珠江口盆地西江主洼低角度边界正断层特征及成因演化

2020-06-23 01:19梅廉夫杜家元许新明董小云
石油与天然气地质 2020年3期
关键词:西江断层边界

邓 棚,梅廉夫,杜家元,叶 青,许新明,吴 静,董小云

[1.中国石化 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所,江苏 无锡 214126; 2.浙江大学 地球科学学院,浙江 杭州 310027;3.中国地质大学(武汉) 构造与油气资源教育部重点实验室,湖北 武汉 430074;4.中海石油(中国)有限公司 深圳分公司研究院,广东 深圳 518000]

大陆地壳在伸展过程中的正断层角度通常以高角度为初始特征[1-2],例如在世界一些典型的裂谷系统内部,如东非裂谷[3]、苏伊士湾[4]以及北海地区[5]等。低角度正断层(LANFs)于20世纪初就被发现,但直到20世纪末才被地质学家普遍接受,现已作为正断层的主要类型之一[6]。低角度正断层有别于传统认识上的高角度正断层,其具有较低的倾角(<30°)和较大的水平位移量。低角度正断层在许多构造环境中均有发育,大部分是在造山带地区,例如美国的盆岭省地区[7],同时在缓慢扩张的洋中脊等地区也有发育[8-9]。近年来,大陆裂谷盆地中也发现有大量的低角度正断层发育,例如泰国丹老盆地[10-11],这些断裂多作为盆地的边界断层,在盆地沉积演化中起重要控制作用。低角度正断层虽然在自然界中广泛发育,但是由于其不符合传统的安德森理论模式[1],因而人们对低角度断裂形成仍然存在较大争议。前人提出一些机制用来解释断裂在低角度情况下滑动:1)受岩浆侵入作用[12]或基底牵引作用[13-14]导致主应力方向发生旋转;2)高孔隙流体压力、层状硅酸盐等因素导致断裂带异常薄弱[15-18];3)断裂带附近的应力局部旋转[19-21]。在碰撞后伸展背景下发育的低角度正断层大部分被解释为先存低角度逆冲断裂活化[22-26],而沿低角度逆断裂滑动通常也与断裂带异常流体压力[27-29]或富含层状硅酸盐矿物[30-31]有关。

近年来越来越多学者关注珠江口盆地低角度正断层发育特征及其对盆地演化的控制作用,前人对珠江口盆地南部陆坡深水区的白云凹陷和荔湾凹陷[32-33],以及北部陆架区珠一坳陷恩平凹陷的低角度边界断层[34-35]开展了相关研究,在一定程度上提升了人们对南海北部陆缘低角度正断层发育特征的认识。然而目前前人在珠江口盆地揭示的低角度正断层案例仍然比较少,对低角度正断层的成因认识也存在争议。本文基于珠一坳陷西江主洼地区高精度三维地震资料,揭示了该洼陷的边界断层为典型的低角度生长正断层,同时对该断层的几何学和运动学进行了系统研究,并探讨了低角度正断层的成因演化。研究成果对揭示南海北部陆缘断陷盆地低角度边界正断层的成因和演化过程有重要的借鉴意义。

1 区域地质背景

1.1 区域构造演化及地层发育概况

南海位于欧亚大陆的东南部,是西太平洋地区的最大边缘海之一。珠江口盆地是南海北部陆缘最大的中新生代沉积盆地,盆地走向NE-SW向,面积约17.5×104km2。盆地在NE向基底大断裂和NW向走滑断裂共同控制下,总体上呈现“南北分带、东西分块”的构造格局(图1a)。珠江口盆地自北向南依次可划分为北部隆起带、珠一坳陷带、珠三坳陷带、中央隆起带、珠二坳陷带和南部隆起带等构造单元(图1a)。珠一坳陷是珠江口盆地北部坳陷带的一个负向构造单元,走向NE向。珠一坳陷西北部为北部隆起带,西南部紧邻珠三坳陷带,东南部则毗邻东沙隆起和番禺低隆起。珠一坳陷自西向东依次发育恩平凹陷、西江凹陷、惠州凹陷、陆丰凹陷和韩江凹陷等5个凹陷带,各个凹陷之间通常被NWW向低凸起分割(图1a)。

珠江口盆地于中始新世—早渐新世期间经历了两幕主要裂陷作用(图1b):珠琼运动一幕和珠琼运动二幕。强烈的断陷作用使得珠江口盆地地壳减薄,尤其是在南部白云凹陷地区,其地壳厚度局部小于6~8 km[36]。珠江口盆地在经历了强烈断陷作用之后,于渐新世中期32 Ma左右随着洋壳打开,进入南海扩张构造时期[37-39](图1b)。此时,珠江口盆地形成了区域性破裂不整合面T7[40],盆地由断陷期转为拗陷期,坳陷内部发生强烈沉降作用,存在异常沉降[41-43]。该时期,在珠江口盆地南部深水区的白云凹陷,于中新世23.8 Ma左右发生了一次重要构造运动——白云运动,使得白云凹陷陆架坡折带跃迁至北坡,主体处于陆坡斜坡深水沉积环境[44]。

南海的扩张是不等时的,洋壳最先打开位置在南海东北部,并向西南方向传播[37,45];南海扩张在经历了3期构造作用之后[46],在中中新世15.5 Ma左右停止[37,39],随后珠江口盆地进入东沙运动构造时期(图1b)。东沙运动发生在中新世晚期,主要是菲律宾板块持续向NWW方向运动导致的吕宋岛弧与欧亚大陆的弧-陆碰撞俯冲挤压作用的结果[47]。东沙运动在盆地内主要表现为断块的垂直升降,发育大量张性、张扭性断裂,同时有轻微的挤压褶皱,并伴有强烈的岩浆作用,构造运动整体具有西强东弱特点[47]。

珠江口盆地地层自下而上,分别发育文昌组(Tg—T8)和恩平组(T8—T7)2套断陷期沉积层,以及珠海组(T7—T6)、珠江组(T6—T4)、韩江组、粤海组和上新统(T3—T2)5套南海期和东沙期沉积层(图1b)。文昌组是裂陷一幕构造运动的产物,与基底呈角度不整合接触,是珠江口盆地最重要的烃源岩[48];受强烈断陷作用影响,该时期湖盆水体整体为中-深湖,湖盆之间分隔,沉积相主要为中-深湖相(图1b)。恩平组是裂陷二幕构造运动的产物,与下伏文昌组呈平行或角度不整合接触,也是珠江口盆地重要的烃源岩,该时期湖盆水体变浅,湖盆之间开始相互连通,主要为河湖沼泽相(图1b)。到了珠海组沉积时期,由于受控于南海扩张作用,盆地进入拗陷期,此时主要为海陆过渡相沉积(图1b)。到了珠江组沉积期,受海侵作用影响,珠江组下段沉积了大套优质的砂岩,岩性为三角洲相和滨海相的砂岩,为珠江口盆地主要储集层段,局部还发育生物礁和碳酸盐岩台沉积;珠江组上段主要为泥岩夹砂岩。因此三角洲砂岩与开阔海相泥岩相匹配形成“黄金储盖组合”[49]。到了韩江组沉积时期,南海已停止扩张,主体受东沙运动影响,韩江组及以上沉积主体为三角洲相、浅海相及半深海相沉积(图1b)。

图1 珠江口盆地区域构造位置(a)及地层综合柱状图(b)Fig.1 The location of the Pearl River Mouth Basin (a) and the composite stratigraphic column (b)

1.2 研究区西江主洼基本地质概况

本次研究区西江主洼位于珠江口盆地珠一坳陷西部,西江凹陷的北部地区,整体走向近北东向,面积约2 300 km2,主体处于南海北部陆缘陆架浅水区。西江主洼往西与恩平凹陷相邻,两者之间通过恩西低凸起相隔,南部与番禺04洼对望,两者之间夹着西江中低凸起,西江主洼北部和东部则分别为北部隆起和惠州凹陷(图1a,图2)。

西江主洼发育西江33W洼、西江33E洼、西江28洼和西江32洼4个洼陷,前3个洼陷由北部边界断层Fxj33控制发育,西江32洼位于西江主洼西南部,受控于次一级的主控断裂(图2)。研究区三维地震资料基本全覆盖,满足本次研究的需求。

图2 珠江口盆地西江主洼地区构造单元Fig.2 A map showing the structural units of the Xijiang Main Sag,Pearl River Mouth Basin

2 西江主洼低角度边界正断层特征

2.1 低角度断层几何学特征

Fxj33断层位于西江主洼的北部,为西江主洼的主控边界断层,整体走向约59°,呈近NEE走向展布发育;在断裂的最东段,走向有些偏转,为88°左右,呈近东西向(图3a)。Fxj33断层在平面上发育整体较平直,断裂长度约55 km。Fxj33断层倾角5°~36°,沿走向上倾角起伏变化,整体上断裂西段和中段均呈低角度,倾角最小处可达5°,到了断裂东段,倾角增大(>30°),为中等角度(图3b)。

Fxj33边界断层倾向南东,断裂强烈切割基底,使得基底面在西江33W和西江33E洼地区埋深达4 400 ms,在西江28洼地区稍微浅一些,但也可达4 280 ms(图3a)。值得注意地是,在西江33E洼和西江28洼之间过渡的位置,Fxj33断面迹线向隆起一侧外凸,呈三角形(图3a),可能是由于基底断块向洼陷内部滑落导致。同时,在Fxj33边界断层的中段,发育两排南倾的近EW向断裂(图3a),从三维立体图上可以清晰地看到,在与Fxj33断面相交的位置,Fxj33断面变得陡立,为高角度的EW向断裂向下切割了Fxj33的断面所致(图3a)。从EW向断裂的活动速率可以看出,这两排断裂在早期珠琼运动一幕时基本不活动,到了珠琼运动二幕时期强烈活动,并向下切割了Fxj33主控断裂的断面(图3d,e)。

本次研究详细地统计了Fxj33低角度断层位移与断裂长度之间关系(D-L)的特征,以基底面(Tg)为标志层,沿断裂走向方向,系统地统计了Fxj33断裂的位移变化特征(图3c)。从图中可以看出,Fxj33断裂的水平和垂直位移曲线形态相似,都具有3个位移的峰值,自西向东,分别对应着西江33W洼、西江33E洼和西江28洼沉积中心,在洼陷之间的过渡部位,断裂位移量变小。Fxj33断裂水平位移量远大于垂直位移量,其水平位移量变化幅度较大,最大水平位移量约为9.5 km,位于西江33E洼处,最小不到2 km;Fxj33断裂垂直位移量变化幅度则相对较小,最大垂直位移量约为5.4 km,同样位于西江33E洼(图3c)。自然界中正断层的Dmax/L比值通常在1 ∶10~1 ∶20[11,50-52]。基于本次统计的水平和垂直位移数据,可以求得Fxj33断裂的最大位移值约为10.1 km,可以得出其Dmax/L比值约为1 ∶5.5(10.1 km/55 km)。该值明显不处于自然界中正断层Dmax/L比值正常范围之内,但是其与Morley[11]报道的泰国各断陷盆地中低角度断层的相似(图4),由此可见低角度正断层通常具有独特的Dmax/L比值。

图3 珠江口盆地西江主洼Fxj33边界断裂三维形态、断裂位移、倾角及相关高角度切割断裂活动性Fig.3 The 3D morphology,fault displacement,and dip angle of the boundary fault Fxj33 in the Xijiang Main Sag,and the activity of the associated EW-trending high-angle normal faults cutting into it,Pearl River Mouth Basina.西江主洼Fxj33边界断裂三维形态立体图;b.Fxj33边界断层倾角-长度关系;c.Fxj33边界断层位移-长度关系;d,e.西江主洼第一排、第二排EW向切割断裂活动速率

2.2 低角度断层多幕裂陷活动特征

西江主洼地区与珠江口盆地大部分地区一样,裂陷期经历了两幕裂陷作用(图1b),Fxj33边界断裂在西江主洼多幕裂陷作用中起到了重要控制作用。珠琼运动一幕时期,Fxj33边界断层净位移值整体较大(该处的位移是指某个断陷时期断裂的净位移值,即等于该时期的累积总位移值减去之后一时期的累积位移值,以反映该时期边界断裂的活动强度),表明断裂处于强烈活动,其中最大净位移处于Fxj33断裂的中段,西段次之,东段净位移值相对最小(图5)。同时,还可以明显看到Fxj33断裂的净位移曲线在断裂的西、中和东段均发育1个峰值(图5),表现出3峰型特征,峰型的位置分别对应西江33W洼,西江33E洼和西江28洼。珠琼运动二幕时期,Fxj33断层净位移值相对裂陷一幕时期大幅减小(图5)。表明该时期洼陷沿走向的活动强度减弱;净位移曲线表现出轻微的峰形起伏形态,且峰形幅度不如珠琼运动一幕时期明显(图5),表明洼陷之间演化差异性也减弱。

因此,Fxj33边界断层从珠琼运动一幕到珠琼运动二幕的主要演化特征如下:在珠琼运动一幕时期,Fxj33断裂整体呈NE-NEE走向强烈活动发育,并且该时期Fxj33断裂呈分段活动特征,发育3个主要的强烈活动中心,分别控制着西江33W洼、西江33E洼和西江28洼发育,其中位于中部的西江33E洼活动最强烈(图5)。到裂陷珠琼运动二幕,Fxj33断层继承性活动,断裂平面形态没有差异性变化,但断裂活动性整体较弱(图5),表明西江洼陷裂陷Ⅱ幕时期断陷强度整体比裂陷I幕时期弱。可见,整个裂陷作用阶段,西江主洼Fxj33边界断层沿走向表现为分段性差异演化特征,在分段差异演化的作用下使得沿其走向方向发育多个裂陷洼陷。

2.3 低角度断层控洼结构特征

在Fxj33低角度断裂主控下,西江主洼自西向东分别发育西江33W洼、西江33E洼和西江28洼3个主要洼陷(图2)。珠琼运动一幕时期,3个洼陷结构相似,均表现为北断南超的半地堑结构形态,靠近北部Fxj33边界断层一侧地层厚度最大,向南部超覆减薄,地层呈典型的楔形(图6a—c)。西江33W洼位于最西部,洼陷走向为67°,呈NEE向,该时期洼陷最大发育厚度约2 800 m(图6a)。西江33E洼位于西江主洼的中部,受控于Fxj33低角度断裂的中段(图6b),洼陷走向约72°,与西江33W洼走向一致,呈NEE向,洼陷最大厚度约2 900 m。西江28洼则位于西江主洼地区最东部,主体受控于北部边界断层Fxj33的东段,裂陷一幕时期,洼陷结构同样表现为楔形半地堑样式(图6c),与西江33W洼和西江33E洼不同的是,该洼陷走向约86°,呈EW走向展布(图3a),洼陷最大发育厚度约2 400 m。

图4 珠江口盆地西江主洼Fxj33边界断层最大位移与长度关系(据文献[11]修改)Fig.4 Maximum displacement vs.fault length for the boundary fault Fxj33 in the Xijiang Main Sag,Pearl River Mouth Basin (modified after reference[11])

图5 珠江口盆地西江主洼Fxj33边界断层多幕裂陷位移曲线(a)及演化示意图(b)Fig.5 Schematic diagrams showing the displacement variations (a) and the evolution (b) of the boundary fault Fxj33 during the multiphase rifting,Pearl River Mouth Basin

图6 珠江口盆地西江主洼裂陷结构特征剖面(测线位置见图2)Fig.6 The cross section of the rift architecture of the Xijiang Main Sag,Pearl River Mouth Basin (see Fig.2 for the seismic lines)a.西江33W洼结构;b.西江33E洼结构;c.西江28洼结构

珠琼运动二幕时期,西江主洼呈继承性发育,仍然主体受控于Fxj33断裂,但地层整体呈近等厚水平展布发育,剖面形态为席状(图6a—c)。该时期由于边界断层活动性大幅减弱(图5),洼陷地层厚度较珠琼一幕时期减少许多,最大厚度约1 830 m。此外,珠琼运动二幕时期,西江33E洼受北部边界断层Fxj33控制的同时,也受一系列同向和反向的EW向断裂控制,这些EW向断裂表现为高角度切割西江33E洼的陡坡带和缓坡带(图3a,图6b),并控制洼陷地层发育(图3d,e)。其中北部两排EW向断裂南倾,切割陡坡带,并向下切断了边界断层Fxj33的断面,南部两排EW向断裂表现为北倾,则切割了洼陷缓坡带,使得缓坡带被改造成了多级断阶带(图6b)。由于受控于北部边界断层Fxj33以及同向和反向EW向高角度断裂的共同控制,使得西江33E洼在珠琼运动二幕时期表现为似地堑结构样式(图6b)。

3 西江主洼低角度边界正断层成因讨论

传统安德森模式[1]认为在水平拉伸或铅直上隆状态下,最容易发生正断层作用,形成的断层多以高角度为主,即正断层块体通常在高角度断面上才会发生滑动。随着低角度正断层的大量发现,人们认识到低角度正断层也是自然界中正断层的主要类型之一,然而对低角度正断层的成因一直存在较大争议,部分学者认为低角度正断层由高角度的正断层旋转为低角度而成[53-54],然而近年来越来越多的研究者支持低角度正断层初始形成时就为低角度[11,21,55],并且提出了相关机制来解释正断层断块在低角度断面上滑动[12-13,15,17-18,21]。本文以珠江口盆地浅水陆架区西江主洼的低角度边界正断层为例,基于该区高精度三维地震资料,对低角度正断层的成因及演化进行相关讨论。

从西江主洼三维地震剖面上可以清晰地看到,西江主洼基底中发育许多强振幅、中等连续性的反射(图7a—e),这些地震反射与切割裂陷层的断面反射特征相似,为一系列基底内部发育的断裂或破裂面反射。很显然,这些断面大部分向上未断开基底面(Tg),表明这些断面是在裂陷作用之前就存在了,即为一系列先存断面。这些先存断裂有些未活化,有些发生活化,但整体活化程度较低(图7);测得的这些先存断面倾角总体较低,大部分为低角度断裂(图7a,c)。通过分析本文认为低角度的边界断层Fxj33与基底的先存低角度断面性质一致,即Fxj33断层的前身同样为先存体系,主要有以下关键证据:1)Fxj33断层未切割基底内部的先存断面,从图7a地震剖面中可以看到,Fxj33边界断层上下盘均发育一系列先存断裂,如果Fxj33断层为裂陷期新生断层,在活动中切割了基底内部的先存断裂,那么Fxj33边界切割的各个先存断裂之间断距大体相等,而实际统计可知,Fxj33边界断层上盘的Ⅰ—Ⅳ号先存断裂(错断之前分别对应下盘的①—④号断裂)的断距分别为8.34,9.32,7.81和7.59 km,各断裂之间的断距并不相等,可见Fxj33断裂并未切割基底内部的先存体系,而是之前已经存在的先存断面,到断陷期重新活动;2)基底的部分先存断面本身即为Fxj33边界断层的一部分,两者共同组成向上发散的帚状样式(图7c,d);3)与研究区紧紧相邻的恩平凹陷(图1a),其边界断层性质也证实为先存体系[34]。此外,我们也注意到基底的先存断面也未切割Fxj33边界断层的断面(图7a,b),表明两者应为同时期发育的同一套先存断裂体系。

那么这些先存断裂性质如何,是先存正断裂还是先存逆断裂?从三维地震资料中可以看到,边界断层与上盘的同倾断裂共同组成典型的逆冲叠瓦状组合样式(图7a),同时在洼陷的南部隆起带上还发育一些反冲断裂,这些反冲断裂上盘同时还控制发育挤压形成的残留山(图7c)。此外,在与西江主洼西侧相邻不远的恩平凹陷(图1a),基底内部同样发育许多叠瓦状构造和背冲构造,且其边界断裂已经证实为先存低角度逆冲断裂反转[34]。因此,本文认为这些先存断裂体系为一系列的先存逆冲断裂体系,而西江主洼低角度边界断层Fxj33则由先存低角度逆断裂在裂陷期构造负反转形成。

图7 珠江口盆地西江主洼基底先存构造发育特征(测线位置见图2)Fig.7 Seismic profiles showing the characteristics of the pre-existing structures in the basement of the Xijiang Main Sag,Pearl River Mouth Basin (see Fig.2 for the seismic lines)a.过地震测线S4的基底先存构造;b.S4测线反射特征局部放大;c.过地震测线S5的基底先存构造;d,e.S5测线反射特征局部放大

珠江口盆地新生代断陷主要是在与俯冲作用相关的晚中生代花岗岩基底上发育形成的,这些侵入岩同位数年龄数据在130~70.5 Ma[56],表明它们形成于中生代末期的白垩纪。珠江口盆地也存在中生代残留盆地基底,主要分布于东南部潮汕凹陷,钻井MZ-1-1揭示其为中侏罗统—白垩系[56],此外在恩平凹陷、陆丰凹陷和惠州凹陷局部也有发育[34]。地震剖面和重磁解释识别出珠江口盆地中生代基底中广泛分布NE向压剪性和NW向左行剪性共轭的压扭断裂体系[57-58]。上述中生代花岗岩侵入体、沉积盆地以及断裂体系与华南沿海陆域具有相似的时空分布、地质特征及构造属性,它们属于同一岩浆-沉积-构造体系[58],它们的形成通常被认为是古太平洋板块向南海北部-华夏地块俯冲增生而导致的。并且,地球物理资料表明,沿台西南盆地至南海北缘一带存在一条NE向隐伏俯冲带[59-60]。可见,中生代末期珠江口盆地由于受古太平洋板块向欧亚板块的持续俯冲,处于典型的活动大陆边缘,而这为西江主洼NEE向基底先存逆冲断裂体系的形成提供合适动力学环境。

到白垩纪末,印度板块以100~110 mm/a的平均速率,沿着NNE方向向欧亚板块运动并初始碰撞,导致中国东部处于SE-NW向的右旋张扭应力场作用下[61],并开始大规模伸展裂陷。同时,太平洋板块以120~140 mm/a的平均速率向欧亚板块俯冲,俯冲方向为NNW向,板块俯冲角度发生由10°变成80°[62]。而高角度的俯冲潜没,使得地幔楔内对流变为以垂向上涌为特征,也使得中国东南部陆缘地壳拉伸、减薄,发生裂陷作用[63-64]。该时期,西江主洼的先存逆断裂体系发生构造负反转,开始强烈活动并控制西江主洼的形成演化。因此,结合区域动力学背景,西江主洼低角度边界断层的形成及控洼陷演化过程如下:1)中生代末期,在太平洋板块俯冲背景下,珠江口盆地整体处于挤压构造环境,在西江主洼花岗岩基底中发育一系列NEE向逆冲断裂体系,这些逆冲断裂体系组合形成叠瓦状构造样式或帚状样式(图8a);2)白垩纪末或古新世初,由于受西部印度-欧亚板块碰撞的特提斯构造域和东部的太平洋-欧亚板块俯冲的太平洋构造域共同作用下,珠江口盆地中由生代的压纽构造应力转变为张扭构造应力[61,63-64],盆地发生裂陷作用,在西江主洼地区,先存的逆冲断裂体系发生构造负反转作用,断块沿低角度的先存薄弱面滑动,形成低角度边界正断层,并控制西江主洼文昌组沉积演化,同时许多上盘的断裂部分活化,控制小部分的断陷沉积,此外,也有先存断裂未活化(图8b);3)到了晚始新世,西江主洼进入珠琼运动二幕演化期,区域构造应力由NWW向伸展转变为近SN向区域伸展方向[65],此时,低角度边界断裂活动性迅速减弱(图5),而EW向高角度断裂强烈活动,并且向下切割了Fxj33边界断层的断面,与NEE向Fxj33断裂共同控制西江主洼恩平组沉积演化(图8c)。前人研究表明岩石圈裂解的完整演化过程是从纯剪切伸展形成均匀分布的断陷盆地群开始的,随后是沿着大型的拆离断层,并以简单剪切变形为特征的应变集中和拆离盆地的发育为特征,同时变形从弥散式到集中式,并向岩石圈最后裂解、形成洋壳的方向迁移[66]。从上述演化分析可知西江主洼在珠琼运动一幕时期受控于低角度的边界断裂控制,而该低角度断裂(Fxj33)是一条连锁的大型中上地壳层次发育的“向洋倾斜的低角度拆离断层”的北端部分[67],在NWW向引张作用下发生“拆离型”伸展变形,洼陷结构表现为不对称式半地堑(图6a—c)。到了珠琼运动二幕,西江主洼发育EW向高角度正断层,向深层切割早期的拆离断层,表现为在近SN向引张作用下的“非拆离型”伸展变形[67],该时期拆离伸展变形向洋迁移,而西江主洼早期拆离边界断层则被遗弃,洼陷结构表现为似地堑样式(图6a—c)。

图8 珠江口盆地西江主洼Fxj33边界正断层演化模式特征Fig.8 Schematic diagrams showing the development pattern of the boundary fault Fxj33 in the Xijiang Main Sag,Pearl River Mouth Basina.中生代末期断陷作用前西江主洼;b.中始新世裂陷一幕结束时期西江主洼;c.早渐新世裂陷二幕结束时期西江主洼

4 结论

1) 西江主洼边界断层Fxj33为低角度生长正断层,倾角5°~36°,断裂呈NEE走向,约59°,发育长度约55 km。Fxj33断层平面形态较平直,在西江33E洼和西江28洼之间过渡位置,由于基底断块向洼陷内部滑落导致Fxj33断层平面迹线向隆起一侧外凸,呈三角形,同时Fxj33断层中段受两排EW向高角度断裂切割。由于受控于低角度控制,Fxj33断层水平位移量远大于垂直位移量,水平位移量最大可达9.5 km左右,其垂直位移量相对小些,最大垂直位移量约为5.4 km。

2) 珠琼运动一幕时期,Fxj33边界断层强烈活动,沿走向上表现为分段差异活动特征,在分段差异演化作用下自西向东分别控制西江33W洼、西江33E洼和西江28洼的发育,各洼陷表现为地堑结构。珠琼运动二幕时期,Fxj33断裂活动性减弱,与两排EW向高角度断裂共同控制着西江主洼各洼陷的发育演化,各洼陷结构转变为似地堑结构样式。

3) Fxj33低角度正断层为中生代先存逆冲构造体系在新生代构造负反转形成,主要演化过程如下:①珠江口盆地中生代整体处于挤压构造环境,在西江主洼地区形成了Fxj33断层的低角度先存逆冲断裂体系;②白垩纪末或古新世初,珠江口盆地中构造应力转变为张扭构造应力,盆地发生裂陷作用,西江主洼Fxj33断层的先存的逆冲断裂体系重新活化反转,Fxj33低角度边界正断层形成,并控制西江主洼沉积演化;③到了晚始新世,西江主洼进入珠琼运动二幕演化时期,由于区域构造应力转变为近SN向,两排EW向高角度断裂强烈活动,并且向下切割了Fxj33边界断层的断面,与Fxj33边界正断层共同控制西江主洼沉积。

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