西沙海域晚新生代礁相碳酸盐岩形成条件及油气勘探前景

论文摘要

西沙海域位于南海西北部陆坡区,按照基底构造和上覆沉积地层特征,可分为东部岛礁区和西部盆地区。东部岛礁区为西沙隆起的较高部位,海水较浅,基底之上直接覆盖礁相沉积地层。西部盆地区处于西沙隆起西侧向琼东南盆地延伸部位,海水较深,地质历史时期曾发育生物礁,但目前多被淹没和/或覆盖。 本文利用西沙海域西部盆地区的二维地震资料和东部岛礁区的西琛1井岩心的薄片、元素、同位素、包裹体、X-衍射、电子探针、背散射、扫描电镜、图像分析、压汞、岩石物性等测试资料,对西沙海域礁相碳酸盐岩进行了研究。取得以下主要结论和认识: ① 西沙海域东部岛礁区前寒武纪基底之上地层全部是较纯净的礁相碳酸盐岩,厚度达1250m,未被陆源碎屑岩覆盖;西部盆地区礁相碳酸盐岩面积达2549km2,累计厚度达1183～1438m。不同礁相碳酸盐岩被砂泥质沉积物分隔或覆盖。西沙海域礁相碳酸盐岩共有6期,时代分别为渐新世、早中新世、中中新世、上中新世、上新世和第四纪。 ② 西沙海域晚新生代生物礁主要是植物藻礁,其次为珊瑚礁。后者主要出现在第四纪。沉积相包括礁核（礁格架）相、礁前相和礁后（泻湖）相等。岩石成分类型包括石灰岩和白云岩,确定7个岩性段,包括:3个白云岩段和4个石灰岩段。 ③ 岩石化学分析结果表明,西沙海域礁相碳酸盐岩中主要元素、微量元素和同位素具有明显的分段性。表现在:（a）CaO有四个高值段,三个低值段;相应地,MgO有三个高值段和四个低值段。（b）Sr元素在地层中含量变化在139×10-6～2180×10-6之间,整体上可分七段;Na、K、P三个元素分布特征近于相似,具有上高下低的两段性;Fe、V、B三个元素分布特征近于相似,总体上可分为两段,但富集趋势与Na、K、P元素相反。（c）碳、氧同位素可划分为七个带;87Sr/86Sr比值可划分为四段。西沙海域礁相碳酸盐岩的这些分段性特征是在不同侧面对古气候、青藏高原隆升、幔源火山活动和古海洋事件的记录和表现。其中,中新世南极冰盖的形成、岩石圈减薄引起的幔源岩浆活动和由印度—欧亚板块碰撞引起的大陆隆升对南海古海洋特征影响巨大。中—晚中新世南海曾一度是一个以巴士海峡为开口,与菲律宾海及太平洋时而相连,时而断开的封闭的陆缘海。因此,除中央海盆水体较深外,东沙、中-西沙和南沙等海域水体均较浅,浅滩和泻湖发育。这为礁相碳酸盐岩的形成和同生白云岩化作用创造了条件。 ④ 南海盆地形成演化构造背景和由周围大陆入海的大型河流三角洲在空间上控制着礁相碳酸盐岩的形成、发育和分布。海平面升降决定生物礁类型和规模。 ⑤ 古海洋环境决定礁相碳酸盐岩的岩石类型和原始储集性能。而自生矿物胶结、重结晶、淡水淋滤溶蚀和白云岩化等成岩作用决定了该类储层的最终储集性能。根据储层特征参数及其影响因素分析,认为中中新统一上中新统是最有利的礁相碳酸盐岩储层发育带。 ⑥ 西沙海域东部岛礁区,礁相碳酸盐岩不具备形成圈闭的条件,不能形成油气藏。而西沙海域西部盆地区,礁相碳酸盐岩具备形成油气藏的生油、储层、盖层、圈闭、运移和后期保存等条件,因此,具有广阔的油气勘探前景。南海盆地其它海域具有类似的规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 第一章 区域地质概况
• 1.1 海底地形地貌特征
• 1.2 大地构造位置及构造区划
• 1.2.1 大地构造位置和深部地质特征
• 1.2.2 断裂体系
• 1.2.3 构造区划
• 1.3 区域地层分布及对比
• 1.4 区域岩浆岩分布及特征
• 1.5 南海海盆的形成时间和成因机制
• 第二章 西沙海域生物礁分布及特征
• 2.1 地震剖面上生物礁识别标志
• 2.1.1 生物礁一般分布于古构造高部位
• 2.1.2 地震波外形和内部结构
• 2.1.3 地震波速度
• 2.1.4 区域类比标志
• 2.2 生物礁纵向发育特征
• 2.2.1 西沙海域东部岛礁区生物礁纵向发育特征
• 2.2.2 西沙海域西部盆地区生物礁纵向发育情况及地震反射特征
• 2.3 生物礁平面分布规律
• 第三章 西沙海域生物礁岩相学及岩石矿物学特征
• 3.1 生物礁性质
• 3.2 生物礁沉积相
• 3.3 生物礁岩石学特征
• 3.3.1 结构组分及岩石结构特征
• 3.3.2 礁相碳酸盐岩矿物组成特征
• 3.3.3 礁相碳酸盐岩类型及特征
• 第四章 西沙海域礁相碳酸盐岩地球化学特征
• 4.1 主要元素特征
• 4.2 微量元素特征
• 4.2.1 Sr、Co元素
• 4.2.2 Na、K、P元素
• 4.2.3 Fe、V、B元素
• 4.2.4 Cd、Ba、Mn、Li、Rb、Ni、Pb元素
• 4.3 同位素特征
• 4.3.1 碳、氧同位素
• 4.3.2 锶同位素
• 第五章 西沙海域古海洋特征
• 5.1 礁相碳酸盐岩对古海洋特征的纪录
• 5.1.1 西沙海域礁相碳酸盐岩的几何形态和分布记录了古海洋演变的整体特征
• 5.1.2 礁相碳酸盐岩岩性特征的古海洋纪录
• 5.1.3 礁相碳酸盐岩主要元素和微量元素特征的古海洋纪录
• 5.1.4 礁相碳酸盐岩同位素特征的古海洋纪录
• 5.2 古地理环境及古海洋学
• 5.2.1 海平面相对变化及古地理环境
• 5.2.2 古气候分析
• 第六章 西沙海域生物礁形成模式与演化
• 6.1 生物礁的形成条件
• 6.1.1 南海盆地生物礁形成条件分析
• 6.1.2 西沙海域生物礁的形成
• 6.2 西沙海域生物礁的成礁作用
• 6.2.1 西沙海域生物礁成因及新近纪整体生长发育格局
• 6.2.2 生物礁成礁模式
• 6.3 生物礁成岩演化特征
• 6.3.1 矿物相变
• 6.3.2 白云岩化作用
• 6.3.3 重结晶作用
• 6.3.4 自生矿物胶结作用
• 6.3.5 淋滤溶蚀作用
• 6.4 火山活动对生物礁成岩演化的影响
• 第七章 西沙海域生物礁储层控制因素及油气勘探前景
• 7.1 生物礁储层特征和控制因素分析
• 7.1.1 生物礁储集空间类型及特征
• 7.1.2 孔隙结构参数和储集性能
• 7.1.3 储集性能分布规律和影响因素分析
• 7.2 生物礁储层成藏条件和油气勘探前景分析
• 7.2.1 生油条件
• 7.2.2 盖层条件
• 7.2.3 圈闭条件
• 7.2.4 运移和后期保存条件
• 7.2.5 油气勘探前景
• 第八章 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录