南海北部区域地层发育特征

如题所述

第1个回答  2020-01-19

南海北部陆区主要发育有前泥盆纪、泥盆纪—中三叠世、晚三叠世—早白垩世和晚白垩世—第四纪四套沉积岩系,前两套沉积岩系是中、新生代沉积盆地产生和发育的基础,后两套沉积是中、新生代沉积盆地的重要组成部分。

(一)前中生代地层

1.前泥盆系

前泥盆纪地层包括元古宇—下古生界,在南海北部主要分布在莲花山断裂北面一侧的东江地层分区的阳春-花都小区、惠阳小区、和平-新丰小区和兴宁小区,为一套复理石或类复理石地槽或准地槽建造。目前发现最老的地层是晚震旦世地层。其次是寒武纪、奥陶纪和志留纪地层。

震旦纪地层主要分布在惠阳小区的博罗、兴宁小区,五华以北地区,称为乐昌峡群,分为两个组,下部(坝里组)以灰绿色变质长石石英砂岩为主,夹砂质片岩、板岩;上部(老虎塘组)由灰绿色长石石英砂岩、绢云母板岩夹硅质板岩、硅质岩组成。该群地层在东西部邻区与下伏活道组整合接触。全区岩性变化不大,厚度为1935~2725m。U-Pb年龄为612~688Ma。

寒武纪地层分布比震旦纪地层稍广,在乐昌峡群的东边惠州地区有较多出露,北边的龙门地区和紫金地区有零星出露,是以灰绿色中细粒长石石英砂岩、长石石英粉砂岩、砂质板岩、绢云母板岩为主的一套浅变质岩,厚度为2500~4200m。寒武纪地层与下伏乐昌峡群为整合接触,甚至过渡关系。

奥陶纪地层,主要在惠州以北及新丰江水库西北有零星分布,但出露地层齐全,下、中、上统都有。岩石地层有下黄坑组、长坑水组、龙头寨群。在闽西南东山岛还有澳角群。它是一套中浅变质岩系,主要由各类变粒岩、片岩组成,长英质脉体发育,顶底不全。

2.泥盆系—中三叠统

加里东运动之后,华南东部和现存的南海北部陆缘区已拼贴成统一的块体,地壳处在较稳定阶段,在褶皱带面上形成一套晚古生代-中生代早期准地台、含磷、锰、煤的碎屑岩和碳酸盐岩。在华南东江地层分区有广泛的分布,在沿海地层分区却未见出露。

泥盆纪地层在东江地层分区从南至北都有分布,但集中在惠州以北、龙门等地,在大亚湾沿海和香港也有出露。发育有白沙洲头组(D)、桂头群(D2

)、春湾组(D2-3)、天子岭组(穿时, D3为主)、帽子峰组(D3晚期~C1早期)等几个地层单元,厚度介于11~1200m,岩性包括砾岩、砂岩、粉砂质页岩、砂砾岩、碳酸盐岩,砂泥质或钙质的碎屑岩等。

石炭纪地层出露地区与泥盆纪相似,而且更广泛,在所在范围内星罗棋布,岩组多达8个,即长多组、大赛坝组、落马洲组、测水组、梓门桥组、大埔组、黄龙组和船山组,各组地层整合接触,地层厚度介于17-1000m,岩性包括碳酸盐岩、生物碎屑灰岩、粉砂岩及砂岩、千枚岩、石墨片岩、石英岩、变质砂岩、粉砂质页岩、细砂岩、含砾石英砂岩。

二叠纪地层分布范围基本同石炭纪地层,但比石炭纪地层出露得更少,与石炭纪地层整合接触。地层单元包括栖霞组、孤峰组、吐露港组、童子岩组、翠屏山组和大隆组,厚度介于10~500m,主要岩性有含燧石结核灰岩、页岩、泥岩、粉砂岩、砂岩、石英岩及火山角砾岩等。

(二)中生界

经印支运动,南海及其围区各陆块拼贴为东亚大陆的一部分,此后开始进入燕山构造演化期,在古生界、前中生代火成岩或变质岩基础上,发育了上三叠统、侏罗系、白垩系和新生界等沉积岩系,但不同地区的地层发育特点和保存状态有差异。

1.上三叠统

上三叠统在华南及东南沿海主要为海陆交互相含煤碎屑岩建造,分布较广,呈北东或北东东方向展布,以粤北艮口群研究最详。艮口群分布于粤北及粤东,由一套灰黑色为主的含煤碎屑岩组成,包括上、下两个含煤地层和中间一个海相地层。自下而上分为红卫坑组、小水组和头木冲组,与下伏中三叠世地层普遍以底砾岩作为不整合分界,其上被早侏罗世金鸡组或蓝塘群整合或不整合所覆。艮口群在东江地层分区的广州北郊及梅州地区相变为小坪组,岩性以灰白色砂砾岩为主,夹灰黑色粉砂岩、炭质页岩及薄煤层,沉积韵律发育,底部以砾岩为标志与下伏地层不整合接触,其上与金鸡组整合或不整合接触,厚14~810m不等,岩性及厚度变化较大,化石以植物和双壳类为主,属种与艮口群相同,但从岩性对比分析,可能仅相当艮口群上部。

上三叠统海相—海陆交互相沉积也常见于于南海东南部地区,如在民都洛岛的西南部见厚度超过5000m海相硬砂岩和页岩,可能属晚三叠世(Gervasio,1968);在南沙群岛仁爱礁西断岩SO23223站拖网获得晚三叠世—早侏罗世三角洲相的砂岩、粉砂岩及含双壳类的暗灰色粘土岩;南沙群岛东部SO277224 站拖网采得属三叠纪深海沉积的灰褐色细纹层硅质页岩(Kudrass et al.,1985;美济礁东侧的谷壁上取到三叠纪硅质页岩和晚三叠世—早侏罗世(瑞替统—里阿斯统)的砂岩、粉砂岩和泥岩,推断属三角洲环境;北巴拉望地块也在多处发现晚三叠世海相沉积。

2. 侏罗系

1)下侏罗统

下侏罗统为晚三叠世的继承性沉积,以浅海相为主的碎屑岩建造和陆相含煤碎屑岩建造发育为特征,陆相沉积范围虽有所扩大,但含煤性却大为逊色,局部尚伴有较强的中、基性火山喷发。其下与上三叠统多为不整合,其上为中侏罗世地层整合或不整合所覆。

在区域上下侏罗统分布广泛。西南日本的内带、外带,我国福建、两广及台湾(北港井下)广泛发育浅海砂泥质碎屑岩建造,局部地区含劣质煤及煤线,含丰富浅海菊石、双壳类及少量植物化石。下侏罗统在日本发育最好,厚达10000m,其次为粤东地区,最厚5662m。越南边和地区下侏罗统厚逾3000m。另外,在菲律宾卡拉棉群岛下侏罗统主要为灰岩,含丰富的菊石及双壳类。

南海东南部地区,南沙地块东部和北巴拉望地块以及加里曼丹岛西北部,出现早侏罗世半深海沉积岩系;民都洛岛的西南部侏罗纪暗色页岩厚达1095m;卡拉棉群岛上出露早侏罗世放射虫岩,Isozaki(1988)认为是与古俯冲带有关的增生大洋沉积;美济礁见早侏罗世三角洲相砂岩、粉砂岩和泥岩组合。

南海西部的越南、柬埔寨、老挝三国的陆上地区由于印支运动的影响,前侏罗纪地层褶皱成山,中生代中后期主要是陆相地层。但在上述三国交接的中南半岛南部地区早侏罗纪时存在一个南北向狭长的海湾,沉积了浅海相页岩与砂岩夹薄层灰岩,厚度较大(Fontaine H et al.1983)。

2)中侏罗统

中侏罗世海陆分布发生显著变化,海相地层主要分布在中缅马地块上的滇缅海,大致呈南北向延伸。现今在云南西部宝山—昌宁地区,泰国与缅甸交接地带-泰国湾西岸地区分布该期海相地层。在西藏地区、西南日本外带、菲律宾卡拉棉群岛和印尼巴东地区,中侏罗统为灰岩和硅质岩,地层厚度较稳定,一般在500~2110m。中侏罗统与下侏罗统多为不整合接触。其他大部分地区发育陆相红层,在福建、粤东、粤中、广西、滇中、越南北部、越南南部、马来半岛,中侏罗统为陆相湖泊-火山碎屑岩建造和内陆山间湖泊-火山碎屑岩建造,含丰富的陆相蚬类、蚌、叶肢介、双壳类及植物化石,表明中侏罗世时这些地区海水退却,隆起成陆。

3)上侏罗统

广东地区晚侏罗世处于内陆环境,主要为小型盆地的火山碎屑沉积。地层为高基坪群,包括热水洞组、水底山组和山村组三个地层单元。晚侏罗世沉积明显受北东向构造控制,在河源断裂以东沉积厚度明显比西部盆地大。晚侏罗世早期的热水洞组沉积在粤东的东南部较发育,在海丰,以灰色流纹质凝灰岩为主,厚达1750m;在紫金义容,其下段以流纹质火山角砾岩为主,上段为熔结角砾凝灰岩,厚1020m;从化—增城一带以流纹质凝灰熔岩为主,夹流纹质凝灰岩,厚大于600m。

根据台湾中油公司的资料,在台西南盆地F构造的CFC-1井,在3550~3917m段(井底)为367m暗色页岩,未见化石,与下白垩统不整合,推测为侏罗系。有2口井发现孢粉化石,推测为晚侏罗世地层。台湾岛上万兴-1井在2959~3000m(未穿透)为高度固结的黑色页岩,含木型和煤型干酪根,处于过成熟阶段,推测属上侏罗统。

在潮汕坳陷北坡钻探的LF35-1-1井,钻遇703m厚的侏罗系,以上侏罗统为主,可能包括中侏罗统。上部为220m厚的放射虫硅质岩夹玻基玄武岩(细碧岩)、灰黑色纹层状泥岩及泥质粉砂岩;下部为383m厚的灰黑色纹层状泥岩、泥质粉砂岩、灰岩及鲕粒灰岩,泥岩中富含有机质碎屑。据邵磊等(2007)研究,LF35-1-1井的岩性组合反映了晚侏罗世的深海—岛弧环境。

3.白垩系

华南地区的早白垩世岩相古地理基本继承了晚侏罗世的面貌,陆相环境,频繁的火山喷发。

粤东地区,白垩系发育,自下而上为合水组、优胜组和叶塘组。合水组为一套发育砾岩与砂岩的韵律层;优胜组以一套流纹质凝灰岩为主;叶塘组以棕褐色泥质粉砂岩为主,其内部发育的数套薄层石膏、泥质石膏可作为优质的区域盖层。

在南海北部潮汕凹陷,LF35-1-1井揭示的下白垩统,自上而下依次为300m厚干旱炎热环境的紫红色泥岩、粉砂岩及砂岩夹少量泥灰岩组合;161m厚湿润陆相环境的灰色纹层状泥岩、粉砂岩及砂岩组合;239m厚海陆过渡环境的基性火山喷出岩夹少量流纹岩与泥岩、砂岩、砾岩及泥灰岩互层。台西南盆地F构造的CFC-1井,在3252-3550m段见近300m下白垩统砂页岩,含孢粉化石,与上覆渐新统砂岩呈不整合接触。台西南盆地YTN-1和YPT-1井分别在井深3700.7~3722.3m和1717~2942m钻遇白垩纪地层。

台湾岛上,在嘉南平原的北港隆起钻遇中生界,包括下白垩统阿普特期含钙质超微化石和孢粉化石的浅海相和海陆交互相碎屑岩,以及晚侏罗世(?)不含化石的碎屑岩;WH-1(万兴-1)井在井深(1425~2959m)钻遇下白垩统,为近岸到浅海环境沉积,以砂页岩为主。

在南海东南部的礼乐滩目前钻井揭示的最老地层为下白垩统。在Sampaguita-1井钻遇954m厚的下白垩统,为固结坚硬的砂岩、粉砂岩和页岩,夹一些薄煤层,岩性变化大,为滨浅海沉积。在Sampaguita-2 井、Reed Bank A-1 井和Reed Bank B-1 井也钻遇下白垩统。

从上述地层发育特征可以看出,南海北部及邻区中生代海相地层的时代特征主要表现为具有两次海侵及两次海退(夏戡原等,2004)。第一次海侵发生在晚三叠世—早侏罗世,此期沉积以滨浅海或海陆交互相为主,呈海湾状分布在华南南部边缘和中南半岛南部边缘。其后海水退却,中侏罗统普遍为陆相地层。第二次海侵发生在晚侏罗世—早白垩世,此次海侵只发生在南海北部和南部海区,地层为滨浅海相沉积。海水分布北浅南深,南海南部的卡拉棉群岛、巴拉望北部、加里曼丹岛、印尼、西藏南部及缅甸东部多为深海硅质岩—浅海灰岩,含丰富的放射虫化石。其后海水退却,上白垩统主要为陆相沉积。

(三)新生界

1.古新统—始新统

沉积环境以陆相为主。充填地层是陆相的河流-湖泊型沉积。珠江口盆地深水区和琼东南盆地深水区目前还没有钻遇,但相同的区域构造演化推断深水区发育有该套地层,并通过与浅水区始新统地震反射特征的类比分析可以确定深水区古新统—始新统发育。浅水区始新统主要为细粒砂岩、粉砂岩,深灰色—褐灰色泥岩,夹浅灰色中砂岩,底部多有花岗岩砾石层及淡棕红色长石砂岩。主要为湖泊沉积。

2.渐新统

晚始新世,珠江口盆地发生珠琼二幕运动,进一步张裂导致地壳减薄、塑性增加,深水区发生断裂活动的同时产生不均衡性沉降。这一时期,在强烈的拉张断陷和深部热沉降共同作用下造成凹陷的范围大大扩展,基本上结束了始新统沉积时“断陷分隔”的现象,成为统一的大断坳湖盆,早渐新统为海陆过渡相沉积环境,发育初期遭受海侵,至晚期基本为海相沉积,但此时水体较浅,最深达浅海相沉积。地震反射以低振幅,中等连续的特征。

晚期逐渐演变为浅海相沉积环境。晚渐新世白云凹陷在从断坳向坳陷过渡的阶段发育了一套海相沉积即珠海组浅海三角洲沉积组合。上渐新统滨浅海三角洲砂岩与上部海侵泥岩组成的储盖组合是此时期最重要的储盖组合。下储盖组合主要包括两种方式:一种是渐新统自储自盖式,如琼东南盆地的陵水组三段储层与二段泥岩、珠江口盆地的珠海组下段砂岩和中段泥岩组成的储盖组合;另一种是渐新统作储层,中新统底部泥岩作盖层的情形。白云凹陷深水区LW3-1气田在上述两类储盖组合中都发现了气层;虽然琼东南盆地深水区目前没有探井,但浅水区YC13-1气田在渐新统陵水组三段储层中发现厚气层。该储盖组合主要分布于珠江口盆地白云凹陷北坡、琼东南盆地中央坳陷南侧,分布范围广,是区域性储盖组合。

综合大洋钻探和探井及地球物理资料,发现23.8Ma时代界面是珠江口盆地乃至涉及珠江流域和南海北部地域的重大地质事件界面,是构造事件导致沉积作用发生了突变式的变化;23.8Ma重大构造事件从根本上影响和改变珠江流域的格局、南海扩张作用、南海北部沉积物的组成、沉积作用、海平面变化和油气成藏特点。

3.中新统

早中新世早期,海侵范围逐渐扩大,一般以滨海和浅海为主。虽然南海北部总体上已进入坳陷沉积阶段,但由于物源供应能力不同,使南海北部深、浅水区的沉积特征也明显不同。北部陆架坡折形成,并在坡下发育了一定范围的半深海相。中中新世末或上新世以来,深水陆坡区区域构造环境发生了显著变化。此时沉积储盖组合由中-上中新统滨浅海相陆架砂岩、深水低位扇及浊积水道砂体与浅海—半深海相泥岩组成。白云凹陷LW3-1-1井已经钻遇十多米厚重力流成因的深水扇砂岩,孔隙度高达27%,具有优质的储集性能。深水扇系统具有规模大、多层叠置、砂体分割性强、单个扇体厚度大(80~400m)、面积大(50~100km2)、储集性能优越、埋深适中等优点。琼东南盆地浅水区BD192-1井在梅山组见滨浅海相陆架粉细砂岩,YC14-1-1井在梅山组发现含油深水低位扇砂层,YC35-1-2井测井解释浊积水道砂体的含气层。黄流组低位扇体与半深海相泥岩储盖组合,分布于乐东凹陷和北礁低凸起区,以发育盆底扇、斜坡扇和海底水道砂岩储层为特征。

4.上新统—第四系

整个南海北部上新统时期沉积环境为浅海—半深海相,岩性主要为大套浅灰、深灰色厚层块状泥岩,夹薄层浅灰色粉砂岩、砂质泥岩,中间夹厚层块状细砂岩。

第四系主要沉积为浅灰、绿灰色粘土为主,夹薄层粉砂、细砂,富含生物碎片,未成岩。

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