南海中南部主要盆地油气地质特征*

赵志刚

（中海油研究总院有限责任公司 北京 100028）

南海是西太平洋最大的边缘海之一，面积约350×104km2，经历了古南海和新南海两大边缘海构造旋回，形成“南压北张、东挤西滑”的构造动力学环境，发育多种不同类型的沉积盆地［1-2］。南海中南部是指北纬17°05′以南的海域，主要发育曾母盆地、文莱-沙巴盆地、万安盆地、中建南盆地、南薇盆地、北康盆地、礼乐盆地、巴拉望盆地和南沙海槽盆地（图1）。自20世纪初开始勘探至今，已发现数百个油气田，是世界上为数不多的常规储量上百亿吨油当量的巨型油气区［3-14］。

国内外学者对南海中南部各盆地做了大量的研究工作［15-21］，但鲜有把整个中南部作为整体进行综合分析的研究报道。笔者基于二维地震资料、区域重磁资料、古生物资料和30多口钻井资料，完成了新生界6个地震反射界面的区域构造综合解释、20多张沉积相平面图、近千个地球化学数据和15个典型油气田重点解剖等工作。在大量地质工作的基础上，将南海中南部9个盆地置于南海区域演化的时空背景中，划分出中部伸展-裂离型、西部伸展-走滑型和南部伸展-挤压型等三大盆地群，发现其构造演化、沉积充填、烃源岩和油气成藏组合特征等方面存在显著的差异，进一步明晰了南海中南部油气地质特征，对该区域下一步油气勘探决策具有指导意义。

图1 南海中南部盆地群分布Fig.1 Basin group distribution in mid-southern South China Sea

1 构造演化特征

南海中南部盆地群的形成主要受控于南海构造演化过程中所经受的不同动力学背景（图2），三大盆地群构造演化特征差异较大。在古南海自西向东“剪刀式”关闭和新南海自东向西“渐进式”打开过程中，中部盆地群在古南海基础上经新南海扩张漂移至现今位置，为伸展-裂离型；西部盆地群则在古南海和新南海共同作用下，早期经历伸展作用，后期遭受走滑改造为伸展-走滑型；而南部盆地群主要是受古南海消亡控制，持续遭受挤压作用而形成，为伸展-挤压型。

图2 南海区域构造演化特征Fig.2 Regional tectonic evolution of South China Sea

1.1 中部盆地群构造演化特征

中部伸展-漂移盆地群受控于新南海扩张，新生代主要经历了断拗期（始新世—早渐新世）、漂移期（晚渐新世—中中新世）、拗陷期（晚中新世—现今）等3个构造演化阶段。以礼乐盆地为例（图3），断拗期盆地位于新南海北部，断裂对沉积控制不明显；漂移期由于新南海扩张，盆地向南漂移，沉积地层相对较薄；拗陷期新南海扩展停止，断裂不发育，进入区域沉降阶段。

1.2 西部盆地群构造演化

西部伸展-走滑盆地群受控于新南海扩张与万安-越东断裂共同作用［15］，新生代经历了断拗期（晚渐新世—早中新世）、反转期（中中新世）、拗陷期（晚中新世—现今）等3个构造演化。以万安盆地为例（图4），断拗期南海持续向西南方向扩张使得盆地处于北西向拉伸作用背景下，发育大量北东向断裂，断拗特征明显，隆起上沉积地层较薄且断层发育少；反转期由于受万安断裂走滑改造作用，盆地发生反转，发育花状断层，地层整体隆升；拗陷期新南海扩展停止，走滑改造作用结束，进入区域沉降阶段。

图3 礼乐盆地构造演化特征（剖面位置见图1）Fig.3 Tectonic evolution of Liyue basin（see Fig.1 for location）

图4 万安盆地构造演化特征（剖面位置见图1）Fig.4 Tectonic evolution of Wan’an basin（see Fig.1 for location）

1.3 南部盆地群构造演化

南部伸展-挤压盆地群受控于古南海消亡与新南海扩张，新生代经历了断拗期（晚渐新世—早中新世）、反转期（中中新世）、拗陷期（晚中新世—现今）等3个构造演化阶段。以曾母盆地为例（图5），断拗期由于古南海逐渐消亡于南部加里曼丹地块之下，该时期盆地北部处于拉张应力场，盆地南部由于俯冲碰撞作用发生逆冲推覆，北部主要以正断层为主，南部主要以逆冲推覆断层为主；反转期由于受廷贾断裂左行走滑改造作用，盆地发生反转，局部隆升，发育碳酸盐岩台地；拗陷期由于南沙地块与婆罗洲碰撞，新南海扩展停止，区域构造稳定，整体进入区域沉降阶段。

图5 曾母盆地构造演化特征（剖面位置见图1）Fig.5 Tectonic evolution of Zengmu basin（see Fig.1 for location）

2 沉积演化特征

南海中南部盆地主要发育湖相、海陆过渡相和海相等三大沉积体系（图6），晚始新—渐新世西部盆地群主要发育湖相沉积，其他盆地群主要发育三角洲-滨浅海-半深海沉积；中新世碳酸盐岩台地大规模发育；上新世—第四纪以滨浅海和半深海沉积为主。

2.1 中部盆地群沉积演化特征

中部盆地群新生代总体具有“早砂晚礁”的沉积特征（图6）。始新世—早渐新世，中部盆地群位于南海北部，靠近华南大陆，礼乐盆地和北康盆地主要发育三角洲-滨浅海沉积体系，物源来自盆地外隆起；礼乐盆地发现的沟鞭藻、钙质超微和有孔虫等古生物资料表明盆地在始新世发育海相沉积。早渐新世，中部盆地群发育三角洲-海岸平原-滨浅海沉积体系，古隆起和火山提供物源，三角洲规模较小。晚渐新世—中新世，中部盆地群主要为滨浅海沉积，由于新南海扩张，盆地群向南漂移；晚渐新世碳酸盐岩台地在巴拉望盆地大规模发育，至早中新世仅在盆地北部发育，中中新世—晚中新世则整个盆地不发育。上新世以来，随着区域快速沉降，中部盆地群以半深海沉积为主，礼乐盆地北部及巴拉望盆地由于水体相对较浅，发育大型碳酸盐岩台地。

图6 南海中南部盆地新生代沉积充填演化Fig.6 Cenozoic sedimentary evolution of mid-southern South China Sea

2.2 西部盆地群沉积演化特征

西部盆地群新生代整体呈现“早湖晚海”的沉积特点（图6）。始新世—早渐新世，西部盆地群以湖相沉积为主；晚渐新世，海水从东北方向沿中沙海槽从东南方向沿西南海盆侵入盆地群内，除中建南盆地西部仍发育湖相沉积外，西部盆地群大部分处于海相沉积环境，万安盆地西部发育物源来自西部隆起的大规模三角洲。中中新世，西部盆地群完全处于海相环境，三角洲持续在万安盆地西部发育；同时，受越东断裂走滑活动影响，区域发生构造抬升形成高地，伴随海侵碳酸盐岩台地开始大规模发育，持续至晚中新世末。晚中新世以后，区域热沉降作用加剧，而西部陆上具有充足的物源供给，发育陆架边缘三角洲-滨浅海-陆坡沉积体系。

2.3 南部盆地群沉积演化

南部盆地群新生代总体表现出“早深晚浅”的沉积特征（图6）。始新世，南部盆地群主体处于深水环境中，发育半深海—深海沉积。渐新世，由于曾母地块与婆罗洲地块碰撞使南部隆升成为物源区，三角洲开始在曾母盆地西部和南部大规模发育；文莱-沙巴盆地则继承早期深水环境，但由于婆罗洲隆升，物源供给增多，盆内发育海底扇沉积。中新世，除文莱-沙巴盆地局部发育深水沉积外，南部盆地群总体处于滨浅海沉积环境中，该时期由于古南海持续俯冲，除曾母盆地外，文莱-沙巴盆地也开始发育大规模三角洲，且持续向海进积。上新世—第四纪，随着沉降速率加快，南部盆地群发育三角洲-滨浅海-半深海沉积体系。

3 烃源岩特征

受沉积充填演化控制，南海中南部盆地发育湖相、海陆过渡相和陆源海相等三类烃源岩，不同盆地群具有不同烃源岩特征。其中，中部盆地群以陆源海相烃源岩居主导地位，西部盆地群发育湖相烃源岩和海陆过渡相烃源岩，南部盆地群主要发育海陆过渡相烃源岩。

3.1 中部盆地群烃源岩特征

中部盆地群经历地块漂移这一特殊的沉积演化过程［22-23］，以发育始新世—渐新世的陆源海相烃源岩为主［24］，地化特征表现为Pr／Ph＜3、0.3＜Ts／Tm＜1，奥利烷含量较低，4-甲基甾烷不明显。该盆地群陆源海相烃源岩以Ⅲ型干酪根为主，含部分Ⅱ型干酪根（图7a），有机质丰度中等，生烃潜力中等（图8a）。

3.2 西部盆地群烃源岩特征

西部盆地群发育始新世—早渐新世的湖相烃源岩［25-27］和晚渐新世—早中新世的海陆过渡相烃源岩，以海陆过渡相烃源岩为主。湖相-湖沼相烃源岩的地化特征表现为1＜Pr／Ph＜3、0.5＜Ts／Tm＜5，含丰富三环萜烷，碳同位素较轻（小于－30‰），以Ⅱ型干酪根为主，生烃潜力中等—好。海陆过渡相烃源岩以Ⅱ2—Ⅲ型干酪根为主（图7b），生烃潜力高（图8b）。

3.3 南部盆地群烃源岩特征

南部盆地群发育大规模三角洲［28］，以渐新世和中新世的海陆过渡相烃源岩为主，地化特征表现为Pr／Ph＞3、0＜Ts／Tm＜1，含丰富奥利烷和双杜松烷，碳同位素较重（大于－30‰），为Ⅱ—Ⅲ型干酪根（图7c），生烃潜力高，有一定生油能力［9，29］（图8c）。

图7 南海中南部不同盆地群烃源岩有机质类型Fig.7 Source rock organic matters types in different basin groups of mid-southern South China Sea

图8 南海中南部不同盆地群烃源岩TOC与S 2关系Fig.8 Source rock TOC-S 2 in different basin groups of mid-southern South China Sea

4 油气成藏组合

南海中南部各盆地群构造演化及沉积充填特征各异，导致成藏要素存在差异性（表1）。中部盆地群以发育碳酸盐岩储层为主，下生上储式碳酸盐岩成藏组合是主要类型［30］。对于西部盆地群和南部盆地群，近岸持续发育大型三角洲，构造活动弱，缺少大型油源断裂，发育自生自储式成藏组合；而远岸构造活动强，滨浅海沉积环境适合发育碳酸盐岩，因此下生上储式碳酸盐岩成藏组合是主要类型。

表1 南海中南部不同盆地群成藏要素Table1 Accumulation elements in different basin groups of mid-southern South China Sea

4.1 中部盆地群油气成藏组合

中部盆地群已发现的砂岩油气田分布于北康盆地和巴拉望盆地，主要为渐新统和下中新统三角洲砂岩储层成藏。由于漂移演化阶段缺乏陆源碎屑物质供给，该类储层成藏规模小，发现油气少，为盆地群内次要的成藏类型。自晚渐新世以来，中部盆地群长期处于浅海—半深海沉积环境，碳酸盐岩储层非常发育，成为盆地群内有利的成藏类型［31-33］。始新世—渐新世发育的陆源海相烃源岩成熟后生成的油气可通过垂向断裂运移至上覆地层，然后侧向运移至碳酸盐岩储层内成藏；上新世以来，盆地群内发育的大套海相泥岩成为重要的区域盖层，油气藏具有典型的下生上储成藏组合特征，已发现油气田中90%以上的储量位于该类型成藏组合（图9a）。

4.2 西部盆地群油气成藏组合

西部盆地群砂岩成藏组合发育于万安盆地西部，而盆地西部构造活动弱，活动断层少且未沟通浅部储层，烃源岩成熟后生成的油气侧向运移聚集于近岸的三角洲砂岩储层内，圈闭类型为断块、断背斜和披覆背斜等构造类型，发育于砂岩内的薄层层间泥岩作为良好的局部盖层，具有自生自储的成藏组合特征［3，32］。万安盆地东部构造活动强烈，断裂沟通了深部烃源岩和浅部的碳酸盐岩储层，烃源岩成熟后生成的油气沿断裂垂向运移至中新统碳酸盐岩储层内聚集成藏，上新统—第四系的海相泥岩可作为区域盖层，具有下生上储的成藏组合特征（图9b）。

4.3 南部盆地群油气成藏组合

图9 南海中南部不同盆地群成藏模式Fig.9 Hydrocarbon accumulation model in different basin groups of mid-southern South China Sea

南部盆地群砂岩成藏组合发育于曾母盆地南部及文莱-沙巴盆地内。曾母盆地南部自渐新世—上新世持续发育大规模三角洲，构造活动相对较弱，大型垂向断裂不发育，烃源岩缺乏垂向运移通道，就近侧向运移聚集在同期砂岩储层内，层间泥岩夹层作为局部盖层具有良好的封堵作用［33］。文莱-沙巴盆地中—晚中新世发育的大套三角洲砂岩储层是油气富集的重要类型，垂向厚度大，横向连续性好，晚期构造活动弱，断裂多终止于中—上中新统，烃源岩成熟后生成的油气侧向运移并聚集在三角洲砂岩储层内成藏，多套层间泥岩夹层作为局部盖层，具有非常好的储盖配置关系。碳酸盐岩成藏组合主要在曾母盆地北部发育，中—晚中新世受越东断裂和廷贾断裂走滑作用的影响，位于盆地北部的早期地层挤压反转形成局部隆起并在滨浅海沉积环境下集中发育碳酸盐岩储层，而挤压作用形成的断裂沟通了下部下—中中新统的陆源海相烃源岩，油气沿断层垂向运移并聚集，上新世后发育的海相泥岩成为良好的区域盖层，垂向储盖配置关系良好，是盆地群内重要的成藏组合类型（图9c）。

5 结论

1）南海中南部可划分出中部、西部和南部等三大盆地群，不同盆地群在构造演化、沉积充填、烃源岩和油气成藏组合特征等方面存在显著的差异。

2）南海中南部中部盆地群新生代经历了始新世—早中新世的断拗期、中中新世的漂移期和晚中新世以来的拗陷期等3个构造演化阶段，以滨浅海—半深海沉积环境为主，发育陆源海相烃源岩，以Ⅲ型干酪根为主，主要发育碳酸盐岩储层，下生上储式碳酸盐岩成藏组合是主要类型。

3）南海中南部西部盆地群新生代经历了晚渐新世—早中新世的断拗期、中中新世的反转期和晚中新世以来的拗陷期等3个构造演化阶段，呈“早湖晚海”的充填特征，发育湖相烃源岩和海陆过渡相烃源岩两类烃源岩，以Ⅱ2—Ⅲ型干酪根为主；该盆地群西部以砂岩的自生自储成藏组合为主，东部以碳酸盐岩的下生上储成藏组合为主。

4）南海中南部南部盆地群新生代经历了晚渐新世—早中新世的断拗期、中中新世的反转期和晚中新世以来的拗陷期等3个构造演化阶段，呈“早深晚浅”的沉积充填特征，主要发育海陆过渡相烃源岩，以Ⅱ—Ⅲ型干酪根为主。曾母盆地南部和文莱-沙巴盆地发育自生自储式成藏组合；曾母盆地北部主要发育碳酸盐岩储层，下生上储式碳酸盐岩成藏组合居主导地位。