涠西南凹陷位于北部湾盆地北部坳陷带,古近系裂陷期经历了2期规模较大的裂陷幕,主干断裂及其所控制的沉降中心发生跃迁(由一号断层及其下降盘向二号断层及其下降盘跃迁),垂向上呈现双层构造特征,分别由2套断裂系统即早期(T83-T90)基底卷入型正断层系统和晚期(T60-T83)盖层滑脱型正断层系统所控制。为明确涠西南凹陷双层构造成因演化机制及其对层序、沉积体系展布的控制,本次研究综合利用区域地质、地球物理资料,以主干断层(一号断层和二号断层)的时空演化特征为切入点,对上、下构造层的地层充填及盆地演化进行精细解剖。结果表明,一号断层演化符合“孤立联接演化模式”,即最初由5个孤立的分段断层组成(流三段),后经历了相互作用与联接阶段(流二下段)、断层贯通阶段(流二上段)和衰亡阶段共四个演化阶段,一号断层的发育控制了下构造层沉降中心的展布及湖盆的扩张。二号断层的演化符合“长度恒定演化模式”,即最初由多条右阶排列的雁列分支断层构成,各分支断层在较短时期内(流一段)达到既有长度,在此后的位移过程(涠洲组)中,长度保持相对稳定,分支断层在平面上始终保持着软联接,在此作用下,其下降盘发育一系列“离散型”沉降中心,二号断层的发育控制了上构造层的演化,沉积-沉降中心向其下降盘迁移,由于整体沉降速率较低,上构造层主要以滨浅湖沉积为主。双层构造形成于区域拉张应力发生顺时针旋转的背景。始新世(～40Ma以前),在近北西-南东向的拉张应力作用下,具控凹作用的一号断层开始发育,下构造层经历快速拉张阶段,湖盆经历了由扩张到鼎盛的过程;中始新世末,印度与西藏陆-陆硬碰撞,印支地块挤出,区域应力顺时针旋转,上构造层进入张扭构造阶段,二号断层及其他盖层断层开始活动,控制了上构造层的地层充填演化。以双层构造演化背景为约束,揭示了涠西南凹陷古近系层序结构、物源及沉积体系展布在上、下构造层的差异性发育特征。涠西南凹陷古近系各三级层序由T-R旋回(水进-水退旋回)构成,T-R旋回结构特征主要表现为对称型和非对称型,总体上,非对称型T-R层序主要发育于下构造层(SQ1～SQ3),对称型则主要发育于上构造层(SQ4～SQ7),与构造演化阶段有着良好的对应关系。下构造层(二级层序)内最显著特征为半深湖相和深湖相极为发育,在层序发育的底部和顶期砂体发育,而上构造层内则主要以浅水沉积为主,垂向序列上以砂泥互层为特征。通过对不同演化阶段断层相关构造,包括断坡带、多级断阶带、断层转换带以及横向背斜的识别,揭示其对层序构成样式的控制作用,本次研究共识别出五种层序构成样式,包括断控陡坡控制型、横向背斜控制型、转换带控制型、多级断阶控制型,发育于南缓坡带和挠曲坡折控制型。双层构造演化过程中,上下构造层的物源和沉积体系展布呈现较大差异。按物源方向和沉积体系展布方向,下构造层以倾向沉积体系为主,即物源主要来自陡坡带和缓坡带,沉积展布方向近于南北向;上构造层发育时期,物源方向发生了显著变化,轴向和近轴向物源(如西北物源)开始大规模发育,盆地东部西部的曲流河三角洲分别从两侧向湖盆中央大面积推进,形成大型轴向沉积体系。最后,结合构造演化特征,对涠西南凹陷陡坡带扇体、轴向沉积体系和B洼湖底扇进行精细刻画,揭示有利砂体展布规律。大规模的陡坡带扇体发育于SQ4早中期,沿断层走向具有明显分区性:陡坡西段扇体规模较大,呈不对称朵状,以粗粒的扇三角洲沉积为特征;陡坡中段发育带狭长水道的小型扇体,以发育悬移质为主的浊流沉积为特征;陡坡东段发育一系列小型沟谷水道及对应的对称状扇体。一号断层活动性引起的相关构造(如横向背斜、转换带等)以及古地貌的差异是陡坡扇体差异性发育的主控因素。轴向沉积体系主要发育于上构造层,以SQ4晚期为例,基于地震反射终止关系和滨线迁移趋势特征,SQ4晚期西部轴向三角洲沉积体系可以被划分为6期加积与进积两种不同类型的准层序组(朵体)。加积型准层序组以发育S型前积为特征,滨线迁移轨迹为上升型;进积型准层序组以发育斜交型前积为特征,前积角度高滨线迁移轨迹为平缓型。两种类型准层序组相互叠置,交替出现,在横向上和垂向上对涠西南凹陷进行充填。轴向三角洲沉积的发育过程中相对湖平面经历了多次“上升-稳定”的阶段性变化,沿二号断裂带的差异沉降效应是导致这种阶段性变化的主因。上构造层B洼湖底扇较为发育,其物源主要来自西部轴向三角洲和西北物源三角洲体系,其中西北三角洲受二号断层转换带控制,沉积物进入B洼形成较大规模富砂质湖底扇。