琼东南盆地第四纪中央峡谷体系沉积演化与油气前景_裴健翔.pdf

第 48 卷 第 2期2 0 2 3 年 2 月Vol.48 No.2Feb.2 0 2 3地球科学 Earth Sciencehttp:/https:/doi.org/10.3799/dqkx.2022.487琼东南盆地第四纪中央峡谷体系沉积演化与油气前景裴健翔1，2，宋鹏1，2，郭明刚1，毛雪莲31.中海石油（中国）有限公司海南分公司，海南海口 5703122.中海油海南能源有限公司，海南海口 5701053.中海石油（中国）有限公司湛江分公司，广东湛江 524057摘要：基于琼东南盆地中央峡谷已有钻井和高品质新地震资料，对第四纪中央峡谷体系的外部形态、内部构成、沉积演化过程及其主控因素等进行了系统梳理和研究，明确中央峡谷体系经历了晚中新世侵蚀充填期（期），早上新世平静充填期（期）和第四纪早期回春充填期（期）3期演化阶段，提出控制中央峡谷体系前两期形成的负地貌和物源供给在第四纪峡谷西段仍然存在.进一步研究表明西段早期多物源体系在第四纪变为昆嵩隆起秋盆河单物源，进积型陆坡控制了半限制型负地貌和砂质沉积逐渐向南东迁移，并在第四纪早期（S14）填平峡谷.在此认识指导下首次在峡谷西段浅层发现了 3期第四纪半限制型海底扇群，具备深浅双源供烃优势通道复合输导浅层水合物地层封盖海底扇成藏的成藏模式，是下一步深水区浅层寻找大中型气田的有利新领域.关键词：中央峡谷体系；第四纪；沉积演化；油气前景；琼东南盆地；石油地质.中图分类号：P618.13 文章编号：1000-2383(2023)02-451-14 收稿日期：2022-12-29Sedimentary Evolution and Hydrocarbon Exploration Prospect of the Quaternary Central Canyon System in the Qiongdongnan BasinPei Jianxiang1，2，Song Peng1，2，Guo Minggang1，Mao Xuelian31.CNOOC LtdHainan，Haikou 570312，China2.Hainan Energy LTD，Haikou 570105，China3.CNOOC LtdZhanjiang，Zhanjiang 524057，ChinaAbstract:Based on the drilling data and new high quality seismic data of the Central Canyon in Qiongdongnan Basin,the morphology,internal composition,sedimentary evolution process,and main controlling factors of the Quaternary Central Canyon System are systematically studied.The results indicate that the Central Canyon System went through 3 stages of evolution:the erosion and filling stage in the early Upper Miocene（stage),the calm filling stage in the early Pliocene（stage),the rejuvenation stage in early Quaternary（stage),and the evolution of the Canyon System was jointly controlled by tectonic activity and source supply.The negative paleogeomorphy and provenance supply that controlled the formation of the Central Canyon System in the first two stages still existed in the western segment of the Quaternary canyon.The early multiprovenance system in the western segment changed to the single provenance of the Qiupenhe River in the Con Son Swell in the Quaternary,and the provenance supply was sufficient.The progradational continental slope controlled the semirestricted negative landform and sandy deposition to migrate gradually to the southeast,and the Canyon was filled up in the early Quaternary(S14).Under the 基金项目：中海油科技项目（KJZH2021000200）.作者简介：裴健翔（1970-），男，教授级高级工程师，主要从事南海油气勘探研究工作.Email：引用格式：裴健翔，宋鹏，郭明刚，毛雪莲，2023.琼东南盆地第四纪中央峡谷体系沉积演化与油气前景.地球科学，48（2）：451-464.Citation：Pei Jianxiang，Song Peng，Guo Minggang，Mao Xuelian，2023.Sedimentary Evolution and Hydrocarbon Exploration Prospect of the Quaternary Central Canyon System in the Qiongdongnan Basin.Earth Science，48（2）：451-464.第 48 卷地球科学 http:/guidance of this understanding,threestage semirestrictedscale submarine fan groups in the shallow strata of the western segment of the Quaternary canyon are discovered for the first time.These submarine fan groups have superior conditions for reservoir formation and have the new hydrocarbon accumulation model of shallow deep dual hydrocarbon source supplying,multiple preferential pathways conducting,shallow gas hydrate sealing,submarine fan below the hydrate stable zone controlling accumulation,and are new fields of largemiddle scale oilfield exploration with broad prospects.Key words:central canyon system;Quaternary;sedimentary evolution;hydrocarbon prospects;Qiongdongnan Basin;petroleum geology.0 引言 琼东南盆地是南海北部主要含油气盆地之一，超 1/2 面积处于深水环境，一直是国内外石油公司关注的焦点.中央峡谷体系是目前琼东南盆地深水区主要的天然气发现场所，也是油气地质研究的重中之重（Crossey et al.，2006；Mayall et al.，2006；Weimer et al.，2006；Jiang et al.，2014，2015；Cao et al.，2015；Fan et al.，2018）.晚中新世以来沿琼东南盆地长轴方向发育的中央峡谷与陆坡基本平行，呈S型延伸，峡谷沉积从中新统黄流组一直延续到第四系乐东组，乐东-陵水段简称西段，宝岛-长昌段简称东段，且不同期次、不同段发育特征差异巨大，显示出该地区峡谷体系沉积的复杂性.关于中央峡谷成因前人做了大量的研究，邵磊等认为南海北部陆坡区存在北东-南西向的深水底流搬运和沉积作用，陆源碎屑物质大致沿陆坡等深线位置由北东向西南方向搬运，沿途形成水道以及水道边堆积体（邵磊等，2010）；朱伟林等认为莺歌海盆地南部与广海不连通，只能通过琼东南盆地东部与广海相连，琼东南盆地成为莺歌海盆地的纳潮口，在巨大水流量强烈冲刷下产生大型中央水道（朱伟林等，2008）；苏明等认为东西段差别明显的原因在于东段受构造作用控制，西段受控于深海沉积作用（苏明等，2009）；袁圣强将中央峡谷的成因归结为中新世以来红河充足的物源供给，大规模海平面下降和红河断裂带在 5 Ma 时期反转等 3 种因素，并建立了自西向东的浊积水道侵蚀-沉积模式（袁圣强等，2009）.综上所述，前人共识是中央峡谷是多种地质因素共同作用的产物，第四纪时期峡谷体系仅在盆地东区发育，盆内西段的峡谷体系在上新世以后就已经消亡.然而，近些年新获取的连片三维地震资料清晰显示盆内西段已发现油气的早期峡谷之上继续发育晚期第四纪峡谷体系，引起了研究人员强烈兴趣.据此，开展第四纪中央峡谷体系的沉积特征与演化过程的研究有助于完善对晚中图 1琼东南盆地第四纪中央峡谷体系平面位置Fig.1Plane position of the Quaternary Central Canyon System in the Qiongdongnan Basin452第 2 期裴健翔等：琼东南盆地第四纪中央峡谷体系沉积演化与油气前景新世以来的峡谷体系整体认识，同时把中央峡谷的勘探层系从黄流组-莺歌海组拓展到浅层第四系乐东组，这将极大推动琼东南盆地深水区的天然气勘探进程.1 区域地质背景 琼东南盆地是南海西北部新生代裂谷盆地，位于海南岛南侧，与莺歌海大型走滑拉分盆地毗邻，总体上呈北东向展布.盆地构造演化受到欧亚板块、太平洋板块和印度板块共同影响，经历断陷期、断拗期、热沉降期和加速沉降期 4个构造演化阶段.盆内自北向南依次为北部坳陷、中部隆起、中央坳陷、南部隆起 4个一级构造单元，平面上具有南北分带、东西分块的构造特征（图 1）.古近系依次沉积始新统陆相岭头组、下渐新统海陆过渡相崖城组、上渐新统滨浅海相陵水组地层，新近纪发育滨浅海相-深海相沉积，包括下中新统三亚组、中中新统梅山组、上中新统黄流组、上新统莺歌海组和第四纪乐东组地层.中央峡谷主要形成于新近纪的加速沉降期，这一时期琼东南盆地水体快速加深，中央坳陷为半深海-深海环境（图 2）.中央峡谷主体位于水深 3003 000 m 的坳陷内，规模宏大，总长度超过 400 km，宽度 530 km，是莺-琼盆地周缘昆嵩隆起和海南隆起的陆源碎屑物质向深水区汇聚的重要路径和场所.中央峡谷水下输砂通道最远源头可追溯到海南隆起西北部昌化江水系-莺歌海盆地莺东斜坡北段临高区，以复杂的多支侧向叠置水道复合体为特征，沿南东方向经一号断裂带附近的莺琼结合部进入琼东南盆地中央坳陷内，与陆坡基本平行呈S型延伸，早期以大型的 V 型和 U 型侧向切割或垂向叠置复合水道为特征，向东汇入西沙海槽，最终进入西北次海盆.2 第四纪中央峡谷特征和充填序列 2.1峡谷特征琼东南盆地第四纪中央峡谷与新近纪中央峡谷分布特征基本一致，自西向东横贯盆地，向东延伸至西沙海槽（图 1、图 3）.同样可分为