Application of standardized sequence stratigraphy theory in the shelf break-to-slope area： A case study of the Middle Miocene sedimentary sequence in the PRMB［J］. Oil & Gas Geology， 2021， 42（6）： 1414-1422.
25	施和生，杜家元，梅廉夫，等. 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.
	SHI Hesheng， DU Jiayuan， MEI Lianfu， et al. Huizhou movement and its significance in Pearl River Mouth Basin， China［J］. Petroleum Exploration and Development， 2020， 47（3）： 447-461.
26	郭伟，徐国强，柳保军，等. 珠江口盆地白云凹陷文昌组构造-沉积响应关系［J］. 地球科学， 2022， 47（7）： 2433-2453.
	GUO Wei， XU Guoqiang， LIU Baojun， et al. Structure-sedimentary response relationship of Wenchang Formation in Baiyun Sag， Pearl River Mouth Basin［J］. Earth Science， 2022， 47（7）： 2433-2453.
27	马晓倩，刘军，朱定伟，等. 多期走滑拉分盆地的沉积响应：以南海北部珠江口盆地为例［J］. 大地构造与成矿学， 2021， 45（1）： 64-78.
	MA Xiaoqing， LIU Jun， ZHU Dingwei， et al. Sedimentary response of multi-stage pull-apart basin： Insights from the Pearl River Mouth Basin in the northern South China Sea margin［J］. Geotectonica et Metallogenia， 2021， 45（1）： 64-78.
28	庞雄奇，付广，陈章明，等. 地震资料用于地层古厚度恢复与剥蚀量计算方法探讨［J］. 大庆石油学院学报， 1991， 15（4）： 1-8.
	PANG Xiongqi， FU Guang， CHEN Zhangming， et al. An approach to the calculation method of the ancient thickness and the eroded amount of the sedimentary strata by seismic data［J］. Journal of Northeast Petroleum University， 1991， 15（4）： 1-8.
29	闫海军，何东博，许文壮，等. 古地貌恢复及对流体分布的控制作用——以鄂尔多斯盆地高桥区气藏评价阶段为例［J］. 石油学报， 2016， 37（12）： 1483-1494.
	YAN Haijun， HE Dongbo， XU Wenzhuang， et al. Paleotopography restoration method and its controlling effect on fluid distribution： A case study of the gas reservoir evaluation stage in Gaoqiao， Ordos Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2016， 37（12）： 1483-1494.
30	左丽群. 古地貌恢复方法综述［J］. 石油地质与工程， 2019， 33（3）： 12-16， 21.
	ZUO Liqun. Review on methods of paleo-geomorphologic restoration［J］. Petroleum Geology and Engineering， 2019， 33（3）： 12-16， 21.
31	TONY J T. Reservoir characterization， paleoenvironment， and paleogeomorphology of the Mississippian redwall limestone paleokarst， Hualapai Indian reservation， grand canyon area， Arizona［J］. AAPG Bulletin， 2000， 84（11）： 1875-1880.
32	ZHAO Qian， ZHU Hongtao， ZHANG Xiangtao， et al. Geomorphologic reconstruction of an uplift in a continental basin with a source-to-sink balance： An example from the Huizhou-Lufeng uplift， Pearl River Mouth Basin， South China sea［J］. Marine and Petroleum Geology， 2021， 128： 104984.
33	程昊皞，李三忠，彭光荣，等. 珠江口盆地始新统 “源-渠-汇” 分析——以阳江东凹和开平凹陷为例［J］. 海洋地质与第四纪地质， 2022， 42（5）： 124-136.
	CHENG Haohao， LI Sanzhong， PENG Guangrong， et al. Eocene “provenance-channel-sink” analysis of Pearl River Mouth Basin： A case study of eastern Yangjiang Sag and Kaiping Sag［J］. Marine Geology & Quaternary Geology， 2022， 42（5）： 124-136.
34	刘强虎，朱红涛，舒誉，等. 珠江口盆地恩平凹陷古近系恩平组物源体系及其对滩坝的控制［J］. 石油学报， 2015， 36（3）： 286-299.
	LIU Qianghu， ZHU Hongtao， SHU Yu， et al. Provenance systems and their control on the beach-bar of Paleogene Enping Formation， Enping Sag， Pearl River Mouth Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2015， 36（3）： 286-299.
35	陈一鸣，谢明英，闫正和，等. 珠江口盆地恩平凹陷海相高泥质砂岩储层特征及主控因素［J］. 石油地质与工程， 2022， 36（1）： 14-19.
	CHEN Yiming， XIE Mingying， YAN Zhenghe， et al. Reservoir characteristics and main controlling factors of marine high argillaceous sandstone in Enping Sag of Pearl River Mouth Basin［J］. Petroleum Geology and Engineering， 2022， 36（1）： 14-19.
36	LIU Qianghu， ZHU Hongtao， SHU Yu， et al. Provenance identification and sedimentary analysis of the beach and bar systems in the Palaeogene of the Enping Sag， Pearl River Mouth Basin， South China Sea［J］. Marine and Petroleum Geology， 2016， 70： 251-272.
37	LI Zhiyao， LIU Qianghu， ZHU Hongtao， et al. Compositional relationship between the source-to-sink segments and their sedimentary response to diverse geomorphology types in the intrabasinal lower uplift of continental basins［J］. Marine and Petroleum Geology， 2021， 123： 104716.
38	徐长贵. 陆相断陷盆地源-汇时空耦合控砂原理：基本思想、概念体系及控砂模式［J］. 中国海上油气， 2013， 25（4）： 1-11， 21.
	XU Changgui. Controlling sand principle of source-sink coupling in time and space in continental rift basins： Basic idea， conceptual systems and controlling sand models［J］. China Offshore Oil and Gas， 2013， 25（4）： 1-11， 21.
39	施和生，高阳东，刘军，等. 珠江口盆地惠州26洼 “源-汇-聚” 特征与惠州26-6大油气田发现启示［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（4）： 777-791.
	SHI Hesheng， GAO Yangdong， LIU Jun， et al. Characteristics of hydrocarbon source-migration-accumulation in Huizhou 26 Sag and implications of the major Huizhou 26-6 discovery in Pearl River Mouth Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（4）： 777-791.

时期	洼陷	物源组成	物源变化特征	沉积相类型	汇水区特征
张裂期	白云3洼	番禺低隆西段	周缘汇聚、盆地低隆动态供源	辫状河三角洲	多中心分割、局限深洼
	白云3洼	云开低凸起		辫状河三角洲
	番禺25洼	番禺低隆东段		扇三角洲
	番禺25洼	白云1-1凸起		扇三角洲
拆离期	白云3洼	番禺低隆西段	长、短轴联合供给	辫状河三角洲	连片浅洼
	白云3洼	云开低凸起		辫状河三角洲、扇三角洲
	番禺25洼	番禺低隆东段		辫状河三角洲、扇三角洲
	番禺25洼	白云1-1凸起		辫状河三角洲、滩砂

[1]	徐长贵, 龚承林. 从层序地层走向源-汇系统的储层预测之路[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 521-538.
[2]	朱红涛, 徐长贵, 杜晓峰, 刘强虎, 孙中恒, 曾智伟. 陆相盆地古源-汇系统定量重建、级次划分及耦合模式[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 539-552.
[3]	刘豪, 徐长贵, 高阳东, 林鹤鸣, 邱欣卫, 剧永涛, 汪旭东, 李磊, 孟俊, 阙晓明. 断陷湖盆低勘探区源-汇系统与烃源岩预测[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 565-583.
[4]	高阳东, 彭光荣, 张向涛, 汪旭东, 孙辉, 刘太勋, 孙丰春. 珠江口盆地白云凹陷古近系文昌组源-汇系统特征及演化[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 584-599.
[5]	彭光荣, 王绪诚, 陈维涛, 靳瑶瑶, 王菲, 王文勇, 全涵. 珠江口盆地惠州26洼东南缘古近系恩平组上段断-拗转换期源-汇系统及勘探意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 613-625.
[6]	王梓颐, 李洪博, 郑金云, 朱定伟, 于飒, 陈兆明, 李振升. 珠江口盆地番禺27洼裂陷期构造演化及其对源-汇系统的控制[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 626-636.
[7]	杜晓峰, 庞小军, 黄晓波, 王冰洁. 辽西凹陷北部古近系沙河街组二段源-汇系统及其对滩坝砂体的控制[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 662-674.
[8]	陈贺贺, 朱筱敏, 施瑞生, 张自力, 李琪, 朱珍君, 阎泽昊. 断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 689-706.
[9]	朱珍君, 李琦, 陈贺贺, 李剑, 张卫平, 杨丰繁, 张迎朝, 覃军, 李风勋, 单帅强. 东海陆架盆地丽水凹陷古新统源-汇系统耦合及时-空演化[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 735-752.
[10]	和子琛, 刘豪, 林鹤鸣, 邱欣卫, 汪旭东, 剧永涛, 阙晓明. 断陷湖盆坡折带-古沟谷对沉积的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(2): 441-451.
[11]	李增学, 刘莹, 李晓静, 张功成, 孙瑞, 王东东, 尹露生, 刘佳敏. 琼东南盆地古近纪泥炭沼泽破坏与重建作用对煤型源岩物质形成的控制[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(6): 1309-1320.
[12]	张向涛, 史玉玲, 刘杰, 温华华, 杨兴业. 珠江口盆地惠州凹陷古近系文昌组优质湖相烃源岩生烃动力学[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(5): 1249-1258.
[13]	朱红涛, 朱筱敏, 刘强虎, 徐长贵, 杜晓峰. 层序地层学与源-汇系统理论内在关联性与差异性[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(4): 763-776.
[14]	施和生, 高阳东, 刘军, 朱俊章, 龙祖烈, 史玉玲. 珠江口盆地惠州26洼“源-汇-聚”特征与惠州26-6大油气田发现启示[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(4): 777-791.
[15]	陈维涛, 徐少华, 孙珍, 何敏, 姚佳利, 王英民, 卓海腾. 层序地层学标准化理论在陆架坡折-陆坡区的应用——以珠江口盆地中中新世沉积层序为例[J]. 石油与天然气地质, 2021, 42(6): 1414-1422.