陆丰北地区构造特征及恩平组勘探方向*

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珠江口盆地位于南海北部大陆边缘，构造位置处于欧亚板块、印度板块和太平洋板块交汇处[1-2]，是在中生代褶皱基底上形成的被动陆缘伸展盆地[3]，经历了晚白垩世—早渐新世多幕断陷裂谷演化阶段、晚渐新世—早中新世裂后断拗转换及热沉降阶段、晚中新世后新构造运动及热沉降拗陷阶段等多个复杂的构造演化阶段[4]。珠江口盆地可划分为北部隆起带、北部坳陷带、中央隆起带、南部坳陷带以及南部隆起带等5个一级构造单元[5-6]。陆丰凹陷位于北部坳陷带珠一坳陷东北部，北接北部隆起带，北东邻近海丰凸起，南靠东沙隆起，西接惠陆低凸起，面积约8 800 km2，由南、北两个次凹组成（图1）。

图1 陆丰凹陷构造单元简图Fig.1 Simplified geological map of Lufeng sag

陆丰凹陷的勘探始于20世纪80年代，早期主要针对陆丰南地区的新近系实施钻探[7-8]，先后发现了一系列以珠江组下段为主要产层的油田。近3年主要针对陆丰南古近系进行钻探，取得了重大突破，让勘探人员对陆丰北地区的勘探潜力充满了期待。而陆丰北地区是勘探和研究程度较低的新区，钻井少，早期仅有二维地震资料且品质较差，古近系层位解释和烃源岩潜力一直存在争议，制约了勘探进程。本文是在新采集的覆盖整个陆丰北地区的三维地震资料上，对陆丰北地区洼陷结构、构造样式、构造演化及控洼断裂对烃源岩发育的控制等进行了分析，并对恩平组油气勘探潜力与方向进行了探讨。

1 区域地质背景

陆丰凹陷在中生代褶皱基底之上发育了从始新统到第四系的完整地层，自下而上依次为前第三系基底、始新统文昌组与恩平组、渐新统珠海组、下中新统珠江组、中中新统韩江组、上中新统粤海组、上新统万山组和第四系（图2a）。前第三系基底岩性复杂，多为花岗岩、玄武岩或安山岩，在惠陆低凸起和东沙隆起上埋藏较浅，凹陷内埋深较大。第三系与基底呈不整合接触，以恩平组顶面T70为界，可将第三系划分为上、下2套构造层，其中下构造层为受拉张断裂控制形成的陆相断陷湖盆，为河湖相沉积；上构造层为坳陷期海相沉积[9]。基于三维地震资料，同时结合陆丰南地区的钻井进行引层开展区域地震解释，可将文昌组划分上、下2段，共6个三级层序；将恩平组划分上、下2段，共4个三级层序（图2b）。

陆丰凹陷与珠一坳陷其他凹陷类似，古近系两幕裂陷形成了2套沉积环境和地质地球化学特征迥异的陆相烃源岩。珠琼一幕裂陷形成了文昌组湖相烃源岩，以相对还原环境的中深湖相和浅湖相为主；而珠琼二幕裂陷形成了恩平组煤系烃源岩，以河流沼泽相、湖泊沼泽相及滨浅湖相弱氧化环境为主[10]。珠一坳陷已证实的富烃凹陷均以文昌组湖相烃源岩为主力烃源岩[11]。

图2 陆丰凹陷综合柱状图（a）和古近系三级层序划分图（b）（据文献[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 断裂特征

2.1 断裂系统划分

伸展盆地早期研究主要集中于对盆地几何形态的描述[14-16]，随着研究的深入，断裂系统的演化，尤其是边界断裂演化受到了更多的关注[17-18]。断裂系统是指在特征构造单元中形成的各种不同性质的断裂组合，包括断裂间空间排布、相互交切关系及成因联系等，它是控制油气藏形成和保存的主要地质因素[19-20]。

受不同时期、不同性质构造活动的影响，陆丰北地区断裂系统具有典型的上、下双层结构，即断陷期断裂系统和坳陷期断裂系统，并可按照主要发育时期进一步细分为文昌期断裂系统、恩平期断裂系统、韩江期断裂系统和长期断裂系统（图3），这4套断裂系统既有各自独特的特征，也有一定的继承性。

文昌期断裂系统主要为基底卷入型张性正断层，断裂规模较大，最大延伸长度达54 km，在陆丰北全区均有分布（图4a）。这一期断裂整体上受珠琼一幕NNW—SSE向伸展应力场控制，同时受刚性基底和先存断裂的限制，断裂走向主要有2类：NWW向和NEE向，优势走向为NEE向（图5）。东部的HZ05断裂东段、LF07断裂和陆丰07洼的断裂整体呈NEE走向，西部的HZ05断裂西段、HZ11断裂和惠州05底辟带上的断裂以NWW走向为主。多数断裂以南倾为主，仅LF07断裂和东北部少量断裂向北倾斜。

恩平期，受珠琼二幕运动影响珠江口盆地进入断坳转换阶段，伴有长时间的断裂和岩浆活动[21]。这一期断裂规模减小，但数量增多，特别是晚恩平期发育一系列平面上呈雁行式排列、剖面上呈“花”状、似“花”状的断裂，在惠州05底辟构造带主要呈NWW—EW走向，以向北倾斜为主；东北部和东部的惠州06断裂构造带和陆丰01斜坡带上的断裂主要呈NEE走向，以向南倾斜为主（图4b、c，图5）。

韩江末期至粤海早期，受东沙运动影响，全盆地断裂和岩浆活动异常活跃，形成大量NWW向张扭性断层[21]。陆丰北地区也不例外，断裂几乎全为NWW走向（图5），呈左旋左阶雁行式排列，成群成带出现，单支断裂延伸短，多数长2～9 km（图4d），具有典型张扭应力场特征，多数断裂未断至下构造层[2]，主要分布在北部隆起带和惠陆低凸起向东南延伸的鼻状构造带上，洼陷中心较少，以向北倾斜占绝对优势，仅长期活动的HZ05断裂带向南倾斜。

图3 陆丰北地区断裂系统图（剖面位置见图1）Fig.3 Fault system map of Lufeng North area（see Fig.1 for location）

图4 陆丰北地区断裂分布图Fig.4 Fault system distribution map of Lufeng North area

图5 陆丰北地区断裂走向与倾向分布图Fig.5 Fault strike and fracture tendency of Lufeng North area

总之，从文昌期到恩平期再到韩江期，陆丰北地区断裂的优势走向有顺时针旋转的趋势，倾向也从以向南倾斜为主逐步转变为向北倾斜为主，与整个南海北部新生代盆地的断裂特征具有相似性[2，22]。

2.2 断裂组合样式

断层不是孤立展布的，往往几条断层之间以一定平面和剖面组合形式出现，通常表现在主断裂与次级断裂之间。断裂组合样式受特定的应力场及构造演化阶段控制，陆丰北地区在古近纪和中中新世分别受珠琼运动和东沙运动影响，发育伸展型和张扭型两大类断裂组合样式[23-24]，其中伸展型断裂组合根据主断裂形态又可分为平面式正断层组合、铲式正断层组合和坡坪式正断层组合（图6）。

图6 陆丰北地区断裂组合样式Fig.6 Fault combination style of Lufeng North area

1）平面式正断层组合根据断块是否旋转、断面倾向和地层倾向的不同组合，可进一步细分为反向断阶、同向断阶、堑垒断块和向心式等类型。反向断阶和同向断阶的断块有一定程度旋转，且断裂倾向一致，而堑垒断块和向心式的断块无旋转，断面相向或背向倾斜。平面式正断层组合主要发育在文昌组。

2）铲式正断层断面上陡下缓，根据其上盘调节断层与主断层倾向的关系可分为同向调节式和反向调节式。同向调节式组合在文昌组和恩平组均有发育，主要分布在惠州05洼和惠州11洼的陡坡带。反向调节式组合主要发育在陆丰07洼陡坡带的文昌组。此外在惠州11洼南部缓坡带的文昌组发育铲式半地堑组合，为文昌早期裂陷作用的产物。

3）坡坪式正断层主要发育在恩平组，断层上盘发生复杂的旋转作用或断裂作用，可分为同向调节式和反向调节式。

陆丰北地区张扭型断裂组合在平面上主要表现为帚状、雁行式，在剖面上则以同向倾斜平行式、“Y”字形和反“Y”字形组合。同向倾斜平行式组合以韩江期断裂系统为主，分布在北部隆起带。“Y”字形和反“Y”字形组合主要发育在惠州11洼陡坡带的恩平组。

2.3 控洼断裂特征

在陆丰北地区的众多断裂中，有3条（组）延伸长、长期继承性活动、对古近系分布有重要控制作用的断裂：HZ05断裂、HZ11断裂和LF07断裂（图4a，表1），其中HZ05断裂西段和HZ11断裂为NWW走向，HZ05断裂东段和陆丰07断裂为NE走向。这3条（组）控洼断裂分别控制了惠州05洼、惠州11洼和陆丰07洼三个洼陷的形成与演化。

表1 陆丰北地区控洼断裂几何学参数Table1 Geometric parameters of sag-controlled faults of Lufeng North area

3 洼陷结构

洼陷是张裂盆地最基本且具有成因意义的构造单元，控制了断陷盆地的沉积发育、构造展布和成油体系[3]。陆丰北地区的洼陷划分主要依据文昌组和恩平组的厚度图、主干断裂的活动性、主干剖面的构造组合，以半地堑或地堑为基本构造单元，每一半地堑或地堑为一洼陷。洼陷的陡侧以控洼断裂为界，缓侧如果与其他洼陷相连，则以阻碍脊或反射层的拐点为界，如果缓侧不与其它洼陷相连，则其边界参考厚度变化趋势。陆丰北地区文昌期发育陆丰07洼（图7a），恩平期发育惠州05洼和惠州11洼（图7b）。

陆丰07洼是南北分别受LF07断裂和HZ11断裂东段控制的地堑，北窄南宽，面积约163 km2，近似等厚沉积（图7c），受铲式控洼断裂影响，地层双向翘倾，且在恩平期洼陷内发育一系列反向倾斜的断裂，形成地垒构造，造成现今“洼中隆”的构造格局。

惠州11洼是恩平期洼陷，面积达187 km2，北边受呈雁行式排列的HZ11断裂带控制（图7d、e），西南和南边受惠陆低凸起控制，东南边受LF07断层控制，但LF07断层在恩平期活动性小，恩平组厚度向南逐渐减薄。

图7 陆丰北地区构造纲要图与骨干剖面Fig.7 Structure outline map and main sections of Lufeng North area

惠州05洼为恩平期洼陷，面积约220 km2，在文昌期裂陷作用较弱，广泛沉积了一套文昌组地层，但厚度薄，不具有典型的洼陷形态（图7d、e）；恩平期，南北分别受HZ11和HZ05断裂控制，东西分别为2个断裂之间的转换斜坡。由于受2条断层同时下掉影响，地层的挠曲程度较小，厚度变化较小。

总之，陆丰北地区文昌组与恩平组的构造变形具有较大的差异性，其中文昌组变形强度大，翘倾作用强烈，发育大量掀斜断块构造；而恩平组变形强度弱，主要发育底部较平缓的同向或反向断阶带和断背斜构造。

4 恩平组勘探潜力与方向

4.1 控洼断裂活动迁移性

陆丰凹陷控洼断裂在古近纪具有“翘翘板”的特点，即文昌期陆丰南控洼断裂活动性强于陆丰北，恩平期陆丰北控洼断裂活动性强于陆丰南（图8）。

早文昌期珠琼一幕裂陷作用的高峰期，珠江口盆地整体处于NW—SE向拉张环境[2]，整个珠一坳陷裂陷强度均很大，对陆丰凹陷而言，南部的裂陷开始时间早于北部、强度远大于北部，且由南向北有逐渐减弱的趋势（图8a）。陆丰北的断裂整体活动性较弱，由于LF07断裂和HZ11断裂东段的走向与伸展方向夹角大于45°，处于优势活动方向，其活动强度明显大于NWW向和近EW向控洼断裂的活动强度，沉积了较厚的下文昌组地层，发育陆丰07洼，洼陷呈近似对称的地堑结构。

晚文昌期陆丰凹陷全区期裂陷作用均较弱（图8b）。断裂整体继承早文昌期的发育特征，陆丰07洼继承性发育，但LF07断裂活动性相对减弱，HZ05断裂活动性相对增强，但活动强度依然较小，控制的上文昌组厚度不大。

图8 陆丰凹陷控洼断裂古近纪断距直方图Fig.8 Fault throw histogram of Paleogene of sag-controlled faults in Lufeng sag

恩平期，受印支地块挤出影响，南海北部陆缘受近SN向拉张作用，整个南海北部构造格局发生明显转型，先期活动较强的NE向和NEE向控盆断裂活动性趋于减弱，而近EW向和NWW向断裂活动性逐渐增强。早恩平期陆丰北地区的裂陷强度达到最大，而陆丰南控洼断裂的活动性进一步减弱，整体上由北向南逐渐减弱（图8c）。LF07断裂活动性进一步减弱，HZ05断裂、HZ11断裂（带）断裂活动性增强，发育惠州05洼和惠州11洼，洼陷厚度大，呈北断南超的半地堑特征。晚恩平期陆丰凹陷全区构造活动均较弱，陆丰地区进入断拗转换阶段，主应力场转变为NNE向伸展应力场。除HZ05断裂活动性相对增强外，其他断裂活动减弱，陆丰北整体发育开阔半地堑式的惠州05洼，厚度自洼陷中心向四周逐渐减薄。

4.2 沉积充填与生储盖条件

根据古地貌和区域物源方向推测陆丰北地区恩平期物源主要来源于西北侧和东边，以转换带长轴断槽式源-汇体系和沟谷源-汇体系为主要物源通道，发育长轴辫状河三角洲沉积，洼陷中心水体加深，发育滨浅湖—中深湖相沉积。

恩四段沉积期为恩平期裂陷湖盆的发育初始阶段，继承了文昌期湖盆的发育特点，陆丰北全区以辫状河三角洲为主（图9），湖盆中心有滨浅湖发育。恩三段沉积期，裂陷作用增强，湖盆达到鼎盛，广泛发育中深湖相沉积，是陆丰北地区的潜在主力烃源岩。恩二段沉积期，受构造活动影响，湖盆抬升，湖盆范围缩小，三角洲向湖盆推进，仅湖盆中心发育中深湖相—浅湖相沉积，在坡折带可能发育一些低位三角洲；恩一段沉积期，湖盆进一步缩小，且普遍受到一期底辟作用，全区以浅水三角洲沉积为主，但在惠州05洼和惠州11洼以滨浅湖泥质沉积为主，相比陆丰南成熟勘探区的恩平组具有更好的储盖组合。

图9 陆丰北地区沉积充填演化模式Fig.9 Sedimentary filling evolution pattern of Lufeng North area

4.3 二级构造带评价

二级构造带是一系列位置相邻、具有成因联系和共同发展历史的局部构造组合[25]。陆丰北地区古近系二级构造带的形成主要与先存构造、断裂作用、底辟作用以及它们的复合作用相关，可划分出低凸起、底辟带、断裂带、斜坡带等几种类型。恩平组划分出6个正向二级构造单元：惠陆低凸起、陆丰中低凸起、惠州04斜坡带、惠州05底辟构造带、惠州06断裂构造带和陆丰01斜坡带（图7b）。二级构造带作为盆地的正向构造单元，是油气汇聚的有利区，从珠江口盆地及陆丰南地区的勘探实践来看，油气往往成群成带分布在少数二级构造带上，表现出明显的选择性和不均匀性[26]。

综合考虑二级构造带距生烃洼陷或潜在生烃洼陷的距离（远、近）、相对位置关系（陡坡、缓坡、洼中隆、长轴方向）、构造脊的分布、油源断裂发育程度及与烃源岩的配置关系、储盖条件、圈闭条件及圈闭资源量等要素，最终将（潜在）富烃单元、优势运汇单元和有利汇聚单元进行综合评价并进行叠合[11]，对陆丰北地区恩平组的6个二级构造带及洼陷区进行了综合评价（表2），认为惠州05底辟构造带和洼陷区陡坡带的成藏条件最为有利，表现在距（潜在）烃源岩近、油源断裂发育、圈闭规模和资源量大，是陆丰北地区探索恩平组勘探潜力可以优先开展评价的区域。

表2 陆丰北地区恩平组二级构造带评价表Table2 Secondary structural belts evaluation form of Enping Formation of Lufeng North area

5 结论

1）陆丰北地区断裂系统具有典型的上、下双层结构，发育伸展型和张扭型2种应力类型的断裂组合样式；文昌期发育地堑式的陆丰07洼，恩平期发育半地堑式的惠州05洼和惠州11洼，厚度和面积均较大。

2）陆丰凹陷控洼断裂在古近纪具有“翘翘板”的特点，即从早文昌期到晚恩平期活动强度整体向北迁移；陆丰北地区恩平期物源主要来源于西北侧和东边，以长轴断槽式源-汇体系和沟谷源-汇体系为主要物源通道，其中恩平早期广泛发育中深湖相沉积，是该区的主力烃源岩，而恩平晚期裂陷作用减弱，以浅水三角洲沉积为主，相比陆丰南勘探成熟区的恩平组具有更好的储盖组合条件；惠州05底辟构造带和洼陷区的陡坡带发育大量的断背斜、断鼻和断块，是陆丰北地区探索恩平组勘探潜力可以优先开展评价的区域。