导语:三水盆地位于南海北部陆域,在华南大陆诸盆地中距离南海最近。盆地内发育基本完整的白垩系和古新统-中始新统沉积,层序清晰,化石丰富,是南海北部陆域唯一集新生代沉积地层与火山喷发记录于一地的中型盆地,由于沉积序列可以反映区域构造演化历史,火山记录更加是区域构造属性的优质探测器,两者的合成对于盆地及其周边地区地质过程的认识可以发挥关键的指导作用。

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三水盆地的发育基本终结于中始新世,盆地构造较为独特,存在断裂

1、概述

根据最新研究结果,三水盆地在中生代和新生代分属两种面貌特征差异很大、构造性质迥然有别的发育阶段。大约从晚白垩世末期(大塱山组上部)或古新世初期(莘庄村组底部)开始,盆地结束了安第斯型活动陆缘背景下诸多分隔的小型挤压性山间盆地的发育史,揭开统一的中型拉张性盆地的发展序幕

这一序幕实际上也是渐新世南海扩张前区域伸展拉张及陆缘破裂活动的强烈信号,可能成为连接陆域构造-岩浆-沉积记录和南海海底扩张的纽带。然而,当研究者关注这一纽带时,一个显而易见的事实是,三水盆地的发育基本终结于中始新世,而南海海盆的扩张发轫于早渐新世,它们之间不仅存在一个大约10m.y.的间隔

而且意味着本来与南海地区处于同一裂解体系下的三水地区在此时段完全脱离了这一体系。在三水盆地最后闭合阶段的基本特征和演化特点,对于区域地质过程的分析和解读具有重要意义。三水盆地是在南海北部陆缘发育的中新生代陆相沉积盆地。该盆地位于广东省中部地区,面积约为3300平方千米。

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往北到清远市,往南到南海九江,往西到高要市广利,往东到广州黄埔港,是一个形状大致呈菱形分布的白垩纪-古近纪盆地。三水盆地从白垩纪到古近纪的沉积地层发育良好,地层厚度可达6000余米,层序清楚、化石丰富、气候和火山活动研究较为详细,因此对三水盆地最后充填阶段和沉积最后发育趋势的研究可以提供良好的条件。

2、盆地构造特征

三水盆地是位于南海北部陆缘中生代串珠状盆地群中的一个近似菱形的盆地,盆地主要发育四个主要断裂,挟持于NE向的吴川-四会断裂带、恩平-新丰断裂带之间,在盆地东北部及西南部边界发育较晚的NW向的三州-西樵山断裂、西江断裂带控制。

三水盆地中生代和新生代发育的地貌特征有很大的差异,盆地前后受到的构造也有很大的不同,中生代时期盆地表现为安第斯型活动陆缘背景下诸多分隔的小型挤压性山间盆地,沉积区呈现网格状分布在盆地中,沉积物表现为不同地区的沉积物分属不同的沉积物源区,盆地发育到白垩纪末或古新世初期时盆地沉积面貌发生了改变

网状的山间盆地开始连通,盆地表现为统一的中型拉张性盆地特征,莘庄村组开始盆地内湖盆开始连通,心组时盆地湖盆发育到达顶峰,从宝月组开始盆地开始萎缩,到华涌组盆地闭合,不再发育,其上并无发现其他沉积层

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依据区域地球物理资料,三水盆地的基底可以划分为9个二级构造单元,自西南向东北分别为盐步-石湾凹陷、平洲斜坡、大沥-官山凸起、白坭斜坡、河口凸起、官窖圩斜坡、三江-丹灶凹陷、大坑凹陷及石角凹陷

3、盆地地层系统

三水盆地的地层划分从60年代就已经有了初步的框架,随着对三水盆地进一步的研究,盆地地层的划分依据不同,地层的划分也有所不同。根据地层中介形类等化石组合,在最新的2013年编制的1:10000三水盆地地质图中,古新统包括莘庄村组、心组和宝月组,而最上部的华涌组归为下始新统

将沉积盖层,从白垩系到古近系从下到上分为下白垩统百足山组和白鹤洞组、上白垩统三水组和大塱山组、古新统莘庄村组、古新统-始新统心组、始新统宝月组及华涌组。盆地发育初期(中生代),盆地接受沉积的区域狭小,百足山组和白鹤洞组仅在很小区域有沉积的发现,随着盆地的

盆地沉积发育进入三水组和大塱山组沉积地层期,盆地面积扩大,不再是初期狭小沉积面貌,盆地内沉积发育表现为沉积中心持东西对峙,且盆地沉积区各自为营,不同的沉积区沉积表现均有所不同,表明三水盆地在中生代时期,表现为小型的挤压性山间盆地,沉积区分布呈网格状,且在盆地中部缺失中生代盆地沉积。

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盆地地层发育至莘庄村组(新生代),盆地东西对峙的情况发生改变,盆地沉积区域连通,新生代沉积的发育可在中生代沉积缺失的中部地区发现,湖盆面积相比中生代有所扩大,盆地沉积区开始接受盆地各地的沉积,盆地性质为统一的中型拉张盆地,湖水深度变深,心组为湖泊发育的巅峰时期,心组为油气发育的主要层位,沉积主要表现为还原色的黑灰色,沉积粒度较细,指示了当时水体很深的沉积环境。

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深入了解不同分组的地质,地层的厚薄度会有所差异,岩石性质不同

1、百足山组

盆地发育的最古老的地层,不整合接触于燕山期的花岗岩层位之上,地层上部覆盖为白鹤洞组,厚度大约1400米,地层下部主要为含砾砂岩、石英砂岩和石英砾岩,普遍含凝灰质、夹沉凝灰岩和页岩;中部主要为含凝灰质砾岩、砂砾岩和中-粗砂岩,上部岩互层夹沉凝灰岩,下部夹页岩;上部主要为页岩和砂质页岩夹细砂岩。冲积扇和冲积平原为主要沉积体系

2、白鹤洞组

整合接触于百足山组之上,地层上部覆盖为三水组,厚度大约1000米,地层粒度从下到上逐渐变粗,地层下部主要为砾岩、砂砾岩、砂岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩;中部主要为细砂岩、粉砂岩和粉砂岩夹灰质泥岩,含石膏团块;上部主要为粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层。浅湖、滨湖和辫状河为主要沉积体系,且此时期湖侵范围变大。

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3、三水组

平行不整合或角度不整合接触于白鹤洞组之上,地层上部覆盖为大塱山组,厚度大约600米,在盆地西北部比较发育,岩石组分为含砾砂岩、中-粗砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和泥岩等,可见砂泥岩互层和明显的砾石层,且岩石中含恐龙蛋化石,在盆地西北部的砾石成分主要为灰岩,盆地东部的砾石成分主要为花岗岩。半深湖、浅湖、滨湖和扇三角洲为主要沉积体系,且盆地沉积范围增大

4、大塱山组

整合接触于三水组之上,地层上部覆盖为大塱山组,厚度大约500米,岩石颜色以紫色、红棕色和棕色为主,岩石组成主要为含砾粗砂岩、中-粗砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩等,岩石粒度表现为下粗上细,且含有丰富的化石。半深湖、浅湖、滨湖和三角洲为主要沉积体系

5、莘庄村组

整合或不整合接触于大塱山组之上,地层上部覆盖为心组,厚度大约300米,岩石颜色为棕色浅棕色、灰色浅灰色,莘庄村组存在石膏层。的岩石粒度变现为下粗上细,下部主要为砂砾岩和含砾粉砂岩,上部为粉砂岩夹泥岩和泥岩,且为石膏存在的主要部位。盆地早期沉积体系为扇三角洲、浅湖、冲积平原和沼泽,后期沉积体系主要为半深湖、浅湖和冲积平原,且湖侵范围变大。

6、心组

整合接触于莘庄村组之上,地层上部覆盖为宝月组,厚度大约600米,为盆地主要的含油层,整组粒度,以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主,且含油页岩,岩石颜色以灰色、灰黑色。深湖、半深湖、浅湖和滨湖为主要沉积体系,水体深度加深,湖侵范围增大

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7、宝月组

整合接触于心组之上,地层上部覆盖为华涌组,厚度大约800米,岩石下部组成为泥岩夹粉砂质泥岩,中部为粉砂岩和中-细粒砂岩,且含有泥岩,上部为粉-细粒砂岩、砂砾岩和含砾砂岩,岩石粒度表现为下细上粗的趋势,与心组相比,沉积范围有所缩小,水体深度变浅,沉积体系从半深湖、浅湖相、滨湖相沉积向滨浅湖相、冲积平原相、冲积扇转变,表示此阶段的盆地开始萎缩

8、华涌组

整合接触或喷发不接触于宝月组之上,可能遭受剥蚀,地层上部覆盖为第四系的沉积物,厚度约1000米,该组沉积和火山活动都比较发育,火山岩主要以粗面质火山岩为主,也含有凝灰岩、流纹岩和玄武岩,沉积岩为砂岩、泥岩和砂砾岩,层位中可见砾石层。沉积体系主要为浅湖、冲积平原和扇三角洲相,且湖盆范围缩减明显,沉积区域限于盆地中部地区。

结语:盆地进入宝月组开始呈现缩减的趋势,湖盆水体规模开始减小,沉积特征不再表现为深水环境,开始发育其它沉积相,沉积物粒度较心组粗,沉积范围减小;华涌组主要发育在盆地的中部地区,面积减小明显,发育强烈的火山活动,是已知的盆地最上部地层,对于盆地最后发育时期的研究有重要意义。