三水盆地古近系構造演化與層序地層特征

唐鑫萍

（中國石油大港油田公司勘探開發研究院，天津300280）

層序地層學在地震地層學基礎上發展而來，它研究的是有成因聯系的、具旋回性年代地層格架內的、以侵蝕面或無沉積作用面為界的巖石關系[1]。前人通過大量的研究，形成了適用于中國陸相含油氣盆地的層序地層研究方法，一是在大量盆地演化研究的基礎上，將盆地旋回作為劃分二級層序的重要依據[2]；二是充分考慮陸相盆地構造演化的復雜性，總結了盆地旋回內部次級構造旋回與三級層序的響應關系；三是與各個油田勘探開發實踐相結合，成功地在層序格架內尋找了有利的生儲蓋組合[3]。

三水盆地自20世紀60年代開始勘探以來，取得很多油氣勘探的進展，發現了常規砂巖油氣、致密油氣、頁巖油氣等多個勘探開發領域[4-6]。目前該區層序地層研究還比較少，一定程度上制約了研究人員對于盆地構造—沉積演化的認識。因此，本文在前人研究的基礎上，開展構造演化與層序地層專項研究。

1 地質背景

三水盆地處于廣東省中部，北起清遠市，南至佛山市，西抵肇慶市，東至廣州市，面積為3375km2。盆地構造位置處于華南大陸南緣，形成于晚白堊世華南大陸的伸展作用與破裂作用[7-8]。在古生界—中生界海相碳酸鹽巖基底之上，盆地沉積了白堊系—古近系陸相地層（圖1）。古近系布心組發育優質的暗色泥巖烴源巖，是整個盆地主要的油氣來源，使得古近系成為盆地油氣地質研究的重點層系。

2 構造演化特征

受太平洋板塊、歐亞板塊在中生代以來多期次的復雜構造演化的影響，三水盆地先后經歷了燕山期—喜山期以來的左旋壓扭、右旋張扭和右旋走滑—伸展等3個構造幕次，分別形成了裂陷早期、裂陷中期、裂陷晚期等3個盆地演化階段。白堊紀處于裂陷早期階段；古近紀處于裂陷中期與裂陷晚期，其沉積地層記錄了盆地擴張到最后萎縮的過程。

在構造背景分析基礎上，采用平衡剖面解析的方法，劃分了古近紀成盆階段（圖2）。其中裂陷中期可分為穩定斷坳、斷陷擴張、坳陷收縮3個成盆階段，裂陷晚期對應坳陷萎縮1個成盆階段。

（1）穩定斷坳（布心組一段沉積時期）。經歷白堊紀的裂陷早期階段后，盆地區域構造運動以負向運動為主，進入穩定下沉階段。隨著基底的沉降，到布心組一段沉積晚期，原盆地南北兩個坳陷已連通（圖2）。

（2）斷陷擴張（布心組二段—布心組三段沉積時期）。布心組二段沉積時期，盆地沉降幅度最大，沉積范圍最大，是盆地發育的最強盛時期，發育半深—深湖相暗色泥巖。

到布心組三段沉積時，由于喜山運動一幕的影響，地層局部抬升。有局部的剝蝕和不整合現象，水體變淺，主要為淺湖相的沉積。

（3）坳陷收縮（西布組沉積時期）。西布組基本繼承了布心組三段的沉積特征，沒有太大的構造變動。但由于盆地受張扭作用，形成走滑斷裂系，使得斷層上升盤沉積薄，下降盤沉積厚。

（4）坳陷萎縮（華涌組沉積時期）。華涌組沉積時期是三水盆地發展演化的晚期，褶皺運動頻繁，派生的斷層急劇增多。期間火山活動頻繁，以上升運動占優勢，地層剝蝕作用嚴重。

圖2 三水盆地SW-NE向平衡剖面分析圖

華涌組沉積之后，三水盆地隨廣東陸地大幅隆起，盆地沒有接受新近系沉積。之后，在第四紀沉積了20～50m的粘土、砂礫層。

3 古近系層序地層

鑒于盆地演化對于地層沉積的宏觀控制作用，依據3個構造幕次形成的3個盆地演化階段，將三水盆地白堊—古近地層劃分為3個二級層序。其中古近系地層發育2 個二級層序：分別是盆地裂陷中期形成的TSQ1，形成了布心組—西布組地層；盆地裂陷晚期形成的TSQ2，形成了華涌組地層。

本次研究采用經典層序地層學理論為劃分依據，將層序進行三分：即分為低水位體系域（LST）、湖擴體系域（EST）、高水位體系域（HST）[1]。LST 多為加積式準層序組，測井響應特征表現為箱形—鐘形復合形；EST多為退積式準層序組，其測井曲線比較平直，以泥巖為主；LST多為進積式準層序組，自然伽馬曲線多呈漏斗形。河流相沉積一般屬于高水位體系域（HST）沉積。

在構造演化與成盆階段劃分的基礎上，結合沉積旋回、巖相旋回、測井曲線特征，將三水盆地古近系地層從下至上分為四個三級層序。SQ1 對應布心組一段—布心組二段；SQ2對應布三段—西布組一段，SQ3對應西布組二段；SQ4對應華涌組（圖3）。

圖3 三水盆地古近系層序地層劃分柱狀圖

（1）SQ1（布心組一段—布心組二段）。在右旋張扭應力作用下，該時期處于裂陷中期，對應穩定斷坳成盆階段、斷陷擴張成盆階段的早期。其水體較深，發育了大套的暗色泥巖，夾薄層的粉砂巖、泥質粉砂巖等，主要為半深湖、深湖的沉積環境，沉積了三水盆地主要的烴源巖。

布心組一段為LST。從布心組一段底部的濱湖—河流沉積開始，發育淺灰、淺棕色礫巖、砂礫巖，夾紫紅色粉砂質泥巖。向上為布心組一段中上部的淺湖、局部半封閉咸化湖的沉積，為一套雜色粉砂巖、粉砂質泥巖，局部含泥灰巖、藻屑灰巖及膏泥巖等，常見石膏薄層和團塊。

布心組二段中下部為EST，布心組二段頂部為HST。整個布心組二段為一套半深湖相暗色沉積，為灰黑色泥巖，夾少量粉砂巖。邊緣地帶有較多碳酸鹽灘坪環境的碳酸鹽巖。

（2）SQ2（布三段—西布組一段）。在右旋張扭應力持續作用下，該時期處于裂陷中期的斷陷擴張成盆階段的中后期、以及坳陷收縮階段的早期。

布三段下部為LST，布三段中部—上部為EST；布心組三段為一套以三角洲—淺湖沉積為主的深灰色泥巖夾灰色泥質粉砂巖、細砂巖，該段上部發育含膏泥巖，局部為膏鹽、巖鹽層。

西布組一段為HST，西布組一段是一套由濱湖過渡至三角洲、乃至局部河流環境的砂泥巖沉積。主要為灰白色、紫灰色砂巖與棕色灰質泥巖、粉砂質泥巖互層。

SQ1與SQ2組成了三水盆地最完整的粗—細—粗的沉積旋回，賦存了盆地內最主要的生儲蓋組合。即布心組一段—布心組二段作為生油巖、布三段下部作為儲層、布三中上部作為蓋層。

（3）SQ3（西布組二段）。該時期處于裂陷中期的晚期、亦是坳陷收縮成盆階段的晚期。湖盆逐漸萎縮，發育HST 的河流相相沉積。西布組二段為河流相灰白色礫巖，含礫砂巖、砂巖、棕色粉砂巖、泥巖，少量深灰色泥巖所組成。

（4）SQ4（華涌組）。該時期處于裂陷晚期，對應成盆階段的坳陷萎縮期。湖盆完全被填平，演化成河流—火山沉積體系。發育HST 的河流相沉積。以粗碎屑沉積為特征，主要為灰白或棕色礫巖、砂礫巖、含礫粗砂巖，夾雜色泥巖。內部發育多套火山巖。火山間歇噴發的河流環境沉積反映湖盆發展晚期。

4 結論

研究取得了以下幾點結論：

（1）三水盆地古近紀經歷了右旋張扭和右旋走滑—伸展2 個構造幕次，形成了裂陷中期、裂陷晚期2個裂陷期次，分別形成了裂陷中期的TSQ1、裂陷晚期的TSQ2兩個二級層序。

（2）古近紀分為穩定斷坳、斷陷擴張、坳陷收縮、坳陷萎縮4個成盆階段，結合沉積旋回、巖相旋回，將三水盆地古近系地層從下至上分為4個三級層序；SQ1對應布心組一段—布心組二段；SQ2 對應布三段—西布組一段；SQ3對應西布組二段；SQ4對應華涌組。

（3）SQ1與SQ2組處于裂陷中期，形成了三水盆地最完整的粗—細—粗的沉積旋回，賦存了盆地內最主要的生儲蓋組合；SQ3與SQ4處于裂陷中—晚期，對應成盆階段的坳陷收縮—坳陷萎縮階段。