随着《“十三五”国家科技创新规划》面向“深海、深地、深空、深蓝”领域的战略部署,我国加快了海域能源的勘探步伐。中国地质调查局围绕着国家重大战略布局,重点强化了南黄海油气资源调查,以期获得突破性进展。 沉积物源分析是研究盆地古地理格局、源区母岩性质及盆山构造演化的必要手段,可为探索生储盖层发育条件与时空分布规律提供重要的指示信息。限于实测钻井资料及可靠物源数据的匮乏,前人针对古生代南黄海盆地海相沉积物来源及其大地构造背景尚未取得统一认识,且大部分数据借鉴于下扬子陆区,这严重制约了研究区油气勘探的进程。 2016年11月,青岛海洋地质研究所完成了大陆架科学钻探计划(ContinentalShelfDrillingProgram)CSDP-2井,这是南黄海盆地迄今唯一的一口全取芯科学探井,其获得了弥足珍贵的2843.18m实物岩芯资料。本文依托该井钻遇的古生界岩芯(866.20m~2843.18m),利用其岩石薄片、测井、全岩常微量元素分析、电镜扫描、阴极发光和锆石U-Pb测年等多种地质资料,在建立南黄海盆地古生界海相沉积地层格架的基础上,系统分析其碎屑岩的源区特征和大地构造环境,为研究下扬子南黄海盆地古生界地质构造演化提供依据。 结果表明,CSDP-2井志留系总体反映为碰撞拼合过程中形成的海退沉积,沉积物以滨海—浅海相碎屑岩为主,缺失上志留统沉积;由于加里东运动使下扬子区隆升为陆,普遍缺失中—下泥盆统,仅保留上泥盆统海陆过渡相沉积;石炭系主要钻遇碳酸盐岩,岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主,发育潮坪—泻湖—颗粒滩沉积体系;随着东吴运动引起研究区以南地层抬升,快速海退致使盆内陆源物质增加,沉积体系随之演化为龙潭组泻湖—潮坪—三角洲沉积体系。将南黄海盆地CSDP-2井地层与下扬子陆域巢湖、南京地区进行对比,发现南黄海中部隆起区岩性与下扬子盆地陆域基本一致,明确了其是下扬子向东在海域的延伸。 研究区志留系—石炭系砂岩主要为成熟度较高的岩屑石英砂岩,二叠系砂岩主要为成熟度较低的长石岩屑砂岩。砂岩化学蚀变指数(CIA)平均值为74.61,反映源岩经历了温暖、湿润条件下中等程度的化学风化。稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集、重稀土平坦和Eu负异常特征,与上地壳组成相似。Dickinsonamp;nbsp;QFL物源判别结果都属于再旋回造山来源区,常量元素和微量元素判别图解显示源区主要出露石英质沉积岩,其中二叠纪含有较多的长英质沉积岩。砂岩形成构造环境判别图解及特征参数分析表明,南黄海中部隆起区古生代砂岩主要形成于被动大陆边缘和大陆岛弧相关沉积盆地,具有多重物源的特征;二叠系砂岩物源具有活动大陆边缘构造背景。 研究区早古生代砂岩的沉积主要受控于发生在460~415Ma的武夷—云开造山运动(加里东运动),华夏块体武夷地块新元古代Tonian期的基底岩体在此次造山运动中被抬升并遭受剥蚀,同时与同造山期的岩浆岩和部分古老再旋回地层一起,共同为下扬子滨浅海地区的沉积提供物质来源。武夷—云开造山运动造成基底岩体持续抬升并遭受剥蚀,为下扬子区的沉积提供了丰富且连续的碎屑物源,同时,其虽然造成了华南板块广泛存在的泥盆系底部不整合面,但并未导致下扬子区陆源碎屑岩的物源变化。研究区晚古生代的沉积物源仍为华夏古陆,结合本文最新获得的岩相学、碎屑锆石U-Pb年龄分布等证据,推测物源区华南板块东南部在340~252Ma期间的大地构造背景为活动大陆边缘,发育有大陆岩浆弧,这与本文砂岩地球化学的物源判别分析结果相吻合。