跳出南海看南海——新特提斯洋闭合与南海的形成演化

本文总结了笔者参与基金委重大研究计划"南海深海过程演变"的研究成果。我们发现南海和青藏高原都是新特提斯洋闭合的产物,而非前人所说的南海是由青藏高原碰撞导致的中南半岛逃逸所形成。与青藏高原碰撞隆升机制不同,南海是新特提斯闭合后期弧后拉张的结果。新特提斯洋位于北边的欧亚大陆与南面的非洲、印度和澳大利亚板块之间,呈东宽西窄的喇叭型。在西部,新特提斯洋向北的俯冲可能在侏罗纪就开始了,局部形成了弧后盆。约130Ma前,由于凯尔盖朗等大火成岩省的喷发,新特提斯洋脊也开始向北漂移。由于新特提斯洋东部宽度较大,弧后拉张明显,形成了古南海。新特提斯洋闭合过程中一个重大事件是洋脊俯冲:从菲律宾经福建及两广到青藏高原,均有100Ma左右的埃达克岩产出,是洋脊俯冲的产物。其中,菲律宾、福建、广东埃达克岩形成了斑岩铜金矿床;而在青藏高原,埃达克岩虽有矿化,但没有形成大规模的斑岩铜金矿床。同时期,华南出现了一次短暂的大规模挤压事件,与洋脊俯冲契合。这次挤压事件可能导致了古南海闭合的开始。与此同时,青藏高原冈底斯出现高温岩石——埃达克质紫苏花岗岩;其北面有～110Ma短时间内发生的大规模花岗岩事件。考虑到板块重建的结果,这些埃达克岩和华南短时间挤压事件的时空分布显示新特提斯洋脊在约100～110Ma,近似平行于俯冲带俯冲到了欧亚大陆之下;其前片下沉,扰动软流圈,形成大规模岩浆活动;后片则缓慢后撤,于～80Ma形成了A-型花岗岩。这些A-型花岗岩多属于A2型,受到了还原性板块俯冲的影响而普遍含锡,形成了全球60%的锡矿。俯冲板片的后撤,导致了拉张,可以合理解释南海北缘的"神狐运动"。随着俯冲板片后撤,俯冲角度加大,形成新的弧后拉张,于～33Ma出现洋壳,形成了南海。青藏高原碰撞引起的物质向东、南、北等各方向逃逸,对东亚大陆的构造格局也产生了重要的影响,但是并非南海拉张的主要控制因素。到～23Ma时,东经九十度海岭的俯冲阻挡了青藏高原下方地幔物质向东南方向逃逸,改变了东亚构造格局。同时,由于该海岭俯冲产生的向北东方向的挤压,造成印支半岛向西南挠曲,导致南海洋脊产生向南的跃迁。     

南海石油开发两难

除政治上的顾虑外，商业上的高风险，可能是中国石油公司迟迟未进军南海腹地的更重要原因。     

南海资源知多少？

南海是世界“四大海底储油区之一”。据估计,这里的石油天然气地质储量超过200亿吨油当量;这里还有丰富的矿物资源,含有锰、铁、铜、钴等35种金属和稀有金属锰结核;盛产各种海产品,有海洋生物2850多种,正因如此,南海也成为周边各国关注的热点。     

南海全球变化研究进展

本文以文献资料和作者的工作成果,简略回顾了近年来南海海域全球变化研究的若干重要进展,其中包括:南海深海区已经初步建立了约33Ma以来的年代地层学框架,查明了一系列长时间尺度的环境变化阶段、轨道演化周期及其转型(如"中更新世革命")、突发环境事件(如大火、火山、玻璃陨石事件)和短时间尺度的非轨道事件(如"新仙女木事件"、H事件和D/O事件)以及高分辨率环境演化记录。文中还指出需要加大南海的研究力度,以利于查明全球变化中的海-陆-气相互作用及其动力学机制。      

南海北部的内波

南海北部陆架陆坡海域是国际公认的优良的天然内波实验场。对该海域普遍存在的内波现象 ,美国从 2 0世纪 70年代就开始进行遥感观测 ,欧空局的卫星也多次进行遥感观测。 2 0世纪八九十年代国内外的石油公司在开发南海北部的石油资源时 ,不仅现场观测了内波 ,而且体会了内波对其设备和操作过程的影响。很多海上观测清楚地表明 :南海北部陆架陆坡海域的非随机内波不仅以孤立波的形式 ,还以内潮波的形式 (目前尚不能用遥感手段对内潮波进行观测 )存在。如 1999年 4月在东沙群岛附近海域的观测显示 (梁文德等 ,1999) :小潮期间混合层以下温度随…     

南海油气地质特征

本文根据近年来有关资料和研究成果,首先介绍南海的油气勘探现状和区域地质情况,然后简要叙述南海几个重要的含油气盆地——珠江口、北部湾和莺歌海盆地的油气地质特征。     

东南沿海及南海新生代火山作用与南海的形成演化

中国东南沿海地区和南海海域新生代火山岩系列、类型和SrNd同位素特征十分相似,具有板内玄武岩的特征。根据南海扩张时代,将新生代的火山岩划分为扩张期前、扩张期和扩张期后3大阶段,并利用原生岩浆推导了软流圈岩石圈的一些深部作用特征。扩张期前（接近扩张期）和扩张期软流圈顶部埋深较浅。从扩张期前（接近扩张期）到扩张期软流圈顶部埋深变浅,隙间熔浆增加,原生岩浆的演化具有前进式裂谷火山作用的演化序列,岩石圈扩张速率变大。从扩张期到扩张期后（直至第四纪）,软流圈顶部埋深逐渐变深,隙间熔浆减少,原生岩浆的演化表现出后退式裂谷火山作用的序列,岩石圈扩张速率逐渐变慢。新生代火山作用显示出的深部作用特征与南海的扩张和闭合一致,这为我们提供了南海形成和演化的深部作用证据。     

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     

南海成因研究现状

南海作为西太平洋边缘海中最大的海盆，其成因与欧亚板块、太平洋板块和印度-澳大利亚板块密切相关，而且也是世界上重要的油气产区，成为国内外地质学家长期研究的热点地区之一。本文在前人研究的基础上对南海成因模式进行概括和总结，在此基础上讨论了南海成因模式存在的问题以及今后应重点研究的方面。     

南海深水碳酸盐沉积作用

本文根据南海中部121个深水表层沉积物(水深280-4420m)的碳酸盐生物组分特征,划分了四个碳酸生物组合区,讨论了深水碳酸盐的沉积作用特征.认为在南海存在着三个重要深度界面:即位于水深约2000m的碳酸盐饱和深度、约2900m的碳酸盐溶跃面深度和约3500m的碳酸盐补偿深度.这三个深度界面控制了南海深水碳酸盐的溶解和保存模式,它们的深度特征反映了边缘海海域高生产力的性质.文中最后还讨论了晚更新以来的沉积物碳酸盐溶解旋回.     

南海中尺度涡研究进展

近20年以来,南海环流及中尺度涡的研究得到了国内外海洋学家相当的重视,取得了许多研究成果。随着高度计资料的广泛应用以及涡分辨率数值模式的发展,南海中尺度涡的研究越趋活跃。简要介绍南海大尺度环流的主要工作,并着重分析南海多涡结构观测以及形成机理研究方面的主要进展。     

南海天然气水合物研究进展

自1999年起,我国陆续开展南海天然气水合物调查及勘探研究工作。2007年5月在南海神狐海域成功钻获天然气水合物实物样品,标志着天然气水合物找矿工作的重大突破,显示出南海丰富的天然气水合物资源前景。本文综述了南海天然气水合物发育的有利地质条件,赋存的地质、地球物理和地球化学证据,水合物分布和发育特征及成藏模式,指出目前研究工作中还存在的一些问题:勘探实践获得的天然气水合物地球物理和地球化学响应与实际存在水合物并非一一对应;大多数研究只针对水合物形成的某一方面的条件开展(如气源、流体运移体系等);同时,水合物稳定带和水合物资源量估算均较为粗略。因此,明确天然气水合物地质、地球物理和地球化学响应机理、开展水合物成藏系统和成藏动力学研究以及更加精确且符合实际的估算水合物资源量将会是今后南海天然气水合物研究的重点。     

南海卫星重力研究

用卫星雷达测高确定海面高度可以容易地转换成重力异常。南海应用密轨道的GEOSAT/GM和ERS-1卫星测高数据获得了高分辨率的重力复盖。在这个新的重力图上揭示出许多有意义的、过去未能清楚显示的构造特征,其中包括扩张脊,转换断层,岩石层弹性板厚度,大陆边缘性质,以及新的沉积盆地。     

南海新生界热释光特征

南海北部西区新生界天然热释光强度为０．２２×１０２～１７×１０２（平均２×１０２），并且随着地层时代变新而呈递增趋势。南海北部西区特别是新生代以来，至少发生过如下几次重要的构造热事件：前新生代（可能是多次）、老第三纪末─新第三纪初和新第三纪晚期，从而造就了研究区独特的新生代沉积建造和构造热场格局及相关的油气藏类型。南海北部西区油气田的形成与定位，主要是老第三纪末─新第三纪初构造热事件作用的结果。     

南海北部的海绿石

作者研究了南海北部表层沉积物中10个站位的海绿石。用显微镜、各种谱仪、透射电镜、扫描电镜、电子探针和化学分析等方法,对海绿石的外表特征及矿物学特性,进行了较为系统的分析;并结合海绿石的产状和分布,研究了它们的成因及沉积环境问题。本区海绿石可分为生物状海绿石、页状海绿石和颗粒状海绿石;根据X射线和红外光谱等特征,有混合层海绿石和混合物海绿石两类;根据化学成份计算黑色生物状海绿石的晶体化学     

南海的形成演化与新特提斯在南海的重新活化

南海位于印度板块、欧亚板块和太平洋板块之间,是世界上最大的边缘海,其构造位置处于太平洋构造域和特提斯构造域,地质构造复杂.关于南海形成演化的动力学机制存在有多种不同观点,其中最重要的一个观点是印度板块与欧亚板块的碰撞致使华南地块和印支地块地幔物质沿东南方向蠕动,从而导致南海的海底扩张.从特提斯的演化规律,以及新特提斯的闭合过程来看,南海并不是特提斯洋的残留海,而是新特提斯在闭合过程中配合印度板块与欧亚板块碰撞导致华南地块和印支地块地幔物质东南方向蠕动的动力学机制下,在南海重新活化的结果.     

南海打开模式:右行走滑拉分与古南海俯冲拖曳

南海作为东亚大陆边缘最大的边缘海,位于太平洋、印澳和欧亚三个板块的夹持之下,处于特提斯构造域和太平洋构造域的联合作用部位,是揭示新生代两大动力学体系交接转换特征的良好场所。南海海盆为菱形洋盆,包括西北次海盆、东部次海盆和西南次海盆,均在古近纪—中中新世形成,同时伴随着南海北部、西部和南部盆地群发育,盆地边缘油气资源丰富,被称为第二个"波斯湾"。本文搜集了前人对南海洋盆深部形态、磁条带、转换断层等成果,以及南海周边盆地群的沉积体系、沉积相、不整合面相关资料,综合对比了南海北部、西部和南部盆地群的沉积序列、沉积相、沉积厚度,厘定了盆地群断裂体系、断裂组合特征,揭示了南海北部、南部盆地群及西部盆地群中的中建南和万安盆地都是在右行右阶走滑拉分背景下形成的。北部盆地群新生代古近系西厚东薄,新近系东厚西薄,NNE—NE向断裂体系活动早期西强东弱,而晚期东强西弱,从西向东依次停止。同时指出,南海是在NNE向断裂体系右行右阶走滑拉分和古南海俯冲拖曳的联合作用下打开:于34~32 Ma西北次海盆和东部次海盆受控于NNE向断裂的右行右阶走滑拉分作用,沿着NNE-SSW方向开启;32~23 Ma,NNE向走滑断裂活动自西向东逐步停止;于23 Ma左右,"消失"的南海以西的NNE向走滑断裂完全停止活动,同时由于婆罗洲地块逆时针旋转,古南海的俯冲带走向由近E-W向变为NE向,俯冲板块拖曳力也转变为NW-SE向并且占据主导地位,在拖曳力作用下礼乐—巴拉望地块后缘陆壳伸展,导致西南次海盆打开,东部次海盆的扩张方向由NNE-SSW转变为NW-SE向。于15Ma,礼乐—巴拉望地块与婆罗洲地块碰撞,南海停止扩张。     

南海东北部海区综合调查研究和南海暖流的发现

该项成果主要内容包括两部分: 一、南海东北部海区综合研究 主要是对南海东北部海区(东径113°—120°、北纬15°00—23°30′)约在64.7万多平方公里的区域内,进行多学科综合调查研究,共进行十四个航次综合性和专业性调