南方海相层系油气形成规律及勘探评价

**章 南方海相中古生界盆地形成与改造 　　中国南方，是指秦岭-大别山以南、青藏高原东边界以东、东至海域、南到国界的区域，地质构造上主要由扬子、华夏、湘桂及诸多大小不等的陆块或地块拼合而成，其中扬子陆块规模*大、*稳定。南方大陆自震旦纪以来，发育多旋回海相沉积盆地，并经中新生代陆相叠置和多旋回构造强烈改造，形成了典型的复杂构造改造型盆地或残留盆地。中国南方大陆海相层系原始生油条件优越，具多套生、储、盖组合，具良好的油气勘探前景。本章在前人研究成果的基础上，对南方大陆进行了构造单元划分，并深入分析了中古生界南方大陆海相原型盆地的形成演化，以及中新生代以来，多期构造旋回对南方大陆的调整改造，在此基础上，简要分析了四川盆地、中下扬子以及滇黔桂湘等典型的海相残留盆地地质构造及油气赋存条件特征。 　　**节 南方大陆构造单元划分 　　南方大陆及邻区具有复杂的地质历史和地质结构，众多学者对南方大陆构造单元分划的认识不尽相同。黄汲清、任纪舜等*早在《中国主要地质构造单位》（黄汲清，1954）及随后出版的《中国大地构造及其演化——1∶400 万中国大地构造图简要说明》中将中国南方划分为扬子准地台和华南褶皱系两大地质构造单元。随着板块构造理论引入中国，20世纪80～90 年代，我国许多学者对南方地质构造进行了详细研究，提出多种观点，其中郭令智等（1980）将华南划分出多个沟-弧-盆增生体系，杨森楠和杨巍然（1985）提出扬子陆块和华南大陆边缘的基本分划，许靖华（1980，1987）提出江南-雪峰构造带为三叠纪的碰撞型造山带。刘宝珺和许效松（1994）等沉积大地构造学者根据沉积、构造和古生物等特征，将中国南方早古生代构造划分为扬子陆块和华夏陆块两个构造单元，其间为华南洋。殷鸿福等（1999）根据对古特提斯构造的研究认为中国南方是古特提斯多岛洋的一部分。张国伟等（2013）将南方大陆进行了两分，即以雪峰山为界，雪峰山以东的部分包括部分扬子陆块称为华南复合造山区，雪峰山以西以扬子陆块为主划分为扬子复合变形准克拉通区。马永生等（2009）、马力等（2004）从石油地质研究和含油气盆地分析的需求出发，运用板块构造理论，突出含油气区块的地质变迁，将南方及台湾等海域构造划分为上、中、下扬子三个较稳定地块，五个陆缘造山带，一个加里东构造域（华南褶皱系），一个基底拆离造山带（江南-雪峰隆起）。 　　本书在继承前人研究认识的基础上，综合近年区域地质与地球物理研究资料和成果以构造单元“二元论”和“物质结构组成决定论”思想为指导，将南方大陆构造划分为一个大陆块体、五个基本单元。一个大陆块体是指华南陆块，五个基本单元是指华南陆块内部的扬子陆块、江南-雪峰隆起带、湘桂地块、武夷-云开褶皱带和华夏陆块（图1-1），认为中国南方自中元古代末晋宁期聚合形成统一陆块以后再未有大的离散，其构造沉积演化均为陆内构造变形过程。 　　一、扬子陆块 　　扬子陆块指介于中央造山系（张国伟等，2003）东段秦岭-大别-苏鲁造山带与江南隆起之间的中、古生界出露和覆盖地区，并以郯庐断裂为界分成中上扬子和下扬子-南黄海两个呈哑铃状的次一级地块。马力等（2004）研究了中上扬子和下扬子-南黄海地区作为两个相对独立地块之间的差异。 　　（一）扬子陆块的基底组成 　　扬子陆块是南方大陆克拉通化程度稍高的一块，但仍具有较大的活动性，该陆块具有双层基底（程裕淇，1994），纵向上总体可以分为冷家溪期及其以前的结晶基底、板溪期沉积变质基底。 　　在扬子陆块，周新华等（1993）对浙北“陈蔡群”角闪岩研究，获得Sm-Nd同位素等时线年龄为3125±184 Ma；Zhang 等（1990）对位于郯庐断裂东侧、安庐石英正长岩带中的大龙山岩体进行单颗粒锆石U-Pb 同位素测定，获得放射性成因铅同位素年龄为3330±180 Ma，说明在扬子陆块可能存在太古宙基底。 　　在陕西勉县-略阳（勉略为扬子与秦岭-大别造山带的分界线）一带鱼洞子群片麻岩中获得2600 Ma 的年龄值，上扬子龙门山地区后河群获得2065 Ma、2078 Ma 的年龄值；在湖北武当群获得＞2200 Ma 的年龄值；在川西康定群获得2062 Ma、2451 Ma 的年龄值及四川会理、西昌及云南米易等地的河口群的1700～1900 Ma 的变质年龄等，表明扬子陆块的核部存在新太古界－古元古界的变质基底。该变质基底形成了泛扬子陆块的雏形。 　　在泛扬子陆块周缘分布的晋宁期花岗岩，Nd 模式年龄为1.1～2.0 Ga，指示了中元古代基底的存在。 　　根据Sm-Nd 等时线年龄数据，泛扬子陆块冷家溪群年龄在1720～1157 Ma，由下往上年龄值有序地向年轻变化（表1-1）。武陵运动是区内已知*早的造山运动，中元古代洋盆和岛弧型火山岩及浊积复理石建造全面褶皱变形，一般认为泛扬子陆块是在武陵运动拼接、固化成型，其上不整合青白口系板溪群及相当层位的浅变质岩。 　　表1-1 湖南冷家溪群Sm-Nd 等时线年龄统计表 　　扬子陆块基底主要特点是：普遍有岩体侵入，结晶基底形成的陆核小，褶皱基底分布广，厚度大，具有明显的非均质性，塑性较强，除川中外，在外力作用下较易变形。 　　（二）扬子陆块的沉积盖层 　　扬子陆块在震旦纪—中三叠世发育了良好的以浅海相为主的沉积盖层，据地球物理测深资料，四川盆地、下扬子地区盖层厚度达10 km；中、新生代陆相沉积也比较发育，特别是长江沿岸地带，分布着一串规模较大的盆地。从油气勘探的角度，扬子陆块沉积盖层纵向上总体为加里东旋回海相盆地、海西-早印支旋回海相盆地、晚印支-早燕山陆相盆地和晚燕山-喜马拉雅断陷盆地４个构造层。 　　扬子陆块新元古代晚期的南华系由稳定的碎屑岩及冰碛岩组成，震旦系以厚度较大的碳酸盐岩为主，加里东旋回中，扬子陆块早古生代早中期地层也以稳定型碳酸盐岩为主，广泛发育，志留纪开始为碎屑岩所代替，晚期经历了一次强烈的升降运动，形成明显的沉积间断。 　　海西期构造旋回以泥盆纪、石炭纪海侵作为开端，海侵从扬子陆块周边开始，到二叠纪覆盖全区，直至中三叠世，才结束以碳酸盐岩为主的稳定型海相地层沉积历史。 　　加里东旋回和海西-早印支旋回海相盆地是扬子陆块海相的主要勘探目标，二者都表现为稳定克拉通沉积，以碳酸盐沉积为主要特征。不过，加里东旋回海相盆地沉积从地块内部向东南有从台地向大陆边缘变化的特征，反映当时华南存在深海-次深海沉积；而海西-早印支旋回海相盆地则主要表现为克拉通内部的盆台沉积体系。 　　扬子陆块晚三叠世至新生代为陆相沉积，集中分布于四川、江汉及苏北盆地中，下扬子地区宁芜地区中侏罗世—晚白垩世，有大量中、酸性火山岩地层发育。晚印支-早燕山陆相盆地和晚燕山-喜马拉雅断陷盆地同属陆相沉积，但构造体制、沉积特点和分布不同。前者是在特提斯体制与太平洋体制转换的过渡产物，主要分布在特提斯造山带陆内复活的山前地带，属于前陆盆地性质；后者是主要受太平洋体制控制形成的断陷盆地，分布范围受先期存在的构造形迹影响，但可以跨越早期的不同构造单元，在扬子陆块主要发育于中、下扬子地区。 　　在多期构造运动中，泛扬子陆块总体表现相对稳定，变质程度比较低，岩浆活动（特别是侵入作用）相对较少。较强的褶皱变形主要发生在印支期—早燕山期，涉及范围广泛且差异性明显。 　　（三）扬子陆块的基本分划：中上扬子和下扬子地区 　　传统上以黄陵背斜和郯庐断裂为界将扬子陆块分为上、中、下扬子三个部分，但实质上中、上扬子之间在晚印支期以前的沉积构造演变并无明显差异，其主要差异形成于印支期之后。中-晚三叠世，两地块的生物群明显不同；晚白垩世—古近纪，中扬子地区表现为剧烈的伸展、扩张，形成江汉盆地，而上扬子地区相对抬升、盆地萎缩，形成挤压构造。 　　中上扬子地区主要为长江中上游的扬子地台区，主要包括云、贵、川、湘、鄂等的部分或全部地区，该区是我国新元古代地层发育较为完整的地区之一。__ 　　中上扬子地区大部分为稳定型沉积盖层，基底岩系仅边缘区域零星出露，加里东期地层发育较完整、连续，海西期—印支期地层前期缺失较多，后期较完整、连续，以海相碎屑岩-碳酸盐岩沉积为主。燕山期—喜马拉雅期以陆相含煤碎屑岩及红色碎屑岩为主。晚古生代开始，中上扬子地区的地层发育略显差异，中新生代更为明显。上扬子地区中生代地层分布集中于四川盆地及其周边，地层发育较完整，新生代地层分布范围较小。中扬子地区分布范围小，侏罗纪后多为不连续沉积，有火山岩出现，古近系相对发育。 　　下扬子地区主要包括江苏省、上海市及部分安徽省、浙江省在内的长江下游及其附近地区。下扬子地区大地构造位置隶属扬子准地台东部，西临连（云港）黄（梅）大断裂，东连南黄海，北与华北地台相接，南抵华南褶皱系，陆上面积23 万km2。 　　下扬子地区与中上扬子地区差别较大，主要表现在三个方面；①下扬子基底具有多个结晶碎块，褶皱基底厚，活动性大，早震旦世有明显火山活动，晚奥陶世为一个大陆边缘活动陆棚；②该地块内部自燕山期以来火山岩浆活动频繁，且属性明显不同于中上扬子地区；③深部构造反映其近期仍是一个活动性较大的地块。 　　二、江南-雪峰隆起带 　　江南-雪峰隆起带展布于桂北、湘西、湘北、鄂南、赣北、皖南、浙西北地区，构造位置上处于华南陆块中央部位，夹于扬子陆块与华南加里东褶皱带之间，为一相对独立的地质构造单元。北为江南断裂、西北为慈利-花垣断裂和施洞口断裂、南为绍兴-江山和断裂广丰-萍乡断裂、东南为安化-溆浦-三江断裂所围限。 　　关于江南-雪峰隆起带的属性，学术界长期以来存在争议。黄汲清（1945）*早称其为“江南古陆”。郭令智等（1980）认为它是元古宙古岛弧褶皱带。朱夏（1986）认为雪峰山是一个在硅铝层上大陆岩石圈内部析离形成的推覆体。许靖华（1980，1987）认为其是一个来自华夏古陆区的阿尔卑斯式远程推覆体，板溪群是构造混杂岩，华南在三叠纪曾是大洋，在印支期包括江南-雪峰地区在内是一个阿尔卑斯造山带。丘元禧等（1998）认为雪峰山的地质构造演化是以大陆地壳为背景，其构造环境经历了由陆缘向陆内的变化：武陵（四堡）期至晋宁期处在大陆边缘阶段，晋宁期板溪群、下江群和丹州群为大陆边缘海沉积，洋陆俯冲是其造山期的主要动力学机制，其形成的造山带仍属于大陆边缘（或板缘）造山带的性质；但自晋宁期以后已逐步转成陆内，自震旦纪至早古生代开始裂陷，从构造变形样式、岩浆岩分布等地质记录看，应该属于陆内裂陷；加里东裂陷旋回结束时，陆内俯冲和顺层滑脱已成为其主要的地球动力学过程。但是，这些争议并不否认在地质历史时期江南-雪峰隆起带曾作为一个古隆起存在的地质事实（陈洪德等，2012）。 　　江南-雪峰隆起带主要出露中新元古代变质地层，并见晋宁期、加里东期和印支期—早燕山期多期侵入岩，两翼发育震旦纪—早古生代地层。 　　隆起带内发育的中新元古代地层有四套：冷家溪群及其相当层位、板溪群及其相当层位、南华系、震旦系，后两者目前主要是作为盖层岩系。随着近年区调工作的广泛开展，特别是1∶5万区调工作研究进展，在该带地区都揭示出存在早前寒武纪的结晶基底。 　　在湘中益阳揭示的沧水铺岩系，其变质年龄为2.8 Ga，并发现科马提岩。在湘东北揭示有变质年龄为2.5 Ga 的沧溪杂岩和连云山群，在赣北出露的星子杂岩变质年龄为2.1Ga。这些古老变质岩的发现表明江南-雪峰隆起带下伏存在早前寒武纪的结晶基底。从江南-雪峰隆起带及其相邻区域发育的两大套变质地层，即冷家溪群和板溪群及其相当层位地层的岩性岩相分带来看。冷家溪群及其相当层位地层为裂离阶段沉积地层，根据岩性组合大致可分为两种相区的沉积，在江南-雪峰隆起带主体以发育夹含火山岩和火山碎屑岩的优地槽（裂陷海槽）沉积为主，在其北翼的扬子陆块东南缘主要发育的是代表相对稳定环境下的陆棚或冒地槽相沉积。