珠一坳陷是南海北部被动大陆边缘演化背景下发育的伸展盆地,总体经历了裂陷期、裂后拗陷期及构造活化期三大演化阶段,形成了下断上拗、先陆后海的构造-沉积响应特征。受断裂体系发育的影响,盆地结构的时空差异明显,体现了多方向、多期次、多类型的盆地构造的叠加复合效应。明确断裂体系与盆地结构发育演化特征是该地区油气勘探的基础和关键。本论文围绕“断裂体系与盆地结构的时空差异性”这一关键科学问题,以恩平凹陷、西江凹陷番禺4洼、惠州凹陷西部地区等三维工区为重点解剖对象,综合运用地震、钻测井等各类资料,通过对断裂体系的精细刻画,区划断裂类型,对比不同层系断裂体系的发育特征,建立盆地结构模式;运用断层活动速率计算、平衡剖面分析等方法,明确各阶段控盆断裂体系,恢复盆地结构的垂向演化与叠合过程,确立各时期断裂发育的沿承关系;结合区域地质背景分析,探讨断裂发育与盆地演化的成因机制。具体研究成果体现在如下几方面:珠一坳陷发育北东、北东东、北西西和近东西向四组优势方向断裂,可划分为拉张、走滑和走滑-拉张三种类型。现今不同层系的断裂体系展布特征具有明显的差异性,深部层系以北东(北东东)向、近东西向和北西西向断裂为主,整体表现为拉张性质;中部层系北东(北东东向)断裂逐渐消亡,北西西向和近东西向断裂成为主控断裂;浅部层系北西西向和近东西向断裂占主导,北东向断裂较少,整体表现为走滑特征。珠一坳陷盆地结构整体表现为“断-拗”双层结构,断陷层系自西向东盆地构造样式存在明显差异,恩平凹陷为单侧拆离半地堑结构,西江凹陷为双侧滚动半地堑结构,惠州凹陷则为双断复式地堑结构。珠一坳陷新生代演化可以分为三个大的阶段,裂陷期经历了由北东(北东东)向断裂控盆到近东西向、北西西向断裂控盆的转变;裂后拗陷期断裂活动微弱,整体处于构造宁静期;构造活化期表现为先存北西西向、近东西向断裂活化,走滑特征明显。依据各时期断裂发育的沿承关系,可将其划分为消亡型、新生型、继承-改造型和继承型四类。不同凹陷不同演化阶段断裂体系发育的差异性造成了盆地叠合关系的复杂性,恩平凹陷表现为北东向断裂?近东西断裂?北西西向断裂发育的相干型叠合,西江凹陷表现为北东向(北东东向)断裂?北西西向断裂发育的相干型叠合,惠州凹陷则表现为近东西向断裂持续发育的继承型叠合关系。新生代不同阶段动力学背景的差异演化与叠加是造成盆地结构时空差异的根本原因。太平洋板块俯冲速率降低及俯冲后撤,研究区处于北西-南东向的拉张环境,导致了以北东(北东东)向为主控断裂的文昌期裂陷;印支地块旋转挤出及古南海向南俯冲,研究区处于近南北向的拉张环境,导致了以近东西(北西西)向为主控断裂的恩平期裂陷;由于南海地区的岩石圈伸展减薄中心向南迁移至新南海扩张中心,包括珠江口盆地在内的南海北缘块体在珠海期-珠江期处于裂后热沉降阶段;由于印度板块与菲律宾海板块双侧错位挤压导致了新构造运动阶段(韩江期以后)北东东向右旋剪切应力场的形成。