南海是东南亚陆缘最大的边缘海之一，也是中国大陆边缘唯一发育了洋壳的海盆，其四周为华南大陆、中南半岛、马来半岛、加里曼丹岛、巴拉望岛和吕宋岛所环绕，面积约350×10⁴ km²，属我国传统海疆范围以内的海域面积约187×10⁴ km².在大构造位置上，它靠近特提斯和环太平洋两大超级会聚带的交汇处，受欧亚、印-澳和菲律宾-太平洋三大板块相互作用的控制，具有独特和极其复杂的构造特征，以及多期、多轴扩张的洋壳，宽阔的陆架和海底高原^[1-7].其四周的大陆边缘发育一系列的新生代含油气盆地（图 1），蕴藏着丰富的油气资源^{[5, 8]}，是研究和认识东南亚的构造变动、资源聚集规律和环境变迁重要的天然实验室.

图 1

Fig. 1

图 1 南海新生代盆地分布和南部盆地分区（等深线，单位：m）（孙珍[19]，2011，修改） Fig. 1 The distribution of cenozoic basins and the southern basins district of SCS (Modified after Sun Z., 2011)

南海南部海域由于区域构造复杂，盆地沉积厚度大、沉积环境和沉积相横向变化快，盆地整体勘探和研究程度相对较低，钻井少且分布不均等原因，国内外在研究区内已有多种不同的新生代地层分层方案，且差异较大.我国虽在曾母盆地和北康盆地采集了大量的地球物理资料，但迄今尚无钻探，未取得第一手的钻井实测资料，给地层划分和对比带来了较大的不确定性.目前，曾母盆地和北康盆地分层方案尚无统一的标准，新生代地层时代的认识也存在一定的分歧，这极大地制约了对该海域油气资源评价的正确认识.本文在综合研究和对比国内外不同分层方案的基础上，通过对两盆地重处理二维地震剖面的构造-地层解译，着重分析了研究区中中新世T₃构造变革面的地震反射特征，对其发育时代以及动力学背景进行了重新的认识，并讨论该界面的构造含义，为今后开展南海南部沉积盆地的地层划分对比和地震资料的解释提供基础依据.

国内外学者对曾母盆地和北康盆地新生代地震界面、层序和地层做了大量工作，从不同角度提出地层划分方案.国外主要有沉积旋回系统和不整合面作为依据的两种地层划分方案.沉积旋回系统在国外石油公司及其它文献中经常被沿用，以罗马字母Ⅰ~Ⅷ表示，每个旋回以快速海侵阶段形成的最大海泛面开始，之后是一套缓慢海退阶段形成的海退层序，在测井曲线中容易辨识，但沉积旋回界面的时代（尤其是旋回Ⅳ的上界面）在不同文献中有所变化^[9-10]（图 2）.

图 2

Fig. 2

图 2 南海南部海域新生代地层和地震界面的主要划分方案 Fig. 2 Division scheme of Cenozoic stratigraphic systems and seismic interface for the southern SCS

以不整合面作为地层划分方案，不同学者定义不整合面时代和层序存有差异（图 2）.东盟石油委员会（ASCOPE）的学者^[11]从孢粉、浮游有孔虫化石带、岩性特征以及地震和钻井揭示的不整合面特征出发，在东纳土纳区（曾母盆地西部斜坡）、南康台地和巴林坚地区自下而上相应划出7个地震层序. Mat-Zin和Tucker^[12]根据层序地层学的概念提出了用不整合面作为划分地层的主要依据，同时考虑强海退、岩性、古生物、测井曲线等资料，将曾母盆地沉积地层划分为T1S至T7S七个层序.马来西亚石油公司的Abdul和Robert^[13]根据北康盆地南部深水区的钻孔和地震资料划分出8个界面，与前述地层系统不同是：（1）在中-晚中新世之间未划分T₃界面；（2）在30Ma划分BL（Blue）界面，地震剖面见下伏地层被削蚀，钻井已钻穿该界面，伽马曲线在界面上下发生突变，界面下伏为向上变粗的砂岩段，而上覆为厚层泥岩段；（3）BL界面之下解释RE（Red）和Pink两个界面，但钻井没有钻到，推测这两个界面的时代为中/晚始新世（39.5 Ma）和晚古新世内部（58.5 Ma）.根据相同的资料，Ismall等^[14]将Mohammad等的DG界面上移到15~11.6 Ma之间，代表中中新世内的不整合面.

国外有些学者试图将沉积旋回与不整合面两种不同地层划分方案建立起对应关系，如Almond等^[15]根据对巴林坚地区的研究结果，将ASCOPE划分的地震层序与Ho的沉积旋回之间进行对比，即前旋回Ⅰ（Tb-Td）、旋回Ⅰ-Ⅲ（Te）、旋回Ⅳ-Ⅴ（Tf-Tg）、旋回Ⅵ（Th）、旋回Ⅶ-Ⅷ（Q）.

20世纪90年中期以来，我国学者在该海域提出以不整合面为依据的地层划分方案^[16-18]（图 2）.其中，杨木壮和吴进民根据搜集到国外钻井（万安盆地）中揭示的化石带、岩性、沉积旋回，结合区域地质和井震对比结果，提出了万安和曾母盆地的地层划分方案，一直被国内相关部门使用，但该方案与Ho^[9]沉积旋回系统及马来西亚石油公司的地震解释方案不甚一致，与Mat-Zin和Tucker^[12]的基本相同.对于Tg和T₄界面时代尚存争议，姚永坚（1999）和黄永样（2003）根据国外公开发表的礼乐盆地有限的钻井和礼乐滩附近的拖网资料，结合南海区域构造事件，认为T₄界面为一个穿时面，由东往西年龄变新.

此前，对南海南部曾母和北康等盆地关键构造变革面的追踪对比，主要基于地震反射的终止型式，即超覆尖灭（上超、底超、顶超）、削截（削蚀、构造削截），并通过互相交织跨盆地的区域剖面（图 3），从西侧已有钻井标定的万安盆地确定的主要不整合面地震反射特征和时代，向东顺延至曾母盆地和北康盆地，实现盆地间地震反射界面对比和地质属性厘定.由于曾母和北康盆地缺乏钻井资料限定，主要不整合界面的解释多属于推断，不整合面时代也沿用万安盆地，T₃界面时代定为中中新世末-10.5 Ma^{[16-17, 20]}.

图 3

Fig. 3

图 3 南海南部海域主要盆地骨干地震剖面的位置图 Fig. 3 The regional seismic profiles of the main basins in the southern SCS

国外虽然在曾母盆地南部的巴林坚地区和东部南康台地布设大量的探井，但很少公开发表或者仅公布某口井的其中一段资料，而我国穿过该海域测线甚少，且地震剖面采集时间早（20世纪80年代中后期）、质量较差，难以进行完整的井震对比.近年来，马来西亚石油公司公开了北康盆地南部BAKO-l和MULU-1两口深水勘探井（图 1、图 3）的详细资料，为我们研究曾母和北康盆地新生代地层层序和确定主要不整合面的时代奠定了基础和提供依据. MULU-1井位于曾母盆地东北部，靠近北康盆地，井位水深1200m，钻井终孔深度5070 m，终孔层位为旋回Ⅰ地层或更老地层^[21]（图 4）.BAKO-l井位于北康盆地东南部，钻井终孔深度3880 m，终孔层位为旋回Ⅰ地层^[21]（图 5）.两口井均缺失旋回Ⅳ地层，推测存在5.5 Ma的沉积间断.

图 4

Fig. 4

图 4 曾母盆地A剖面过MULU-1井T3界面与MMU界面对应图（EW向剖面据Petronas，1999；剖面位置见图 3） Fig. 4 The correspondence of T3 seismic interface of A profile and MMU interface of EW profile across well MULU-1 in the Zengmu basin (EW profile after Petronas, 1999;The location of the lines shown on Fig. 3)

图 5

Fig. 5

图 5 北康盆地过BAKO-1井B剖面T3界面与MMU界面对应图（EW向剖面据Petronas，1999；剖面位置见图 2） Fig. 5 The correspondence of T3 seismic interface of B profile and MMU interface of EW profile across wel in the Beikang basin (EW profile after Petronas, 1999; The location of the lines shown

本文采取点（钻井）、线（测线）、面（测线连网）结合原则，首先开展曾母和北康盆地内联井剖面的井震对比，通过我国过MULU-1井和BAKO-l井北北东向重处理的A、B两条2D地震剖面（图 3），与国外公司（Petronas）过井的两条东西向时间剖面（aa'、bb'）进行闭合（图 3、图 4、图 5），重新标定两盆地新生代重要构造变革面（主要不整合面）的反射特征和时代，进而拓展到全盆地主要不整合面的追踪解释.其中我们解释的T₃界面完全对应国外在南海南部深水区解释的中中新世不整合面（Middle Miocene Unconformity，简称MMU），即“绿色不整合（Green Unconformity）”^[21]，因此T₃界面应与MMU界面一致.其次利用特征突出、可大范围追踪对比的地震反射波组，并参考国外已公开发表邻近区的地震界面解释结果，来约束和提高纵向上地震界面划分和横向上对比的可靠性.依据上述原则，我们在曾母盆地和北康盆地识别出T₀、T₁、T₂、T₃、T₃¹、T₄、T5和Tg 8个主要地震反射界面（图 2），这些界面在不同构造单元内虽有一定差异，但其基本特征大致相同.

T₃构造变革面是南海南部表现最为强烈的不整合面，在各个盆地内具有基本相似的特点：其一，它是变形前后两大套地层的分界，上覆反射层未变形或轻微变形，具明显的上超充填现象，下伏反射层已发生不同程度变形、断层错断和褶皱明显（图 6、图 7），早期发育的断层往往终止于T₃界面之下；其二，顶界表现为强烈削蚀面，同相轴粗糙、扭曲、起伏大；其三，在盆地陆架边缘重力滑动构造发育区，如曾母盆地中北部康西坳陷内，由于盆地的陆架陆坡地形及晚期的快速沉积使得沉积地层在重力的作用下沿早期的张性断层发生滑动，这种滑动使得地层内的软弱层发生挤压、加厚并在前缘形成一系列叠瓦状逆冲构造，这种叠瓦状逆冲构造兼具逆断层和流体底辟的性质，T₃界面与重力滑动构造的底滑脱面基本一致，一般把T₃界面解释在泥底辟之下（图 8）.

图 6

Fig. 6

图 6 曾母盆地T3界面的地震反射特征 Fig. 6 The seismic reflection characteristics of T3 seismic interface in the Zengmu basin

图 7

Fig. 7

图 7 北康盆地T3界面地震反射特征 Fig. 7 The seismic reflection characteristics of T3 seismic interface in the Beikang basin

图 8

Fig. 8

图 8 曾母盆地康西坳陷T3界面及重力滑脱构造地震反射特征(空白为海水) Fig. 8 The seismic reflection characteristics of T3 seismic interface and gravitational decollement structures in the Zengmu basin

中中新世不整合面（T₃或MMU）不仅在曾母盆地深水区和北康盆地大范围内可追踪对比，而且可以扩展到曾母盆地陆架浅水区和文莱-沙巴盆地在内的整个南海南部海域.目前普遍认为在婆罗洲北部海域，中新统深层区域不整合面（Deep Regional Unconformity，简称DRU）^[22-23]相当于MMU不整合面，在文莱-沙巴盆地地震剖面上不仅上下地层具有不同的构造特征，而且DRU不整合面还代表了一个断层拆离面（图 9）.DRU界面之下盆地具有断陷结构特征，之上在文莱和沙巴两个地区表现为不同的构造型式.在文莱地区，DRU界面之上表现为三角洲体系向海区的推进，其沉积负载在陆架区以铲式生长断层、区域反向生长断层和陆坡区发育反向逆冲断层、褶皱构造为主要特征（图 9A8）；在沙巴地区，DRU界面之上则揭示由东南向西北的逆掩推覆构造，中中新统-上新统的地层已高度褶皱变形（图 9D12），可能与南海扩张停止以及婆罗洲30~10 Ma逆时针旋转^[24-25]产生的NW-SE向挤压作用有关.曾母盆地近海MMU界面和文莱-沙巴盆地DRU界面也延伸到婆罗洲陆地，曾母盆地巴林坚陆上地震剖面的典型特征和识别标志是具有明显的剥蚀和超覆关系^[12]，婆罗洲陆地露头也记录这个强烈不整合面^[22].

图 9

Fig. 9

图 9 文莱-沙巴盆地DRU不整合界面地震反射特征（据Cullen，2010） Fig. 9 The seismic reflection characteristics of the DRU regional unconformity in the Baram-Sabah basin (After Cullen, 2010)

研究区只有地震剖面和岩石圈尺度的地球物理资料，能获取的钻井资料非常有限，因此盆地内重要构造界面的年龄确定是一个难题.本文在上述地震界面解释基础上，结合研究区及邻域区域地质事件，重新厘定了这两个盆地重要构造变革面的发育时代，其结果与前人认识有所不同（图 2、图 10），主要反映在T₃区域不整合面的地质属性与构造含义的差异，对其它的主要不整合面的地质年代属性进行了相应的调整，但T₅及以下的不整合面发育时代与前人的观点基本一致.

图 10

Fig. 10

图 10 南海南部新生界主要地震反射界面及区域构造背景图 Fig. 10 The Cenozoic seismic reflection interfaces and regional tectonic in the southern SCS

关于T₃区域不整合面的发育时代及地质属性，此前被认为是南海南部地区早中新世晚期-晚中新世早期发生的第三幕裂谷作用所造成的区域性不整合面^[26].我国早期油气资源调查主要集中在万安盆地，而且这一构造运动在万安盆地较为典型，表现为挤压、隆升和剥蚀的特征，我国学者称之为万安运动^[27-29]，后因该不整合面在南沙海域普遍存在，又称为南沙运动^[30].中新世末也是全球海平面急剧下降时期，因此前人认为T₃界面是构造与海平面下降联合作用形成了南海最强的区域不整合界面，其形成时间为中中新世末（10.4 Ma）.本文认为曾母和北康盆地T₃区域不整合面形成时间与万安盆地不同，大约15~17 Ma（图 2、图 10），该界面在西北婆罗洲近海和陆地不同地区年龄略有差异，对应南海海底扩张停止的一个构造响应界面.其主要依据：

MULU-1和BAKO-l两口井的微体古生物资料揭示，MMU不整合面发育时间16.0Ma（图 11），为早中新世与中中新世分界面.曾母和文莱-沙巴盆地不同单元地层剖面对比（图 12）可见，MMU不整合面和DRU不整合面时代为中中新世早期，约16 Ma；Cullen^[23]认为DRU不整合面年龄为18~14 Ma.目前普遍认为西北婆罗洲海域DRU不整合面的时代约15 Ma^[31]，Hazebroek和Tan^[32]获得的年龄数据为15~17 Ma.在婆罗洲陆上，DRU不整合面的测年约为17 Ma^[31].

图 11

Fig. 11

图 11 曾母盆地MULU-1井地层层序（据Petronas，1999） Fig. 11 The stratigraphic sequences of the well MULU-1 in Zengmu basin (After Petronas, 1999)

图 12

Fig. 12

图 12 婆罗洲地区主要盆地地层剖面对比图（据Cullen[23]，2010） 剖面的位置见地形图 Fig. 12 The stratigraphic sections of the Main basins in the Borneo region (After Cullen[23], 2010) Line of section shown on inset map

T₃区域不整合面形成前后导致盆地的沉积环境、沉积相和沉积、沉降中心都发生明显改变. MULU-1井内的微体古生物化石指示，MMU区域不整合面为沉积环境的重大突变界面：下部为浅水三角洲沉积，上部为外浅海-深海相沉积（图 11）.在西北婆罗洲近海（包括曾母盆地巴林坚地区和南康台地、文莱-沙巴盆地）和近岸陆地，钻井岩芯揭示DRU界面代表是从深海和半深海相沉积突变为浅海相和河流三角洲相沉积^{[31, 33-34]}.在文莱-沙巴盆地，DRU界面之下为深海相沉积环境的泥岩和浊积砂岩（克罗克组）（图 12），界面之上中-上中新世为三角洲滨-浅海相沉积环境.因此，南海南部古地理沉积格局在T₃界面前后呈跷跷板式的转变，总体表现为之前南深北浅，之后南浅北深，反映了T₃界面与古南海俯冲作用结束有关的碰撞事件.中中新世以后，曾母盆地进入陆架-陆坡发育体系（图 13c），沉积物主要来源加里曼丹岛，沉积、沉降中心逐渐由南部巴林坚坳陷向北部康西坳陷迁移^[35]，在水平和垂向上岩相和厚度都有较大的变化.在隆起或断层形成的地垒上，T₃界面沉积特征不同，之下以页岩为主，夹灰岩和砂岩层段^[13]，相当旋回Ⅲ的上界^[10]，之上广泛发育浅海碳酸盐岩/礁灰岩层段（图 14）.

图 13

Fig. 13

图 13 曾母地块和婆罗洲地块碰撞及曾母盆地构造演化过程（据Petronas[21]，1999，修改） （a）古新世-早中始前世：古南海俯冲消亡，增生楔形成；（b）晚始新世-早中新世：曾母地块与婆罗洲地块碰撞，周缘前陆盆地形成；（c）中中新世以后：陆架-陆坡体系发育形成. Fig. 13 The collision process Between the Zengmu block and the Borneo blockand tectonic evolution of the Zengmu basin(Modified by Petronas, 1999)

图 14

Fig. 14

图 14 北康盆地B井单井层序地层分析（GR测线据Abdul等，1995） B井位置见图 3]]> (GR line after Abdul et al, 1995; The location of the well B shown on Fig. 3) Fig. 14 The sequence stratigraphy of the well B in the Beikang basin

T₃界面是南海南部和危险地区（Dangerous Grounds）应力体系和盆地主体构造格局发生明显改变的时期.曾母盆地从周缘前陆盆地进入被动大陆边缘阶段（图 13b、c），前陆盆地沉积中心形成的典型陆架-陆坡沉积地层，叠置与周缘前陆盆地时期堆积沉积物之上，而前隆地区断裂活动微弱.北康盆地从裂陷期转换为区域热沉降阶段（图 10），断裂活动明显减弱.两盆地应力体系也从挤压褶皱和隆升剥蚀过程变为伸展沉降（图 4、图 5、图 6、图 7）.

晚始新世-早中新世，古南海持续往南俯冲，在曾母盆地南部（Sarawak）至沙巴（Sabah），沿卢帕尔（Lupar）线分布的含蛇绿岩块混杂岩的基质时代为始新世^[36]，增生楔拉姜群（Rajang）西段时代为古新世到始新世，至东段为渐新世-中新世早期^[23]（图 12）；婆罗洲北部一系列东西走向的山间盆地最底部的沉积都是中-上始新统含火山岩的磨拉石建造^[37]，说明以巴兰姆构造线（廷贾断裂）为界曾母地块（Luconia）和南沙地块（图 1）与婆罗洲地块发生陆陆碰撞的时间不同.西段曾母地块沿卢帕尔线与婆罗洲地块开始碰撞和封闭最可能的时间是始新世-早渐新世（40~32 Ma）^{[23, 37]}，国外称为沙捞越造山运动，我们命名为西卫运动（图 11），形成曾母周缘前陆盆地.东段南沙地块于早中新世末-中中新世早期（17~15 Ma）与婆罗洲地块发生碰撞，导致南海海底扩张作用停止（图 13）.在区域构造背景上，T₃构造变革面是南海海底扩张停止的一个构造响应界面，也标志着古南海洋壳由西向东呈剪刀式向南俯冲消亡到西北婆罗洲之下，对应南海南部海域的南沙运动和北婆罗洲地区的沙巴造山运动（图 10）.

T₃构造变革面是南海南部表现最为强烈的不整合面，在各个盆地内具有基本相似的地震反射特征，与前人认识基本一致，是变形前后两大套地层的分界；不整合面表现为强烈削蚀、起伏大，同相轴粗糙、扭曲.根据海域钻井、地层岩性、沉积环境、构造应力体系和古生物资料的综合对比分析，结合婆罗洲陆地测年结果和区域构造事件的对应关系，曾母盆地和北康盆地T₃构造变革面时代为15~17 Ma（早中新世末-中中新世）.在区域构造上，T₃是南海海底扩张停止的一个构造响应界面，是古南海向南俯冲消亡于婆罗洲之下，曾母地块和南沙地块自西向东分别与婆罗洲地块发生剪刀式碰撞的结果，在南海南部海域表现为南沙运动，在北婆罗洲地区对应沙巴造山运动.

在开展南部与西部新生代沉积盆地地层划分对比，尤其是重要构造变革面的确定时，仍存在不少问题.曾母和北康两盆地与万安盆地分别位于南海西缘断裂带东西两侧（图 1），T₃构造变革面在西部和东部地震剖面上的反射特征基本相似，但钻井揭示的年龄不同，万安盆地T₃界面时间为10.5 Ma（中中新世末），明显比东部曾母和北康等盆地（15~17 Ma）晚，两者是同一不整合面只是具有穿时性，还是反映两个不同的构造界面，是否与南海海盆25 Ma以来表现出由东北向西南由老变新的渐进式扩张特点^[38]，以及南海西缘断裂带东西两侧构造活动差异有关，有待今后进一步研究.