我国的南海海域位于欧亚板块、太平洋板块和印-澳板块的交汇地带，南海洋盆演化过程中由于其边界条件差异，形成了北部离散型陆缘、西部走滑-伸展型陆缘及南部伸展-挠曲复合型陆缘，相应地在南海大陆边缘形成了不同类型的新生代盆地^{[1， 2]}.由于南海独特的构造位置使之成为地球系统动力学研究的前缘与热点地区^{[3， 4]}，一直为广大国内外地球科学家所关注，发表了大量相关的成果和文章^{[1， 5～13]}.然而，我国南海海域盆地油气勘探程度较低，特别是南海南部盆地^[14].尽管油气勘探证实南海周缘大陆边缘盆地油气资源潜力巨大，被称为“第二个波斯湾”^[1]，但油气成藏规律性分析和总结仍十分匮乏.本文拟从南海南、北部大陆边缘盆地构造演化差异性角度，分析这些盆地在构造演化和沉积充填上的差异，进而揭示导致这些盆地油气成藏条件及油气资源量巨大差异的原因.

南海海域位于欧亚板块、太平洋板块和印-澳板块的交汇地带，区域性板块构造运动事件，特别是南海扩张事件，无疑对南海大陆边缘盆地形成与演化起到重要的控制作用^[15～16].南海新生代大陆边缘盆地由于其不同的构造位置及边界条件，形成了不同陆缘和盆地类型，即南海北部离散型陆缘、西部走滑-伸展型陆缘和南部伸展-挠曲复合型陆缘.南海北部新生代离散型陆缘盆地包括北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地，其中北部湾盆地为典型陆内裂谷盆地，后两者为被动大陆边缘盆地，这些盆地深部大多由多个面积较小的半地堑或地堑式裂陷组成.沿红河-哀劳山断裂-越东断裂形成了西部走滑-伸展型陆缘盆地，包括莺歌海盆地、中建南盆地和万安盆地，这些盆地形成演化受控于伸展与走滑双重机制共同作用.南海南部伸展-挠曲复合陆缘盆地包括曾母盆地、北康盆地、南薇盆地、礼乐盆地和西北巴拉望盆地等，其中曾母盆地挤压变形时期明显早于其它盆地.

结合区域动力学背景分析，将南海新生代盆地形成演化大致划分为4 个演化阶段，即扩张前初始裂陷阶段、同扩张强烈裂陷阶段、扩张后缓慢沉降阶段和扩张后快速沉降阶段(图 1).

图 1

Fig. 1

图 1 南海南、北大陆边缘盆地构造演化及沉积环境差异对比 Fig. 1 Comparison of tectonic evolution and depositional environments in the northern and southern continental marginal basins of the South China Sea

扩张前初始裂陷阶段：白垩纪末与新生代之交的神狐/礼乐运动^{[17， 18]}揭开了南海新生代盆地形成演化的序幕，导致了东亚陆缘大规模张裂事件，形成一系列小型断陷盆地.这次区域性构造事件产生的结果是不同时期的新生代地层覆盖在中生代地层之上，构成了伸展裂陷产物.该阶段整个南海区域总体表现为近EW 走向的伸展裂陷作用，局部构造差异不明显.时间跨度上，该阶段始于中生代末，止于始新世末(33 Ma)左右，期间有多幕裂陷作用发生.

同扩张强烈裂陷阶段：南海扩张及洋壳的出现是周缘板块相互作用后应力释放的最突出表现，伴随南海扩张在南海南北大陆边缘相应地形成一系列裂陷作用，构成南海陆缘盆地主要裂陷期产物.一些学者已经注意到新生代南海三个次海盆的不同期扩张^{[13， 19]}，在南海周缘的大陆边缘盆地沉积记录也显示这种差异性.具体表现在两个方面：其一是南海次海盆不同期的扩张导致南海南、北大陆边缘盆地构造转型时间的差异.南海北部珠江口盆地和琼东南盆地在西北次海盆扩张终结时期即已完成断拗转换进入裂后缓慢沉降期，而南海南缘盆地则分别伴随着中央次海盆洋脊跃迁和西南次海盆扩张终结而完成构造转型，其时间上南海北部早于南部.其二是南海南、北部陆缘盆地性质的差异，北部陆缘盆地表现为断拗转换，西部陆缘盆地表现为走滑作用明显增强，南部南薇西盆地和北康盆地也表现为断拗转换，但时间上明显晚于北部陆缘盆地，而更南端的曾母盆地因与婆罗洲碰撞而演变为前陆挤压挠曲沉降作用.

扩张后缓慢沉降阶段：随着南海扩张作用的终结，南海区域构造作用明显减弱，导致了南海周缘大多数盆地表现为稳定的区域沉降或漂移沉降(礼乐盆地)，而北康和南薇西盆地因南侧挤压而表现为挤压挠曲沉降.该阶段由于南海不同次海盆扩张终结时间差异而导致这些陆缘盆地裂陷结束时间不一致，总体表现为北早南晚.

扩张后快速沉降阶段：大部分南海陆缘盆地自Ma之后表现为强烈快速沉降，导致了南海周缘诸盆地异常快速沉降和快速充填，有些地区甚至出现早期断层活化或产生新的次级断层等现象.如南海西部莺歌海盆地因快速沉降导致了异常高压和泥流体底辟作用出现，为油气的晚期快速成藏提供了有利条件^[20].

显然，南海海盆的扩张形成是新生代以来东南亚地区的重大构造事件之一.许多学者对南海形成演化的动力学机制也提出了不同的模式^[21～27]，南海扩张对南海南、北大陆边缘盆地形成演化差异产生了重要的控制作用.其一新生代南海扩张具有明显的迁移性，进而控制南海陆缘盆地破裂不整合时间，北部陆缘盆地破裂不整合时间明显早于南部陆缘盆地，北部陆缘盆地裂陷作用终止于23Ma或21Ma，而南部多数盆地为15.5 Ma，这种差异性可能与南海不同次海盆扩展时间以及中央海盆扩张轴向南的突然跃迁有关^[13].其二南海南部挤压时间及强度也具有明显的迁移性，即曾母盆地在南海扩张期表现为前陆挠曲作用特征，而其北侧南薇西盆地和北康盆地则在南海扩张终结后由于挤压作用增强表现为前陆挠曲作用特征.因此，正是由于上述特殊性导致了南海南、北大陆边缘盆地形成演化的差异性.

控制构造演化差异性对于盆地内烃源岩的形成、演化具有至关重要的控制作用，构造演化差异性一方面控制沉积环境演变，进而控制着有机质类型和丰度，另一方面控制盆地沉降及热史演变，进而控制着有机质的成熟度.这样导致了南海南、北部大陆边缘盆地在烃源岩类型、丰度及成熟度等方面存在明显的差异.

烃源岩发育与沉积环境演变密切相关，而南海大陆边缘盆地沉积充填演化显示明显的阶段性，从古近系到新近系大都经历了2 次沉积环境突变，即从陆相湖盆向浅海相突变以及浅海向深海相的突变.这种沉积环境的突变一方面受控于陆缘盆地构造演化阶段，另一方面与不同陆缘盆地所处大地构造位置及古地理有关.南海北部大陆边缘盆地第一次沉积环境突变发生在早渐新世末，第二次沉积环境突变发生在中新世中晚期，南海南部大陆边缘盆地第一次沉积环境突变发生在晚始新世-早渐新世，第二次沉积环境突变发生在中新世早中期.总体来看，呈现东早西晚、南早北晚的特点(图 1)，盆地与洋盆间的距离是导致海侵时间和环境突变差异的主要因素，相应地烃源岩有机质类型和丰度也发生明显的变化(图 2，3).根据沉积环境和烃源岩岩性变化，南海陆缘盆地的烃源岩可划分为三种类型，即陆相湖盆泥岩、海陆过渡相沼泽煤系或含煤泥岩以及浅海相泥岩等.多年的油气勘探实践表明，南海陆缘各盆地的主力烃源岩类型并不相同，北部离散型陆缘盆地以湖相烃源岩为主，西部走滑-伸展型陆缘盆地自北向南从以海相源岩为主逐渐过渡为海陆过渡相与海相源岩并重，南部伸展-挠曲复合型陆缘盆地以海陆过渡相与海相源岩为主(图 4).

图 2

Fig. 2

图 2 南海南、北大陆边缘盆地烃源岩有机质类型差异对比 Fig. 2 Comparison of source rocks and organic matters types in the northern and southern continental marginal basins of South China Sea

图 3

Fig. 3

图 3 南海南、北大陆边缘盆地烃源岩有机质丰度差异对比 Fig. 3 Comparison of total organic carbon contents in the northern and southern continental marginal basins of South China Sea

图 4

Fig. 4

图 4 南海周缘盆地烃源岩环境类型对比图 Fig. 4 Distribution of different source rocks in the northern and southern continental marginal basins of South China Sea

有机质类型随着沉积环境突变而发生有规律的变化.扩张前初始裂陷阶段，除南部的礼乐盆地和北康盆地，南海各盆地普遍处于陆相沉积环境，因此主要为湖相烃源岩.值得注意的是，该阶段烃源岩干酪根Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型均有发育，但是Ⅰ 型干酪根主要发育于北部大陆边缘盆地(图 4)，如北部湾盆地和珠江口盆地^[28].北部湾和珠江口盆地陆相烃源岩的有机质丰度分别可达0.2% ～2.3% 以及1.0%(图 4).进入同扩张强烈裂陷阶段，除北部湾盆地外，南海绝大部分陆缘盆地普遍发育海陆过渡相及浅海相沉积环境.由于南海北部滨海沼泽相沉积发育于断陷主要形成时期，相应地该类烃源岩分布范围局限于断陷边缘地带，如崖南凹陷崖13-1和崖21-1隆起带.南海南部陆缘曾母盆地表现为挤压背景，形成了较为广泛的滨海沼泽相沉积，该阶段沉积的烃源岩主要为Ⅱ、Ⅲ 型干酪根(图 3).南海扩张终结后，周围陆缘盆地进入区域性热沉降阶段，水深逐渐增大，形成浅海-深海沉积，尽管该阶段广泛发育浅海-深海泥岩沉积，但有机碳丰度普遍较低，一般小于0.5%，且以Ⅱ、Ⅲ型干酪根为主(图 3，4).

烃源岩成熟度一方面受基底热流的影响，另一方面受控于烃源岩上覆地层厚度.

根据He等^[29]研究成果，南海海域热流分布具有以下特点：南海现今热流存在中、南部两个高值区.其中中部高值区主要分布在洋盆区，平均热流值在100 mW/m² 以上，最高达150 mW/m².南部高值区分布在万安盆地、南薇西盆地和曾母盆地，平均热流值亦在100 mW/m² 以上.南海北部热流值普遍介于60～80mW/m²，琼东南盆地、珠江口盆地和中建南盆地北部处于该带.显然，高热流值区更有利于烃源岩有机质的成熟.

根据南海扩张终结后沉积物厚度变化，南海陆缘盆地大致可划分为三类：A 类-具有较薄的扩张终结后的沉积物厚度，一般小于2000 m，如北部湾盆地、礼乐盆地；B 类-具有中等的扩张终结后的沉积物厚度，介于2000～4000m，如珠江口盆地、北康盆地；C 类-具有巨厚的扩张终结后的沉积物厚度，大于4000m，主要分布在西部走滑-伸展带，如莺歌海盆地、中建南盆地、万安盆地，以及其相邻的地区，如琼东南盆地、南薇西盆地和曾母盆地(图 5).

图 5

Fig. 5

图 5 南海南、北大陆边缘盆地地层厚度对比图 Fig. 5 Comparison of stratigraphic thicknesses in the northern and southern continental marginal basins of South China Sea

以生烃门限深度大致在2000 m 埋深计算，A类盆地以初始裂陷期烃源岩为主力烃源岩，如北部湾盆地、南部礼乐盆地，这两个盆地在初始裂陷期的沉积地层埋深大于2000 m，而裂后沉积厚度小于2000 m，这样导致初始裂陷期烃源岩处于成熟阶段，其它时期发育的烃源岩普遍处于未成熟阶段.B类盆地扩张前及同扩张期裂陷沉积厚度均大于2000m，而南海扩张终结后沉积地层介于2000～3000m.这样裂陷期沉积的陆相和海陆过渡相烃源岩均处于生烃门限深度之下，已达到成熟阶段甚至过成熟阶段，但扩张后沉积的浅海相烃源岩大多位于生烃门限以上.C 类盆地南海扩张终结后沉积地层厚度大于3000m，在深凹带扩张后沉积的浅海相烃源岩大多进入生烃门限，构成了新的烃源岩，这样裂陷期和裂后早期的烃源岩都可作为该类盆地有效烃源岩.

需要注意的是：由于南海南、北陆缘盆地勘探程度存在较大差异，特别是南部盆地钻井资料很少且大都集中在凹陷周缘隆起区，很难获取有机质类型及丰度资料，现有资料也很难准确反映南部及北部陆缘盆地烃源岩的差异.总体来看，尽管南海北部陆缘盆地形成较好的湖相烃源岩，但由于这些彼此分割的湖泊面积不太大，沉积厚度有限，因此其沉积的烃源岩之体积不大，所产生的油气资源量有限，而在南海南部，除万安盆地为走滑-伸展盆地外，曾母盆地是伸展-挠曲复合盆地，这些盆地从形成之初就开始广泛接收比较封闭环境的海相沉积，始新统和渐新统以及下中新统均发育有海陆过渡相和海相烃源岩，形成的烃源岩面积和厚度均较大，所以，南海南部陆缘盆地所形成的烃源岩之体积比北部沉积盆地大得多，从而为大型油气田形成提供充足的烃源条件^[2].

南海海域盆地油气储层主要发育两类：碎屑岩和碳酸盐岩储层(图 6).油气勘探证实从陆相到海相、从浅海到深海碎屑岩储层中均有油气分布，碳酸盐岩台地和礁灰岩储层也均有发现，且以礁灰岩储层为主.

图 6

Fig. 6

图 6 南海南、北大陆边缘盆地储集层及储盖组合差异对比 Fig. 6 Comparison of reservoirs and source-reservoir-seal assemblages in the northern and southern continental marginal basins of South China Sea

南海北部陆缘盆地既发育巨厚的陆相冲积扇、河流或湖泊三角洲粗碎屑沉积，也发育有浅海和深海砂岩储层^[19](图 6).碎屑岩储层主要发育有：

(1) 始新统储层，主要包括北部湾盆地流沙港组、珠江口盆地文昌组河流相及滨浅湖相砂岩储层，但是其埋藏较深，物性较差，且分布范围有限，仅在珠江口盆地白云凹陷西部、北部斜坡和东部低凸起区较发育.

(2) 渐新统储层，北部湾盆地涠洲组河流相砂岩储层及珠江口盆地珠海组浅海相三角洲砂岩储层和琼东南盆地陵水组扇三角洲砂岩储层，该套储层均是各个盆地的重要油气生产层位.

(3) 下中新统储层，琼东南盆地三亚组滨浅海相砂岩储层和珠江口盆地珠江组三角洲深水扇储层，主要分布于琼东南盆地的北部隆起带及中央裂陷带和珠江口盆地陆坡深水区.

(4) 中中新统及上新统半深海相浊流沉积及深水沉积体系砂岩储层，从外陆架到陆坡深水区均形成了各种类型的低位砂体和深水沉积体系，包括斜坡扇、盆底扇、海底峡谷浊积水道和进积楔状砂体，为海相环境重要的储集层.

南海西部走滑带的沉积盆地主要发育渐新统-中新统的各种类型砂岩储层(图 6)，莺歌海盆地主要发育中新统三亚组及其相邻层段滨海、扇三角洲砂岩和上新统海相砂岩储层；中建南盆地主要发育河流、冲积扇、三角洲和滨海砂岩储层.而万安盆地新生代沉积厚达12km，主要碎屑岩储层为下一中中新统砂岩，自下而上由陆相、河湖沼泽相过渡为滨浅海、半深海相.

南海南部伸展-挠曲复合盆地砂岩储层主要为河流相、三角洲相、浊积相等砂岩，孔隙度为10%～29%，渗透率为0.001～7.0μm²，具有良好的储集性能^[30].其中曾母盆地的新生代沉积厚度为3～16km，碎屑岩储层主要为下中新统砂岩，主要为海岸平原及滨浅海相砂岩储层.北康盆地的新生代沉积厚度平均为5km，砂岩油气储层主要发育在古近系，以中始新统砂岩最为发育，砂岩含量一般为50%～70%，西北和北部大部分地区大于75%^[31].上始新统-下渐新统次之，为近海河湖、三角洲及滨浅海沉积碎屑储层，有利储集相带位于盆地东部的东北坳陷、中部隆起、东南隆起及西部坳陷西北部.南薇西盆地新生代沉积厚8km，主要发育的碎屑储层有2套，中始新统陆相砂岩和上始新统---下渐新统近岸河湖---滨浅海相砂岩，其有利储集区带位于北部隆起、中部坳陷北部和南部坳陷东北部.礼乐盆地沉积厚度一般在4～5km 之间，碎屑岩储层主要发育为古新统-上始新统三角洲、滨-浅海相砂岩.

南海海域碳酸盐岩及生物礁主要发育在稳定地块或古隆起带上，其形成通常具备以下条件：

(1) 该时期构造相对稳定，如稳定地块或隆起带.

(2) 海平面表现为相对稳定并缓慢上升期.

(3) 陆源碎屑沉积物供给匮乏或缺少.从整体来看，南海海域大部分碳酸盐岩分布主要沿各个盆地的古隆起位置，此外，在礼乐盆地、北康盆地及曾母盆地内仍广泛发育碳酸盐岩台地，其中礼乐盆地碳酸盐岩台地最为发育^[32～35].

南海北部陆缘盆地的碳酸盐岩发育主要位于东沙隆起、神狐隆起、松涛隆起、崖北凸起.琼东南盆地中中新统三亚组发育滨浅海相碳酸盐岩台地、南部隆起区梅山组发育礁滩相；珠江口盆地从下中新统开始广泛发育各类生物礁滩灰岩，其中东沙隆起、琼海凸起和神狐隆起均广泛发育碳酸盐岩台地或生物礁滩，其展布规模大，分布较普遍，而且储集物性良好，为北部陆缘盆地陆架浅水区重要储集层.

南海西部中建南盆地和万安盆地碳酸盐岩沉积以中中新统较发育(图 6)，中建南盆地碳酸盐岩发育的时代主要为中中新世-晚中新世，主要分布于中建南盆地中部坳陷和南部隆褶带，主要表现为碳酸盐岩台地相和丘滩相.万安盆地主要发育中-上中新统台地灰岩及礁灰岩储层.

南海南部陆缘盆地碳酸盐岩储层主要分布于中-上中新统的碳酸盐岩、礁灰岩，以中中新统最为发育.各盆地碳酸盐岩储层主要有台地相灰岩、生物礁灰岩和礁缘塌积相碎屑灰岩，孔隙度为8%～40%，渗透率为0.01～4.0μm²，储集性能良好^[30].其中曾母盆地碳酸盐岩储层主要为发育于中-上中新统台地灰岩及礁灰岩储层.北康盆地碳酸盐岩储层主要为发育于中中新统浅海台地灰岩和礁灰岩，储集性能良好.礼乐盆地在上渐新统-第四系在盆地隆起区发育的大套台地碳酸盐岩、生物礁灰岩，是良好的储集层.

总体来看，南海海域碳酸盐岩以中中新统最为发育，该期也是南海海域构造最为稳定、构造沉降量较小的时期，其中礼乐盆地发育时期最长，从上渐新统一直持续到第四系；碳酸盐岩发育东部早于西部、南部早于北部，且南部碳酸盐岩发育范围及规模均较北部更大.

南海大陆边缘存在多个新生代沉积盆地，蕴藏着丰富的油气资源.本文在充分吸收和借鉴前人成果的基础上，提出了将成藏组合的划分、对比放在盆地构造演化框架中进行的研究思路，总结出南海南、北大陆边缘盆地4 种成藏组合类型，即扩张前裂陷期湖相成藏组合、同扩张裂陷期海陆交互相成藏组合、扩张后早期海相成藏组合和扩张后晚期海相成藏组合.图 7不仅显示了4 种成藏组合类型在盆地充填序列中的总体特征与空间关系，同时也概括了每种类型组成要素和基本特征.

图 7

Fig. 7

图 7 南海南、北大陆边缘盆地油气成藏组合类型划分模式图 Fig. 7 The hydrocarbon accumulation models of source-reservoir-seal assemblages in the northern and southern continental marginal basins of South China Sea

扩张前裂陷期湖相成藏组合中烃源岩为湖相泥岩或煤系地层，储层为扇三角洲、浊积砂和冲积扇等碎屑岩系，盖层为湖相泥岩或海陆交互相泥岩，圈闭形成时期总体在始新世-渐新世，关键时刻为晚渐新世-中新世.这类成藏组合在北部湾盆地、琼东南盆地和珠江口盆地均有发育，总体以含油为主(图 7)，典型实例有北部湾盆地涠西南含油气系统和琼东南盆地崖北含油气系统.

同扩张裂陷期海陆交互相成藏组合的生烃源岩为湖相泥岩或滨海平原煤系地层，储层为扇三角洲砂、滨岸砂和三角洲砂，盖层为海陆交互相泥岩和海相泥岩，圈闭形成时期总体在晚渐新世-中中新世，关键时刻为中-晚中新世.除莺歌海盆地以外，这类成藏组合在其它盆地均有发育，珠江口盆地、北部湾盆地、中建南盆地和曾母盆地以产油为主，其他盆地以产气为主(图 7)，琼东南盆地崖南含油气系统即属于该类型.

扩张后早期海相成藏组合的生烃源岩为湖相泥岩或滨海平原煤系地层，储层以碳酸盐岩或生物礁为特色，盖层为海相泥岩，圈闭形成时期总体在晚中新世，关键时刻为晚中新世末-第四纪.该类成藏组合除在南薇西盆地不发育外，其他盆地均有发育.在含油气性方面，北部湾盆地以含油为主，珠江口盆地油、气均有分布，其他盆地主要含气(图 7).珠江口盆地惠陆-东沙油气储层是该类型的代表.

扩张后晚期海相成藏组合的生烃源岩为海相泥岩，储层为三角洲、滨岸砂、浊积砂和陆架砂，盖层为海相泥岩，圈闭形成时期总体在晚中新世-第四纪，关键时刻为第四纪.该类型成藏组合在莺歌海盆地和琼东南盆地均有分布(图 7)，其中莺歌海盆地主要发育于盆地中央泥-流体底辟构造带^{[28， 36]}，琼东南盆地则以中央峡谷体系含油气系统为代表.

研究结果表明，南海大陆边缘盆地由于其构造演化差异性导致陆缘盆地类型、沉积充填及油气成藏条件存在明显差异：

(1) 南海南、北部陆缘盆地主要发育陆相湖泊泥岩、海陆交互相煤系地层及浅海相泥岩3类烃源岩，尽管这3类烃源岩在南海陆缘盆地广泛发育，其中湖相烃源岩主要发育于北部陆缘盆地，但南部陆缘盆地所形成的海陆交互相煤系及海相烃源岩面积大、厚度大.

(2) 除珠江口盆地部分油田为碳酸盐岩储层外，北部离散型陆缘盆地和走滑-伸展型莺歌海盆地储集层多为砂岩储层，而万安盆地和南部伸展-挠曲复合型陆缘盆地大都以碳酸盐岩储层为主，且以中新世发育的碳酸盐岩储集层为主.

(3) 根据成藏组合与盆地构造演化阶段的对应关系，划分出扩张前裂陷期湖相成藏组合、同扩张裂陷期海陆交互相成藏组合、扩张后早期海相成藏组合和扩张后晚期海相成藏组合等4 种类型，南海北部陆缘盆地以扩张前期和同扩张期成藏组合为主，南海西部陆缘盆地以同扩张期和扩张后晚期成藏组合为主，南海南部陆缘盆地以扩张后早期海相成藏组合为主，由于南海南部陆缘盆地比北部陆缘盆地具有更优的烃源岩和储层条件，同时南部晚期挤压环境更易于形成有利的构造圈闭，因而具有更优的油气勘探前景.

与金庆焕院士和朱伟林教授的相关探讨使作者受益匪浅；感谢中国海洋石油总公司及广州海洋地质调查局的领导、专家的支持和帮助！