陸豐北地區(qū)構(gòu)造特征及恩平組勘探方向*

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珠江口盆地位于南海北部大陸邊緣，構(gòu)造位置處于歐亞板塊、印度板塊和太平洋板塊交匯處[1-2]，是在中生代褶皺基底上形成的被動(dòng)陸緣伸展盆地[3]，經(jīng)歷了晚白堊世—早漸新世多幕斷陷裂谷演化階段、晚漸新世—早中新世裂后斷拗轉(zhuǎn)換及熱沉降階段、晚中新世后新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及熱沉降拗陷階段等多個(gè)復(fù)雜的構(gòu)造演化階段[4]。珠江口盆地可劃分為北部隆起帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部坳陷帶以及南部隆起帶等5個(gè)一級構(gòu)造單元[5-6]。陸豐凹陷位于北部坳陷帶珠一坳陷東北部，北接北部隆起帶，北東鄰近海豐凸起，南靠東沙隆起，西接惠陸低凸起，面積約8 800 km2，由南、北兩個(gè)次凹組成（圖1）。

圖1 陸豐凹陷構(gòu)造單元簡圖Fig.1 Simplified geological map of Lufeng sag

陸豐凹陷的勘探始于20世紀(jì)80年代，早期主要針對陸豐南地區(qū)的新近系實(shí)施鉆探[7-8]，先后發(fā)現(xiàn)了一系列以珠江組下段為主要產(chǎn)層的油田。近3年主要針對陸豐南古近系進(jìn)行鉆探，取得了重大突破，讓勘探人員對陸豐北地區(qū)的勘探潛力充滿了期待。而陸豐北地區(qū)是勘探和研究程度較低的新區(qū)，鉆井少，早期僅有二維地震資料且品質(zhì)較差，古近系層位解釋和烴源巖潛力一直存在爭議，制約了勘探進(jìn)程。本文是在新采集的覆蓋整個(gè)陸豐北地區(qū)的三維地震資料上，對陸豐北地區(qū)洼陷結(jié)構(gòu)、構(gòu)造樣式、構(gòu)造演化及控洼斷裂對烴源巖發(fā)育的控制等進(jìn)行了分析，并對恩平組油氣勘探潛力與方向進(jìn)行了探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

陸豐凹陷在中生代褶皺基底之上發(fā)育了從始新統(tǒng)到第四系的完整地層，自下而上依次為前第三系基底、始新統(tǒng)文昌組與恩平組、漸新統(tǒng)珠海組、下中新統(tǒng)珠江組、中中新統(tǒng)韓江組、上中新統(tǒng)粵海組、上新統(tǒng)萬山組和第四系（圖2a）。前第三系基底巖性復(fù)雜，多為花崗巖、玄武巖或安山巖，在惠陸低凸起和東沙隆起上埋藏較淺，凹陷內(nèi)埋深較大。第三系與基底呈不整合接觸，以恩平組頂面T70為界，可將第三系劃分為上、下2套構(gòu)造層，其中下構(gòu)造層為受拉張斷裂控制形成的陸相斷陷湖盆，為河湖相沉積；上構(gòu)造層為坳陷期海相沉積[9]。基于三維地震資料，同時(shí)結(jié)合陸豐南地區(qū)的鉆井進(jìn)行引層開展區(qū)域地震解釋，可將文昌組劃分上、下2段，共6個(gè)三級層序；將恩平組劃分上、下2段，共4個(gè)三級層序（圖2b）。

陸豐凹陷與珠一坳陷其他凹陷類似，古近系兩幕裂陷形成了2套沉積環(huán)境和地質(zhì)地球化學(xué)特征迥異的陸相烴源巖。珠瓊一幕裂陷形成了文昌組湖相烴源巖，以相對還原環(huán)境的中深湖相和淺湖相為主；而珠瓊二幕裂陷形成了恩平組煤系烴源巖，以河流沼澤相、湖泊沼澤相及濱淺湖相弱氧化環(huán)境為主[10]。珠一坳陷已證實(shí)的富烴凹陷均以文昌組湖相烴源巖為主力烴源巖[11]。

圖2 陸豐凹陷綜合柱狀圖（a）和古近系三級層序劃分圖（b）（據(jù)文獻(xiàn)[10，12-13]）Fig.2 Synthesis column map of Lufeng sag（a）and third-order sequences of palaeogene（b）（adapted from references[10，12-13]）

2 斷裂特征

2.1 斷裂系統(tǒng)劃分

伸展盆地早期研究主要集中于對盆地幾何形態(tài)的描述[14-16]，隨著研究的深入，斷裂系統(tǒng)的演化，尤其是邊界斷裂演化受到了更多的關(guān)注[17-18]。斷裂系統(tǒng)是指在特征構(gòu)造單元中形成的各種不同性質(zhì)的斷裂組合，包括斷裂間空間排布、相互交切關(guān)系及成因聯(lián)系等，它是控制油氣藏形成和保存的主要地質(zhì)因素[19-20]。

受不同時(shí)期、不同性質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)的影響，陸豐北地區(qū)斷裂系統(tǒng)具有典型的上、下雙層結(jié)構(gòu)，即斷陷期斷裂系統(tǒng)和坳陷期斷裂系統(tǒng)，并可按照主要發(fā)育時(shí)期進(jìn)一步細(xì)分為文昌期斷裂系統(tǒng)、恩平期斷裂系統(tǒng)、韓江期斷裂系統(tǒng)和長期斷裂系統(tǒng)（圖3），這4套斷裂系統(tǒng)既有各自獨(dú)特的特征，也有一定的繼承性。

文昌期斷裂系統(tǒng)主要為基底卷入型張性正斷層，斷裂規(guī)模較大，最大延伸長度達(dá)54 km，在陸豐北全區(qū)均有分布（圖4a）。這一期斷裂整體上受珠瓊一幕NNW—SSE向伸展應(yīng)力場控制，同時(shí)受剛性基底和先存斷裂的限制，斷裂走向主要有2類：NWW向和NEE向，優(yōu)勢走向?yàn)镹EE向（圖5）。東部的HZ05斷裂東段、LF07斷裂和陸豐07洼的斷裂整體呈NEE走向，西部的HZ05斷裂西段、HZ11斷裂和惠州05底辟帶上的斷裂以NWW走向?yàn)橹鳌６鄶?shù)斷裂以南傾為主，僅LF07斷裂和東北部少量斷裂向北傾斜。

恩平期，受珠瓊二幕運(yùn)動(dòng)影響珠江口盆地進(jìn)入斷坳轉(zhuǎn)換階段，伴有長時(shí)間的斷裂和巖漿活動(dòng)[21]。這一期斷裂規(guī)模減小，但數(shù)量增多，特別是晚恩平期發(fā)育一系列平面上呈雁行式排列、剖面上呈“花”狀、似“花”狀的斷裂，在惠州05底辟構(gòu)造帶主要呈NWW—EW走向，以向北傾斜為主；東北部和東部的惠州06斷裂構(gòu)造帶和陸豐01斜坡帶上的斷裂主要呈NEE走向，以向南傾斜為主（圖4b、c，圖5）。

韓江末期至粵海早期，受東沙運(yùn)動(dòng)影響，全盆地?cái)嗔押蛶r漿活動(dòng)異常活躍，形成大量NWW向張扭性斷層[21]。陸豐北地區(qū)也不例外，斷裂幾乎全為NWW走向（圖5），呈左旋左階雁行式排列，成群成帶出現(xiàn)，單支斷裂延伸短，多數(shù)長2～9 km（圖4d），具有典型張扭應(yīng)力場特征，多數(shù)斷裂未斷至下構(gòu)造層[2]，主要分布在北部隆起帶和惠陸低凸起向東南延伸的鼻狀構(gòu)造帶上，洼陷中心較少，以向北傾斜占絕對優(yōu)勢，僅長期活動(dòng)的HZ05斷裂帶向南傾斜。

圖3 陸豐北地區(qū)斷裂系統(tǒng)圖（剖面位置見圖1）Fig.3 Fault system map of Lufeng North area（see Fig.1 for location）

圖4 陸豐北地區(qū)斷裂分布圖Fig.4 Fault system distribution map of Lufeng North area

圖5 陸豐北地區(qū)斷裂走向與傾向分布圖Fig.5 Fault strike and fracture tendency of Lufeng North area

總之，從文昌期到恩平期再到韓江期，陸豐北地區(qū)斷裂的優(yōu)勢走向有順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢，傾向也從以向南傾斜為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄虮眱A斜為主，與整個(gè)南海北部新生代盆地的斷裂特征具有相似性[2，22]。

2.2 斷裂組合樣式

斷層不是孤立展布的，往往幾條斷層之間以一定平面和剖面組合形式出現(xiàn)，通常表現(xiàn)在主斷裂與次級斷裂之間。斷裂組合樣式受特定的應(yīng)力場及構(gòu)造演化階段控制，陸豐北地區(qū)在古近紀(jì)和中中新世分別受珠瓊運(yùn)動(dòng)和東沙運(yùn)動(dòng)影響，發(fā)育伸展型和張扭型兩大類斷裂組合樣式[23-24]，其中伸展型斷裂組合根據(jù)主斷裂形態(tài)又可分為平面式正斷層組合、鏟式正斷層組合和坡坪式正斷層組合（圖6）。

圖6 陸豐北地區(qū)斷裂組合樣式Fig.6 Fault combination style of Lufeng North area

1）平面式正斷層組合根據(jù)斷塊是否旋轉(zhuǎn)、斷面傾向和地層傾向的不同組合，可進(jìn)一步細(xì)分為反向斷階、同向斷階、塹壘斷塊和向心式等類型。反向斷階和同向斷階的斷塊有一定程度旋轉(zhuǎn)，且斷裂傾向一致，而塹壘斷塊和向心式的斷塊無旋轉(zhuǎn)，斷面相向或背向傾斜。平面式正斷層組合主要發(fā)育在文昌組。

2）鏟式正斷層斷面上陡下緩，根據(jù)其上盤調(diào)節(jié)斷層與主斷層傾向的關(guān)系可分為同向調(diào)節(jié)式和反向調(diào)節(jié)式。同向調(diào)節(jié)式組合在文昌組和恩平組均有發(fā)育，主要分布在惠州05洼和惠州11洼的陡坡帶。反向調(diào)節(jié)式組合主要發(fā)育在陸豐07洼陡坡帶的文昌組。此外在惠州11洼南部緩坡帶的文昌組發(fā)育鏟式半地塹組合，為文昌早期裂陷作用的產(chǎn)物。

3）坡坪式正斷層主要發(fā)育在恩平組，斷層上盤發(fā)生復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)作用或斷裂作用，可分為同向調(diào)節(jié)式和反向調(diào)節(jié)式。

陸豐北地區(qū)張扭型斷裂組合在平面上主要表現(xiàn)為帚狀、雁行式，在剖面上則以同向傾斜平行式、“Y”字形和反“Y”字形組合。同向傾斜平行式組合以韓江期斷裂系統(tǒng)為主，分布在北部隆起帶。“Y”字形和反“Y”字形組合主要發(fā)育在惠州11洼陡坡帶的恩平組。

2.3 控洼斷裂特征

在陸豐北地區(qū)的眾多斷裂中，有3條（組）延伸長、長期繼承性活動(dòng)、對古近系分布有重要控制作用的斷裂：HZ05斷裂、HZ11斷裂和LF07斷裂（圖4a，表1），其中HZ05斷裂西段和HZ11斷裂為NWW走向，HZ05斷裂東段和陸豐07斷裂為NE走向。這3條（組）控洼斷裂分別控制了惠州05洼、惠州11洼和陸豐07洼三個(gè)洼陷的形成與演化。

表1 陸豐北地區(qū)控洼斷裂幾何學(xué)參數(shù)Table1 Geometric parameters of sag-controlled faults of Lufeng North area

3 洼陷結(jié)構(gòu)

洼陷是張裂盆地最基本且具有成因意義的構(gòu)造單元，控制了斷陷盆地的沉積發(fā)育、構(gòu)造展布和成油體系[3]。陸豐北地區(qū)的洼陷劃分主要依據(jù)文昌組和恩平組的厚度圖、主干斷裂的活動(dòng)性、主干剖面的構(gòu)造組合，以半地塹或地塹為基本構(gòu)造單元，每一半地塹或地塹為一洼陷。洼陷的陡側(cè)以控洼斷裂為界，緩側(cè)如果與其他洼陷相連，則以阻礙脊或反射層的拐點(diǎn)為界，如果緩側(cè)不與其它洼陷相連，則其邊界參考厚度變化趨勢。陸豐北地區(qū)文昌期發(fā)育陸豐07洼（圖7a），恩平期發(fā)育惠州05洼和惠州11洼（圖7b）。

陸豐07洼是南北分別受LF07斷裂和HZ11斷裂東段控制的地塹，北窄南寬，面積約163 km2，近似等厚沉積（圖7c），受鏟式控洼斷裂影響，地層雙向翹傾，且在恩平期洼陷內(nèi)發(fā)育一系列反向傾斜的斷裂，形成地壘構(gòu)造，造成現(xiàn)今“洼中隆”的構(gòu)造格局。

惠州11洼是恩平期洼陷，面積達(dá)187 km2，北邊受呈雁行式排列的HZ11斷裂帶控制（圖7d、e），西南和南邊受惠陸低凸起控制，東南邊受LF07斷層控制，但LF07斷層在恩平期活動(dòng)性小，恩平組厚度向南逐漸減薄。

圖7 陸豐北地區(qū)構(gòu)造綱要圖與骨干剖面Fig.7 Structure outline map and main sections of Lufeng North area

惠州05洼為恩平期洼陷，面積約220 km2，在文昌期裂陷作用較弱，廣泛沉積了一套文昌組地層，但厚度薄，不具有典型的洼陷形態(tài)（圖7d、e）；恩平期，南北分別受HZ11和HZ05斷裂控制，東西分別為2個(gè)斷裂之間的轉(zhuǎn)換斜坡。由于受2條斷層同時(shí)下掉影響，地層的撓曲程度較小，厚度變化較小。

總之，陸豐北地區(qū)文昌組與恩平組的構(gòu)造變形具有較大的差異性，其中文昌組變形強(qiáng)度大，翹傾作用強(qiáng)烈，發(fā)育大量掀斜斷塊構(gòu)造；而恩平組變形強(qiáng)度弱，主要發(fā)育底部較平緩的同向或反向斷階帶和斷背斜構(gòu)造。

4 恩平組勘探潛力與方向

4.1 控洼斷裂活動(dòng)遷移性

陸豐凹陷控洼斷裂在古近紀(jì)具有“翹翹板”的特點(diǎn)，即文昌期陸豐南控洼斷裂活動(dòng)性強(qiáng)于陸豐北，恩平期陸豐北控洼斷裂活動(dòng)性強(qiáng)于陸豐南（圖8）。

早文昌期珠瓊一幕裂陷作用的高峰期，珠江口盆地整體處于NW—SE向拉張環(huán)境[2]，整個(gè)珠一坳陷裂陷強(qiáng)度均很大，對陸豐凹陷而言，南部的裂陷開始時(shí)間早于北部、強(qiáng)度遠(yuǎn)大于北部，且由南向北有逐漸減弱的趨勢（圖8a）。陸豐北的斷裂整體活動(dòng)性較弱，由于LF07斷裂和HZ11斷裂東段的走向與伸展方向夾角大于45°，處于優(yōu)勢活動(dòng)方向，其活動(dòng)強(qiáng)度明顯大于NWW向和近EW向控洼斷裂的活動(dòng)強(qiáng)度，沉積了較厚的下文昌組地層，發(fā)育陸豐07洼，洼陷呈近似對稱的地塹結(jié)構(gòu)。

晚文昌期陸豐凹陷全區(qū)期裂陷作用均較弱（圖8b）。斷裂整體繼承早文昌期的發(fā)育特征，陸豐07洼繼承性發(fā)育，但LF07斷裂活動(dòng)性相對減弱，HZ05斷裂活動(dòng)性相對增強(qiáng)，但活動(dòng)強(qiáng)度依然較小，控制的上文昌組厚度不大。

圖8 陸豐凹陷控洼斷裂古近紀(jì)斷距直方圖Fig.8 Fault throw histogram of Paleogene of sag-controlled faults in Lufeng sag

恩平期，受印支地塊擠出影響，南海北部陸緣受近SN向拉張作用，整個(gè)南海北部構(gòu)造格局發(fā)生明顯轉(zhuǎn)型，先期活動(dòng)較強(qiáng)的NE向和NEE向控盆斷裂活動(dòng)性趨于減弱，而近EW向和NWW向斷裂活動(dòng)性逐漸增強(qiáng)。早恩平期陸豐北地區(qū)的裂陷強(qiáng)度達(dá)到最大，而陸豐南控洼斷裂的活動(dòng)性進(jìn)一步減弱，整體上由北向南逐漸減弱（圖8c）。LF07斷裂活動(dòng)性進(jìn)一步減弱，HZ05斷裂、HZ11斷裂（帶）斷裂活動(dòng)性增強(qiáng)，發(fā)育惠州05洼和惠州11洼，洼陷厚度大，呈北斷南超的半地塹特征。晚恩平期陸豐凹陷全區(qū)構(gòu)造活動(dòng)均較弱，陸豐地區(qū)進(jìn)入斷拗轉(zhuǎn)換階段，主應(yīng)力場轉(zhuǎn)變?yōu)镹NE向伸展應(yīng)力場。除HZ05斷裂活動(dòng)性相對增強(qiáng)外，其他斷裂活動(dòng)減弱，陸豐北整體發(fā)育開闊半地塹式的惠州05洼，厚度自洼陷中心向四周逐漸減薄。

4.2 沉積充填與生儲(chǔ)蓋條件

根據(jù)古地貌和區(qū)域物源方向推測陸豐北地區(qū)恩平期物源主要來源于西北側(cè)和東邊，以轉(zhuǎn)換帶長軸斷槽式源-匯體系和溝谷源-匯體系為主要物源通道，發(fā)育長軸辮狀河三角洲沉積，洼陷中心水體加深，發(fā)育濱淺湖—中深湖相沉積。

恩四段沉積期為恩平期裂陷湖盆的發(fā)育初始階段，繼承了文昌期湖盆的發(fā)育特點(diǎn)，陸豐北全區(qū)以辮狀河三角洲為主（圖9），湖盆中心有濱淺湖發(fā)育。恩三段沉積期，裂陷作用增強(qiáng)，湖盆達(dá)到鼎盛，廣泛發(fā)育中深湖相沉積，是陸豐北地區(qū)的潛在主力烴源巖。恩二段沉積期，受構(gòu)造活動(dòng)影響，湖盆抬升，湖盆范圍縮小，三角洲向湖盆推進(jìn)，僅湖盆中心發(fā)育中深湖相—淺湖相沉積，在坡折帶可能發(fā)育一些低位三角洲；恩一段沉積期，湖盆進(jìn)一步縮小，且普遍受到一期底辟作用，全區(qū)以淺水三角洲沉積為主，但在惠州05洼和惠州11洼以濱淺湖泥質(zhì)沉積為主，相比陸豐南成熟勘探區(qū)的恩平組具有更好的儲(chǔ)蓋組合。

圖9 陸豐北地區(qū)沉積充填演化模式Fig.9 Sedimentary filling evolution pattern of Lufeng North area

4.3 二級構(gòu)造帶評價(jià)

二級構(gòu)造帶是一系列位置相鄰、具有成因聯(lián)系和共同發(fā)展歷史的局部構(gòu)造組合[25]。陸豐北地區(qū)古近系二級構(gòu)造帶的形成主要與先存構(gòu)造、斷裂作用、底辟作用以及它們的復(fù)合作用相關(guān)，可劃分出低凸起、底辟帶、斷裂帶、斜坡帶等幾種類型。恩平組劃分出6個(gè)正向二級構(gòu)造單元：惠陸低凸起、陸豐中低凸起、惠州04斜坡帶、惠州05底辟構(gòu)造帶、惠州06斷裂構(gòu)造帶和陸豐01斜坡帶（圖7b）。二級構(gòu)造帶作為盆地的正向構(gòu)造單元，是油氣匯聚的有利區(qū)，從珠江口盆地及陸豐南地區(qū)的勘探實(shí)踐來看，油氣往往成群成帶分布在少數(shù)二級構(gòu)造帶上，表現(xiàn)出明顯的選擇性和不均勻性[26]。

綜合考慮二級構(gòu)造帶距生烴洼陷或潛在生烴洼陷的距離（遠(yuǎn)、近）、相對位置關(guān)系（陡坡、緩坡、洼中隆、長軸方向）、構(gòu)造脊的分布、油源斷裂發(fā)育程度及與烴源巖的配置關(guān)系、儲(chǔ)蓋條件、圈閉條件及圈閉資源量等要素，最終將（潛在）富烴單元、優(yōu)勢運(yùn)匯單元和有利匯聚單元進(jìn)行綜合評價(jià)并進(jìn)行疊合[11]，對陸豐北地區(qū)恩平組的6個(gè)二級構(gòu)造帶及洼陷區(qū)進(jìn)行了綜合評價(jià)（表2），認(rèn)為惠州05底辟構(gòu)造帶和洼陷區(qū)陡坡帶的成藏條件最為有利，表現(xiàn)在距（潛在）烴源巖近、油源斷裂發(fā)育、圈閉規(guī)模和資源量大，是陸豐北地區(qū)探索恩平組勘探潛力可以優(yōu)先開展評價(jià)的區(qū)域。

表2 陸豐北地區(qū)恩平組二級構(gòu)造帶評價(jià)表Table2 Secondary structural belts evaluation form of Enping Formation of Lufeng North area

5 結(jié)論

1）陸豐北地區(qū)斷裂系統(tǒng)具有典型的上、下雙層結(jié)構(gòu)，發(fā)育伸展型和張扭型2種應(yīng)力類型的斷裂組合樣式；文昌期發(fā)育地塹式的陸豐07洼，恩平期發(fā)育半地塹式的惠州05洼和惠州11洼，厚度和面積均較大。

2）陸豐凹陷控洼斷裂在古近紀(jì)具有“翹翹板”的特點(diǎn)，即從早文昌期到晚恩平期活動(dòng)強(qiáng)度整體向北遷移；陸豐北地區(qū)恩平期物源主要來源于西北側(cè)和東邊，以長軸斷槽式源-匯體系和溝谷源-匯體系為主要物源通道，其中恩平早期廣泛發(fā)育中深湖相沉積，是該區(qū)的主力烴源巖，而恩平晚期裂陷作用減弱，以淺水三角洲沉積為主，相比陸豐南勘探成熟區(qū)的恩平組具有更好的儲(chǔ)蓋組合條件；惠州05底辟構(gòu)造帶和洼陷區(qū)的陡坡帶發(fā)育大量的斷背斜、斷鼻和斷塊，是陸豐北地區(qū)探索恩平組勘探潛力可以優(yōu)先開展評價(jià)的區(qū)域。