南海海盆形成演化模式初探

为了解南海大陆架及邻近海域的基础地质环境，我们于１９９１—１９９５年编制了《南海大陆架及邻近海域基础环境图集》。编图过程中，针对南海的地质地球物理特征，在研究了南海周围地区地质构造及前人研究成果的基础上，提出了南海海盆主要受印澳板块与欧亚板块及太平洋板块与欧亚板块的双重影响。它们之间的相互作用引发南海地区地幔单向流动及流动方向的改变。

南海形成演化探究

通过分析前人对南海的研究,对南海扩张期次、扩张脊结构、动力来源等几个关键研究问题进行探讨。认为应将南海放入到欧亚板块、印度-澳大利亚板块和太平洋板块三大板块相互作用的统一构造应力场中进行研究。利用FLAC软件,首次对南海及邻区进行数值模拟分析,并进一步探讨了南海的形成演化机制,认为南海的打开和扩张是印度板块与欧亚板块的碰撞、地幔柱上涌以及太平洋板块向欧亚板块的俯冲共同作用的结果。

莺歌海盆地构造演化动力学机制探讨

莺歌海盆地是在印支地块与华南地块缝合线上发展起来的新生代沉积盆地,其奇特的地质现象与复杂的动力学背景是国内外学者研究的热点。关于其形成机制,目前主要有四种观点:"中国东部裂陷式"观点、"左旋走滑"观点、"右旋走滑"观点、"先左旋后右旋"观点。通过对该盆地区域地质背景、盆地构造几何学、运动学及沉积学综合分析,认为莺歌海盆地形成演化受印-藏碰撞、太平洋板块俯冲以及地幔上涌的影响,主要经历了古新世—早渐新世左旋拉分、晚渐新世—中新世热沉降、上新世—第四纪右旋拉分三个阶段。

三角洲废弃河道演化过程及受控机制——以黄河刁口废弃河道为例

废弃河道是河流系统的重要组成部分,其沉积记录蕴含了丰富的流域内构造活动、水文特征、海平面波动等环境变化的珍贵记录。然而相比内陆河废弃河道,三角洲废弃河道的演化过程及机制研究尚显不足。1976年黄河人工改道清水沟流路,切断了刁口流路的河流水沙供给,刁口流路逐渐废弃。通过1976—2016年的Landsat遥感影像、黄河水下三角洲测深资料和刁口流路河道高程测量数据,探讨了黄河刁口流路废弃河道演化过程及其受控机制。结果表明,刁口流路废弃40年来,河口不断向岸蚀退,河道长度逐渐萎缩,但废弃河道沉积过程并未完全中止,刁口流路L7—L11河段每年约有10×10^(4) t泥沙不断充填废弃河道,河道主槽高程抬升0.3~2.0 m。海洋动力是废弃河道演化的关键动力机制,波浪对刁口流路三角洲的冲刷为废弃河道充填提供了重要的物源,潮流携带悬浮泥沙回溯废弃河道,为其提供了直接泥沙供给。

四国海盆起源与沉积环境演化

四国海盆位于西太平洋最大的边缘海———菲律宾海的东北部,是太平洋板块向欧亚板块俯冲而形成的一个目前已不活动的弧后盆地,具有高的热流值和洋壳裂开历史,并且具有双翼不对称扩张模式。其磁条带具有"东西不对称、南北不对等"的特点,从而造成四国海盆"北宽南窄、东凸西平"的地形、地貌特征。四国海盆具有典型的弧后盆地沉积特征,主要包括半远洋沉积、火山碎屑沉积和少量的远洋沉积。在早中新世、中中新世、晚中新世、上新世、更新世盆地发育的不同阶段,都有一定的岩相组合特征,并反映了当时的沉积环境。中中新世在盆地的北部和东部,晚中新世在盆地的北部、东北部,上新世和更新世在盆地的北部、东北部和西北部均发育有碎屑沉积。由于中更新世南海海槽的形成及其对物源的阻隔作用,在盆地北部发育了远洋粘土和钙质生物沉积。中中新世,盆地的北部、东侧和西侧均有火山活动发育,晚中新世仅在东部岛弧区有火山活动;上新世仅盆地的北部有少量的火山活动,晚更新世火山活动在盆地北部发育。

台湾海峡地区新生代的构造演化

根据采集反射剖面,结合区域地质资料,分析了晋江凹陷、九龙江凹陷、新竹凹陷、台中凹陷和台湾凹陷为半地堑结构。新竹凹陷和台中凹陷下拗,演变为前陆盆地。晋江凹陷和九龙江凹陷因岩石圈上隆,其沉积较薄。这种模式决定了在台湾海峡地区,西部的生油气层为下第三系,而东部的生油气层为下第三系和上第三系。

晚中生代─新生代南海周缘地块运动与南海演化

报道了由华南几个盆地的古地磁数据综合而得的反映该区白垩纪以来古纬度变化曲线，结合Ｓｃｈｍｉｄｔｋｅ等（１９９０）发表的加里曼丹１５０Ｍａ以来的古地磁数据，表明华南与加里曼丹在４０Ｍａ前具有大致相同的古纬度变化史，差异仅出现在距今３０Ｍａ前后和１０Ｍａ以来。若此趋势可靠，则可作出下列推断：（１）南海的扩张只能发生在距今３０Ｍａ附近或１０Ｍａ以后华南与加里曼丹反向运动时期；距今３０Ｍａ的扩张已被广为接受；（２）华南与加里曼丹之向可能存在的古南海只能在９１Ｍａ之前存在；（３）南海演化可能存在两期扩张。南海的拟合可通过沿３５００ｍ等深线的先道时针旋转、后北向平移两个步骤完成。这与Ｈａｙａｓｈｉｄａ等（１９９１）提出的日本海张开与扩张模式很相似，提示东亚边缘海的形成和演化可能具有同样的机制。华南距今５０Ｍａ以来的古纬度变化与Ｔａｐｐｏｎｎｉｅｒ（１９８２）的传播挤出构造模式所预期的基本吻合，表明距今５０Ｍａ以来华南古纬度变化的运动学机制可用Ｔａｐｐｏｎｎｉｅｒ模式作解释。

西南印度洋中脊超慢速扩张的构造和岩浆活动特征

西南印度洋中脊是当前研究超慢速扩张中脊岩石圈增生模式和热液硫化物矿产资源的热点区域。本研究从西南印度洋中脊的扩张速率变化与全球地质历史事件的关系、岩浆活动强度及其不同尺度上的运移规律、热点-中脊交互作用的地质现象和地球物理特征等方面,系统总结了有关西南印度洋中脊的最新认识。针对以上内容,提出了进一步工作建议,如调查航次的区域与方法、岩浆构造活动与岩石圈状态的相互关系以及热点-中脊交互作用的动力学机制。

莺歌海盆地形成与演化的动力学机制

莺歌海盆地位于印支半岛与南海北部大陆边缘交接区,复杂的地质构造背景使其形成演化的动力学机制成为国内外的研究焦点。从区域动力学演化的角度,系统分析了影响莺歌海盆地发育的印支地块构造演化特征,认为莺歌海盆地构造演化主要受印支半岛早期的逃逸挤出构造和晚期的挤压—伸展构造系统影响(或控制),在此动力学驱动机制下,莺歌海盆地新生代以来的构造演化经历了3个阶段,即左旋走滑—伸展裂陷阶段、中下地壳韧性伸展—热沉降阶段和加速沉降阶段。

大洋钻探与南海的形成

南海是太平洋西部边缘海之一。由于其特殊的大地构造位置和复杂的地 质结构，多年来其形成演化一直是地学界研究和争论的焦点。在南海开展大洋钻 探，不仅可以回答南海形成演化方面的一系列问题，而且对于研究边缘海的形成演 化过程和欧亚板块、印一澳板块、太平洋板块的相互作用与影响，以及全球构造运 动都有重要意义。

南海东北部及其邻区新生代构造事件

南海东北部及其邻区新生代构造事件主要有白垩纪末—古新世早期、始新世中期、始新世晚期—早渐新世、中新世晚期—上新世初和上新世末—更新世中期发生的５次事件。它们在区内表现明显，伴有不整合、地层缺失和岩浆、断裂、褶皱等活动。同一构造事件在不同构造单元发生的时间可以有早有晚、程度有强有弱、性质有张有压，或造陆造山、或造海造盆，但是这些表现却互有联系且可在全区追踪对比。

从南海与大洋磁异常的相关性探讨南海的成因

对南海与大洋盆地条带状磁异常的相关分析表明，相关系数为０．１１—０．６５９，存在弱线性关系。这从一个侧面反映出边缘海洋壳与大洋壳本质上的差异。边缘海洋壳是玄武岩浆侵入并吞蚀破碎的大陆边缘地壳后形成的不同于大洋壳的新型洋壳。南海盆地磁异常显示其洋壳是新老不一、厚薄不匀的新洋壳的拼合叠覆体。

从东亚大陆中、新生代的运动探讨南海的形成演化

根据古地磁、古生物地理和地质构造分析，东亚大陆在中生代中晚期至新生代初期大幅度向南运动；新生代中晚期以来大幅度向北运动。运动学模式发生巨大转变的时期，大致在始新世与渐新世之间，这与全球运动学和动力学发生的重大改组的时间相一致。由此提出大陆后退这一新的南海形成演化的运动学模式。

渤海的地质演化与断裂活动

本文将渤海的地质演化分为:前中生代、中生代和新生代三大时期,并论述各个时期的构造特征和地层分布。渤海的断裂系统主要有北北东—北东、近东西和北西向三组,每组断裂既有其各自的发生、发展规率,同时彼此之间又有一定的关联。

台湾海峡新生代断裂构造及其形成演化

论述了台湾海峡新生代断裂构造基本特征，划分出海峡及两侧两大断裂系，探讨了断裂系的形成演化过程，阐明了断裂构造的形成演化与海峡裂谷演化的对应关系，并进一步探讨了海峡裂谷的演化模式。文中对ＮＷ向断裂折射平移和扇状收敛的首次发现，为弧陆碰撞引起海峡裂谷封闭的观点提供了重要佐证。

南海区域岩石圈纵向演化

本文根据南海区域地壳层厚度或莫霍面埋信息和上地幔速度结构及构造沉降、热演化分析计算结果，重点讨论岩石圈的纵向演化。

卡洛琳海山链成因及验证地幔柱成因假说的大洋钻探设想

地球上除了板块边界形成的岩浆活动之外,在板块内部也广泛存在大规模岩浆活动。其中,板内岩浆活动在大洋中形成了广泛的洋底高原和链状分布的海山。20世纪70年代,国际上提出“地幔柱”假说来解释洋底高原和有时间序列的海山链成因。“地幔柱”假说认为,深部地幔物质上涌过程中包裹周围地幔物质,并在浅部上地幔发生高程度部分熔融,首先形成大规模洋底高原,接着在运动的板块之上形成有年龄序列的洋岛/海山链。然而,长期以来,并没有找到明确有成因联系的洋底高原-海山链系统,使得该假说一直没有得到证实。卡洛琳火山系统由西部的卡洛琳高原和东部卡洛琳洋岛/海山链组成。回顾了卡洛琳海山链火山岩已有研究成果,结果显示,卡洛琳海山链很可能是由一个年轻(约30 Ma)地幔柱形成。尽管如此,在卡洛琳洋底高原和东部海山链之间还有大量平顶海山尚未进行过火山岩采样研究,目前对该海山链系统是否由一个地幔柱“热点”连续形成还缺少明确证据。由于该区海山通常被沉积物或礁灰岩覆盖,常规采样困难。本文提出对该平顶海山区进行5个站位的钻探采样,并开展岩石学、年代学和地球化学研究,并与卡洛琳洋底高原和海山链进行详细对比,将有望检验“地幔柱”假说是否成立。

南黄海东侧陆架冰消期以来的海侵沉积特征

根据浅地层剖面、海底地貌、柱状样和对钻孔岩心的分析测试数据，论述了南黄海东侧陆架冰消期以来的沉积特征。在冰消期海侵的初期，海水对南黄海东侧陆架早期沉积物的侵蚀和改造形成了滞留砂砾层、席状砂和潮流沙脊。随着海面的上升和海侵范围的扩大，黄海暖流形成并由于它的驱动在南黄海东侧陆架的南部发育涡旋而形成厚层泥质沉积，而在北部（３５°４０至３６°３５Ｎ之间）则形成潮上带－潮坪－浅海沉积序列。中全新世后，强潮流作用在北部陆架形成潮流沙脊；在江华湾形成潮控三角洲。

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。

黄海和邻区重磁场及区域构造特征

黄海作为大陆架浅海，在地壳性质上仍属大陆型地壳．但整个黄海的结构、性质并不完全相同．在地质、地球物理场特征上黄海可分为南、北两个部分．五莲—青岛—朝鲜半岛的临津江为一条重要的结合带．此带以北，地球物理场特征基本与华北地块相同；此带以南，则与扬子地块的性质一致．同样，江绍断裂入海之后继续北上可追朔到光州地区，是区分扬子块体与华南块体的重要界线．各块体的地球物理场特征与本区的大地构造演化史。