南黄海位于扬子准地台东段，是下扬子块体向海域的延伸部分，南黄海盆地是下扬子的主体.经过几十年对南黄海盆地的地质、地球物理勘查以及与邻近陆区的对比研究，地质学家对南黄海盆地的构造沉积演化取得了较为统一的认识.南黄海地区在新元古代晋宁运动固结回返后，历经稳定地台沉积、块体拼贴、振荡挤压，碰撞造山、压张转换到断陷沉降等构造过程，在中元古代褶皱变质结晶岩及新元古代浅变质岩双层基底之上发育了南黄海多旋回复合盆地(陈沪生等，1999; 万天丰，2004).在震旦纪—中晚三叠世期间，南黄海地区构造运动较为稳定，接受了一套海相碳酸盐为主的地台沉积建造，形成了海相中-古生界盆地.印支期扬子块体向华北块体的拼贴碰撞使得南黄海盆地整体抬升，海相中、古生界褶皱隆起遭受剥蚀改造，并形成了后来的陆相中、新生代盆地的沉积基底.晚白垩世以来，南黄海表现为拉张断陷活动，形成陆相断陷盆地；新近纪以后，构造运动趋于平静，盆地进入坳陷期.目前广泛应用的南黄海盆地构造单元是根据晚白垩系-古近系分布范围划分的(尹延鸿和温珍河，2010; 侯方辉等，2012)(图 1).海相中、古生界因遭受了印支—燕山期构造运动的抬升改造，残留在晚期盆地之下，故被称为残留盆地(刘光鼎， 1997，1999，2001).印支—燕山运动及新生代构造运动也造成了陆相中、新生界盆地基底的复杂性，特别在盆地的隆起部位，新近系之下的地层属性为变质岩、中生界火山岩或是古生界沉积岩，因无钻井资料，仍存在争议(郝天珧等，2002; 冯志强等，2002; 陈建文等，2003; 李刚等，2003; 张海啟等，2009).前人对南黄海盆地中生代陆相沉积厚度及分布的讨论主要集中在南黄海盆地北部坳陷(李刚等，2004)，对整个南黄海海区陆相盆地的基底起伏及海相地层分布情况并不十分明确，这限制了南黄海油气评价工作的开展.近几年，针对南黄海油气勘探新领域的中、古生代海相残留盆地，获取了一批高精度的多道地震和重力、磁力测量数据(图 1)，经过特殊处理，在某些测线段首次获得了海相中、古生代沉积层内幕反射(张海啟等，2009;欧阳凯等，2009;王丰等，2010;吴志强等，2011; 林年添等，2012)，根据这些新资料，结合以往研究成果，建立了南黄海地区的沉积地层层序.以晋宁和印支运动所形成的区域性角度不整合面为界，将本区未变质的沉积岩系划分为两大构造层，上构造层由陆相中、新生界组成，下构造层则由震旦系至中、下三叠统(青龙灰岩)的海相碳酸盐岩沉积盖层构成.本文利用新获得的地球物理资料，采用地质、地球物理综合研究的方法讨论了南黄海中-新生界盆地基底构成、结晶基底的深度以及海相中、古生界盆地的残留情况.从而为南黄海盆地油气评价工作提供基础信息.

图 1

Fig. 1

图 1 南黄海盆地新生代盆地构造单元简图及地震钻井位置图(黑色方框内为本文研究区)Fig. 1 Map showing tectonic units of the Cenozoic basin and positions of seismic lines and boreholes in the South Yellow Sea basin(The black rectangle is the study area)

陆区研究工作表明，与南黄海盆地为一体的位于陆区的苏北盆地的基底岩石组成复杂，主要有三 种类型，中元古界变质岩、(下)扬子地台海相中，古生界沉积岩或者是中、上三叠统，下白垩统海陆过渡相及陆相碎屑岩类与中酸性火山岩(杨琦和陈红宇，2003).通过海陆对比发现，苏北—南黄海盆地海域与陆地盆地部分相似，陆相中、新界盆地基底结构也具有埋藏变化较大，岩性组成复杂的特点.以往，在掌握较少地震资料的情况下，地球物理学者主要依据南黄海盆地布格重力异常的局部异常与中、新生界盆地的隆起和坳陷有着非常好的对应关系的特点，在地震和钻井的约束下反演基底深度(戴春山，2011; 黄松等，2010).由于重力异常是地下物质密度不均匀分布引起的综合效应，以及异常提取、密度差等参数的选择等方面的原因，反演结果存在误差.利用重力反演的基底为重力基底，还不能称之为盆地基底，重力基底虽然能大致描绘出陆相中、新生界基底起伏，却无法获知基底的构成，也不能为海相中、古生界盆地顶面剥蚀情况提供信息.

目前，南黄海海域钻井没有揭示过下古生界，打穿中、新生代陆相沉积，钻遇上古生界的钻井有7口，即下三叠统青龙灰岩至石炭系高骊山组(戴春山，2011).近年来开展了南黄海海相中、古生界油气资源评价工作，在南黄海海域新采集了多条地震资料，在地震剖面解释过程中，这些钻井是确定中生界及上古生界以上地震地质层位的主要依据，再参照南黄海以往地震、地质研究成果，苏北盆地的地质资料标定出各地震反射标准层对应的地质界面，同时结合重力、磁力异常特征，对典型剖面进行2.5D重、磁、震联合反演和拟合(杨金玉等，2008; 侯方辉等，2012)，分析认识地层属性和构造特征，最终综合地质、地球物理资料提供的信息确定地震-地质层位(表 1，图 2，图 3).

表 1(Table 1)

表 1 南黄海盆地构造阶段划分及地层层序表Table 1 Tectonic evolvement stages and stratigraphic sequences of the South Yellow Sea basin

表 1 南黄海盆地构造阶段划分及地层层序表Table 1 Tectonic evolvement stages and stratigraphic sequences of the South Yellow Sea basin

图 2

Fig. 2

图 2 南黄海XQ07-7测线部分测线段地震解释剖面图Fig. 2 Interpretation of part of seismic profile XQ07-7 in the south Yellow Sea

图 3

Fig. 3

图 3 南黄海XQ07-10测线部分测线段地震解释剖面图Fig. 3 Interpretation of part of seismic profile XQ07-10 in the south Yellow Sea

印支面(T₈)是印支运动对海相中、古生界沉积层改造形成的上下两期盆地之间的不整合面，它是下三叠统青龙组灰岩的顶界反射，也是陆相中-新生界盆地的声波基底面，它不仅是波阻抗界面，同时还是一个重要的密度界面.T₈波为区域特征波组，T₈波在地震剖面上通常表现为1~2个强相位，中—高连续性，强振幅，频率较低，低部位呈假整一接触，高部位呈上超接触关系，在区域内可连续追踪对比(图 2).而在盆地隆起部位，基底的反射波组可能是上古生界或者下古生界某个层系波阻抗界面的反射(图 3)，可也能是前震旦系变质岩.本文基于大量的地震资料及综合解释结果，获得了中、新生界盆地沉积基底埋深图和基底岩性图(图 4，图 5).

图 4

Fig. 4

图 4 南黄海海相中-古生界顶面深度图 (红线为坳陷轮廓，下同)Fig. 4 Depth contours of the top of Mesozoic-Paleozoic marine strata in the south Yellow Sea (Red lines outline the depressions)

图 5

Fig. 5

图 5 南黄海陆相中、新生界盆地基底地层分布图Fig. 5 Stratigraphic distribution of the basement of the Mesozoic-Cenozoic continental basin in the South Yellow Sea

结合南黄海陆相中、新生代盆地基底埋深和地层分布图可以推断，基底构造表现为“三低二高”或“三凹二凸”近EW向的构格局.北部基底埋藏较深，南部基底埋藏相对北部浅.南黄海盆地北部千里岩隆起的部位为前震旦系的变质岩基底，北部坳陷声波基底埋深范围为1~6 km，三个基底深凹对应陆相中、新界盆地三个凹陷，基底时代大部分为上古生界P₁-D的地层，由于上古地层保存并不完全，有 几处推测为下古生界志留—寒武系地层，下三叠统青龙灰岩(T₁q)以及上二叠统龙潭组(P₂l)在北部坳陷保存有限，仅在坳陷东部小范围残留.震旦系—下二叠统可能在本区残留面积较广.

上古生界龙潭煤系(P₂l)+大隆组(P₂d)和中生界青龙灰岩(T₁q)在中部隆起几乎没有残留，而在盆地南部坳陷，除在较大的凸起部位缺失外，广大地区均有分布，区内多个钻井揭露的厚度都在24~1840 m之间(W5-ST1井、W4-2-1井、CZ35-2-1井和CZ4-1-1井).根据陆相中、新生界声波基底特征，推测震旦—下二叠统在南黄海盆地应广泛分布.

虽然新采集的地震资料在某些测线段揭示了海相下古生界内幕反射，但其数量有限，根据目前已有可靠的地震和钻井资料，南黄海盆海相中、古生界各地层中能够进行工业化编图的地震反射标志层仅有下三叠统青龙群底界和上二叠统龙潭组底界(戴春山，2011).这主要是由于南黄海地震地质条件比较复杂，海相中、古生界特别是下古生界在南北两个坳陷埋藏较深，地震波反射能量较弱；而在中部隆起，新近系则直接覆盖在二叠系(或石炭系)碳酸盐岩之上，形成一个反射系数达0.3~0.5的强反射界面，对地震波的向下传播起强烈屏蔽作用，也使得达到下部地层的地震波能量较小(吴志强等，2011).近年来在南黄海盆地特别是中部隆起进行了多次海上试验和地震采集技术攻关，下部海相中古生界地震反射标志层依然不能全区连续追踪.从目前报道的成果看，对南黄海海相下古生界分布的讨论也主要集中在中部隆起(王丰等，2010; 欧阳凯等，2009)，且依然具有很大的推测性.也有研究人员依靠重、磁等手段讨论海相中、古生界厚度及分布特征(Zhang et al., 2007；黄松，2010)，但由于缺少约束反演钻井资料和地震资料，从而使得反演结果具有很大推测性.因此，依据目前资料，本文给出了南黄海盆地南部坳陷上古生界龙潭组和大隆组(P₂l+P₂d)以及三叠纪青龙灰岩的厚度图(图 6，图 7).

图 6

Fig. 6

图 6 南黄海盆地南部上二叠统残留厚度图Fig. 6 Residual thickness of the upper Permian in the southern South Yellow Sea basin

图 7

Fig. 7

图 7 南黄海盆地南部中下三叠统残留厚度图Fig. 7 Residual thickness of the middle and lower Triassic in the southern South Yellow Sea basin

由上古生界(龙潭煤系＋大隆组)和中生界青龙组地层分布与展布方向，可以进一步划分为南北两个区块，即南黄海南部坳陷和勿南沙隆起.上二叠统龙潭煤系和大隆组以及中下三叠统青龙灰岩残留地层分布和构造走向比较接近，残留厚度有较大差别.残留的上二叠统海相地层在南黄海南部坳陷主要发育有两个沉积中心，残留厚度变化不大，在500~1000 m之间，最大1000 m左右，构造走向为NW向.向南到勿南沙隆起，构造走向转为NE向，厚度变化一般为500~900 m，最大残留厚度邻近CZ35-2-1井，为1000 m.残留的中生界海相青龙灰岩在南部坳陷地区总体上为两凹一凸的构造格局.构造 走向为NW向和近EW向，最大残留厚度可达4000 m，一般残留厚度均在1000 m以上；由于受印支运动和燕山运动的影响，该套地层在凹陷内多个局部地区剥蚀饴尽.

对比研究表明位于上扬子的四川盆地与下扬子的南黄海盆地的中、古生代海相沉积期内岩性地层及沉积演化特征十分相似(祁江豪等，2013).盆地基底也具有相似性，它们发育于古陆核之上(孙焕章，1985; 陈焕疆和邱之俊，1988; 戴春山等，2003)，具有双层结构.扬子陆核于新太古代(大于2500 Ma)形成，并于古元古代(2500—1800 Ma)增生形成初始陆块，川中、苏北-南黄海等地区发育古陆核，在中元古代(1800—1000 Ma)曾经历过裂解.中元古代末(1000 Ma左右)的晋宁运动，扬子与华南拼合形成了统一的古大陆(周小进和杨帆，2007).扬子块体新元古代、古生代盆地的基底在晋宁运动主幕造成的不整合面之下，由区域变质显著、经过强烈褶皱、岩浆侵入繁杂的岩石组成(单翔麟，1993).前人根据陆地地质资料推测川中、南黄海等地区特征的区域正磁场是由下元古界及上太古界的磁性较强的中-基性、基性-超基性及中性杂岩体和各种深变质岩组成，构成扬子断块原始基底的古老核心，呈菱形状结晶杂岩体被磁性较弱的浅变质的沉积岩基底所围环绕.根据陆地地质资料推测磁异常为扬坡群、崆岭群、大别群和朐山群潜伏基底引起(刘贵，1987).前人认为古老刚硬地块属于古老板块核心部位，构成中央稳定带，是历次构造运动的相对稳定区(张淮等，2006).该类中、古生界海相盆地基底埋藏深度大，地震手段难以探查，在南黄海地区，仅南黄海北部坳陷中H2井钻达震旦系浅变质岩(刘星利，1983；蔡乾忠，2002)，因此磁力资料和方法常被用来推断这类发育于古陆块之上盆地的结晶基底深度(曹树恒，1988; 江为为等，2001; 郭彤楼，2005 ；Zhang et al., 2007; 黄松等，2010).在南黄海周边，火成岩非常发育，仅靠滤波等方法将其影响从总磁异常中完全去除是很困难的，而南黄海盆地的磁场特征明显不同于四周，磁异常形态宽缓，此处中、新生代火成岩并不十分发育.在平缓的负异常上，主要以中长波长的异常为主.南黄海海区中心区为块状正磁场.该区可见四个块状升高异常圈闭及它们之间所围的负异常降低圈闭，异常梯度小，变化平缓，正异常范围大于负异常(图 8).以122°E为界，东西两侧异常走向存在明显差异.

图 8

Fig. 8

图 8 南黄海盆地及周边磁力化极异常图(红色方框内为研究区)Fig. 8 Reduction to the pole magnetic anomaly map of the South Yellow Sea basin and adjacent areas(red rectangle is the study area)

根据南黄海盆地及周边磁异常特征以及陆地苏北盆地地质资料推测，南黄海盆地中部块状异常是南黄海古陆核的体现，可能是朐山群磁性基底的反应，是混合岩化作用较强的磁性结晶基底，时代为太古宙-早元古代，它构成了南黄海基底的主体.南黄海中心块状正异常四周镶嵌着-50～-100 nT左右的负异常，推测负磁异常主要反映相对变质较浅的基底.根据化极磁异常数据计算了结晶基底埋深，结果显示结晶基底起伏和构造走向显示出与化极磁异常场相关，盆地中部的几个团块状磁异常部位磁性基底埋藏浅，并具有向四周加深的特点，从基底埋深的等深线走向看，可以看到NE向，EW向和NW向三组方向，NW方向展布的为基底隆起，EW和NE向则展布基底凹陷.结晶基底深度在4~12 km之间变化，平均埋深约8 km(图 9).

图 9

Fig. 9

图 9 南黄海盆地结晶基底深度图Fig. 9 Depth contours of basement of the South Yellow Sea basin

结晶基底起伏与陆相中、新生界盆地基底特征既有相似之处也存在不同，二者大部分的基底隆起区都分布在盆地中部，即新生代盆地的中部隆起上.在盆地北部坳陷陆相盆地的声波基底的坳陷区约1/3面积的部分为结晶基底的隆起区.盆地南部陆相盆地隆起区则表现为结晶基底斜坡区，结晶基底由南向北逐渐加深.两期盆地基底构造线方向也有着明显的不同.盆地中部结晶基底NW隆起的最高部位对应陆相盆地基底隆起上两个NW向低洼，二者呈镜像关系.在盆地内结晶基底埋深大的地区并不与喜山期的北部坳陷和南部坳陷的沉积中心相对应，两个坳陷区结晶基底平均埋深均大于9 km，北部坳陷区内深度更大，最深可达12 km.勿南沙隆起也为基底深埋区，基底向南变浅.

由于不能得到海相中、古生界沉积基底埋深，我们尚不能准确得到海相中古生界的残留厚度，但可以通过计算结晶基底与海相中、古生界顶面(T8)面之间的厚度来大致了解海相中古生界保留情况(图 10).

图 10

Fig. 10

图 10 南黄海盆地海相中古生界顶面至结晶基底厚度图Fig. 10 Thickness contours of the strata between the top of the Mesozoic-Paleozoic strata and crystalline basement in the South Yellow Sea basin

可以看出，海相中古生界及上元古界的分布和构造走向受结晶基底起伏控制.结合前文地震等资料推测，海相中、古生界在南黄海盆地分布广泛，保存较好.但不同地区地层保存程度各异，说明其在地质历史中的演化程度不尽相同.中、新生代的中部隆起相比南北两个中、新生代坳陷区，海相层残留厚度相对稳定.在结晶基底坳陷区，残留厚度较大，勿南沙隆起与南部坳陷相接的地区是海相中、古生界一个残留中心，推测那里的海相地层厚度可达10 km.盆地西北部另一个海相层残留中心的厚度可能大于9 km.结晶基底隆起区的海相中、古生界沉积厚度相对较小，变化也较平缓，说明古陆核地区相对周边稳定.南黄海海相中、古生界整体上表现出南北分块、东西分带的构造特征，NE—NNE向构造呈NE30°左右展布，凹、凸相间.海相中、古生界在NEE向—近EW向构造的背景上，被NE—NNE向构造所横跨复合.中国东部NE—NNE向构造发育于印支期晚期至燕山早期，是太平洋板块向亚洲板块俯冲作用对中国东部地区地壳产生SN向逆时针挤压扭动的结果.在南黄海盆地中NE向—NNE向构造明显地控制了二叠系上统龙潭组-三叠系下统青龙组的残留展布面貌.

(1)地表露头、钻井和地球物理资料表明，在南黄海及周边地区至少存在晚太古代以来的各时代地层、岩石，且其各自的建造、变质变形特征等都有所差异，并经受不同程度的剥蚀有所缺失.这说明晚太古代该地区曾经历了多期构造运动，以致在纵向上，无论是结晶基底、陆相中、新生界基底以及沉积盖层都具有不同结构特征；而在横向上，有南北分块，东西分带的基本构造格架，且各构造单元间主要构造事件发生的时限基本可以对比.

(2)南黄海陆相中、新生代盆地的基底也即海相中、古生界顶面起伏与布格重力异常相关性大，是本区最重要的密度界面.陆相盆地基底在北部坳陷埋藏较深，陆相层厚度大.陆相盆地的基底可大致分为南北两个岩相分布区，盆地北部大部分为下二叠统地层，而盆地南部主要为下三叠统青龙组灰岩.

(3)上古生界龙潭煤系(P₂l)和中生界青龙灰岩(T₁q)在南部地区除在较大的凸起部位缺失外，广大地区均有分布.在南黄海盆地中NE—NNE向构造明显地控制了二叠系上统龙潭组-三叠系下统青龙组的残留展布面貌.

(4)磁力资料和地震资料均表明南黄海中部隆起的海相中、古生界地层分布比南、北两侧稳定，构造变形小.但由于南黄海中部隆起是一个继承性隆起，在加里东期末期、印支期、以及第三纪沉积时期均处于隆起状态.加里东期的隆起使晚早古生代地层具有明显的剥蚀现象.印支期中部地区强烈隆起，其上的上二叠统龙潭组至下三叠统青龙组几乎剥蚀殆尽，甚至泥盆系至下二叠统也遭到部分剥蚀.但依然残留了几千米厚的中、古生界海相地层.

(5)南黄海海相中、古生界整体上表现出南北分块、东西分带的构造特征，体现的是近EW向构造与NE—NEE向构造的复合构造.从两期盆地的基底特征看，其构造线方向的展布具有区域性，整体上是NE—NEE向构造主要分布于北部坳陷，EW向构造主要分布于中部隆起一带，近SN向构造主要分布于南部坳陷，NE及EW向构造控制盆地轮廓，印支运动不仅塑造了陆相中、新生代盆地，也对海相中、古生界改造起到了重要影响.

(6)根据目前资料状况，本文认为尚不能准确获 知南黄海中、古生界沉积基底埋深，以及下二叠统以下各层的残留情况.