中国东部中新生代断陷盆地一般都经历了从早期的裂陷到晚期的裂后拗陷阶段的演化（林畅松等，2004）。珠江口盆地总体上经历了晚白垩世至早渐新世的裂陷阶段、晚渐新世至中中新世的拗陷阶段和晚中新世至今的断块活动阶段（李向阳等，2012），但受盆地内不同洼陷演化差异控制，不同湖盆由裂陷期向拗陷期的转换时间存在差别。陆丰南地区作为珠江口盆地重要的产油区，前人对其断拗转换的起始时间存在争议，部分学者提出T80界面，将恩平组归属于断拗转换期（邓宏文等，2009），也有人划分为T60界面的珠海组（刘志峰等，2016; 于福生等，2019）。

不同演化期凹陷沉积充填存在差异，其物源体系也相应变化:断陷期湖盆构造活动强烈，盆地隆洼相间、地形坡降大、内部分割性强，以彼此分隔的小断陷构成基本单元，盆内凸起为物源供给区，局部物源效应明显，沉积作用具有近源、快速堆积的特点; 拗陷期，断裂构造活动减弱，低凸起较为平缓，或被水体覆盖，地形高差明显减小，风化剥蚀速度也明显减少，这时湖盆物源区主要位于盆外的造山带或褶皱带，以区域物源供给为主（李欢等，2015）。

陆丰南地区古近系洼陷沉积充填样式、物源供给方式发生明显的变化，通过开展研究区恩平组砂体空间展布、物源供给方式的转变，为陆丰南地区古近系盆地演化及断拗转换界面的厘定提供新的信息与地质依据。

1 地质背景

陆丰南地区位于陆丰凹陷南部，处于珠江口盆地北部坳陷带东北部，主要包括陆丰15洼和陆丰13洼，是已证实的富生烃洼陷，其中陆丰13洼面积最大、基底沉降最深。周缘主要与东沙隆起、陆丰东凸起、陆丰中低凸起及惠陆低凸起相接，本文研究钻井处于陆丰13东西洼转换带隆起部位（图1）。LFA井区古近系沉积时期周边发育西南侧的惠陆低凸起和东北部的陆丰中低凸起，是重要的物源区。

陆丰凹陷古近系自下而上充填文昌组、恩平组和珠海组，文昌组和恩平组分别对应于裂陷I幕和裂陷II幕。其中，文昌组主要发育深湖泥岩夹三角洲砂体沉积，恩平组水体变浅，发育砂泥岩互层并夹有薄煤层的河湖、沼泽和三角洲沉积（米立军等，2018）。根据地震、测井、岩芯资料的综合分析，可将陆丰凹陷古近系恩平组划分为下恩平组（恩四段和恩三段）和上恩平组（恩二段和恩一段）地层单元。上下恩平组划分界面为T72地震反射界面，该界面在陆丰凹陷具有下削上超特征，全区可追踪对比（图2）。在陆丰南地区，T72界面与下伏反射层具有明显的削截现象，T72界面以下的沉积地层受断层控制明显，具有楔形特征，T72界面以上的地层基本上表现为板状反射。

2 材料与方法

2016年在陆丰13东西洼转换带钻探了LFA井，该井完钻层位为文昌组，钻揭了完整的恩平组地层。本次研究基于该井恩平组岩屑样品，选取恩二段和恩三段砂岩开展碎屑锆石定年研究，开展元素分析30样次，全岩衍射21样次，重矿物组分分析27样次（图3）。其中，锆石U-Pb 同位素定年在中国地质大学（ 武汉）地质过程与矿产资源国家重点实验室（ GPMR）利用LA-ICP-MS分析完成。对分析数据的离线处理采用软件ICPMSDataCal完成。详细的仪器操作条件和数据处理方法请参阅Liu Yongsheng et al.（2008）。其他分析化验测试项目由中海油实验中心（深圳）测试完成。

3 恩平组物源转换的识别

3.1 碎屑锆石物源示踪

本文对陆丰13东西洼构造转换带钻井LFA开展恩平组砂岩锆石U-Pb 年龄分析，确定母岩的地质年代信息，结合锆石CL图像分析，确定锆石成因类型。进一步对比周边物源区特征，识别井上恩平组不同层段沉积物的物质来源。

近年来，已经有部分学者针对南中国海北部物源体系进行了分析，如王维等（2015）认为珠一坳陷惠州凹陷古近纪存在南北（局部和区域）两大物源体系，在裂陷旋回下存在局部物源向区域物源的转换。陆丰13洼构造转化带盆内古近系周缘主要接受两个物源影响，即西南侧的惠陆低凸起与北部的陆丰中低凸起。盆间的低凸起基底已为多口钻井揭示，以中生界花岗岩类为主（165~100 Ma），这也是盆内分布面积最大的母岩类型。盆外物源则为北部隆起带以北的华南陆源物质输入，华南板块拥有十分复杂的构造活动历史，发育太古宙以来的变质岩、火成岩等多种岩石类型，我们将凹陷内凸起称为局部物源，盆地北部隆起带称为区域物源。上述两类物源在地质时代组成上存在较大差异，为砂岩中碎屑锆石的物源定量示踪提供了有利条件。

3.1.1 砂岩中碎屑锆石形态特征

总体来说，下恩平组（恩三段）锆石形态多为短柱状，其长宽比约为1.5~2.5，发育典型的岩浆振荡环带，具有典型的火成岩成因特征，其晶形完整、晶棱磨蚀弱，反映锆石搬运距离短（图4）。上恩平组（恩二段）锆石除发育柱状振荡环带的岩浆成因锆石外，还出现一定数量浑圆状的锆石，核部含有继承锆石的残留核，呈现出斑杂状、并发育有增生边等现象，变质增生边部与继承核部边界明显，有时呈港湾状，锆石周围同样发育白色蚀变边，其成因是岩浆锆石发生了变质增生及重结晶作用。总体上，恩二段锆石颜色深浅不一，指示年龄跨度大，锆石类型多样的特点（图4）。

Th/U 比值表明，岩浆锆石其Th/U 较高，一般＞0.4; 变质成因的锆石一般有较低的Th/U（＜0.1）（吴元保等，2004）。恩三段总体上Th/U比值大于0.4（图5），结合上述锆石CL图像特征，主要为岩浆成因锆石。恩二段Th/U比值大部分大于0.4（图5），但也出现一定数量锆石颗粒Th/U比值小于0.4，通过对锆石CL图像观察，有变质成因锆石的混入。

3.1.2 碎屑锆石U-Pb年龄特征

（1）LFA井下恩平组砂岩碎屑锆石年龄分布:LFA井恩三段砂岩为含砾粗砂岩，对颗粒锆石测试69个年龄测点，去除一个铅丢失点，68个测试年龄数据大部分落在一致性曲线上及其附近，数据点谐和度较高（表1、图6a）。其年龄组成主要以中生代为主，共61个数据点记录了113.7±1.2 Ma和151.1±3.0 Ma的早白垩世和晚侏罗世的两组年龄，代表了母岩区主要年龄组成。此外余下7个数据点年龄跨度大，记录了元古宙到古生代的年龄信息，年龄值为2454 Ma、2405 Ma、772 Ma、628 Ma、436 Ma、427 Ma、271 Ma（图6a）。

（2）LFA井上恩平组砂岩碎屑锆石年龄分布:LFA井恩二段砂岩为中砂岩，对颗粒锆石测试54个年龄测点，去除两个铅丢失点，52个测试年龄数据落在一致性曲线上及其附近（表1、图6b）。其年龄组成相比恩三段更为分散，记录了太古宙到中生代的年龄信息。三组年龄簇431.2±9.2 Ma、248.6±6.8 Ma和156.9±5.6 Ma分别记录了加里东、印支和燕山造山事件。此外还记录了2857 Ma、2553 Ma、2534 Ma的太古宙年龄信息，2455~692 Ma的元古宙年龄信息，指示陆缘基底年龄再循环信息（Xu Changhai et al.，2013）。

3.2 砂岩组分及重矿物特征

根据LFA井砂岩岩屑X衍射全岩分析结果，对恩平组石英、钾长石和斜长石组分进行三角图成图，指示上、下恩平组砂岩组分发生较大改变，表现为晚恩平期砂岩石英含量更高的特点（图7）。

续表1

对砂岩岩屑重矿物特征分层段统计发现，根据主要陆缘矿物比重，可以看到恩三段与恩四段重矿物组成类似，指示物源区变化不大; 而到恩二段沉积时期，重矿物组成与早恩平期发生较大转变，表现为锆石比例的进一步提升，表明物源已经发生改变（图3）。ZTR最早用于盆地物源分析中，是指锆石、电气石和金红石占透明碎屑重矿物的百分含量，主要反映物源以及水动力的分选磨蚀作用，比值越大说明越远离物源区（邓凯等，2018; 高志勇等，2021）。应用重矿物特征指数ZTR计算得到恩四段和恩三段ZTR为41.0%~41.5%，而恩二段ZTR为61.7%，恩一段为41.7%，指示从恩三段到恩二段物源体系发生较大的变化。

3.3 常量元素含量变化

陆源碎屑沉积物中元素组成受到源岩类型、源区风化作用、搬运过程中的分选作用而引起的沉积粒度和矿物组成差异等一系列因素的影响，是沉积环境与物源的综合反映（窦衍光等，2012）。通过常量元素图解（图8），可以发现早晚恩平期沉积物主量元素组分发生明显变化，以MgO、Na₂O、Fe₂O₃变化最为明显，上恩平组较下恩平组含量更低。同样指示早、晚恩平期物源体系的转变（图8）。

3.4 恩平期物源区识别

前已述及，锆石具有抗风化、抗磨蚀和抗热蚀变等特征，即使经历多期沉积旋回，依旧保存了源区信息，因此利用沉积岩中的碎屑锆石U-Pb年龄谱可有效进行沉积岩物源示踪（邓凯等，2018）。本文对年龄小于1000 Ma的锆石选取²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄，对年龄大于1000 Ma的锆石选取²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb年龄（Compston et al.，1992）。

新钻井揭示陆丰凹陷洼内凸起基底岩性主要以中生代花岗岩为主，对LFA井地震前积研究认为下恩平组主要为惠陆低凸起供源（图2）。对LFA井上恩平组碎屑锆石年龄分布直方图统计对比发现，恩三段碎屑锆石年龄谱特征与惠陆低凸起源区年龄组成相似，与区域源-汇认识一致; 恩二段碎屑锆石年龄谱出现大量古生代之前的年龄记录，并且锆石磨圆程度较高，年龄谱表现出与华南陆缘褶皱带年龄组成相似的特征，在印支期、加里东期、晋宁期均有较好的对应，指示恩二段沉积期井区接受远源物质输入（图9）。

Th-Sc-Zr/10物源区构造环境判别图中可以看出下恩平组物源构造环境处于大陆岛弧，与珠江口盆地中生代所处的岛弧构造背景一致（Xu Changhai et al.，2016; 李晓龙等，2020），而晚恩平期物源表现为向被动大陆边缘过渡，体现出两期物源的差异（图10a）。Zr/Sc和Th/Sc比值可以反映沉积物的成分变化、分选情况以及重矿物含量等（Mclennan，1993），其比值的正相关关系反映了物源区的成分变化趋势。Th/Sc-Zr/Sc表明下恩平组样品的碎屑组成没有经历再旋回，为近源沉积，而晚恩平期沉积组分表现为沉积旋回程度更高，指示更远的物源搬运（图10b）。这些特征与锆石年龄谱识别结论相吻合，共同指示了上下恩平组物源的转变。

4 恩平组物源转换的地质响应

恩平构造期发育恩平组沉积，顶界面为T70反射层，底界面为T80反射层。该构造期地层沉积期间发生局部岩浆活动，造成基底隆起，使得该时期部分地层直接超覆于基底面之上，而沉积末期又在南海运动作用下被抬升剥蚀，形成破裂不整合界面T70。陆丰13洼恩平期结构格局发生了很大变化，在继承文昌期断陷基础上向外面状扩展，范围较文昌期扩大，但裂陷作用强度较文昌期减弱，整个洼陷成为一个比较统一的结构实体，改变了文昌期洼陷独立分割的局面。

整体地层内部可以划分为恩一段、恩二段、恩三段和恩四段，依次由T71、T72和T73三个地震反射界面所限定。总体上，陆丰南恩平组发育较弱，以陆丰13洼发育为主，最深处可达1400 m，此时沉积中心开始迁移到陆丰北地区。陆丰南各次洼边界断裂活动性开始减弱，断层数量减少，其中陆丰13洼断裂走向近EW，断层组合样式以板式和铲式为主（图11）。

恩平组被T72构造界面又划分为下恩平组和上恩平组。下恩平组是指T72与T80之间的地层，仍继承文昌期洼陷结构，但构造活动减弱，地层厚度表现较为明显的楔状特征，但沉积物供给速率大，填平补齐作用明显。其中陆丰13西断裂活动相对更剧烈，下沉幅度更大，起主控作用，厚度变化较小，洼陷最深厚度约为1000 m，陆丰13洼的沉积中心范围逐渐减小。陆丰凹陷仍表现为断陷作用，沉积沉降中心向陆丰北迁移，凹陷古地貌凸洼明显，盆内物源发育（图12a）。研究井区处于陆丰13东西洼构造转换带位置，井上钻遇地层厚约330 m，表现为以灰色泥岩夹薄-中层细砂岩、粗砂岩的沉积组合，地震剖面上，下恩平组为低角度弱前积反射，前积角21°，该时期西南部的惠陆低凸起不仅作为碎屑物物源，也控制了沉积范围（图2）。结合井上特征及周边井钻探情况，下恩平组沉积时期湖盆处于裂陷II幕（以断为主），洼陷周缘凸起断裂活动且物源效应明显，湖盆沉降速率较快，水体较深，井区发育辫状河三角洲前缘沉积，北部控洼断裂继续活动，沉积中心靠近断裂一侧（图12a）。

上恩平组是T72界面之上，T70界面之下发育的地层，区域控沉积活动断裂数量进一步减少，陆丰南各次洼表现为活动性减弱，沉降均匀稳定，厚度较小（图11、图12b）。陆丰凹陷恩平组沉积晚期（恩一段和恩二段），地形十分平缓，常小于1°~2°，对应于弱裂陷阶段，洼陷逐渐被填平，发育以轴向物源供给形成的大面积浅水三角洲沉积。地震反射以低角度前积、叠瓦状前积及亚平行前积反射为特征，反映了强烈的物源供给和低可容纳空间及浅水条件。恩二段时期，断裂活动明显减弱，此时惠陆低凸起遭受水体完全淹没，整体不再提供物源，而是以水下低隆的形式对研究区沉积空间进行限定，地层开始以低角度楔状及等厚状发育。同时陆丰中低凸起除东部局部高点外，大体为水体淹没，北部隆起物源开始影响陆丰南地区，井区接受了来自北部物源沉积，沉积厚度286 m，表现为以厚层细砂岩夹薄层泥岩、煤层为特征，地震响应表现为平行中振幅—弱振幅连续反射，为浅水三角洲沉积，具有水动力强，砂体冲刷，砂岩厚度大等特征，已钻遇恩平组二段地层的井含砂率较高，大多超过60%。该时期沉降中心基本与洼陷中心一致，表现出一定的拗陷特征，进入断拗转换期（图12b）。恩平组一段沉积期，三角洲平原面积相对减小、前缘面积相对扩大，泥岩夹层增多，砂泥比减小，煤层夹层增多，为远源供给的浅水三角洲沉积充填（图3）。

5 结论

（1）对陆丰13东西洼转换带钻井LFA恩平组碎屑锆石年代学研究表明，恩三段砂岩锆石晶形完整，岩浆振荡环带发育，Th/U值大于0.4，68个测试点中有61个年龄数据主体记录了113.7±1.2 Ma和151.1±3.0 Ma的早白垩世和晚侏罗世的两组年龄，代表母岩主体形成时代; 恩二段砂岩锆石含有一定浑圆状数量的锆石，呈现斑杂状、并发育有增生边，Th/U比值小于0.4，52个有效年龄数据记录了太古宙到中生代的年龄，从2857~94.5Ma，年龄跨度大，形成三组年龄簇431.2±9.2 Ma、248.6±6.8 Ma和156.9±5.6 Ma分别记录了加里东、印支和燕山造山事件，指示源区年龄组分复杂。

（2）下恩平组沉积期，陆丰南地区洼陷以局部物源——凹陷内部的惠陆低凸起及陆丰中低凸起等凸起为主要物源区，LFA井砂岩中碎屑锆石以中生代火成岩成因锆石为主，砂岩碎屑长石含量较高; 上恩平组沉积期，陆丰南地区洼陷开始接受区域物源供源影响，北部隆起外的华南陆缘褶皱造山带碎屑影响到陆丰南洼陷沉积物，LFA井砂岩碎屑锆石除中生代和古生代火成岩成因锆石外，还记录太古宙—元古宙变质成因锆石，砂岩碎屑石英含量较高。沉积源区环境判别同样指示上恩平组沉积物源搬运距离更远，经历多期沉积旋回的特征。

（3）结合钻井LFA物源转变和区域沉积充填特征，提出陆丰南地区T72界面为断-拗转换界面。从下恩平组到上恩平组，区域物源供给影响逐渐增加，局部物源效应减弱。下恩平组沉积期，湖盆继承文昌期裂陷特征，湖盆中心水体较深，沉积体系主要为辫状河三角洲-滨浅湖，地震可识别明显前积，受盆地凸起控制明显。上恩平组沉积期，湖盆处于断-拗过渡期，盆内低凸起四周的断裂活动减弱，惠陆低凸起大部分均淹没于水下，不再提供物源，以区域物源和东沙隆起物源为主，井区为远源供给的浅水三角洲沉积充填。

致谢:两位审稿人和编辑对文章提出了宝贵的修改意见，对论文质量提高起了重要作用，在此一并深表谢意。

参考文献