南海北部新生代構造運動厘定及與油氣成藏關系探討

蔡周榮，劉維亮，萬志峰，郭峰

（1. 中國科學院 邊緣海地質重點實驗室，廣東 廣州 510640；2. 中山大學 海洋學院，廣東 廣州 510006)

南海北部新生代構造運動厘定及與油氣成藏關系探討

蔡周榮1,2，劉維亮1，萬志峰1，郭峰1

（1. 中國科學院 邊緣海地質重點實驗室，廣東 廣州 510640；2. 中山大學 海洋學院，廣東 廣州 510006)

通過分析并參考前人對南海構造運動的劃分方案以及淺水區研究成果，結合深水區取得的最新認識，對新生代以來南海北部的構造運動重新進行厘定，共劃分為四次構造運動：晚白堊世末的神狐運動、中始新世末開始的珠瓊運動（包括一幕和二幕）、晚漸新世末的南海運動以及中中新世末的東沙運動，并認為這四次構造運動對烴源巖的發育以及油氣運聚成藏起著重要的控制作用。

南海北部；新生代；構造運動；厘定；油氣成藏

南海北部陸緣位于從華南大陸向南海海盆過渡的位置，分布著珠江口、瓊東南、鶯歌海、北部灣、中建南等盆地（圖1），各盆地的結構和構造特征各不相同。目前的油氣勘探成果表明，南海北部陸緣有著非常好的油氣遠景[1]，其油氣的生油層以及儲油層基本上都位于新生代的沉積地層中。但南海北部陸緣處于南海復雜的構造背景中，盆地的結構構造特征復雜[2-6]，尤其是新生代以來構造運動對沉積的控制作用明顯，前人對構造運動的期次及發生時間做了大量的研究工作。但由于前人的研究只停留于陸架淺水區，缺乏陸坡深水區的分析，且不同學者受研究區范圍的不同而具有片面性，因而對整個北部陸緣缺乏整體性把握。有的研究對構造運動的厘定也帶有片面性，存在很多有爭議之處。本文在前人的研究基礎上，通過在深水陸坡區所取得的最新認識，對南海北部新生代的構造運動進行重新厘定以及探討其與油氣藏的關系，以期對未來南海北部深水區的油氣勘探提供參考依據。

1 區域地質背景

南海是世界上最復雜的邊緣海之一，位于歐亞板塊、印度—澳大利亞板塊以及太平洋板塊之間，同時受特提斯構造域和太平洋構造域的控制，構造非常復雜，在這種復雜構造背景影響下，南海北部陸緣也成為最復雜的被動大陸邊緣之一。新生代以來南海經歷過多次的構造運動，形成了一系列張裂型的沉積盆地，盆地的伸展方向與構造線方向一致[7-9]。

新生代之前，南海北部陸緣的形成演化如下：早中生代之前，由庫拉板塊、法拉龍板塊以及菲尼克板塊的三條擴張脊從北西、北東和南面圍限著太平洋板塊；侏羅紀開始，聯絡庫拉－太平洋板塊和特提斯－印度洋板塊的洋脊系統和轉換斷層系統大致呈東西向延伸，并被一系列近南北向的轉換斷層錯開，東西向擴張脊的擴張導致板塊沿南北向轉換斷層發生相對運動，這個時期，特提斯板塊向北推移和俯沖，以及庫拉－太平洋板塊向北北西向俯沖，中國大陸東緣和南緣受到這兩方面的板塊運動的聯合作用，迫使中國大陸邊緣向太平洋方向蠕散；晚白堊世之后，隨著沿板塊邊界脊的持續擴張，太平洋板塊的范圍擴大，庫拉－太平洋脊的西端俯沖到亞洲邊緣日本海的附近，活動洋脊附近的巖石圈以很小的傾角俯沖到大陸邊緣下面，并在很寬范圍內隨著地殼內部溫度增加，巖石遭到熔融，活躍的巖漿活動造成異常寬的火成巖活動帶，同時，受庫拉－太平洋脊向大陸邊緣斜向俯沖的影響，在亞洲岸帶產生向大洋拉張的運動，南海北部陸緣開始形成[10-13]。

以上是新生代之前南海及其北部陸緣形成演化的過程，關于南海的成因有很多不同的觀點，爭議較多，在此不作討論。新生代之后，南海的北部陸緣也經歷了多次復雜的構造運動，形成了現在南北分帶、東西分塊的構造格局[14]。

圖1 南海北部盆地分布圖（據朱偉林等[1]）Fig. 1 Distribution of basins in the northern South China Sea

2 新生代構造運動厘定

2.1 前人劃分方案

南海北部陸緣新生代以來經歷過多次構造運動，前人做了大量的研究工作，目前國內對幾次大的構造運動劃分方案分歧比較大，具有代表性的有如下幾個主要方案（圖2）：

a) 將南海北部新生代構造運動劃分為四次，分別是于中生代末的禮樂運動、中始新世末的西衛運動、漸新世末的南海運動和中中新世末的南沙運動。

b) 將南海北部新生代構造運動劃分為三次，分別是中生代末神狐運動、中始新世末的南海運動和中中新世末的東沙運動，認為這三次運動分別對應于南海北部NE、NEE以及NW向三組斷裂[15,16]。

圖2 南海北部新生代構造運動劃分方案對比圖Fig. 2 Comparison of division of tectonic movements in the Cenozoic

c) 將南海北部新生代構造運動劃分為四次，分別中生代末的禮樂運動、中始新世末的西衛運動、早漸新世末的南海運動和中中新世末南沙運動[17]。

d) 將南海北部新生代構造運動劃分為四次，分別是中生代末的神狐運動、早始新世末的珠瓊運動一幕、中始新世末的珠瓊運動二幕、早漸新世末的南海運動及中新世中晚期的南沙運動。

在上述幾個方案中，中生代末和中中新世末兩次構造運動的存在基本是公認的，只是名稱不同，始新世－中新世之間的兩期構造運動存在較大分歧。

2.2 構造運動重新厘定

要厘定南海北部新生代構造運動，關鍵是要弄清構造運動期次以及對應發生的時間。從圖2可以看出，除了方案b)外，其余三個方案都劃分為四次。方案b)其主要是為了說明南海被動大陸邊緣的形成過程，認為中生代末的構造運動是一次張裂構造運動，而中始新世末的構造運動是一次分離構造運動，中中新世末是一次局部構造運動。但是目前淺水區的研究資料以及最新的深水區的地震地質解釋結果表明，早漸新世末至晚漸新世，南海北部確實存在一個區域性的不整合，并且與上覆地層特征明顯不同，不整合面以下地層受斷裂控制明顯，而不整合面以上則基本上不受斷裂控制。所以，南海北部早漸新世末至晚漸新世存在一次大的構造運動是符合地質事實的，即新生代以來共發生四次大的構造運動。

另外，還有必要統一各次構造運動的命名。南海北部新生代以來的構造運動，有些是在南海具有區域性的大構造運動，如中生代末的構造運動，甚至可以與東海海盆的雁蕩運動進行對比。也有些是局部性的，如中中新世末的構造運動，只發生在南海北部，并且具有東強西弱的特點。作者認為，南海北部的構造運動應以南海北部的地名進行命名，以突出其地區性主要特征及與其他區域的構造運動相區別。因此，建議把以上發生在南海北部的四次構造運動分別命名為神狐運動、珠瓊運動、南海運動以及東沙運動。

關于以上四次構造運動發生的時間，中生代末的神狐運動以及中中新世末的東沙運動是基本上沒有異議的，中間兩次的分歧較大。有些學者把南海運動發生時間定為早漸新世末，也有些定為晚漸新世末，珠瓊運動的開始時間有些定為早始新世末，有些定為中始新世末，并且有一幕和二幕之分。這是對厘定南海北部新生代以來的構造運動最大爭議之處。珠瓊運動和南海運動是連續裂陷的兩次構造運動，在時間上和空間上存在很大的連續性以及繼承性，存在這種爭議主要是因為南海北緣東部與西部沉積事件發生的時間有先后,前人有不同的劃分方案原因即在于此。東部的珠江口盆地比西部的鶯瓊盆地不論是裂陷，還是沉積事件發生的時間都要早。所以，如果根據東部盆地的研究成果來劃分，則珠瓊運動開始的時間應為早始新世末，南海運動開始的時間為中漸新世末；如果根據西部盆地的研究成果，珠瓊運動開始的時間為中始新世末，南海運動開始的時間為晚漸新世末。

那么如何來厘定這兩次構造運動發生的時間？前人的研究主要停留在淺水區局部的鉆井及地震資料，對南海北部陸緣缺乏整體把握。根據最新的深水區地震資料并結合淺水區前人的研究成果，南海北部新生代沉積地層總體上可以劃分為裂陷沉積和裂后沉積兩大階段，裂陷沉積受構造控制明顯，裂后沉積基本上不受構造的控制。這一分界面在地震剖面上表現為T60反射不整合面，在全區具有對比性，也是南海北部整體上從陸相過渡至海相的分界面。這一界面對應的構造運動應為南海運動，發生的時間在不同地區有差異，但大規模發生的時間為晚漸新世末。同樣，在全區的地震資料追蹤對比中發現，早始新世末的一次張裂構造運動只是局部構造運動，其對應的地震反射界面為T90，在全區無法進行對比；大規模的張裂構造運動發生于中始新世末，全區對應地震反射界面為T80，為張裂不整合面，界面之下為雜亂反射層，代表初始張裂的碎屑巖等雜巖沉積，只在局部地區可以發現，且規模小；不整合面之上為層狀反射層，分布面積迅速擴大，代表大規模的裂陷開始，這次構造運動對應為珠瓊運動，發生的時間應為中始新世末。至于其發生的幕次，從其張裂活動的連續性來看，可分也可不分，但由于一幕與二幕的張裂應力場方向不同（一幕為NW向，二幕為NNW向），作者贊成劃分為兩幕。

通過以上分析，南海北部新生代經歷了四次大的構造運動是可以確定的，對構造運動重新厘定如下（圖3）：

神狐運動：發生于晚白堊世末的一次構造運動，主要發生褶皺及隆起剝蝕，陸架盆地張裂階段開始，形成NE向斷裂和斷陷，充填了上白堊統－古新統的紅色地層。它應是南海北部被動大陸邊緣發育史之開始，地震剖面上表現為Tg不整合面。這次構造運動的動力學機制是太平洋板塊俯沖后撤及印度-歐亞板塊碰撞共同在華南大陸邊緣形成的拉張應力場。

珠瓊運動：分為兩幕，珠瓊運動一幕發生在中始新世末，使NE向斷陷進一步擴大，地震剖面上表現為T80不整合面，界面以上地震波特征呈層狀明顯，界面以下則較雜亂，代表大規模裂陷的開始。動力學機制是太平洋板塊對華南大陸的俯沖由NNW向轉為NWW向，同時俯沖角度加大，引起華南大陸邊緣的快速向太平洋方向蠕撒，裂陷中心南移[18]；珠瓊運動二幕發生在晚始新世末，地震剖面上表現為T70不整合面，裂陷由NE向轉變為近EW向，這次構造運動是珠瓊運動一幕的繼承性運動，動力學機制是太平洋板塊繼續對華南大陸NWW俯沖，華南大陸邊緣形成近SN向張裂作用。

南海運動：發生在晚漸新世，區域性抬升、剝蝕，產生了NEE－EW向斷裂，地震反射界面表現為T60不整合面，使陸架盆地由斷陷向坳陷轉化，反射界面以下地層受斷裂控制明顯，為斷陷性質，界面之上則受斷裂控制較弱，屬坳陷性質。這次構造運動的動力學機制是印度-歐亞板塊的碰撞造成華南板塊下的地幔物質東南方向流動[19-22]（即南海中央海盆擴張的深部動力學機制）。

東沙運動：發生在中中新世末的一次局部性構造運動，地震反射界面相當于T40，主要的影響區域為南海北緣的東部，向西則逐漸減弱，經過這次運動，南海北部構造格局基本定型。這次構造運動的動力學機制是菲律賓板塊的逆時針旋轉作用在南海北部形成的壓扭應力場，這次運動還形成了一系列NW向斷裂，切斷較早形成的NE向斷裂。

圖3 南海北部新生代構造運動重新劃分圖Fig. 3 New division of tectonic movements in the Cenozoic

3 新生代構造運動與油氣成藏關系

南海北部新生代以來的四次構造運動中，除了東沙運動是一次局部的壓扭性構造運動之外，其余的三次都是被動大陸邊緣典型的張裂構造運動，反映了南海北部地殼逐漸減薄并由陸殼向海殼過渡的不同階段構造事件。目前南海北部油氣勘探正處于起步階段，已有的油氣勘探結果表明了油氣資源遠景非常好，根據淺水區的油氣地質規律可以預見往南的深水區也同樣有非常好的油氣遠景。淺水區和深水區都是受以上四次構造運動控制發育起來的大陸邊緣盆地。厘定新生代以來的構造運動對未來南海北部的油氣勘探有著非常重要的意義，因為構造運動對烴源巖的發育以及油氣的運聚成藏起著控制作用[23-25]。

就整個南海北部陸緣而言，烴源巖的發育層系主要集中在裂陷階段的古近系，其發育特征基本上受構造運動控制。在晚白堊世末神狐運動的影響下，南海北部陸緣形成了一系列NE向斷陷，至中始新世末開始的珠瓊運動，斷陷進一步擴大，南海北部陸緣的盆地形成演化完全受構造的控制。這時期沉積的一系裂湖沼相泥巖有機質豐富，成為重要的烴源巖。所以，受神狐運動和珠瓊運動控制的南海北部裂陷階段沉積的湖沼相泥巖分布范圍廣、沉積厚度大，為南海北部豐富的油氣資源奠定了基礎。

目前南海北部油氣勘探發現，油氣運移的方式主要有兩種，一種是垂向運移，即通過斷裂向上運移；另一種是側向運移，主要是通過不整合面向上運移。這兩種運移方式都與構造運動密切相關，四次構造運動都形成了走向不同的斷裂體系，如神狐運動和珠瓊運動形成的NE向斷裂、南海運動形成的NEE-EW向斷裂以及東沙運動形成的NW向斷裂，這些斷裂體系以及構造運動形成的不整合面成為油氣向上運移的主要通道。構造運動除了對油氣的運聚起控制作用之外，還對油氣的成藏起重要的圈閉作用，后兩期構造運動（南海運動和東沙運動）表現尤為明顯，在南海北部各盆地形成的一系列構造變形為油氣成藏提供了可容空間，如斷背斜、擠壓背斜、披覆背斜等是油氣成藏的有利部位。

從以上分析可以看出，新生代以來南海北部的四次構造運動與油氣關系密切，早期的構造運動（神狐運動和珠瓊運動）對盆地的形成演化起控制作用，并為烴源巖的發育提供沉積空間，后期的構造運動（南海運動和東沙運動）形成的斷裂體系及構造樣式為油氣的運移提供通道，為油氣成藏提供可容性空間。所以，從新生代構造運動的角度來看，南海北部具備豐富油氣資源的地質條件。

4 結 語

a) 南海北部是世界上最復雜的被動大陸邊緣之一，新生代之前板塊間的構造運動為基底的形成奠定了基礎，新生代以來經歷多次以張裂為特征的構造運動，前人的劃分方案分歧較大，存在片面性，缺乏全區整體性把握。

b) 分析參考前人對構造運動的劃分方案，結合南海北部淺水區及深水區的研究資料，對新生代以來南海北部的構造運動重新進行厘定，共劃分為四次構造運動：晚白堊世末的神狐運動、中始新世末開始的珠瓊運動（包括一幕和二幕）、晚漸新世末的南海運動以及中中新世末的東沙運動，其中南海運動是裂陷沉積與裂后沉積的分界面。

c) 南海北部新生代以來的四次構造運動對油氣生成、運移和蘊藏起著重要的控制作用，神狐運動及珠瓊運動控制盆地的裂陷特征，為烴源巖層系提供了沉積充填空間；南海運動和東沙運動對油氣的運聚成藏同樣起著支配作用，形成的斷裂體系和不整合面為油氣的向上運移提供通道，形成的構造樣式為油氣成藏提供可容性空間。

[1] 朱偉林, 張功成, 高樂. 南海北部大陸邊緣盆地油氣地質特征與勘探方向 [J]. 石油學報, 2008, 29(1)： 1-9.

[2] 郭令智, 施央申, 馬瑞士. 西太平洋中新生代活動大陸邊緣和島弧構造的形成和演化 [J]. 地質學報, 1983, 57(1)： l1-l2.

[3] 黃福林. 論南海的地殼結構及深部過程 [J]. 海洋地質與第四紀地質, 1986, 6(1)： 31-40.

[4] 李思田, 林暢松, 張啟明, 等. 南海北部大陸邊緣盆地幕式裂陷的動力過程及lOMa以來的構造事件 [J]. 科學通報, 1998, 43(8)： 797-8l0.

[5] 蔡周榮, 夏斌, 王冉. 關于底侵作用和拆沉作用在南海中的指示意義 [J]. 海洋通報, 2007, 26(6)： 48-52.

[6] 陳國達, 范蔚銘, 楊心宜. 地幔的熱侵蝕——中國東部大陸殼體后地臺活化的一種深部過程 [J]. 大地構造與成礦學. 1991, 16(1)： 76-78.

[7] 崔學軍, 夏斌, 張宴華, 等. 地幔活動在南海擴張中的作用數值模擬與討論 [J]. 大地構造與成礦學, 2005, 29(3)： 334-338 .

[8] 劉鐵樹, 何仕斌. 南海北部陸緣盆地深水區油氣勘探前景 [J]. 中國海上油氣(地質), 2001, 15(3)： 164-170.

[9] 呂炳全, 趙會民. 西太平洋邊緣海盆的形成與演化 [J]. 海洋地質與第四紀地質, 2002, 22(1)： 57-62.

[10] 詹文歡. 南海及鄰區現代構造應力場與形成演化 [M]. 北京： 科學出版社, 1993, 28-30.

[11] 丘學林, 劉以宣. 南海及鄰區現代構造應力場初探 [J]. 熱帶海洋, 1989, 8(2)： 84-92.

[12] 閆義, 夏斌, 林舸. 南海北緣新生代盆地沉積與構造演化及地球動力學背景 [J]. 海洋地質與第四紀地質, 2005, 25(2)： 53-51.

[13] 任建業, 李思田. 西太平洋邊緣海盆地的擴張過程和動力學背景 [J]. 地學前緣, 2000, 7(3)： 203-213.

[14] 吳世敏, 周蒂, 丘學林. 南海北部陸緣的構造屬性問題 [J]. 高校地質學報. 2001, 7(4)： 419-427.

[15] 姚伯初. 南海海盆新生代的構造演化史 [J]. 海洋地質與地四紀地質, 1996, (2)1-12.

[16] 姚伯初. 南海北部陸緣新生代構造運動初探 [J]. 南海地質研究, 1993, (5)： 1-12.

[17] 蔡乾忠. 中國海域主要沉積盆地成盆動力學研究 [J]. 海洋石油. 2005, 25(2)： 1-9.

[18] 夏斌, 崔學軍, 謝建華, 等. 關于南海構造演化動力學機制研究的一點思考 [J]. 大地構造與成礦學, 2004, 28(3)： 221-227.

[19] 夏斌, 崔學軍, 張宴華, 等. 南海擴張的動力學因素及其數值模擬討論 [J]. 大地構造與成礦學, 2005, 29(3)： 328-333.

[20] Ben Avraham Z and Uyeda S. The evolution of the China Basin and the Mesozoic paleography of Borneo [J]. Earth Planet Sci Lett, 1973, 18： 365-376.

[21] Tapponnier P, Peltzer G and Armijo P. On the mechanicsof the collision between India and Asia [J]. Geol Soc Lond SpecPubf, 1986, 19： 115-157.

[22] Taylor B, Hayes D E. The tectonic evolution of the South China Sea Basin [A]. In： Hayes D E (eds), The Tectonic and Geologic Evolution of Southeast Asia Seas and Islands, Geophysical Monograph [C] . AGU, Washington, 1980, (23)： 89～104.

[23] 李緒宣, 朱光輝. 瓊東南盆地斷裂系統及其油氣輸導特征 [J]. 中國海上油氣, 2005, 17(1)： 1-7.

[24] 謝錦龍, 黃沖, 向峰云. 南海西部海域新生代構造古地理演化及其對油氣勘探的意義 [J]. 地質科學, 2008, 43(1)： 133-153.

[25] 姚伯初, 萬玲, 劉振湖. 南海海域新生代沉積盆地構造演化的動力學特征及其油氣資源 [J]. 地球科學—中國地質大學學報, 2004, 9(5)：543-549.

Determination of Cenozoic tectonic movement in the northern South China Sea and the relationship between oil-gas reservoir and tectonic movement

CAI Zhou-rong1,2LIU Wei-liang1, WAN Zhi-feng1, GUO Feng1

(1. Key Laboratory of Marginal Sea Geology, CAS, Guangzhou 510640, China;2. Maritime Academy of Sun Yat-Sen University, Guangzhou 510006, China)

The northern edge of the South China Sea is the most complicated one of the passive continental margins,and a number of complex tectonic movements have gone through in the Cenozoic. Several different programs about the division of tectonic movement were brought up by the predecessors, but still lack the scope of comprehensive study due to the restrictions of study area. Based on analysis of the existed division plan and taking into account the research results about the tectonic movement in shallow-water area, as well as combining with the latest research information in the deep sea district, the author proposed a new plan to divide tectonic movement in the Cenozoic in the northern South China Sea into four tectonic movements： Shenhu Movement at the end of Late Cretaceous, Zhuqiong Movement which began at the end of middle Eocene (including the first scene and the second scene), Nanhai Movement at the end of late Oligocene, and Dongsha Movement at the end of the middle Miocene in the east of the northern South China Sea. The four tectonic movements play an important role in controlling the hydrocarbons Source rocks, as well as the development of oil and gas migration and accumulation.

the northern South China Sea；Cenozoic；tectonic movement；determination；oil-gas reservoir

TE51

A

1001-6932(2010)02-0161-05

2008-10-16；

2009-08-24

中國科學院邊緣海地質重點實驗室開放基金（MSGL09-01）及國家973重點項目（2009CB219401）聯合資助

蔡周榮 (1979－)，男，廣東信宜人，博士，主要從事構造地質與石油地質研究。電子郵箱：czhrsy@qq.com