南海远海海区发育一系列规模巨大的新生代沉积盆地，这些盆地由于具有丰富的油气资源而受到国内外科研单位和油气公司的广泛关注^[1-6]。自20世纪初开始勘探至今，南海远海已发现数百个油气田，是世界上为数不多的常规储量上百亿吨油当量的巨型油气区，展现了南海远海油气资源勘探开发的巨大潜力和广阔前景。其中万安盆地是南海远海重要的新生代含油气盆地之一，因其较好的油气资源潜力而成为南海远海地区的勘探热点区^{[5, 7-9]}。

南海西南陆缘的万安盆地位于西南次海盆扩张的西南角，盆地东侧边界就是南海西缘走滑断裂。无疑，万安盆地形成演化与中新世南海扩张事件及西缘走滑断裂活动密切相关，但迄今为止，万安盆地各主要不整合界面的形成仍存在争议，构造—沉积响应样式还缺乏合理的解释。目前，盆地西部已发现大熊油田、兰龙油田等大型油气田，并投入商业开发^[9-13]。在过去的十年中，该盆地西部已有的钻井证实，存在中新统碎屑岩储层^{[5, 13-15]}。然而由于各种原因，目前对万安盆地研究还较薄弱。本文根据已有的二维地震资料、钻井资料，调研近年最新发表的相关文献，通过万安盆地中新世沉积充填研究，探讨盆地沉积充填与中新世南海西缘主要构造事件的成因联系，以期进一步了解南海新生代重大构造事件在西缘走滑断裂带万安盆地的沉积响应样式。

1.   区域地质背景

南海位于欧亚板块、太平洋板块和印度洋板块的交会处，构造演化背景极为复杂，发育了类型多样、断裂系统复杂的一系列新生代盆地。万安盆地是南海南部新生代众多盆地中的一个重要的含油气盆地。整体而言，万安盆地走向为北东—南西向，东部以万安东走滑断裂为界与南微西盆地分隔^[16-18] (图 1)。前人研究表明，新生代以来盆地主要经历了包括西卫运动、南海运动、万安运动和广雅运动在内的4次主要区域性构造运动。尽管有研究人员认为盆地可能形成于始新世，但目前在钻井上仍未得到相关资料的证实，因此，本文仍采用万安盆地主要成盆期为渐新世的观点^{[1, 7, 18-19]}。

图  1  南海万安盆地位置与构造单元划分

Figure  1.  Location and tectonic units of Wan'an Basin, South China Sea

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1.1   构造背景

万安盆地形成之前，研究区与北部华南大陆相连。晚始新世以后，随着新南海海底扩张，万安盆地开始发育，裂陷阶段盆地构造演化上以控盆断裂的活动导致快速沉降为主要特征^[20]。晚渐新世末期至中新世初期，南海扩张脊跃迁导致南海西南次海盆的扩张，其周缘盆地进入漂移时期。然而，万安盆地仍表现为强烈的裂陷作用，直到早中新世末(16 Ma)西南次海盆停止扩张，万安盆地内大部分断裂停止活动。中中新世开始，万安东断裂的挤压走滑为影响该地区盆地演化的主要构造活动，并导致万安盆地发生构造反转抬升，在盆地内形成一个大规模的不整合界面——T₄⁰不整合界面。因此，万安盆地不同于南海西缘走滑带的中建南盆地和莺歌海盆地，断拗转换面为16 Ma，而不是23 Ma(图 2)。

图  2  南海万安盆地地层综合柱状图

Figure  2.  Stratigraphic column of Wan'an Basin, South China Sea

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万安盆地内凸起的走向与盆地整体走向基本一致，为北东向(图 1)。盆地主要发育3个次级凹陷：北部凹陷、中部凹陷和南部凹陷，其中北部凹陷和中部凹陷在盆地东侧连为一体。在盆地的3个次级凹陷中，中部凹陷和北部凹陷的沉降量相对较大^[18]。3个次级凹陷被盆地内3个次级凸起单元分割，分别为西北断阶带、北部凸起和南部低凸起，其中盆地西部的西北断阶带和北部凸起在平面上连为一体。

1.2   沉积充填特征

万安盆地位于南海远海海域西南部，新生代历经了多次构造运动。本次研究中，通过区域对比，盆地在上新统以下的地层中识别出T₁₀⁰，T₇⁰，T₆⁰，T₅²，T₅⁰，T₄¹，T₄⁰，T₃¹，T₃⁰等9个三级层序界面(图 2)。晚始新世—渐新世，万安盆地处于初始裂陷阶段，盆地内主要发育一套三角洲—滨浅湖—深湖相沉积。晚渐新世—中中新世，伴随西南次海盆的张裂，海侵大规模发生，万安盆地开始发育滨浅海沉积，整体地形西高东低，可能发育大规模的三角洲沉积。中中新世开始，万安盆地以西侧三角洲沉积、广泛的滨浅海沉积以及局部发育的碳酸盐岩和生物礁沉积为主。上新世以来，海侵导致此前盆地广泛发育的碳酸盐台地和生物礁范围缩小。同时在盆地西侧发育进积特征明显的陆架陆坡体系，局部发育浊积水道(图 3)。

图  3  南海万安盆地典型剖面层序地层格架

剖面位置见图 1。

Figure  3.  Stratigraphic framework along a typical profile of Wan'an Basin, South China Sea

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2.   中新世沉积类型及特征

由于钻井资料非常有限，本次研究主要以搜集到的钻井资料所获得的万安盆地沉积充填的岩性特征为基础，同时结合研究区内大量二维地震资料，通过井震对比，对研究区中新世沉积相及其对应地震相进行对比和厘定，查明研究区内中新世主要沉积体类型及其剖面特征，通过系统的层序—沉积学分析，编制万安盆地中新世不同时期沉积相图。本次研究表明，万安盆地在中新世共发育4种主要与油气储层相关的沉积相类型，分别为三角洲、浊积扇、碳酸盐台地和生物礁。

2.1   三角洲

三角洲在中新世均有发育，主要分布于盆地西部靠近湄公河盆地一侧，早期盆地南部也发育规模较小的三角洲沉积。在剖面上，三角洲以典型的楔状进积为特征，地震反射一般连续性较好，振幅高—中等，整体表现出向海减薄的特征(图 4)。万安盆地西侧钻井岩心观察发现，目前钻遇的三角洲相岩性较好，以中厚层中细粒石英岩屑砂岩和长石砂岩为主，分选性中等，可作为良好的油气储层^{[5, 21]}。

图  4  南海万安盆地三角洲典型地震相特征

剖面位置见图 1。

Figure  4.  Characteristics of seismic reflections of delta, Wan'an Basin, South China Sea

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2.2   浊积扇

浊积扇在研究区内主要发育在盆地西部水深相对较大的区域。晚中新世，伴随南海海侵，万安盆地逐渐出现半深海环境，以浊积扇为主的深水浊流沉积开始在陆架边缘三角洲前缘(半深海)发育，局部二维测线上亦可见少量的浊积水道，但其在有限的二维测线内难以横向追踪。空间上来讲，浊积扇发育位置整体位于陆架边缘三角洲前缘(图 5)。地震反射剖面上，浊积扇一般表现为中强振幅地震反射、连续性较好的亚平行反射特征，与其周缘的中—弱振幅连续性中等的地震反射差异较明显，易于识别。图 5中，亦可发现在晚中新世早期的层序中(T₄⁰—T₃¹)，多期次的浊积扇叠置在一起。早期受到地形影响，表现出双向下超的地震反射特征，晚期在平面上表现出一定的削蚀特征，对应为浊积扇中发育的浊积水道侵蚀特征(图 5)。浊积扇可能是由于晚中新世以来，湄公河携带粗粒碎屑在万安盆地西缘形成陆架边缘三角洲，在一定的触发机制下，坡度相对较陡的三角洲前缘发生滑塌，进而发展为浊流，沉积物被二次搬运至深水环境下形成一系列相互叠置的浊积扇体。

图  5  南海万安盆地三角洲—浊积扇典型剖面特征及其模式

剖面位置见图 1。

Figure  5.  Typical profiles and model of delta-turbidite fans, Wan'an Basin, South China Sea

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2.3   碳酸盐台地

中新世时期，研究区沉积体系最大的特点为大规模发育碳酸盐台地。全区地震解释发现，盆内碳酸盐台地均发育在盆地的构造高部位，在地震剖面上表现为强振幅的反射特征，在研究区非常容易识别，表现出与相邻地层差异明显的强振幅、连续性好的地震反射(图 6)。根据前人研究成果，碳酸盐台地主要发育在中中新统李准组^{[5, 22-23]}。

图  6  南海万安盆地碳酸盐台地典型地震剖面及其测井特征

剖面位置见图 1。

Figure  6.  Logging and seismic features of carbonate platforms, Wan'an Basin, South China Sea

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同时，研究发现盆地西侧和盆地中部的碳酸盐台地的地震相略有不同(图 7)。在盆地西部凸起上，碳酸盐台地与上覆上中新统界面清晰，为一套连续的强反射界面，底界面与下伏地层没有明显的不整合关系，其内部主要表现为强振幅的杂乱反射。相反，在盆地中部凸起上的碳酸盐台地相与上中新统之间的界限更加明显，顶部有一套连续且平行的强反射同向轴，其上覆盖一套以杂乱反射为特征的块体流(MTDs)沉积。底界为相对连续的地震反射特征，内部以平行或空白反射地震相为主(图 7)。

图  7  南海万安盆地西侧(左)与中部(右) 碳酸盐台地对比

Figure  7.  Seismic reflections of carbonate platform in western (left) and central (right) Wan'an Basin, South China Sea

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2.4   生物礁

通过层序—沉积分析以及背景资料对比发现，万安盆地生物礁一般发育于中中新世后，盆地主要发育3种类型生物礁，其中台地边缘礁最发育，其次为点礁和塔礁(图 8)。

图  8  南海万安盆地生物礁典型地震剖面特征

Figure  8.  Typical seismic profiles of reefs, Wan'an Basin, South China Sea

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2.4.1   台地边缘礁

这类礁体通常发育在碳酸盐台地边缘。一般而言，台地边缘礁体相对点礁规模较大，延伸范围较广；在地震剖面上，平坦的台地边缘两侧边缘上凸起，同时内部以振幅相对较弱的上凸丘形地震反射为特征(图 8a，b)。

2.4.2   点礁

盆地内点礁基本发育在较小的隆起上，主要位于潟湖或者外滨海底。在平面上，点礁通常单独发育，周围基本不发育其他礁体，且发育规模不大。在地震剖面上，点礁下端宽，向上逐渐变窄，形状上以中线对称，丘顶为明显的强反射轴，其内部反射以弱振幅为主，底界与下伏地层特征相似，界面不是特别的明显(图 8c)。

2.4.3   塔礁

塔礁主要发育在盆地深水区域，最明显的特点是中间向上凸起，两翼向四周展开，外形上主要呈塔状。在地震剖面上，顶底界面振幅较弱，内部同向轴表现为平行的特征，由于其所处环境，顶部界面与周围地层易于区分，与下伏地层区分不明显(图 8d)。

3.   中新世沉积充填演化

3.1   早中新世

早中新世沉积时期，南海西南次海盆开启，万安盆地整体从早期断陷阶段进入晚期断陷阶段，沉积相也开始以滨、浅海为主。早中新世时期，万安盆地主要发育三角洲—浅海沉积，盆地西北断阶带上广泛发育滨岸平原沉积。相对而言，早中新世时期三角洲更加发育。早中新世早期(T₆⁰—T₅²)，三角洲主要发育于万安盆地西侧和北侧，盆地南部为小规模三角洲沉积。盆地西侧和北侧推测发育滨岸沉积，而盆地东侧为广大的浅海环境(图 9a)。早中新世晚期(T₅²—T₅⁰)，三角洲仅在盆地西侧发育(图 9b)。根据盆地西侧相关石油公司钻井古生物资料，在早中新世地层发现有孔虫、纳米化石等，证实此时沉积环境为滨浅海相^[13]。

图  9  南海万安盆地早中新世沉积相平面分布

Figure  9.  Distribution of sedimentary facies of Wan'an Basin during Early Miocene, South China Sea

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3.2   中中新世

中中新世时期，受到海平面上升影响，盆地西南部物源后撤，万安盆地西南已无大规模三角洲发育，盆地北部仅剩下部分滨岸沉积，盆地西部仅剩2个规模比较大的三角洲。在盆地南部东侧，整个中中新世时期均发育一规模较小的三角洲沉积。中中新世开始，与早中新世时期沉积最大不同之处在于，盆地开始广泛发育碳酸盐台地及生物礁相沉积(图 10)。碳酸盐台地主要发育于南部低凸起及其周缘区域，北部低凸起东侧亦发育规模较大的碳酸盐台地。盆地南部西侧发育规模较小的碳酸盐台地，其可能与此时期盆地南部纳土纳隆起上发育的碳酸盐台地相连。此外，在一些规模较大的碳酸盐台地周缘，还发育有台缘斜坡相。中中新世时期的生物礁相以台地边缘礁为主，主要在南部低凸起上的碳酸盐台地边缘发育。

图  10  南海万安盆地中中新世沉积相平面分布

Figure  10.  Distribution of sedimentary facies of Wan'an Basin during Middle Miocene, South China Sea

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3.3   晚中新世

伴随晚中新世以来的海侵和盆地沉降过程，万安盆地整体水深变大。在这个过程中，盆地西部断阶带上滨岸平原沉积的范围进一步缩小。同时，由于西部湄公河带来的充足沉积物，西部陆架陆坡沉积体系开始出现，陆架边缘三角洲沉积仍在持续发育。盆地南部西侧亦有三角洲沉积，规模相对西部较小。在此阶段，盆地开始出现半深海沉积。在盆地中部凹陷，由于三角洲前缘的滑塌作用，发育了规模相对较大的平面走向近南北向的浊积扇沉积。此外，部分滑塌作用下，在盆地深水区南端，还发育有一些剖面上呈现杂乱反射的块体流沉积(图 11)。晚中新世时期，由于海平面上升和西部陆源碎屑影响，早期发育的大量碳酸盐台地和生物礁沉积都已消失，仅在盆地中部东侧构造高部位仍然发育以规模相对缩小的碳酸盐台地和生物礁沉积。

图  11  南海万安盆地晚中新世沉积相平面分布

Figure  11.  Distribution of sedimentary facies of Wan'an Basin during Late Miocene, South China Sea

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4.   构造事件的沉积响应

4.1   中中新世构造事件

南海西南部新生代以来经历了多次重要的构造事件。对于万安盆地而言，盆地内最主要的控盆断裂——万安东断裂实际上是南海西缘断裂的一部分，经历了复杂的构造演化过程^{[7, 11, 18]}。相对而言，南海扩张对于万安盆地影响较小，此时盆地可能主要处于被动陆缘的裂陷阶段，主要受到南海西部断裂带的影响^[7]。中新世早期，南海洋脊扩张发生跃迁，此时西南次海盆开始扩张。万安盆地受到西南次海盆扩张的影响，盆地的裂陷过程得到进一步的增强或持续，盆地仍处于晚期裂陷阶段。早中新世晚期，受到多种因素的影响，西南次海盆在此时停止扩张(16 Ma左右)，盆地裂陷期结束。中中新世晚期，万安东断裂左旋走滑挤压^[11]，形成了T₄⁰不整合界面，在盆地内产生大量的挤压背斜构造，部分区域削蚀特征明显。晚中新世以来，盆地整体进入区域热沉降阶段，接受来自盆地西部湄公河携带的大量物源，进积特征明显的陆架陆坡体系开始发育。

4.2   构造事件沉积响应

中中新世万安盆地关系密切的构造运动主要有两次，一次为中中新世早期西南次海盆扩张停止；另外一次为中中新世晚期的万安运动。这两次运动对于万安盆地的整体充填过程产生了重要影响。

西南次海盆扩张停止，可能直接导致了万安盆地裂陷作用的终止。早中新世盆地尽管仍处于裂陷期，但是整体而言盆地构造活动开始减弱，相对海平面较为稳定，有利于形成适合碳酸盐台地等水下隆起的形成。至中中新世时，随着海平面的相对上升，同时相对早期裂陷而言构造环境稳定，西部物源和南部物源很难影响到盆地中部。因此，在这种环境下，盆地开始发育大规模的碳酸盐台地沉积。盆地整体充填特征以早中新世时期的碎屑岩沉积，转变为中中新世时期的碎屑岩和碳酸盐岩沉积均发育的态势(图 12)。

图  12  南海万安盆地中中新世沉积模式

Figure  12.  Sedimentary model of Wan'an Basin during Middle Miocene, South China Sea

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万安运动及伴随的万安东断裂的挤压走滑，使万安盆地内发育了大量的背斜构造，局部暴露于海平面以上的地层遭受剥蚀，在万安盆地内形成了发育广泛的T₄⁰不整合面。同时，晚中新世以来，盆地演化进入热沉降阶段，并伴随海平面的上升。在这个过程中，盆地沉积充填发生了明显的改变。一方面，盆地中部由于海平面上升，部分碳酸盐台地被淹没而导致此阶段其发育范围缩小，仅在早期台地的高点发育垂向生长的生物礁；另一方面，受到西部湄公河带来大量物源的影响^[25]，万安盆地开始发育进积特征非常明显的陆架陆坡体系，并在深水盆地中开始发育深水浊积扇。

5.   结论

(1) 万安盆地不同于南海西缘走滑带的中建南盆地和莺歌海盆地，前者断拗转换面对应于西南次海盆扩张终止时间，而后者对应于西南次海盆扩张开始时间，这与万安盆地位于西南次海盆西南角这一特殊构造位置有关。

(2) 盆地沉积充填演化明显受控于中新世南海重大构造事件，其中西南次海盆扩张和万安运动及其伴随的万安东断裂的挤压走滑，对于万安盆地沉积充填具有重要影响。西南次海盆停止活动提供的稳定构造环境，为中中新世的碳酸盐台地和生物礁提供了相对稳定的构造环境背景；万安运动及其伴随的万安东断裂的挤压走滑在盆地内形成挤压背斜和抬升剥蚀，此后区域沉降和西部充足的物源供给，导致了盆地西部陆架陆坡体系的发育。