裂谷盆地是全球油气资源的重要赋存场所,其形成与演化受区域构造活动的强烈控制。基底先存断裂在后期构造作用下的再活化是影响新生断裂发育、沉积中心迁移和盆地结构的关键过程,但不同方向先存断裂差异性活化机制及其多期伸展背景下的连接过程长期缺乏系统认识。针对上述问题,太阳成tyc7111cc深层油气全国重点实验室博士生张芷晴、刘华教授、刘寅副教授等以珠江口盆地珠一坳陷恩平17洼为研究对象,综合利用三维地震解释、断裂活动定量分析与砂箱物理模拟,系统揭示了先存断裂再活化及分段连接过程对裂谷盆地形成与演化的控制机制。
研究发现,恩平17洼边界断裂走向沿走向存在显著变化,南段表现为近N–S向(F2),北段转变为ENE向(F1),两段断裂活动差异明显。早始新世伸展期间,NW–SE向区域应力场选择性再活化了基底中的NE向和N–S向先存断裂,促进南北两段断裂快速连接;中始新世应力场顺时针旋转后,新生ENE向断裂逐步发育并主导变形;晚始新世NE向和ENE向断裂的持续活动则推动沉积中心向北迁移。砂箱物理模拟实验在NW–SE伸展条件下再现了上述变形过程(图1),证实先存断裂走向与区域伸展方向的几何匹配关系是控制断裂选择性活化的关键因素。

图1. NW–SE伸展条件下先存断裂选择性活化砂箱物理模拟结果
研究建立了“先存断裂选择性活化—控洼断裂分段-连接—洼陷形成”的裂谷盆地演化模式,表明恩平17洼的形成是多组先存断裂在多期伸展背景下差异活化与逐步连接共同作用的结果。先存断裂再活化不仅控制了边界断裂几何结构与活动性演化,还影响了洼陷结构分异、沉降中心迁移与沉积体系展布(图2),为南海北部裂谷盆地构造继承性研究及深层油气勘探提供了新的理论参考。

图2. 南海北部恩平17洼不同裂陷阶段构造演化模式
研究成果近期发表于国际能源地学领域重要期刊《Petroleum Science》。研究获国家自然科学基金项目(Grant No. 42472192)和山东省泰山学者项目(Grant No. tsqn202312121)资助,三维地震数据由中国海油深圳分公司提供。论文第一作者为张芷晴,共同通讯作者为刘华教授和刘寅副教授,作者团队包括中国海油深圳分公司彭光荣、龙祖烈。
论文信息: Zhang Z.Q., Liu H.*, Peng G.R., Liu Y.*, Long Z.L., 2026. The reactivation of pre-existing faults and their controlling effects on the formation of rift basin: A case from the Enping-17 Sag in the Pearl River Mouth Basin, South China Sea. Petroleum Science, 23(2026): 2348–2366.