福山凹陷流沙港期源區構造環境、母巖類型及演化

熊紹云，黃羚，程剛，李昌，徐政語，馬慶林，俞廣

1.中國石油杭州地質研究院，杭州 310023

2.中國石油天然氣股份有限公司南方石油勘探開發有限公司，廣州 510240

0 引言

物源分析不僅可以了解沉積物搬運過程和源區規模、構造、古氣候、古地貌及巖石組合類型[1]，還可以重建古水系、恢復沉積盆地演化歷史等[2-3]。目前應用較為廣泛的物源分析方法有：重礦物分析法、古流向、碎屑巖類分析法、沉積法、巖屑組分分析、砂巖百分含量法、礦物裂變徑跡法、地球化學法和同位素法等[4-14]。近年來由于實驗分析技術的進步，碎屑礦物同位素測年和地球化學分析被廣泛地應用到物源分析中，碎屑鋯石測年在物源分析中扮演著重要的角色[3,15-24]。

福山凹陷作為北部灣盆地富油氣凹陷之一，流沙港組作為主力產層，其沉積特征、沉積體系及沉積演化受到人們重視[25-28]，但對物源分析僅限于用砂巖百分含量、重礦物ZTR指數勾畫出福山凹陷物源方向，指出物源主要來自南部，臨高和云龍凸起為次級物源，對于源區母巖性質、三大物源對流沙港組各沉積時期的貢獻以及不同沉積時期母巖巖性組合變化等未進行系統分析。砂巖儲層物性受控于沉積作用、成巖作用及構造作用等多種因素，其中沉積作用通過影響砂巖碎屑組成、雜基含量、粒度、分選等直接影響儲層原始孔隙與滲透率[29-33]，砂巖組成受控于源區母巖、搬運距離等，因此物源分析對儲層預測非常重要。操應長等[34]利用聚類分析的數學統計方法，將潿西南凹陷流三段重礦物劃分出2個大類6個亞類，得出表征母巖巖性的重礦物組合，進而在整個研究區對比劃分物源體系，借助ZTR指數，認為存在北西、南西、東北及東部四大物源體系，對于判斷物源匯合、各物源在各沉積期的貢獻及盆地內物源源區變化具有很好的效果。

福山凹陷流沙港組沉積沉積時存在三期構造演化：流三段沉積時的初始擴張階段、流二段沉積時的深陷階段及流一段沉積時的萎縮階段[27]，沉降中心具有由皇桐地區沿北東向向白蓮地區遷移的特征[35]，沉降中心的遷移導致沉積中心隨之向白蓮地區遷移，因此福山凹陷流沙港組沉積時物源也可能會發生變化。本文利用聚類分析方法將流沙港組沉積時重礦物進行分類，得出各類重礦物組合的母巖巖性組合，然后進行全區對比。結合ZTR指數、碎屑巖類分析法及陰極發光等資料，厘清流沙港組沉積時物源源區、物源變化及母巖巖石組合類型，為后期優質儲層分布預測奠定基礎。資料井的選擇考慮兩個方面：1）鉆遇流沙港組較全；2）具有代表性且覆蓋整個凹陷。本次選取23口井，系統采集了包括流三段、流二段及流一段的350塊樣品，開展薄片碎屑組分觀察及鑒定、薄片碎屑礦物成分百分含量統計、陰極發光、重礦物分析。

1 區域地質背景

北部灣盆地面積為3.98×104km2，基底為中生界和古生界，新生代沉積厚度達10 km[36]，可劃分為“九凹四凸”，已證實生烴凹陷五個（潿西南凹陷、海中凹陷、烏石凹陷、福山凹陷、邁陳凹陷），富烴凹陷兩個（潿西南凹陷、福山凹陷）[37]（圖1）。

圖1 北部灣盆地福山凹陷位置及地質簡圖Fig.1 Location and geological sketch map of Fushan Sag, Beibuwan Basin

福山凹陷屬于北部灣盆地南端的一個二級構造單元，經歷了古近紀裂陷和新近紀裂后熱沉降兩個階段[38]，流沙港組沉積時整個凹陷處于裂陷階段，在裂陷背景下存在初始擴大階段、深陷階段及萎縮階段[27]三個次一級的構造演化階段（圖2）。流三段沉積時，紅河斷裂的左行走滑和海南隆起的南移導致福山凹陷強烈拉張，海南隆起向南移動的順時針旋轉形成了一種非對稱拉伸[39-41]，非對稱拉伸導致福山凹陷臨高斷裂和長流斷裂活動存在差異，形成了西部、南部多級斷階、東部鏟式斷階以及西南部緩坡的半地塹凹陷[42-43]。由于處于初始擴大階段，構造活動強，物源供給充足，沉積了一套以辮狀河三角洲相前緣和平原為主的砂礫巖、含礫砂巖夾泥巖，北部為半深湖—深湖相泥巖[27]；流二段沉積時，美臺斷裂活動強烈，凹 陷大幅度沉降，南部斜坡帶的花場地區出現了撓曲坡折。此時凹陷處于深陷階段，主要為湖相泥巖沉積，夾間歇性火山噴發，凹陷南緣存在辮狀三角洲前緣砂巖沉積，白蓮一帶分布有一定規模的湖底扇[27]；流一段沉積時，凹陷控制斷裂活動減弱，由于海南隆升增強，湖盆萎縮[44]。湖相泥巖沉積向北部退縮，辮狀河三角洲向北推進[27]，早期以辮狀河三角洲砂礫巖、含礫砂巖夾泥巖沉積為主，晚期演變為前三角洲泥巖沉積。

圖2 福山凹陷流沙港組綜合柱狀圖（據文獻[33]修改）Fig.2 Comprehensive column of Liushagang Formation in Fushan Sag (modified from reference [33])

2 砂巖碎屑組成

福山凹陷流沙港組砂巖碎屑組分主要由石英、長石和巖屑組成。按照Folk[45]分類原則，將硅質巖屑（燧石）歸入巖屑中，流沙港組砂巖可分為巖屑砂巖、長石巖屑砂巖兩類（圖3b）；按照McBride[46]砂巖分類原則，將燧石巖屑歸入石英（Q）端元，流沙港組砂巖除了巖屑砂巖、長石巖屑砂巖，還存在亞巖屑砂巖、亞巖屑長石砂巖兩類過渡類型（圖3a）。

圖3 福山凹陷流沙港組砂巖碎屑成分三角圖（a）單晶石英+燧石（Qt）—長石（F）—巖屑（L）分類圖解（據文獻[46]修改）；（b）單晶石英（Qm）—長石（F）—巖屑+燧石（Lt）分類圖解（據文獻[45]修改）Fig.3 Detrital compositional triangles of Liushagang Formation sandstone in Fushan Sag

流沙港組砂巖中石英包括單晶石英和多晶石英（燧石）（圖4a），單晶石英以次棱—次圓狀為主，包裹體發育，波狀消光常見，含量一般為37%~77%（表1），美臺地區單晶石英含量最高，平均含量達72%，其次是花場和白蓮地區，單晶石英平均含量分別為59%和60%，永安地區最低，單晶石英平均含量為54%，同一地區流三段、流二段及流一段單晶石英含量相似或由下向上略有變小的趨勢；燧石含量一般不超過5%，花場及美臺、永安地區燧石含量相對較高，平均含量為2%~3%，白蓮地區偏低，平均含量為1%~2%。

圖4 福山凹陷流沙港組砂巖碎屑組成及陰極發光特征（a）M4井，3 213.23 m，流三段，燧石，正交光；（b）L102井，3 190.61 m，流一段，具有格子雙晶的鉀長石，鑄體片，單偏光；（c）H117井，2 768.54 m，流一段，石英巖巖屑，石英巖，正交光；（d）J1井，3 088.9 m，流一段，千枚巖巖屑，正交光；（e）HD1-1井，3 347.9 m，流三段，火山巖巖屑，正交光；（f）M12井，2 662.17 m，流三段，泥質粉砂巖巖屑，正交光；（g）M12井，2 669.65 m，流三段，粉砂質泥巖巖屑，單偏光；（h）HD1-1井，3 326.48 m，流三段，云母碎片，正交光；（i）M12井，2 669.65 m，流三段，石英發暗紫色光，陰極發光片；（j）L25井，3 461.61 m，流三段，石英發紫紅色、暗紫紅色光，陰極發光；（k）HD1￣1井，3 327.5 m，流二段，石英發暗紫色光、棕紅色，陰極發光；（l）Y1井，3 093.55 m，流一段，石英發暗紫紅色、棕紅色光，陰極發光；Lmp.千枚巖巖屑；Lq.石英巖巖屑；Ler.火山巖巖屑；Ch.燧石；Lsi.砂巖巖屑；Mica.云母片；Pf.鉀長石Fig.4 Cathodoluminescence characteristics and textures of sandstone from Liushagang Formation in Fushan Sag

長石碎屑主要為鉀長石（圖4b），石山—白蓮—花場一線以南地區的鉀長石碎屑含量一般為5%~18%，花場以北至永安一帶鉀長石含量一般為5%~10%，石山—白蓮—花場一線以北地區及美臺一帶的鉀長石碎屑含量一般為1%~5%，同一地區流三段、流二段及流三段鉀長石碎屑含量相似；斜長石含量普遍偏低，一般小于1%。

巖屑主要為變質巖，少量的巖漿巖、沉積巖及云母，平均含量一般為15%~50%（表1）。變質巖巖屑主要為石英巖（圖4c），少量千枚巖（圖4d），含量一般為20%~30%，其含量在全區分布相對穩定，僅在花場附近流三段和流二段含量較低；火山巖巖屑主要為中—酸性噴出巖（圖4e），含量一般小于10%。在變質巖巖屑含量較低的花場附近出現高值區，含量大于10%，并具流三段、流二段含量大于流一段；沉積巖巖屑（圖4f，g）和云母（圖4h），含量一般小于3%。

表1 福山凹陷流沙港組砂巖碎屑組成Table 1 Detrital composition of sandstone in Liushagang Formation, Fushan Sag

3 重礦物特征

流沙港組砂巖中重礦物主要有鋯石、電氣石、白鈦礦，金紅石、綠泥石、赤褐鐵礦次之，少量石榴石、綠簾石、黝簾石、磁鐵礦（表2）。

表2 福山凹陷流沙港組重礦物組成Table 2 Heavy mineral composition of sandstone in Liushagang Formation, Fushan Sag

鋯石多為圓角柱狀及渾圓柱狀，少數半滾圓粒狀以及不規則狀，偶見環帶構造，含量一般為10%~20%。花場白蓮以北的L2井—HD1-2井一帶鋯石含量高達20%~30%，最大可達50%，鋯石主要來源于酸性巖漿巖及沉積巖，磨圓較好的鋯石多來源于沉積巖[31]，具有環帶構造的鋯石來源于巖漿巖[47]。電氣石多色性較強，多呈柱狀以及不規則狀，個別圓形，其含量在研究區一般為10%~20%，白蓮北部的L27井—L104井一帶含量僅為1%~5%。電氣石多來源于中酸性巖漿巖和沉積巖，圓粒狀來源于沉積巖[31,48]。金紅石以黃色為主，少數紅棕色，多呈不規則狀，少數柱狀，個別圓粒狀，大多半透明，其含量在研究區介于5%~10%，局部地區（L23井—L25井區）含量僅為1%~5%，金紅石作為副礦物常見于酸性巖漿巖、沉積巖及中高級變質巖中。赤褐鐵礦多呈不規則粒狀，少數半滾圓粒狀，顆粒大小不均勻，少數表面氧化，其含量主要介于1%~5%，局部地區（白蓮以北地區）達到10%~20%。張英利等[22]研究發現赤褐鐵礦主要由黃鐵礦氧化形成，黃鐵礦多為沉積過程中自生形成，不具有源區巖石類型的指示；操應長等[34]認為赤褐鐵礦來源于中基性、中酸性巖漿巖及變質巖，流沙港組砂巖中赤褐鐵礦呈不規則粒狀、半滾圓狀，不具有黃鐵礦晶體外形，應來源于巖漿巖或變質巖。石榴石為淡綠色，呈不規則狀，少數顆粒邊緣呈魚鱗狀構造，其含量小于2%，主要分布在花場白蓮以北及永安的流一段，石榴石主要賦存于變質巖和巖漿巖中。白鈦礦反射光下多為白色，少數黃白色，多呈不規則粒狀，少數半滾圓粒狀，顆粒大小不均勻，個別表面被氧化，含量介于20%~40%，白蓮地區普遍偏高，最高達70%，白鈦礦來源于中基性巖漿巖、中酸性巖漿巖、中—低級變質巖及沉積巖[34,48-49]。綠簾石和黝簾石含量一般小于1%，主要來源于中酸性巖漿巖、中低級變質巖[49-50]。磁鐵礦主要賦存于中低級變質巖及基性巖漿巖中[34,49]，其含量小于5%。

重礦物自身具有穩定性，受風化、搬運和成巖作用影響小，因此來自同一母巖區的各種重礦物之間必然存在內在聯系，即同一來源的沉積物往往具有相同的重礦物組合特征[34]。聚類分析是多元統計中的一種數字分類方法，是根據樣本或變量之間的相似程度或親疏把它們進行逐步分類的方法[34,51]，分為Q型和R型聚類分析。本文首先對福山凹陷15口井按流三段、流二段及流一段進行Q型聚類，將某一層段特征相同或相近的樣品視為同一期次物源，每一個樣本群代表某一期次或某一母巖類型的沉積物供給[34]，然后應用R型聚類將同一期次不同類型重礦物之間的親疏關系進行組合，獲得來自不同母巖區的重礦物組合類型（圖5）。

由流三段重礦物Q型聚類和R型聚類譜圖可知，福山凹陷流三段沉積時，源區母巖巖性組合或物源區發生了一定的變化。美臺地區流三段（以M4井為例，圖5a）沉積期時，存在兩期不同母巖類型的沉積供給或存在兩期不同物源供給，第一期重礦物組合為Ⅰ3類和Ⅰ4類，第二期期重礦物組合為Ⅱ1類和Ⅰ4類；花東、白蓮地區流三段沉積時源區母巖類型相似，僅為巖性組合的變化，均為Ⅰ類，但重礦物組合存在一定的差異，以HD1-2、HD6-1、L23為例（圖5b~d），花東地區重礦物組合為Ⅰ1類、Ⅰ3類和Ⅰ4類；白蓮地區重礦物組合為Ⅰ2類和Ⅲ4類。

流二段重礦物組合與流三段相比，白蓮地區源區母巖性質發生了較大的變化，重礦物組合除了Ⅰ類，還存在Ⅲ類重礦物組合（圖5e，f）。Ⅰ類重礦物也存在一定的差異，流二段Ⅰ類重礦物主要為Ⅰ3類和Ⅰ4類。

圖5 福山凹陷流沙港組重礦物Q型聚類和R型聚類譜圖Ⅰ.母巖主體為巖漿巖；Ⅱ.母巖主體為變質巖；Ⅲ.母巖主體為沉積巖Fig.5 Q￣and R￣type cluster spectrograms of heavy minerals in Liushagang Formation, Fushan Sag

流一段重礦物組合與流三段、流二段存在較大的差異（圖5g~i）。白蓮地區流一段重礦物組合除具有流二段Ⅰ類重礦物組合，出現了Ⅱ、Ⅲ類重礦物組合，兩期重礦物組合差異較大，說明白蓮地區流一段沉積時存在兩個物源區或同一物源區不同時期母巖巖石組合差別較大；花場東北部的H8井區具有與L2井區相似的重礦物組合特征，該地區可能與L2井區物源相同，花場北部的H7-2井區重礦物組合不僅具有H8、L2井區的特征，還具有永安地區重礦物組合特征，表明該地區受到永安地區和H8、L2井區物源區共同影響。

4 物源分析

4.1 源區構造環境

Dickinsonet al.[52]認為不同大地構造環境的物源區常為盆地提供不同的碎屑組成，因此可以通過盆地內砂巖碎屑組成追溯源區的構造背景。石英、長石和巖屑等碎屑組分是砂巖的主要組成部分，占比大、分布廣，易于在顯微鏡下鑒定和統計，在追溯和推斷物源區構造背景方面具有十分重要的作用[13]。Dickinson[53]利用砂巖碎屑組分編繪了Qm-F-L、Qm-FLt以及Qt-F-L、Qm-F-Lt、QpLvLs、QmPK輔助三角圖解物源判斷模式，在判別克拉通、巖漿弧和旋回造山帶3個主要板塊構造單元物源區及7個次級構造單元物源區得到廣泛應用，并取得了較好的效果[54-58]。Ingersoll[59]認為Dickinson圖解只用于三級水流體系，由一二級水流形成的山麓堆積物、沖積扇雖然能較好地保存物源信息，但只能反映局部物源，適用于局部古地理和古構造重建，由一、二級水流匯合成的三級水流在入盆地時形成的三角洲及濱岸環境，其砂巖碎屑組成保留了盆地源區大地構造環境信息，本次研究樣品均來源于三角洲和濱岸沉積環境，盡可能還原各區域沉積物物源區的構造環境。

在Qt-F-L三角圖解（圖6a）中，流沙港組各層段砂巖碎屑組成全部落入再旋回造山帶，說明流沙港組各層段沉積物可能來源于板塊俯沖帶的混雜巖、碰撞造山帶的推覆體及前陸隆起[57]，母巖多為沉積巖、變質巖及基性—超基性噴發巖[58,60]；Qm-F-Lt圖解進一步確定大陸板塊物源和強調再旋回造山帶物源[61]，在Qm-F-Lt三角圖解（圖6b）上，流沙港組各層段砂巖碎屑成分主要落入石英再旋回帶及過渡再旋回帶，少量花場地區流三段樣品落入了混合區。花場地區流三段砂巖碎屑組分分別落入石英再旋回、過渡再旋回及混合區內，白蓮地區流三段砂巖碎屑組分主要落入石英再旋回帶，說明花場地區在流三段沉積時具有源區母巖組合復雜或為多物源交匯區；花場、白蓮及永安地區流二段砂巖碎屑組分全部落入石英再旋回和過渡再旋回，不存在混合區物源；花場、白蓮及永安地區流一段砂巖碎屑組分落入石英再旋回帶和過渡再旋回，表明流一段沉積時物源一致或源區母巖組合相似。

圖6 福山凹陷流沙港組砂巖碎屑成分Dickinson（據文獻[52]）三角圖解Qm.單晶石英顆粒；F.長石（F=P+K）；Lt.巖屑總量（Lt=L+Qp）；L.不穩定巖屑（Iv+Ls）Fig.6 Dickinson diagrams (after reference [52]) of sandstone clastic composition from Liushagang Formation, Fushan Sag

在砂巖源區補充Qt-F-L（圖7a）和Qm-F-Lt（圖7b）判別圖，多數點落在大洋組分/大陸組分比率增大的方向，單晶石英遠遠大于多晶石英，表明流沙港組沉積物可能來源于大洋組分為主的碰撞造山帶推覆體及前陸隆起提供的物源。H8—L103—L102一帶大洋組分含量高，L2以東地區、J1井區及H2井區具有更高的大陸組分含量，說明H8—L103—L102一帶物源主要為以大洋組分為主的再旋回造山帶，L2以東地區、J1井區及H2井區可能存在更多的大陸組分再旋回造山帶提供的物源，其他層段地區分異不明顯。

為進一步確定源區的構造背景，利用Qp-Lv-Ls對流沙港組砂巖源區進行判別，從Qp-Lv-Ls判別圖（圖7c）可以看出，流沙港組大多數樣品落入混合造山帶，部分落入火山弧造山帶及碰撞縫合線及褶皺—逆掩帶，表明流沙港組主要由混合造山帶為其提供物源，火山弧造山帶、碰撞縫合線及褶皺—逆掩帶也有一定的貢獻。花場北部及永安地區流三段數據全部落入混合造山帶和火山弧造山帶，花場南部及L2井區流三段數據全部落入混合造山帶及碰撞縫合線及褶皺—逆掩帶；H2-H7井區及L2井區流二段數據點多數落在了混合造山帶內，少量數據點落在了碰撞縫合線及褶皺—逆掩帶內，L104、L103及H8井區流二段多數數據落入混合造山帶內，少數據落入火山弧造山帶內；除花場南部的H1、H2井流一段數據全部落入火山弧造山帶外，其余全部落入混合造山帶；Qm-P-K圖解（圖7d）揭示流沙港組砂巖碎屑物源的重心落在再旋回造山的陸塊物源區，具有成熟度和穩定度較高的特征。

圖7 福山凹陷流沙港組砂巖碎屑成分Dickinson（據文獻[54]修改）三角圖解Qt.石英顆粒總和（Qt=Qm+Qp）；Qm.單晶石英顆粒；Qp.多晶石英質碎屑（主要為燧石）；F.長石（F=P+K）P￣斜長石；K.堿性長石；Lt.巖屑總量（Lt=L+Qp）；L.不穩定巖屑（Iv+Ls）；Lv.火山巖巖屑；Ls.沉積巖和變質巖巖屑。虛線為Weltje[62]計算結果：A代表穩定陸塊，B代表巖漿弧，C代表再旋回造山帶Fig.7 Triangle diagrams of sandstone clastic composition from Liushagang Formation, Fushan Sag (modified from reference [54])

晁會霞等[63]認為海南島是白堊紀青藏渦旋—扭動的砥柱狀隆起形成的，海南島內部地質構造是在原地系統熱點砥柱狀地質體之上，由外來巖片按抽拉—逆沖—推覆的方式構成的巖片疊置堆垛系統。福山凹陷南部的海南隆起是以外來峰的方式逆沖—推覆在不同巖片之上形成的巖片疊置堆垛系統，福山凹陷東西兩側臨高和云龍凸起以原地沉積的白堊系為主，南部物源區是由白堊系之前地層以飛來峰的形式堆垛起來，包含火山弧造山帶、褶皺—逆掩帶等信息，與源區構造環境分析比較吻合。

4.2 源區母巖巖性組合判別

4.2.1 陰極發光判別

石英陰極發光可能受控于晶體內在的缺陷，這些缺陷取決于石英形成的溫度、壓力和流體成分等條件[64]，因此利用石英發光差異鑒別石英形成環境成為可能[65]。在陰極射線照射下，具有標準成因意義的石英發光顏色類型有3種[66]：1）發藍色—紫色光的石英來源于深成巖、火山巖或熱接觸變質巖；2）發紅棕、棕色光的石英來源于變質火山巖、變質沉積巖、接觸變質巖外帶、區域變質巖和再旋回火山巖的自生石英；3）不發光石英是成巖作用過程中形成的自生石英，形成溫度一般小于300 ℃。

不同源區的石英陰極發光特征差別很大。流三段碎屑石英主要發紫色—暗紫色光，美臺一帶存在少量發棕色、棕紅色光的石英（圖4i，j），根據Zinkernagel[67]提出石英陰極發光顏色與源巖關系，該類石英主要來源于深成巖、火山巖或熱接觸變質巖。福山凹陷砂巖中巖屑主要為變質巖，少量中基性巖漿巖、沉積巖及云母，變質巖巖屑主要為石英巖，少量千枚巖，南海北部一帶白堊系為紫紅色長石石英砂巖及酸性夾中性、中酸性及少量基性陸相火山巖系組成，砂巖中巖屑主要為石英巖[68]，因此可以判斷流三段源區可能為白堊系地層，石英為白堊紀再旋回石英，也有可能來源于華力西期、印支期、燕山期的火山巖，美臺一帶源區存在下古生界的變質巖。

花東—白蓮一帶流二段碎屑石英主要發紫色—暗紫色光（圖4k），表明該地區流二段沉積時物源區為白堊系沉積巖以及華力西期、印支期、燕山期的火山巖。

流一段碎屑石英主要發暗紫紅色、棕紅色光（圖4l），表明源區除了白堊系沉積巖以及華力西期、印支期、燕山期的火山巖外，還存在大量下古生界的變質巖。

4.2.2 重礦物判別

重礦物組合特征與母巖巖性有著密切的聯系，能較好地反映物源區母巖的特征，是了解源區母巖巖性變化的有利線索和指示劑[69-71]。本文利用R型聚類將福山凹陷流沙港組重礦物劃分為3大類組合，10個亞類組合，結合重礦物含量、形態、構造及賦存巖性，分析總結出10類母巖巖性組合，分布于流沙港組不同沉積時期不同物源區（表3）。

表3 福山凹陷流沙港組重礦物組合及母巖Table 3 Heavy mineral assemblage and source rock types in Liushagang Formation, Fushan Sag

流三段砂巖重礦物組合以Ⅰ、Ⅱ類組合為主，源區母巖為巖漿巖、變質巖及沉積巖。美臺地區砂巖重礦物組合為Ⅰ3+Ⅰ4+Ⅱ1，源區母巖性組合為酸性—中酸性巖漿巖、變質巖及沉積巖；花東地區砂巖重礦物組合為Ⅰ1+Ⅰ3+Ⅰ4，源區母巖巖性為酸性—中酸性巖漿巖、變質巖及沉積巖；白蓮地區砂巖重礦物組合為Ⅰ2+Ⅲ4，源區母巖巖性為沉積巖、酸性—中酸性巖漿巖及變質巖。

流二段沉積時，白蓮地區重礦物組合發生了較大的變化。白蓮南部重礦物組合為Ⅰ2+Ⅰ3+Ⅰ4+Ⅲ3，源區母巖為酸性—中酸性巖漿巖、沉積巖及變質巖；白蓮北部重礦物組合為Ⅰ3+Ⅰ4，源區母巖為酸性—中酸性巖漿巖、沉積巖；花東地區重礦物組合為Ⅰ1+Ⅰ2，源區母巖為酸性—中酸性巖漿巖、變質巖。

流一段沉積時，白蓮地區重礦物組合除了Ⅰ和Ⅲ類外，出現了Ⅱ類組合；花場地區存在兩種不同的重礦物組合，一類是花場北部H8井區Ⅰ+Ⅱ組合，與L2井區相似，其源區母巖為中酸性巖漿巖+變質巖；一類是花場北部的H7井區Ⅰ+Ⅲ組合，其源區母巖為沉積巖+中酸性巖漿巖及變質巖，不僅具有H8井區源區母巖特點，還兼顧了永安地區源區母巖特征。

4.3 物源及演化

根據ZTR指數及重礦物組合特征，認為研究區發育3個物源體系（由于北部及西北部缺乏資料，物源情況暫不清楚），即海南隆起、云龍凸起，海南隆起進一步可劃分為多文—龍波及邁澄2個次級物源。

由ZTR指數變化趨勢及重礦物組合可以看出（圖8），流三段沉積時有多文—龍波、邁澄及云龍凸起向凹陷提供物源。多文—龍波源區主要向美臺提供物源，沉積物重礦物組合為Ⅰ+Ⅱ，其母巖以中酸性巖漿巖、變質巖為主，其次為沉積巖；澄邁源區主要向花場地區提供物源，沉積物重礦物組合與多文—龍波有一定的差異，為Ⅰ類，母巖缺乏變質巖和沉積巖，主要為中酸性巖漿巖；白蓮地區重礦物組合為Ⅰ+Ⅲ類，ZTR指數由東往西具有增大趨勢，表明白蓮地區沉積物來源于云龍凸起，母巖為中酸性巖漿巖、變質巖及沉積巖。

圖8 福山凹陷流三段ZTR指數等值線及重礦物分布圖Fig.8 Distribution of heavy minerals and isoline map of ZTR index in the Third section of Liushagang Formation,Fushan Sag

流二段為福山凹陷主力烴源巖層段，并非主力產層。因此，流二段取心及重礦物資料有限，多集中于花東、白蓮地區（圖9）。根據ZTR指數變化趨勢及重礦物組合，花東、白蓮地區物源來自云龍凸起。靠近母巖區的（以L12井為例）白鈦礦含量偏高，可達40%，遠離物源區（以HD6-1井為例）的鋯石含量偏高，可達40%，表明二者母巖巖性組合存在較大的差異，花東地區及白蓮北部重礦物組合為Ⅰ類，母巖主要為酸性—中酸性巖漿巖；白蓮地區南部重礦物為Ⅰ+Ⅲ類，母巖為中酸性巖漿巖、沉積巖及變質巖。說明流二段沉積時云龍凸起南北出露地層巖性組合存在較大差異。

流一段沉積時，與流三段物源方向基本保持一致（圖10），但母巖性質發生了較大的變化。接受來自多文—龍波源區沉積物的永安—美臺地區重礦物組合為Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ類，母巖為中酸性巖漿巖、沉積巖及變質巖；接受來自澄邁源區沉積物的花場地區重礦物組合為Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ類，母巖為中酸性巖漿巖、沉積巖及變質巖，處于永安、白蓮之間地區（如H7-2井區）的重礦物組合具有永安地區的特征，又具有自身的特點，表明該地區受到多文—龍波、邁澄兩支物源共同影響；處于花場、白蓮之間地區（如H8井區）的重礦物組合具有白蓮地區的特征，應為澄邁、云龍兩只物源共同影響造成的；白蓮地區流一段重礦物組合為Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ類，與流三段、流二段相比，源區變質巖增多。

5 結論

（1） Qt-F-L及Qm-F-Lt三角圖解初步得出流沙港組沉積時源區以大洋組分為主的石英再旋回造山帶；Qp-Lv-Ls和Qm-P-K三角圖解進一步揭示源區以穩定成熟陸塊為主的混合造山帶，火山弧造山帶、碰撞縫合線及褶皺—逆掩帶也有一定的貢獻，與海南隆起是以外來峰的方式逆沖—推覆在不同巖片之上形成的巖片疊置堆垛系統的構造背景相吻合。

（2） 福山凹陷流沙港組砂巖重礦物組合可劃分為3大類，10個亞類，結合重礦物含量、形態、構造、巖屑成分及石英陰極發光特征等，分析總結出10類母巖巖性組合。流三段砂巖重礦物組合以Ⅰ、Ⅱ類為主，母巖以酸性—中酸性巖漿巖、變質巖為主；流二段砂巖重礦物組合為以Ⅰ、Ⅲ類為主，母巖以酸性—中酸性巖漿巖、沉積巖為主；流一段砂巖重礦物組合為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類，母巖組合為沉積巖及中酸性巖漿巖、變質巖。

（3） 福山凹陷流沙港組沉積時發育2個相對獨立的物源，即海南隆起，云龍凸起，海南隆起進一步可劃分為多文—龍波及邁澄兩個物源。流三段沉積時，美臺、花場及白蓮地區分別接受來自多文—龍波、邁澄及云龍凸起沉積物，母巖主要為中酸性巖漿巖及變質巖，邁澄源區母巖缺乏變質巖；流二段沉積時，花東及白蓮地區接受來自云龍凸起沉積物，母巖為中酸性巖漿巖及沉積巖；流一段沉積時，H7-2井區至永安一帶主要由邁澄提供物源，母巖為中酸性巖漿巖、沉積巖及變質巖，H8井區受到澄邁、云龍凸起物源共同影響。