南海后扩张期大陆边缘闭合过程及成因机制

南海是西太平洋海域最大的边缘海,然而南海扩张终结后动力学过程研究仍较为薄弱.通过构造变革界面识别、褶皱冲断带沉积记录等方面的系统研究,揭示南海南部和东部陆缘在南海后扩张期的演化历程.研究表明南海南部和东部边缘经历了多个微板块从俯冲到碰撞的演变历程,形成了陆-陆碰撞、弧-陆碰撞、洋-弧俯冲等多个特征迥异的板块边界.南海南部陆缘属于古南海俯冲拖曳构造区,婆罗洲西北沙捞越-曾母地块率先碰撞,随后经历了婆罗洲东北沙巴-南沙地块碰撞、西南巴拉望-卡加延岛弧碰撞.南部多个微板块碰撞导致古南海呈剪刀式从西向东逐渐关闭和消亡,总体形成了以微地块碰撞、深海槽发育和造山带前缘巨厚沉积充填为特色的碰撞陆缘.东部陆缘属于菲律宾海俯冲-碰撞构造区,南海东部洋壳自中新世开始向菲律宾海板块俯冲,弧-陆碰撞仅局限于东部陆缘南北两端.澳洲-印度板块、菲律宾海板块与欧亚板块相互作用控制了南海边缘海闭合过程,南海正在进行的关闭过程主要集中在东缘和南缘,东缘呈现了以南海洋壳消亡为特征的闭合过程,而南缘则呈现以微陆块碰撞为特征的古南海闭合过程.显然,南部后扩张期陆缘演变可为边缘海闭合过程研究提供极佳的范例,同时对我国海洋权益保护和南海大陆边缘动力学研究具有重要意义.      

南海成因及其演化模式探讨

尽管南海已进行深入的调查与研究,提出多种成因模型,包括挤出模型、弧后扩张模型、古南海俯冲拖曳模型等,但因其所处构造位置特殊,周边构造环境经历了复杂的改造,所有成因模式均未能得到广泛的认可。本文从三大板块相互作用入手,结合南海实测数据,提出南海形成的弧后扩张—左旋剪切模型。认为南海是古南海往北俯冲的弧后盆地,菲律宾海板块往北漂移形成的大规模左旋走滑是南海扩张的触发因素。印度—欧亚碰撞产生中南半岛挤出主要影响西南海盆扩张方向,使得扩张轴从近东西向转为北东向。南海及邻区晚中生代以来的演化可以分为以下阶段：1）早白垩世开始澳大利亚板块往北漂移,新特提斯洋往北俯冲消亡,导致弧后扩张,形成古南海;2）晚白垩世末—始新世,古南海往北俯冲,导致弧后拉张形成陆缘裂谷;3）早渐新世,受菲律宾海板块西缘大型左旋走滑影响,在原有裂谷的基础上从东往西海底扩张,形成南海;4）渐新世末,受俯冲后撤的影响,扩张中心往南跃迁,同时受西缘断裂左旋活动的影响,扩张轴从近东西西逐步转为北东向;5）早中新世晚期,南沙地块—北巴拉望地块与卡加延脊碰撞,南海扩张停止。     

南海及其围区中生代岩相古地理和构造演化

以岩相古地理分析和编图为基础,结合构造变动和岩浆活动资料,阐述了南海及其围区中生代构造演化。中生代时研究区位于欧亚大陆的东南缘,受特提斯域和太平洋域交替复合影响。早三叠世时古特提斯洋经过黑水河盆地东延至南海。从中三叠世开始构造岩相古地理演化出现明显的东西分异。晚三叠世时,受印支运动影响华南地块与印支地块拼合,研究区西部抬升,黑水河水道关闭;而研究区东部和东南部却受古太平洋的影响发生海侵,形成“粤东-西北加里曼丹海盆”,该海盆在早侏罗世遭受更大海侵,导致与中特提斯的良好贯通。中侏罗世在中特提斯发生过短暂海侵而形成“滇缅海”。晚侏罗世至早白垩世是中特提斯洋和古太平洋的俯冲鼎盛期,形成绵延数千km的欧亚大陆东南缘俯冲增生带。文中还讨论了中特提斯向南海延伸的通道、中特提斯与古太平洋对南海中生代演化的交替和复合影响以及南海东北部新近发现的晚中生代俯冲带等问题。     

南海围区中生代构造古地理演化

对南海围区中生代岩相、构造以及古地理进行了系统总结与研究,编制了南海围区6 个时期 ( 包括T3--K2 ) 构造古地理简图,阐述了南海围区主要的缝合带形成时间和中生代活动及其对南海围区中生代的古地理的控制与影响。经研究,南海围区盆地类型、中生界地层以及古地理环境受特提斯的闭合以及环太平洋俯冲带的影响控制。虽然南海的存在使F6 系列断裂有了现在的格局,但是古太平洋构造带一直控制着中生代加里曼丹、巴拉望、潮汕凹陷以及台湾等地的盆地的形成。讨论了南海及其围区中生代构造古地理的演化,南海围区地层从早侏罗世到晚侏罗世沉积相显示是由海相到陆相的转变,晚三叠世到晚白垩世每个时期都呈现北陆南海的古地理格局。     

南海西南次海盆两侧陆缘中生代晚期构造接触关系

为探究南海西南次海盆两侧陆缘地块在中生代晚期构造接触关系及其对南海形成演化的影响,利用过南海西南次海盆两侧陆缘采集的地球物理资料以及公开发表的数据资料,对两侧陆缘的地壳结构及前新生界构造变形特征进行了研究.研究结果显示,西南次海盆两侧陆缘的地壳结构及物质组成存在差异,属于性质不同的两个微地块;两侧陆缘前新生代地层在晚中生代经历了来自不同方向的挤压作用,且遭受抬升剥蚀.结合南海及邻区中生代花岗岩分布特征及区域构造背景,进一步推测两侧陆缘地块在晚中生代以俯冲碰撞的方式完成拼贴缝合,该俯冲碰撞带是南海北部俯冲带在南海西南方向的延伸,并且新生代南海的扩张可能与该俯冲碰撞带这个先存的软弱带有关,是南海海盆初始破裂的部位.      

古南海构造属性及其与特提斯和古太平洋构造域的关系

为了进一步理解南海地区前新生代的构造演化过程,明确古南海构造属性及其与特提斯和古太平洋构造域的关系,通过对古南海遗迹（蛇绿岩、蛇绿混杂岩以及俯冲增生带）的研究,结合周围陆区地质及古生物资料,将古南海的演化划分为4个阶段。①古特提斯残留海阶段（T₁-T₂）:古南海是在早-中三叠世的古特提斯残余海基础上发展而来,与古特提斯残余海是一个连续的演化过程。②古太平洋边缘海阶段（T₃）:晚三叠世,由于古特提斯洋的全面关闭,古南海主要受古太平洋的影响。③中特提斯与古太平洋叠加影响阶段（J-K₁）:早侏罗世,古南海开始扩张,并受中特提斯和古太平洋叠加影响;晚侏罗世,南沙地块向华南大陆开始漂移,古南海进一步强烈扩张。④俯冲消亡阶段（K₂末期-E）:晚白垩世,南沙地块开始裂离华南大陆,古南海开始向南俯冲;至始新世,伴随着新南海的扩张,古南海加速消亡于巽他地块之下,并在南海南部地区形成了卢帕尔线蛇绿岩带以及一系列的俯冲增生带。     

南海南部陆缘盆地裂陷-漂移-前陆期构造演化及沉积响应: 以礼乐盆地为例

通过礼乐盆地构造-地层-沉积分析,查明了其构造演化及沉积充填特征,揭示了其与南海扩张事件的成因联系,为南海边缘海演化研究提供了参考。研究结果表明:礼乐盆地新生代构造-沉积演化经历了3个差异显著的阶段,即古新世-早渐新世陆缘裂陷-滨浅海碎屑岩沉积阶段、晚渐新世-早中新世裂离漂移-浅海碳酸盐岩沉积阶段、中中新世以来周缘前陆挠曲沉降-区域差异沉积阶段。古新世-早渐新世,古南海向东南俯冲,华南古陆陆缘因水平引张力作用发生被动裂陷,形成礼乐盆地;此时以滨浅海环境为主,受碎屑物源供给控制,在盆地西北部发育一系列规模相对较大的辫状河三角洲,礼乐盆地东部、南部邻近古南海,仅在孤立隆起边缘发育规模较小的扇三角洲。晚渐新世-早中新世,古南海持续俯冲,新南海扩张,礼乐-巴拉望地块裂离华南古陆,向南漂移,盆地沉降缓慢,断层活动弱;此时以浅海-半深海环境为主,碎屑物源匮乏,盆地北部发育大型碳酸盐岩台地和生物礁,南部总体为半深海环境。中中新世以来,新南海扩张停止,礼乐-巴拉望地块向菲律宾岛弧俯冲碰撞,礼乐盆地进入周缘前陆期,以非对称挠曲沉降为特点,水深增大,断层活动增强;此时以半深海-浅海为主,盆地北部总体以碳酸盐岩台地和生物礁为特色,盆地南部局部发育深水重力流沉积。礼乐盆地构造-沉积演化与古南海俯冲-消亡、新南海扩张-关闭过程密切相关。     

华南古特提斯东延问题的探讨

通过有关古特提斯洋的建造记录和后期构造变位分析 ,认为古特提斯洋东段的位置仍应在现今的青藏—滇西三江往南沿碧土、昌宁—孟连、程逸至马来半岛的文冬—劳勿、加里曼丹 (古晋 )、巴拉望经吕宋—台湾至日本一线 ,现今古特提斯洋古缝合带呈U字形是由于受到印度板块向北推挤、南海扩展以及菲律宾板块向西推挤扭曲改造而成。复原其在白垩纪末至新生代初期的展布方向应是近东西向的 ,现今的华南从桂西经桂东南、粤西、赣中至闽浙 ,也是北特提斯北部裂解大陆边缘 ,当古特提斯洋开始向北俯冲走向关闭时 ,它转化为活动大陆边缘     

南海构造变形分区及成盆过程

为了系统认识新生代南海沉积盆地形成演化过程和成盆机制, 在对南海及其周缘区域构造和沉积研究进展调研的基础上, 利用覆盖南海主要盆地新近采集和重处理的地震剖面开展详细的构造-地层分析.基于盆地结构构造、演化特征和成盆动力学的差异性, 以红河-越东-Lupar线大型走滑构造带为界, 将南海及其周缘沉积盆地划分为古南海俯冲拖拽构造区沉积盆地群和挤出-逃逸构造区沉积盆地群, 前者主要是古南海俯冲及其所引起的区域构造变形形成的盆地, 包括北部湾、琼东南、珠江口、曾母、北康、文莱-沙巴和礼乐等盆地, 后者是印度-欧亚大陆碰撞导致印支地块挤出和旋转形成的盆地, 如莺歌海、湄公、中建南、万安等盆地.最后, 结合周缘板块动力学事件和本次对盆地构造研究的成果, 特别是盆地中重要界面属性的重新厘定, 建立了南海及其周缘沉积盆地演化过程.      

祁连造山带构造演化与新生代变形历史

祁连造山带位于东特提斯北缘,蛇绿混杂岩带、(超)高压变质岩和弧岩浆岩等广泛发育,是前新生代华北克拉通与柴达木古地块之间多期次俯冲、碰撞和造山形成的复合造山带。现今的祁连山是青藏高原北缘高原隆升与扩展的关键构造带,具有复杂的陆内变形构造和深部结构,记录了新生代高原生长过程中不同阶段的构造变形和盆-山演化历史。本文在区域地质研究资料的综合分析基础上,讨论祁连造山带元古宙变质基底属性、新元古代—古生代古海洋演化和中—新生代构造变形特征,探讨祁连(山)造山带的构造演化过程和陆内变形历史。祁连造山带发育新元古代早期和早古生代两期岩浆弧,分别代表了古祁连洋和(南、北)祁连洋的俯冲-碰撞事件;亲华北的基底属性指示了祁连洋实属陆缘海。新生代青藏高原东北缘发育两阶段构造变形和盆-山演化,在中新世完成了由新生代早期以逆冲断裂活动为主向走滑断裂和逆冲断裂共同作用的转变,随着东昆仑山的快速隆起将古近纪大盆地隔开成两个盆地,即现今的柴达木盆地和可可西里盆地。中新世中晚期以来,青藏高原东北缘的构造格局主要受控于东昆仑和海原两个近乎平行的大型转换挤压构造系统的发育、顺时针旋转和侧向生长。大型走滑断裂系统在造山带内的...     

南沙西南海域新生代构造活动特征与盆地演化

南沙海域处于已俯冲消亡的古南海和海底扩张形成的新南海洋盆之间, 其研究对于了解中生代末期以来南海北部陆缘张裂、新南海海底扩张和古南海向南俯冲消亡等构造过程具有重要意义.通过利用平衡剖面反演对该区新生代以来的构造活动和盆地演化进行研究.结果发现, 该区新生代以来的构造活动具有显著的分区性特征, 表现为以区内深大断裂为界, 所分隔的3个块体其构造活动的主导因素和活动阶段性存在差异.南沙块体构造活动的主导因素为NW向应力, 构造活动以中—晚中新世为界前张后压, 具有明显的阶段性; 万安盆地构造活动受万安断裂控制, 构造活动阶段性不明显; 曾母块体构造活动特征与南沙块体类似, 具有明显的阶段性, 但具体表现不同.在此基础上, 将该区主要盆地的演化划分为4个阶段, 即裂陷阶段、同沉积阶段、挤压阶段和区域沉降阶段.其表现又因盆地成因类型而有所不同: 北康盆地裂陷和挤压阶段突出, 沉降阶段缺失; 南薇西盆地裂陷阶段南弱北强; 万安盆地缺少挤压阶段; 曾母盆地则4个阶段均非常明显.      

南海西缘结合带的贯通性

为了探讨南海西缘结合带的构造贯通性, 在系统分析其地质-地球物理资料的基础上, 剖析了该带的分段性和深-浅部构造几何学特征, 对该带的哀牢山-红河-越东-万纳-卢帕尔各段进行了全面的构造几何学及构造运动学上的对比分析, 提出该带是一条相互贯通的走滑断裂系统, 其各部分在构造几何学上符合走滑构造的基本构架, 构造运动学上具有同时性, 浅部各段具有共同相连的深部的"根", 表现出明显的时空上的贯通性与构造上的一致性.      

深海钻探与南海

本文从南海北部陆缘，南部陆缘和南海中央海盆的地质构造与地球物理主要特下及尚未解决的重要地质问题来阐述在南海进行深海钻探的意义。南海北部陆缘是离散型大陆边缘，在陆壳与洋壳之间的磁静区是两者的过渡区。对它的研究直接关系到南海的形成演化与沉积盆地的成因，深海钻探需要解决的主要问题是了解磁静区基底下的物质是减薄的过渡壳还是古洋壳。地海南部南缘与北部陆缘不同，是聚敛型大陆边缘，它的构造与地球物理场特征与北部     

Tectonics and sedimentation of SW Sarawak basin,Malaysia, NW Borneo

Structurally SW Sarawak basin is a southward sloping basement characterized by passive margin tectonic that has undergone through varioius tectonic phases viz., Triassic extension, Cretaceous transpression and Oligo-Miocene compression. Rock types and sedimentation of deeper basin zone situated between Schwaner mountains block to the south and SW Sarawak basin to the north suggest progressive marine sedimentation. E-W trending Cretaceous carbonate platform (CCP) occurs in the SW Sarawak basin signify a shelf zone where shallow marine sedimentation progressed during Cretaceous transpression. Oligo-Miocene volcanics from subduction melts intercepted basin profusely forming northwest-southeast trending continental arc zone derived from partial melting of subducting slab underneath SW Sarawak basin. Back-arc extension prevailed during Oligo-Miocene and formed several extensional features. Oligo-Miocene subduction also resulted in closure and exhumation of Sri Aman marginal sea-basin to the east. SW Sarawak basin is further divided in two sub-basins viz., Senibong to the west and Kuching to the east separated by a northeast trending morphotectonic ridge that signify structural element formed due to shearing. Marine sedimentation progressed in these sub-basins mainly during Triassic–Jurassic while tidal and fluviatile sedimentation progressed during early to mid-Tertiary having total thickness of sediments about 9 km. Basin closure and exhumation is marked mainly by the formation of Cretaceous carbonate build-up that has been intruded and dissected by the Oligo-Miocene volcanics. Senibong and Kuching sub-basins are characterized by wide range of transpressive features, while, Sri Aman marginal sea-basin is characterized by oceanic assemblages, ophiolite, serpentinite and pillow basalt.     

内蒙古莫力达瓦旗哈达阳构造混杂岩地质特征及发现的意义

哈达阳构造混杂岩出露于嫩江黑河构造带之中.根据区域地质背景及构造混杂岩中岩块地质及地球化学特征,划分了基质、原地岩块及异地岩块3部分.基质主要为绿帘黑云绿泥构造片岩.原地岩块主要有绿帘黑云绿泥构造片岩及可能来自海沟外缘缓坡的砾岩.异地岩块主要有角闪石岩、混染闪长岩及变酸性火山岩.角闪石岩及混染闪长岩岩石地球化学特征表明,其形成于与消减作用相关的边缘海扩张环境,而变酸性火山岩具有岛弧钙碱性火山岩特征.上述特征说明,哈达阳构造混杂岩与板块俯冲消减-碰撞作用相关.沿红山梁、哈达阳直达依克特一带出露的古生代地层彼此之间均为断块接触,认为在该沿线存在一条早石炭世末的构造混杂岩带.哈达阳构造混杂岩的发现为正确认识嫩江黑河构造带性质,正确分析构造带结构都具有重要意义.     

南沙海区及其周缘中-新生代岩浆活动及构造意义

通过对南沙海区及其周缘地区中-新生代以来4个主要地质时期即燕山期、喜山早期、喜山晚期一幕和二幕各种类型岩浆岩的发育特征(包括时空分布、地球化学及构造环境)的综合分析,重构了研究区中-新生代岩浆活动的演化历程:燕山期(侏罗纪到白垩纪)在南沙西面和西南面陆区以中酸性岩浆活动为主,代表中生代东亚陆缘火山岩带的南段。同时在南沙与加里曼丹之间广泛发育的是基性-超基性岩,是在俯冲过程中折返到浅部的古南海洋壳碎片。喜山早期(古新世至始新世)岩浆活动微弱。喜山晚期一幕(晚渐新世至中中新世)在加里曼丹—卡加延一带岩浆活动相对重新活跃,西段主要有英安岩、花岗闪长岩、安山岩、闪长岩等,东段主要为玄武安山岩,但规模较小,似乎不足以构成与古南海俯冲伴生的火山岩带。喜山晚期二幕(晚中新世至第四纪)岩浆活动出现高峰,为大规模的中基性火山喷发,与燕山期及喜山早期截然不同,在中南半岛南部和加里曼丹岛中-北部尤为广泛,可能是该区出现上涌的地幔热团的指示。     

Paleozoic sedimentary processes and magmatism in Zamenwude area,Mongolia, and their implications for tectonic evolution of the Xingmeng orogenic beltSCIEI北大核心CSCD

兴蒙造山带属于中亚造山带的东段,关于其演化过程存在两种主要观点:一种观点认为它是由古亚洲洋经历整个古生代的连续俯冲-碰撞过程后在早三叠世形成;另一种观点则认为古亚洲洋在晚泥盆世之前就通过俯冲-碰撞过程闭合,形成早-中古生代造山带,随后在石炭-二叠纪又经历了从陆内伸展到再次闭合的过程,并形成陆内造山带。蒙古国东南部扎门乌德地区出露各类古生代沉积岩和岩浆岩,可以为解决上述争议提供典型研究实例。本文通过沉积学、年代学和地球化学等多种手段综合研究,取得以下研究成果:(1)根据年代学和岩性特征,在该地区识别出三类古生代岩石组合,第一类是以黑云母二长花岗岩为代表的中志留世侵入岩,第二类是中泥盆世大套的粗碎屑岩-火山岩沉积旋回,第三类是不整合地沉积于早期造山带之上的二叠纪巨厚火山-沉积岩系。这三类岩石组合分别属于俯冲阶段的大陆边缘岛弧带岩浆岩、碰撞造山后期的上叠盆地以及叠加在早期造山带岩石圈之上的晚古生代陆内伸展时期的裂谷盆地的沉积。(2)利用研究区所有古生代碎屑锆石和岩浆岩全岩资料,揭示了该地区古生代时期地壳厚度变化趋势如下:500~425Ma的俯冲-碰撞过程造成地壳加厚;425~375Ma的碰撞造山后伸展过程使地壳变薄;375~350Ma地壳再次加厚,可能与造山带物质堆叠有关;350~275Ma地壳再次减薄,对应于广泛而强烈的晚石炭世-早二叠世火山岩,证明此时期岩浆活动的构造背景是区域伸展而不是挤压作用。(3)根据研究区出现的三类岩石组合特点,结合研究区以南的艾力格庙地区已有的研究成果,可以划分出五个早-中古生代造山带构造单元和两个叠加其上的晚古生代陆内造山带构造单元,揭示蒙古国扎门乌德地区经历了早-中古生代加积造山带和晚古生代陆内造山带等两个构造演化过程。本文研究为认识兴蒙造山带的两阶段构造发展提供了新资料。     

Variations on Petroleum Geology among Major Basins and Their Formative Mechanisms,Central and Southern South China Sea

The South China Sea (SCS), one of the largest marginal seas in West Pacific, has experienced two marginal sea tectonic cycles, the pro‐SCS and Neo‐SCS, forming a tectonic trend of “compression in the south, extension in the north, subduction in the east and strike in the west”, with various kinds of sedimentary basins developed. The Central and Southern South China Sea (CSSCS) mainly has Zengmu, Brunei‐Sabah, Wanan, Zhongjiannan, Nanwei, Beikang, Reed, Palawan and Nansha Trough basins (Fig. 1). Since the exploration in the early 20th century, hundreds of oil and gas fields have been discovered in the CSSCS, making it one of giant oil and gas provinces in the world. However, the oil and gas potential of the CSSCS varied a lot, even among adjacent basins. Oil and gas resources in the southern Zengmu and Brunei‐Sabah basins are huge in scale, with recoverable reserves of nearly 5.3 billion tons of oil equivalent, which is ten times of that the Wanan basin in the west. The oil and gas discoveries in the Beikang basin on the Nansha block are only one three‐hundredth of Zengmu basin. No commercial discoveries have been made in the Reed and Nanwei basins. Although several studies have focused on the petroleum geology of separate basins, no systematical comparison has been made among various basins to reveal their differences and gain an overall perspective, largely due to limited datasets. The present study aims to investigate these aspects, using 90,000‐km 2D seismic profiles, 34 well logs, three cores, 36 outcrops, as well as paleontology, gravity and magnetic data.     

Relationship between Formation of Zhongyebei Basin and Spreading of Southwest Subbasin, South China Sea

The Zhongyebei (中业北) basin (ZYBB) is an NE-striking,narrow and small sedimentary basin superimposing the southern 1/2 segment of the proposed spreading axes of the SW subbasin of the South China Sea (SCS).More than 4 500 m strata were identified in the Zhongyebei basin,including the Paleogene lower structure layer and the Neogene upper structure layer.The SW subbasin of the South China Sea has been regarded as an oceanic basin opened by seafloor spreading,as evidenced by the fiat and deep (＞ 4 000 m mostly) seafloor with linear magnetic anomalies,and by the shallow Moho depth of ＜ 12 km as estimated from gravity modeling.The classic model of seafloor spreading predicts that sediments on the oceanic crust are younger and thinner towards the spreading axes.But in the southwestern segment of the SW subbasin,contradictions appear.Firstly,the thick sedimentation in the ZYBB is along the proposed spreading axes.Secondly,the sediments are thinner (500-1 500 m) and younger away from the proposed spreading axes.Thirdly,geological elements of the two sides of spreading axes develop asymmetrically in the southwestern SW subbasin.Two models,the early opening model and the limited modeling model,are suggested for resolving this paradox.The former suggests that the opening of the SW subbasin was in Late Eocene and earlier than the oldest sediment in the ZYBB.The latter proposes that the opening of the SW subbasin was limited to its northeastern portion,and did not extend to the southwest portion.The ZYBB is a rift basin survived from the spreading but subjected to severe syn-spreading magmatic disturbance.The SW subbasin and the ZYBB of the SCS provide a unique opportunity for studying the structural evolution and dynamic mechanism at the tip of a propagating seafloor spreading.Both models have unresolved questions,and further studies are needed.