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作者：許懷智蔡?hào)|升孫志鵬黃安敏陳嶸李春雷何麗娟單位：中海石油有限公司湛江分公司中國海洋石油總公司

北部坳陷包括崖北凹陷、松西凹陷和松東凹陷；北部隆起包括崖城凸起、松濤凸起、崖南－陵水低凸起；中央坳陷包括樂東－陵水、北礁、松南－寶島－長昌凹陷和松南低凸起；南部隆起包括陵南低凸起和北礁凸起和崖城凹陷；南部坳陷包括光華凹陷和甘泉凹陷。盆地經(jīng)歷了古近紀(jì)裂谷期、早—中新世熱沉降期和晚中新世以來的新構(gòu)造期3大構(gòu)造演化階段（龔再升，1997）。在古近紀(jì)裂陷階段，盆地接受了始新統(tǒng)陸相、下漸新統(tǒng)崖城組海陸過渡、上漸新統(tǒng)陵水組濱—淺海沉積充填；在新近紀(jì)坳陷階段，盆地接受了從濱淺海相到深海相的連續(xù)沉積，海水深度逐漸加深，沉積地層包括下中新統(tǒng)三亞組、中中新統(tǒng)梅山組、上中新統(tǒng)黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和第四系（李緒宣等，2007）。主要發(fā)育3套烴源巖，即始新世湖相、漸新世海陸過渡相和中新世半深海—深海相烴源巖（馬文宏等，2008；何家雄等，2009；邵磊等，2010；孫永革等，2010）；儲(chǔ)層主要包括：始新統(tǒng)—下漸新統(tǒng)裂陷期的河流和扇三角洲相砂巖；上漸新統(tǒng)斷坳轉(zhuǎn)換期的（扇）三角洲—濱淺海相砂巖；斷后坳陷期中新統(tǒng)的濱海相砂巖、臺(tái)地碳酸鹽巖及深水濁積砂巖（何仕斌等，2007）。

中央峽谷形態(tài)與充填特征

1形態(tài)特征

中央峽谷主要發(fā)育于瓊東南盆地中央坳陷帶，西始鶯歌海盆地東部陸坡坡折帶，經(jīng)樂東－陵水凹陷、松南低凸起、寶島－長昌凹陷，向東延伸西沙海槽，終止南海西北次海盆（圖1、2）。由于峽谷形成機(jī)制和沉積環(huán)境的特殊性，導(dǎo)致中央峽谷的幾何外形和充填物在地震反射、測(cè)井響應(yīng)、沉積學(xué)等方面具有顯著的特征。峽谷的走向受控于海底地形，整體呈SW—NE走向，谷身平直，不發(fā)育支谷，平面上呈“S”形，總長約580km，發(fā)育面積約7000km2（圖1）。在垂直或近垂直峽谷走向的地震剖面上，可見峽谷呈上寬下窄的“V”和“U”型（圖3），與相鄰的近于水平的弱反射同相軸明顯不協(xié)調(diào)，這種不協(xié)調(diào)性是由于早期重力流的下切作用使得高位域時(shí)期發(fā)育的較細(xì)粒地層遭受侵蝕，中—晚期隨著海平面的上升，在峽谷內(nèi)發(fā)生碎屑物質(zhì)充填，導(dǎo)致峽谷充填巖性與圍巖有差異，圍巖以近水平弱反射連續(xù)或不連續(xù)為主，而峽谷內(nèi)部充填以強(qiáng)反射低頻連續(xù)為主（圖3）。峽谷的寬度和深度由上游向下游逐漸增大加深，下切地層愈來愈老，上游（經(jīng)樂東－陵水凹陷）主要發(fā)育“V”型；中、下游（經(jīng)松南低凸起、寶島－長昌凹陷）發(fā)育“U”型。谷底寬約1～3km，谷頂寬6～15km，兩翼傾角為18°～31°，谷深400～600m。峽谷的底界面是經(jīng)過多期重力流下切侵蝕沖刷下伏地層形成的上凹不整合界面，對(duì)應(yīng)于T30地震反射界面（圖2、3），谷底坡度為7～30m／km。通過對(duì)峽谷底面時(shí)深轉(zhuǎn)換和沿峽谷走向的深度地震剖面，經(jīng)樂東－陵水凹陷和松南低凸起段的峽谷現(xiàn)今呈現(xiàn)東高西低地形特征（圖4），分析認(rèn)為中新世以來受到青藏高原隆升的影響，大量的紅河和海南島沉積物向鶯－瓊盆地卸載堆積，形成約4000～6500m厚的上新統(tǒng)和更新統(tǒng)陸架－坡折帶，且漸近向SE方向遷移，地殼受到巨厚陸架－坡折帶載荷與差異壓實(shí)作用發(fā)生差異沉降，迫使瓊東南盆地的沉降中心漸近向NW方向遷移，因此晚中新世—早上新世西高東低地形逐漸演變?yōu)闁|高西低地形格局。

2充填特征

研究認(rèn)為，相對(duì)海平面下降的早、中期是深切谷的形成時(shí)期，在海平面下降末期到海平面轉(zhuǎn)為上升期后，深切谷內(nèi)開始出現(xiàn)充填（Yinglingetal．，1992；Paolaetal．，1992；Allenetal．，1993；Zaitlinetal．，1994；Wescott，1997；張桂甲等，1995；李從先等，1996；Fergusonetal．，2003）。中央峽谷充填也具有這種特征，在中新世晚期，瓊東南盆地相對(duì)海平面下降，沿中央坳陷帶發(fā)育軸向流動(dòng)的大型重力流，侵蝕下伏地層，形成中央峽谷；早上新世隨著相對(duì)海平面的上升，峽谷內(nèi)以溯源堆積的方式充填了鶯歌組二段的砂巖和泥巖，與下伏地層為底沖刷接觸。峽谷充填結(jié)構(gòu)具有多期砂泥復(fù)合充填的特征，下部充填物以砂巖為主，泥巖較少，局部發(fā)育細(xì)礫巖；上部砂巖減少，泥巖增多，組成了一個(gè)向上變細(xì)的正旋回巖性（圖5）。下面從粒度分布、巖石類型、相序特征與沉積相4個(gè)方面論述該峽谷充填特征。

2．1粒度分布特征

W－1井和W－6井巖芯和巖屑樣品粒度統(tǒng)計(jì)展示了三段式概率累積分布樣式（圖6），總體上，粒度較細(xì)，由懸浮次總體、跳躍次總體和明顯過渡帶遞變懸浮次總體組成，直線段斜率由陡變緩，懸浮次總體占25％～50％；跳躍次總體占4％～30％，斜率為56°～62°，表明分選性好。這種粒度分布特征表明沉積物以懸浮載荷搬運(yùn)方式為主，當(dāng)流動(dòng)能量降低時(shí)，隨著較粗顆粒的卸載，流體的密度和懸浮物的沉降速度隨之降低，水流的牽引作用有所增加，為重力流和牽引流共同作用的產(chǎn)物。在C－M圖上（圖7），C值是累積曲線上1％處對(duì)應(yīng)的粒徑，M值是累積曲線上50％處對(duì)應(yīng)的粒徑，樣品點(diǎn)群分布平行于C＝M基線，屬于粒序懸浮區(qū)，亦反映遞變懸浮沉積為主的特點(diǎn)，表明濁流沉積。

2．2巖石類型

依據(jù)巖芯、巖屑和地震相，將峽谷的沉積充填巖石類型劃分為礫巖、砂巖、塊體流－滑塌巖和泥巖。礫巖僅在峽谷上端的W－1井鉆遇，為一套細(xì)礫巖厚度達(dá)43cm，底部可見沖刷界面，發(fā)育板狀層理，礫石呈次棱—次圓狀，粒徑為2～6mm，分選中等，顆粒支撐，雜基為細(xì)砂巖、粉砂巖及含少量泥巖，屬顆粒流成因（圖8a）。砂巖是峽谷充填的主體，巖性為淺灰色的細(xì)、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，夾薄層深灰色泥巖。據(jù)薄片鑒定，砂巖成分主要為石英、長石和巖屑，少量白云母、黑云母、海綠石以及極少量碳質(zhì)碎片，其中石英占碎屑顆粒的40％～70％；長石為5％～15％，主要為鉀長石和斜長石；巖屑含量為5％～28％，主要有泥質(zhì)巖屑、花崗巖、方解石和白云石等；見白鈦礦、銳鈦礦、金紅石、磁鐵礦、赤褐鐵礦、石榴子石和綠簾石等較穩(wěn)定的重礦物以及重晶石、黃鐵礦等不穩(wěn)定的重礦物；填隙物以泥質(zhì)雜基為主，含量大于15％，屬巖屑質(zhì)長石砂巖，碎屑顆粒直徑一般在0．25～0．01mm之間，呈次棱角狀至次圓，分選差至中等，以孔隙式膠結(jié)為主，顆粒以點(diǎn)－線接觸，孔隙類型包括粒間孔、微裂隙和粒間溶孔等，平均孔隙度為15％～33％，滲透率為11×10－3～90×10－3μm2，砂巖總體上結(jié)構(gòu)成熟度較高。

地震剖面上呈現(xiàn)為強(qiáng)振幅低頻連續(xù)性好反射特征，溯源逐層疊置超覆砂體的波組從溯源至順源方向由強(qiáng)振幅連續(xù)性好逐漸變?yōu)槿跽穹B續(xù)、不連續(xù)或雜亂不規(guī)則弱的反射特征，表明砂體逐漸相變?yōu)槟鄮r（圖4a）；在垂直或近垂直峽谷走向的地震剖面上，砂巖表現(xiàn)為平行或亞平行上超充填型或丘狀上超、復(fù)合充填的強(qiáng)振幅低頻連續(xù)好反射特征（圖3、9）；在波阻抗剖面上，砂巖呈低阻抗特征（圖4b、9）。電測(cè)曲線上，自然伽瑪、聲波和電阻率曲線起伏劇烈，為中—高幅度，形態(tài)呈箱狀或鐘形狀（圖4、5）。依據(jù)結(jié)構(gòu)特征與沉積構(gòu)造，砂巖可分為塊狀細(xì)砂巖（圖8b）和平行層理粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖（圖8c）兩類。塊狀細(xì)砂巖顆粒為次圓—次棱角狀，分選較好，以細(xì)砂為主，顆粒支撐，泥質(zhì)雜基，鈣質(zhì)膠結(jié)，無層理；后者砂巖顆粒磨圓度、分選性中等，雜基－顆粒支撐，厚度較薄，發(fā)育平行層理。塊體流－滑塌石為不穩(wěn)定的半固結(jié)或固結(jié)的沉積物在重力作用下滑動(dòng)、滑塌沉積，巖石類型為混合碎屑巖，巖屑及泥質(zhì)含量較高。在地震上表現(xiàn)為雜亂弱或空白地震反射特征（圖3）；在波阻抗剖面上呈現(xiàn)中高阻特征（圖9b、c）。泥巖為灰黑色—深灰色泥巖，由薄層遠(yuǎn)基濁積巖和深海相泥巖組成，主要成分為伊蒙混層、伊利石、高嶺石和綠泥石，發(fā)育水平層理，夾薄層粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖。在地震剖面表現(xiàn)為弱振幅連續(xù)或不連續(xù)地震反射特征（圖3a、4a）；波阻抗剖面上表現(xiàn)為高阻抗特征（圖4b、9）；自然伽馬曲線（GR）表現(xiàn)為低幅度齒狀（圖5）。

2．3相序

通過巖芯觀察，按照巖石類型組合特征識(shí)別出4種相序類型。正遞變相序底部具明顯侵蝕面，一種是下部為細(xì)礫巖或細(xì)砂巖向上過渡為粉砂巖、泥巖（圖10a）。反遞變相序?yàn)橄录?xì)上粗模式，下部一般為泥巖、粉砂泥巖，向上變?yōu)榉凵皫r或細(xì)砂巖（圖10b）。復(fù)合遞變相序是一種由一個(gè)反遞變序列接一個(gè)正遞變序列組成，為細(xì)—粗—細(xì)韻律，下部為泥質(zhì)－粉砂質(zhì)泥巖－粉砂巖反遞變段，中部為細(xì)砂巖正遞變段，向上過渡到粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥巖段（圖10c）；另一種由一個(gè)正遞變序列上接一反遞變序列組成，為粗—細(xì)—粗韻律（圖10d）。非遞變相序主要發(fā)育在塊體流－滑塌巖相或塊狀層理細(xì)砂巖和正遞變層理粉－細(xì)砂巖中夾滑塌泥巖相，無明顯相序特征。

2．4沉積相

按照重力流成因機(jī)制、巖石類型和相序特征，將中央峽谷沉積劃分為峽谷中心、邊緣和漫溢3個(gè)微相（圖9d）。峽谷中心微相發(fā)育于峽谷中心的中、下部位，主要由濁積巖和深海相泥巖構(gòu)成，是中央峽谷的主體部分。巖石類型為相互疊置的細(xì)砂巖、粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，夾薄層暗色泥巖，發(fā)育正、反和復(fù)合遞變相序。縱向疊置而形成的砂巖相當(dāng)于鮑瑪序列的AB－ABD、AB－ACE等組合，最大厚度達(dá)100m。電測(cè)曲線特征為中—高幅度微齒箱形、鐘形或箱－鐘形組合。峽谷邊緣微相發(fā)育于峽谷兩翼的斜坡坡腳或底部，主要由塊體流和遠(yuǎn)基濁積巖組成，發(fā)育正遞變和非遞變相序。沉積成因序列相當(dāng)于鮑瑪序列的A、DE和CE組合。電測(cè)曲線特征多為鋸齒形。漫溢微相發(fā)育于峽谷頂部與谷肩，主要由半深—深海相泥巖和遠(yuǎn)基濁積巖組成，巖石類型為泥巖和粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖。單一沉積成因序列相當(dāng)于鮑瑪序列的CDE、DE和CE組合。電測(cè)曲線呈低幅微齒、齒化指形。

中央峽谷控制因素與充填演化

1控制因素

水下重力流的形成需要充沛的物源供給、足夠的坡度、水深和一定的觸發(fā)機(jī)制。中新世印度洋中脊的快速擴(kuò)張，引發(fā)印－澳板塊向NNE俯沖引起青藏高原初次隆升，形成了NWW向展布的青藏－閩粵初始高原（葛肖虹等，2010）；在17～3．6Ma高原被剝蝕夷平、準(zhǔn)平原化（李吉均等，2001），為中國南海盆地提供了充沛物源。此時(shí)，來自西北部的紅河和海南島大量碎屑物質(zhì)快速向鶯－瓊盆地堆積，形成了巨厚的中新統(tǒng)以及陸架－陸折體系，為重力流形成提供物質(zhì)基礎(chǔ)、足夠的坡度與水深，并且古近紀(jì)以來瓊東南盆地中央凹陷帶繼承發(fā)育SW—NE向的負(fù)向盆底地形也是中央峽谷形成的地形地貌的必要條件。晚中新世青藏高原第三次隆升（Zhongetal．，1995）和NW向移動(dòng)的菲律賓海板塊前緣的呂宋島弧與歐亞板塊在臺(tái)灣島地區(qū)發(fā)生碰撞（Sibuetetal．，2004），迫使瓊東南盆地在晚中新世基底隆升，相對(duì)海面快速下降；而且在約5．5Ma左右紅河斷裂發(fā)生大規(guī)模右旋走滑反轉(zhuǎn)事件（Allenetal．，1984；Leloupetal．，1993；Ranginetal．，1995；Leeetal．，1998；Rephmaretal．，2001；孫珍等，2003；向宏發(fā)等，2007；張秉良等，2009），觸發(fā)鶯歌海盆地東部陸架—陸坡（扇）三角洲和低位楔沉積物發(fā)生崩裂、滑塌與滑移，形成以細(xì)碎屑物質(zhì)為主的間歇性重力流沿瓊東南盆地中央坳陷帶流動(dòng)，隨著流速增加動(dòng)能亦不斷增大，重力流侵蝕下切能力愈來愈強(qiáng)，老地層經(jīng)歷多期侵蝕下切形成大型的中央峽谷。

2充填演化

巖石類型、相序、沉積相時(shí)空分布記錄著峽谷形成與演化，根據(jù)峽谷的沉積填充特征與沉積相分布規(guī)律，峽谷經(jīng)歷了下切、濁積砂巖充填和泥巖充填3個(gè)演化階段。

下切階段，晚中新世晚期瓊東南盆地基底隆升，相對(duì)海平面劇烈下降，以及紅河斷裂發(fā)生大規(guī)模右行走滑反轉(zhuǎn)構(gòu)造事件，觸發(fā)鶯歌海盆地東南區(qū)域陸架坡折帶發(fā)育（扇）三角洲和低位楔沉積物發(fā)生大規(guī)模崩裂、滑塌與滑移，形成以細(xì)碎屑物質(zhì)為主的高密度重力流沿瓊東南盆地中央坳陷帶負(fù)向海底地形快速流動(dòng)，經(jīng)歷多期向源侵蝕下切下伏地層，形成長約580km，谷頂寬6～15km，谷深400～600m，底面為區(qū)域不整合面的中央峽谷（圖11a、b，圖2）。

濁積砂巖充填階段，早上新世相對(duì)海平面迅速上升，重力流流速降低，攜碎屑物質(zhì)的能力減弱，峽谷從侵蝕下切過程轉(zhuǎn)變?yōu)樾遁d堆積，接受了峽谷中心和邊緣相沉積，大量間歇性濁流和顆粒流以及塊體流屑物質(zhì)在峽谷內(nèi)開始堆積；隨著海面持續(xù)上升，峽谷上游以后退滑塌而生長，中、下游以溯源堆積方式充填了相互疊置的多期近基濁積砂巖，構(gòu)成下粗上細(xì)的退積層序（圖11c）。泥巖充填階段，隨著海侵范圍加大，峽谷接受了漫溢相沉積，半深—深海相泥巖和遠(yuǎn)基濁積巖充填滿峽谷，開始漫溢出峽谷，浸沒谷肩，峽谷演化逐步衰退至終結(jié)，結(jié)束充填史，被海相沉積覆蓋埋藏（圖11d）。

油氣地質(zhì)意義

中央峽谷不僅是瓊東南盆地由潛水區(qū)向深水區(qū)輸送沉積物的重要通道，而且也是碎屑物質(zhì)卸載堆積的場(chǎng)所，這與油氣成藏有著密切關(guān)系。勘探證實(shí)瓊東南盆地是富烴盆地，發(fā)育始新世湖相，漸新世海陸過渡相和中新世半深海—深海相3套烴源巖。峽谷內(nèi)的中心相發(fā)育多期儲(chǔ)集物性較好的濁積砂巖，具有較高的孔隙度和滲透率，可做為優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層；漫溢相的半深—深海相泥巖和遠(yuǎn)基濁積巖為有效蓋層。

由于峽谷內(nèi)巖性在橫向與縱向的變化，并在峽谷谷壁遮擋、斷層錯(cuò)斷遮擋和底辟作用等因素控制下，峽谷內(nèi)主要發(fā)育隱蔽巖性和構(gòu)造－巖性復(fù)合兩大類圈閉。沿峽谷底界面逐層疊置超覆的砂巖可以形成貫穿整個(gè)中央凹陷在橫向上長距離連續(xù)發(fā)育、縱向上相互疊置連通的砂巖復(fù)合體，成為油氣長距離運(yùn)移的優(yōu)勢(shì)輸導(dǎo)體；峽谷的下伏地層發(fā)育底辟、斷裂以及峽谷內(nèi)部斷裂為油氣運(yùn)移提供了垂向運(yùn)移通道。因此，中央峽谷充填體系具有優(yōu)越的油氣成藏條件，根據(jù)峽谷內(nèi)的圈閉類型，可將峽谷內(nèi)可能發(fā)育的油氣藏劃分為隱蔽巖性和構(gòu)造－巖性復(fù)合油氣藏。

隱蔽巖性油氣藏：分布于峽谷內(nèi)濁積水道砂體和濁積扇體內(nèi)部的巖性變化易形成巖性圈閉，這些濁積砂體在充填方式上表現(xiàn)為沿峽谷底界面向溯源方向逐層疊置超覆，順源方向漸變?yōu)檫h(yuǎn)基濁積巖尖滅于深海相泥巖中，常形成指狀尖滅砂體；在橫向上亦尖滅在深海相泥巖中或上超于深海相泥巖的峽谷谷壁，易形成巖性上傾尖滅或砂巖透鏡體油氣藏（圖4b）。構(gòu)造－巖性油氣藏：濁積砂體在斷層或底辟等構(gòu)造因素作用下形成的構(gòu)造－巖性復(fù)合油氣藏，峽谷內(nèi)主要發(fā)育四種構(gòu)造－巖性圈閉：背斜圈閉，峽谷以丘狀上超或復(fù)合充填，形成具有背斜形態(tài)的圈閉（圖9a）；透鏡體圈閉，由于晚期水道或塊體流將早期席狀砂體侵蝕切割成相互獨(dú)立砂體，具有中間厚兩翼薄的透鏡狀特征，形成典型低幅度構(gòu)造－巖性圈閉，W－6井證實(shí)該類油氣藏（圖9b）；斷層－巖性圈閉，沿峽谷走向的條帶狀濁積砂體在其上傾方向受到垂直峽谷或者斜交斷層切割，斷層在側(cè)向與巖性變化結(jié)合起到了遮擋封堵作用，易形成斷裂和巖性共同控制的斷層－巖性圈閉（圖9c）；底辟拱升和刺穿圈閉，軟泥和巖漿巖等流體侵入與上拱，使峽谷內(nèi)砂體發(fā)生變形與變位，可以形成巖體刺穿、底辟拱升相關(guān)圈閉（圖9d）。

結(jié)論

（1）中央峽谷位于瓊東南盆地中央坳陷帶，西起始于鶯歌海盆地東部陸坡，東終止于南海西北次海盆，平面上呈“S”形，剖面上呈對(duì)稱或不對(duì)稱上寬下窄的“V”和“U”型。

（2）峽谷以溯源堆積方式充填了相互疊置的多期砂巖和泥巖，下部以砂巖充填為主，泥巖較少，局部發(fā)育細(xì)礫巖；而向上泥巖充填逐漸增多，砂巖充填減少；在垂直或近垂直峽谷走向的地震剖面上，峽谷充填主要表現(xiàn)為平行或亞平行上超充填型或丘狀上超、復(fù)合充填特征；沿峽谷走向的地震剖面上，充填主要表現(xiàn)為向溯源方向逐層疊置超覆特征。

（3）峽谷沉積劃分為中心、邊緣和漫溢3個(gè)微相。中心微相主要由礫巖和砂巖組成，礫巖屬顆粒流成因，砂巖是濁流成因，發(fā)育正、反和復(fù)合遞變相序；邊緣微相主要由塊體流－滑塌巖組成，發(fā)育非遞變相序；漫溢微相主要由半深—深海相泥巖組成。

（4）峽谷經(jīng)歷了下切、濁積砂巖充填和泥巖充填三大演化階段，在濁積砂巖充填階段發(fā)育多期儲(chǔ)集物性較好近基濁積砂體被半深—深海相泥巖包裹并具有良好的油氣運(yùn)移通道，具備優(yōu)越的成藏條件，可形成隱蔽巖性油藏或構(gòu)造－巖性復(fù)合油藏。