南海南部海区前陆盆地形成与演化

将南沙地块南缘与加里曼丹-巴拉望地块作为一个构造演化的整体进行研究,对南海南部构造边界的蛇绿-混杂岩及岩浆岩的分布和岩性,以及南海南部前陆盆地的构造与沉积特征加以描述、分析,发现前陆盆地系统的形成时间是自西南往东北,逐渐由晚始新世末-早中新世-中中新世,与南边的俯冲碰撞带形成时间相对应,认为南沙地块南缘与加里曼丹-巴拉望地块之间经历了一个与古南海消亡息息相关的连续演化的过程。     

南海南部新生代控盆断裂特征及盆地群成因

南海南部新生代盆地自北向南有南薇西、北康、礼乐、曾母、南沙海槽、文莱-沙巴、西北巴拉望等多个中小型新生代沉积盆地。这些盆地总体具有南断北超的箕状结构,靠近北部陆坡部位具有单一地堑结构,但是靠近南部具有两层结构,下部为箕状断陷,上部为叠瓦式逆冲推覆体。根据盆地不同演化阶段性质的转换和主控盆断裂特征,可将这些盆地归纳为3种盆地群:裂陷盆地群(南薇西、北康、礼乐)、裂陷-拉分-前陆叠合盆地(曾母)以及裂陷-前陆盆地群(南沙海槽、文莱-沙巴、西北巴拉望)。这些盆地的形成与盆缘一级控盆断裂带和盆内次级断裂密切相关。根据断裂的性质,一级控盆断裂带可分为张性、剪性、压性3种,包括南沙海槽北缘张性断裂带,南海西缘、卢帕尔和廷贾-李准等走滑断裂带和南沙海槽南缘逆冲断裂带。南海南部渐新世南海运动、中中新世南沙运动等构造事件不同程度地影响了这些盆地,表现在盆地由裂陷或拉分盆地转换为海相前陆盆地,断裂带不同程度的反转或由正断层转变为逆断层或走滑断层。盆地群的成盆动力学机制不同阶段是变化的,早期可能受欧亚大陆东南缘陆缘裂解作用、古南海的南向俯冲拖曳,导致南海南部裂离华南大陆并形成南断北超的箕状断陷盆地;晚期(16 Ma以后)南海南部出现指向北的前展式、叠瓦式逆冲推覆,其动力来源于南部的澳大利亚板块和欧亚板块的碰撞,同时导致盆地性质转换和婆罗洲地块的逆时针旋转。     

南海和苏禄海的构造地层地体及拆离断层

自１９９７年以来,联邦德国地球科学和资源调查局（ＢＧＲ）从南海,苏禄海地区的采集的地球科学数据连同可利用的商业钻井和大洋钻探计划（ＯＤＰ）的井位资料一起作为综合数据进行了编辑和解释,用已解释的地震剖面对综合地层,岩性资料进行讨论和对比,以地层和构造分析的基础,把南海和苏禄发别划分为５个和４个主要的构造地层地体。南沙岛礁区（危险地块）,礼乐滩,巴拉望－西北婆罗洲海槽及巴拉望岛是晚白垩世－早古新世期间     

我国南海历史性水域线的地质特征

40a的海洋地质、地球物理实测研究表明,九段线不仅是显示我国南海主权的历史性水域线,而且总体上也是南海与东部、南部和西部陆区及岛区的巨型地质边界线。根据实测数据,本文将从地质成因、来源、演化的角度论述此南海历史性水域线的合理性。主要结论包括:历史性水域线的东段在地形上基本与马尼拉海沟一致,海沟西侧为南海中央海盆洋壳区,东侧为菲律宾群岛。根据国际地质研究的资料,菲律宾群岛始新世以前位于较偏南的纬度,后来于中晚中新世(距今16~10Ma)仰冲于南海中央海盆之上,因此菲律宾群岛是一个外来群岛。而黄岩岛在马尼拉海沟以西,是中央海盆洋壳区的一个岛礁,与菲律宾群岛成因不同。南海历史性水域线的南段在地形上基本与南沙海槽一致,伴随南沙地块由北部陆缘向南裂离,古南海洋壳沿此海槽以南俯冲至加里曼丹岛陆壳之下,因此南沙地块与加里曼丹陆块为两个来历不同的地块。南海历史性水域线西段的分布在地形上与越东巨型走滑断裂带基本一致,可能与西沙地块、中沙地块、南沙地块从南海北部陆缘向南滑移有关。南沙地块北缘陡直的正断层结构,突显中央海盆是拉裂形成,其基底和中新生代地层与北部珠江口盆地的地层结构可以对比,说明南沙岛礁原属我国华南大陆南缘,后因南海的形成裂离至现今的位置。     

南海晚新生代构造运动与天然气水合物资源

南海在新生代经历过两次海底扩张产生了南海洋盆。南海北部和南部原来都是被动大陆边缘,但北部在晚新生代由于菲律宾海板块与欧亚板块在台湾地区发生了碰撞,使陆缘遭受到北西向挤压,在陆缘上产生了北西向左旋走滑活动,我们命名此次构造活动为东沙运动;南部陆缘在早中新世末由于南移的南沙地块与婆罗洲地块发生了碰撞,加上此时北移的菲律宾海板块在明都洛岛地区与欧亚板块发生碰撞,以及南部的东南苏拉威西地块与西北苏拉威西地块发生碰撞,在南海南部产生了挤压构造,我们命名此次构造运动为南沙运动。这两次新生代的构造运动改变了南北陆缘的性质,北部陆缘有人因此称之为准被动陆缘,而南部陆缘的南部则变成了挤压边缘。南海南北陆缘在晚新生代受到的挤压活动,对油气成藏和天然气水合物的形成有重要的推动作用,因为挤压活动有利于流体的流动,进而在适当的地方形成油气藏和天然气水合物。     

婆罗洲地质构造特征及其对南海南部盆地的影响

南海南部曾母、文莱—沙巴盆地油气资源丰富,已发现一大批油气田及含油气构造。曾母盆地南部与文莱—沙巴盆地油气的生成、运移和聚集与婆罗洲地块息息相关。婆罗洲地块地质特征复杂,自古新世开始,古南海逐渐消失,与婆罗洲地块发生碰撞,中新世开始隆升造山。在这种地质背景下,婆罗洲拉让河和巴兰河为曾母盆地南部与文莱—沙巴盆地的主要物源,发育三角洲相、滨浅海相、浊积扇相、浅海相砂岩储层;同时,压扭型构造发育,不仅形成断块与背斜型油气藏,同时具有良好的油气运移条件。     

南海及周边部分地区特提斯构造遗迹:问题与思考

对全球二叠纪－三叠纪古气候特征的研究表明，东特提斯地区晚三叠世古气候标志具有带状分布的特征。北巴拉望地块卡拉棉群岛科龙岛的晚三叠世沉积中发育反映较干燥古气候特征的鲕状灰岩，因此在古气候特征方面，北巴拉望地块晚三叠世地层不能与华南和印支地块同期地层对比，而应该与印度地块北缘喜马拉雅地区（向西）和琉球群岛（向东）对比。根据该古气候分析，北巴拉望地块在晚三叠世时应该位于南部亚热带较干燥气候带内，其晚三叠世的古地理位置比印支地块更靠南。对南海及南海周边部分地特提斯构造遗迹的研究，将有助于深入了解南海北部陆缘区相关构造带的性质及正确恢复南海扩张之前该区的地质发展历史。南海北部陆缘区也是研究解决特提斯构造向东延伸问题以及特提斯构造－太平洋构造时空转化问题的关键地区。     

加里曼丹岛和马来半岛中生代岩相古地理特征及其构造意义

印支运动以后,在现今的南海及其周围存在过2个古海洋,其中晚侏罗世一早白垩世消失于南海北部陆缘区、北巴拉望-礼乐滩-南沙地块以北的古海洋为“中特提斯”,而早第三纪期间消失于南沙地块以南沙捞越一带的古海洋为“古南海”。它们的结束时间和消失的古地理位置完全不同。对它们的正确识别和区分,对目前进行的南海周边地区中一新生代构造演化研究极为重要。对马来半岛、加里曼丹岛中生代岩相古地理资料的整理和分析结果支持如下结论：中特提斯洋的延伸是从苏门答腊的Woyla缝合线,过婆罗洲的Meratus缝合线。然后绕西南婆罗洲地块至加里曼丹岛的西北(Lupar带或者Boyan带),进入南海西南角(南沙-礼乐滩-北巴拉望地块等以北),再接南海北部陆缘区内的中特提斯缝合线。该区中生代海相地层的分布明显受构造演化的控制,整体趋势是向南退缩。印支运动以前、早-中三叠世的海侵广泛分布于古特提斯带及以南地区,涉及华南,中南地块,马来半岛及以南地区;印支运动基本结束了古特提斯带的海侵,因此晚三叠世一早侏罗世的海侵主要限于中特提斯海域及以南地区,如与中特提斯洋相邻的陆域,包括华南的湘赣粤海湾晚三叠世一早侏罗世的海侵、中南半岛东南部早侏罗世的海侵以及新加坡早侏罗世的海相地层。白垩纪海相地层主要分布于中特提斯以南地区,如加里曼丹岛。     

南海南沙海槽深部热状态及其构造意义

南沙海槽是古南海俯冲消亡、南沙地块与婆罗洲碰撞的关键区域, 其构造演化史记录了南海前世今生的重要信息。为深入认识对其构造变形有重要影响的南沙海槽深部热状态, 本文首先利用热传输方程分析了滑坡体快速堆积的热披覆效应对海槽底部深水区海底观测热流的影响, 然后利用磁异常的频谱分析技术获取南沙海槽及其邻区的居里面深度。结果表明, 受沉积物快速堆积的影响, 南沙海槽底部深水区文莱滑坡范围内现今海底热流测量值仅为深部背景热流的60%~77%, 推测该区深部背景热流约为77~98mW·m^-2; 南沙海槽内居里面深度一般小于16km, 比位于其北侧的南沙岛礁区居里面深度(18~24km)小。现今南沙海槽区深部具有较高的背景热流, 该区较高的热状态与其地壳强烈减薄特征对应, 是华南陆缘裂陷和南海形成演化的结果。     

南海东部古扩张脊的俯冲机制

南海东部古扩张脊处于欧亚板块和太平洋板块的汇聚地带,其东侧为马尼拉海沟、北吕宋海槽和西吕宋海槽, 由于受到多个构造单元的相互作用, 使其处于复杂的构造环境中。南海东部古扩张脊俯冲过程的研究对深入理解南海海盆构造演化、火山及地震活动等具有重要意义,同时也是今后南海构造研究的重要方向之一。在总结前人研究基础之上,探讨南海东部古扩张脊俯冲时间、俯冲深度及动力学过程。南海板块在16Ma之后,由于菲律宾板块NW向仰冲的作用,使南海东部古扩张脊被动地沿马尼拉海沟进行俯冲,形成了现今马尼拉海沟中段的构造格局。古扩张脊俯冲深度为200~300km,并且在约100km处发生板片撕裂,造成古扩张脊两侧俯冲角度的不同。     

菲律宾蛇绿岩及其大地构造意义

菲律宾出露有20余套规模各异的俯冲带上板块(SSZ)型蛇绿岩,它们的时代以晚中生代为主,仅少数为新生代。大多数菲律宾蛇绿岩出露相对完整,包括由二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、纯橄岩等组成的变质地幔岩,和堆晶辉石岩、辉长辉绿岩等深成岩,以及枕状玄武岩、熔岩等喷出岩,甚至燧石岩等上覆沉积物,部分发育席状岩墙群和与蛇绿岩相关的构造混杂岩及变质基底。其中喷出岩在地球化学特征上整体表现出类似MORB和IAT的REE配分模式,具LILE富集和HFSE (如Nb、Ta相对La、Th)弱到中等程度亏损的特征。通过对菲律宾蛇绿岩的形成年代、岩石组合、地球化学特征及构造环境的分析,并与东南亚地区其他同时代蛇绿岩和周缘边缘海进行对比,将菲律宾蛇绿岩分为两部分。(1)菲律宾活动带蛇绿岩,该蛇绿岩带自西向东出露晚中生代弧前、新生代弧前扩张盆地和晚中生代岛弧、弧后盆地的残留,推测晚中生代蛇绿岩来自中特提斯洋向古太平洋板块俯冲所形成的沟-弧-盆体系,是菲律宾新生代岛弧岩浆活动的基底,而夹于晚中生代蛇绿岩之间的始新世蛇绿岩来自老的岛弧基底之上由于新特提斯洋俯冲形成的弧前扩张盆地。(2)菲律宾陆块蛇绿岩,其中巴拉望微陆块晚中生代蛇绿岩来源于古南海,而构造叠置于它们之上的新生代蛇绿岩则来源于古南海俯冲对应形成的边缘海,如苏禄海和南海;三宝颜微陆块或可能是古南海的南部被动大陆边缘,其蛇绿岩可能是古南海的残片,抑或三宝颜微陆块可能是婆罗洲南部东爪哇-西苏拉威西地体的延续,故该蛇绿岩又可能是新特提斯洋的残片。     

南海南部大陆边缘盆地演化

以西巴兰线为界，南海南部划分出两种不同的地貌单元。西部为巽他大陆已消亡的被动大陆边缘，裂谷开始在始新世（约46Ma），停止在19—21Ma（磁异常6），海底扩张比中国大陆架晚得多。破裂间断持续约3—5Ma，是以中中新世不整合面为标志，在沙捞越陆地也存在。裂谷后地层的年代约始于16Ma，覆盖在裂谷地形之上。东部为会聚边缘，在中中新世演变为碰撞带。 巽他陆架除局部深盆地外，具有统一的约30km的厚度，并延伸到约200m的水深。陆坡狭窄。从陆隆（危险区）的水深从500m变化到大陆-大洋过渡带的3．5km水深，宽度为170至330km。 拉让三角洲延伸到陆架和陆坡。其后裂谷沉积物覆盖在危险区裂谷期的最高地形。在东部，后裂谷沉积物较薄，仍然没有完全覆盖裂谷期的地形。单面山地貌显然支持南沙群岛的碳酸盐岩隆结构，其陆坡在2—3km水深突然抬升。 沙巴和文莱边缘曾经是会聚的碰撞带。陆地地质指示中生代蛇绿岩基底。主要碰撞特征是，西科迪勒拉山主要由始新世至早中新世砂质的浊积岩组成，在西克拉克山主要是渐新世至早中新世（32—18Ma）的岩石，其幕式抬升发生在14—8Ma的整个上中新世和上新世。2km深的西北婆罗洲海槽可能是会聚阶段的残留，而且也是碰撞的前渊。 石油丰富的巴兰三角洲，形成于西科迪勒拉山的抬升和剥蚀，其范围甚至延伸至西北婆罗洲海槽。有证据表明被动边缘的陆隆（危险区）已经俯冲在沙巴之下，并引起西科迪勒拉山的抬升。因此，西巴兰线将西部的消亡被动边缘与东部的碰撞带截然分隔，现在显然表现为一条大的右旋转换断层。     

南海北部陆缘区中特提斯构造演化研究

通过对南海及周边地区特提斯构造遗迹的综合分析，并与东亚、东南亚地区特提斯构造对比，认为南海北部陆缘区存在可以进行东、西向对比的中特提斯构造。相应的中特提斯洋因北巴拉望－礼乐－南沙地块与华南大陆边缘在白垩纪中期的碰撞而关闭。南海北部陆缘区中特提斯构造向西可以与加里曼丹的Metratus缝合线和苏门答腊的Woyla缝合线对比，向东经台湾海峡、琉球群岛与日本佐用带对比。南海北部陆缘区中特提斯构造的确认对正确解释南海北部陆缘区地壳结构在东西向和南北向的差异、重新认识华南陆域内地质构造演化以及对南海北部陆缘区油气资源勘探均具重要意义。     

南海南部海域的多涡结构

基于美国海军的空间分辨率为0.5°×0.5°月平均的GDEM三维温盐资料,采用P矢量方法,计算了南沙南部海域的三维环流结构。结果表明,南沙南部海域不仅存在多涡结构,而且此多涡结构还存在明显的季节性变化。冬季,存在南沙海槽反气旋式涡、东南沙反气旋式涡和较弱的南沙气旋式涡;夏季,存在南沙反气旋式涡、巴拉望海槽西侧的气旋式涡和东南沙气旋式涡。     

南海中南—司令断裂带的延伸特征及其与南海扩张演化的关系

为了确定中南—司令断裂带在南海海盆及其在南部陆缘的延伸位置,并探讨其与南海扩张的关系,本文利用重磁异常、地震、莫霍面深度、P波速度特征、钻井拖网资料,对中南—司令断裂带的延伸位置进行了综合地质和地球物理研究,厘定了中南—司令断裂带在东部次海盆与西南、西北次海盆之间呈NS向延伸,并南延至南海南部陆缘之上,深度上切割至莫霍面。根据南海海盆中磁异常条带走向的变化,及磁异常条带、走滑/转换断裂、扩张方向的印证关系,结合前人对古南海“剪刀状”碰撞闭合、南海扩张演化、构造应力场的研究,提出在32~25 Ma,伴随着南海东部次海盆的NNW向扩张,南海海盆及南沙地块整体发生顺时针旋转,使中南—司令断裂走向由形成初期的NNW向转变为N—S向;23.5 Ma之后,顺时针旋转停止,南海东部次海盆继续NNW向扩张,西南次海盆呈NW—SE向渐进式扩张。作为一条切穿地壳的深大断裂,中南—司令断裂与红河-越东断裂、马尼拉海沟断裂三条深大断裂一起组成区域“滑线场”,制约南海海盆的扩张与南沙地块的南移。     

南海西北部新生代沉积基底构造演化

在综合分析地质、地球物理、地球化学、古生物学等多方面资料的基础上,将南海西北部海域控制新生代主要沉积盆地的基底划分为5个区:北部湾古生界断堑基底区、莺歌海古生界走滑拉分基底区、琼东古生界断陷基底区、西沙北古生界裂谷基底区、西沙南古生界走滑伸展基底区.通过区域地质分析,初步重建了该海域的大地构造演化历史.该海域新生代沉积基底在前新生代时期与其北面陆上云开地区和其南面的南沙地区同处于特提斯构造域中,经历过古特提斯和中特提斯的发育历程,晚古生代以来可初步分为5个阶段:(1)D-P₁,古特提斯东段多岛洋体系发育阶段;(2)P₂,中特提斯(古南海)开始出现、古特提斯开始消减阶段;(3)T-K₁,古特提斯东段多地块缝合阶段;(4)K₂-N₁1,现代南海形成、中特提斯(古南海)消亡时期;(6)N₁2以来南海扩张停止、澳大利亚板块向北俯冲挤压阶段.     

南海北部白垩系发育特征及构造意义

通过综合分析研究发现,晚中生代时期南海北部构造隆升带存在随时间由北向南逐步迁移:中晚侏罗世广东沿岸开始逐步隆升,大部分地区遭受剥蚀,火山碎屑岩发育,而南海北部则接受了滨浅海相到深海相沉积;早白垩世隆升带向海迁移,广东沿岸发育山间盆地,接受河湖相沉积,在南海北部深海相沉积消失,仅存在海陆过渡相沉积;进入晚白垩世,南海海域整体发生抬升,广东沿岸地区山间盆地范围扩大,陆相地层发育,以陆相洪积扇及河湖相沉积为特征,南海海域大部分地区缺失上白垩统,但在潮汕坳陷发育了一套杂色砂泥岩夹砾岩沉积,含蒸发岩,砂岩中的锆石FT年龄均在75 Ma左右,故地层形成时间应在75 Ma之后,由于上覆新生代地层的约束,该套地层应属晚白垩世,此时潮汕坳陷属前陆盆地,礼乐盆地、巴拉望及民都洛均位于潮汕坳陷南侧或西南侧,属于隆升山脉的一部分。     

南海南部珊瑚礁区新生代突变事件研究

南海南部珊瑚礁区的突变事件记录了构造、沉积环境等的改变,根据收集的地球物理资料,结合前人工作,总结研究区新生代发生的多次突变事件,对主要突变事件进行分析。发生在不同构造单元的主要突变事件会有所不同,如曾母盆地的突发事件发生于晚白垩世晚期、始新世晚期、早中新世后期、中中新世末、晚中新世末和上新世末,而万安盆地的突发事件则发生于晚白垩世晚期、始新世末、早中新世末、中中新世末和晚中新世晚期,但由于珊瑚礁区突变事件往往是区域性的,因此可以互相对比。分析研究区盆地所记录的突变事件,得出由于礼乐运动、西卫运动和南沙运动的影响,研究区在白垩纪末—早古新世、晚始新世和中中新世末普遍存在3次构造不整合面。早中新世盆地保存的侵蚀不整合面,反映全球海平面下降,北康盆地缺失不整合面是由于南沙地块的运动。3次构造不整合面与侵蚀不整合面共同反映了南海的构造演化过程。     

南海南部海域新生代万安运动的构造意义及其油气资源效应

南海南部海域在中中新世末发生了一次区域构造运动,被命名为万安构造运动。这次构造运动在新生代沉积中的表现是断裂、块断、挤压背斜和向斜。部分地区发育逆冲构造等。根据南海区域构造分析产生这次构造运动的起因可能与菲律宾海板块和欧亚板块于13MaBP在民都洛岛处发生碰撞．以及澳大利亚板块和欧亚板块在苏拉威西岛处发生碰撞(10MaBP)有关。这两次碰撞事件均对南海南部海域产生挤压,尤其是第一次碰撞挤压(向西方向)很强烈,是这次构造事件的主导因素。万安构造运动在南海南部海域沉积盆地中产生了许多挤压构造;而该海域沉积盆地中生烃的关键时刻是6MaBP,构造形成时间在生烃关键时间之前。因此,该海域形成了极其丰富的油气资源。     

南沙海域万安,曾母盆地的区域构造

前新生代时，现在的印支地块和西婆罗洲地块，曾母块块属于印支陆地范畴，侏罗纪一早白垩世在纳土纳岛－－西波罗洲博姜一带为一向西南的俯冲带，而在东马来半岛和加里曼丹岛斯赫瓦内的一带为岩浆－火山弧，两者为同一构造体制产物，中生代末，印支愉和缅泰马陆块南部，包括西波罗洲在内与北部分离构成巽他地块，并在白垩纪－早第三纪时（东部），渐新一早中新世时（西部）反时针旋转。其东部惠第三纪时从印支陆块上分离南移的曾母地