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南海北部陆缘深水区盆地(水深>300m)蕴藏着丰富的资源,虽然我国对深水区盆地的地质研究刚刚起步,但相关领域已成为科研热点。深水油气盆地的构造演化是油气勘探中最重要的基础性研究之一,因此针对我国南海北部陆缘深水区盆地开展构造演化及其油气资源效应的研究具有重要的理论意义和实际意义。
本文采取陆区和海区构造结合研究的思路,首先运用古地磁学方法,对南海北部陆缘即海南岛进行研究,采集了海南岛晚古生代—中生代地层-岩体古地磁标本并进行了古地磁学参数测试,并在假定岩体标本所在岩体自形成以来未发生过显著倾斜运动的前提下,进行了琼中地块和三亚地块在各地质时期的古纬度和古地磁极位置计算。
测试分析结果表明,大多数样品可分离出特征剩磁,其中早—中石炭世特征剩磁方向的磁偏角的D=34.0°,磁倾角I=46.9°,精度参数κ=55.9,95%置信圆的角半径α95=5.2°;中三叠世特征剩磁方向D=359.8°,I=31.1°,κ=154.2,α95=3.3°;早白垩世特征剩磁方向D=3.0°,I=43.7°,κ=34.7,α95=4.4°,方向均区别于现代地磁场方向(D=358.6°,I=26.1°)。海南岛早—中石炭世古纬度28.1°N,中三叠世古纬度16.8°N,早白垩世古纬度25.5°N。结合前人的古地磁资料,琼中地块早—中石炭世古纬度28.1°N,早三叠世古纬度16.5°N,早白垩世古纬度28.6°N;三亚地块中三叠世古纬度16.8°N,早白垩世古纬度26.4°N。利用所得结果,结合区域大地构造分析,探讨了海南岛晚古生代以来的构造位置演化过程和古地理格局。通过与华南地块早白垩世参考古地磁极对比的检验,发现海南岛早白垩世古地磁极与参考极位置相近,证明海南岛中生代花岗岩形成以来未发生过显著倾斜运动,其古地磁数据反映了原生的剩磁特征。该研究结果为花岗岩古地磁研究提供了一个成功的例子。根据古地磁反映的地块运动过程,结合区域地质背景,可以推断琼中地块和三亚地块在中三叠世开始碰撞缝合,形成琼南缝合带。此认识不仅有助于了解欧亚板块与印度板块的相互作用,而且对于认识南海的成因和南海北部陆缘盆地的构造演化均具有重要意义。
由陆区转到海区,通过对南海北部陆缘深水区盆地十余条地震测线进行构造解释,发现在珠江口盆地中生代地层中存在明显的逆冲推覆构造,冲断推覆的方向是由南向北,这很有可能是九所—陵水断裂带的入海路径。
对南海北部陆缘深水区盆地结构类型进行分析发现,琼东南盆地四个凹陷中只有北礁凹陷具半地堑结构,其邻近的三个凹陷(乐东—陵水凹陷、松南—宝岛凹陷和长昌凹陷)均为地堑结构,呈现出“地堑包围半地堑”的构造样式;珠江口盆地开平凹陷、顺德凹陷和荔湾凹陷为半地堑结构,而白云凹陷则为地堑结构,总体呈现与琼东南盆地相反即“半地堑包围地堑”的构造样式。
盆地的构造演化控制着烃源岩和储盖组合的形成,从而控制着油气的主要运聚层位;同时,盆地演化构造事件是含油气系统中圈闭形成、油气大量生运聚、系统改造和油气保存的关键因素,决定了含油气系统油气运聚、系统改造和油气保存的关键时刻,对含油气系统的形成具有重要控制作用。