Question

构造分区特征

Answer 1

南海北部近年来的调查，进一步揭示在东沙沉降区不同区间的中生界发育程度及其构造作用存在明显的差异，并可进一步按中生界的发育程度及其结构构造特征而细分为4个次级构造单元：北缘拗褶带（Ⅰ₁）、中央隆褶带（Ⅰ₂）、南缘拗褶带（Ⅰ₃）和白云拗褶带（Ⅰ₄）（图4-17）。

（一）中央隆褶带（Ⅰ₂）

中央隆褶带在南海北部是一个独具特色的构造单元，有三大特点：东沙隆起带不同于卫滩古隆起带，具高值重、磁异常背景和特殊下地壳高速层。

1.卫滩古隆起带不同于东沙隆起

东沙岛北侧的卫滩古隆起带构成了中央隆褶带的核心，往东北经台湾浅滩、澎湖列岛和台湾北港一带，总体呈北东东向展布，长约700km，宽50～80km。须强调指出的是，此带之所以不包括以东沙岛为中心的东沙隆起（图4-17），是因为两者属不同时代的产物，并表现出不同的发育特征。卫滩古隆起为一基底隆起型的复式背斜构造（图4-18），断层很少，其西北翼较平缓，东南翼陡，背斜顶部到翼部的地层厚度和产状变化特征表明，这是一个前中生代的基底隆起带，中、新生代沉积基本上继承了这一稳定的古构造环境，其厚度大为减薄，往往见到中新世台地相的碳酸盐岩直接覆盖在中生界之上，其间缺失Ⅱ构造层。T₇不整合面的强烈削截现象说明此带在晚渐新世之前曾发生过大幅度的差异隆升作用，据其东南翼出现的削截标志（图4-18 A）估算，因隆升而造成的地层剥蚀量可达2000m左右，以T₇为底界的披覆层（Ⅰ构造层）广布整个南海。因此T₇实质上反映了穿时性很强的一次不整合事件，它与南海扩张运动相对应，故以往称之为“南海运动”，相当于台湾一带的“埔里运动”和东海区域的“玉泉运动”。以东沙岛为中心的东沙隆起位于南缘拗褶带北部，实际上是卫滩古隆起带东南侧的一个背斜型高带，长约150km，称之为“东沙构造”更为贴切，图4-18所反映的东沙构造已接近该背斜的东北倾没端。该构造在东沙岛上拱现象特别突出，是被大型火山刺穿的结果。在南缘拗褶带内类似的背斜构造很多（图4-17），并多呈北东向雁列式展布，Ⅱ、Ⅲ构造层的角度不整合接触关系表明，它们形成于Ⅲ构造的褶皱作用，当属燕山运动的产物，被卷入的Ⅲ构造层厚度可达6000～8000m。无论是中央隆褶带还是南缘拗褶带，均能普遍见到T₂不整合面之下的强烈变形现象，表明在晚中新世之前曾发生过一次侧向挤压作用主导的构造事件，即相当于一般所谓的“东沙运动”。地震剖面上常见的一些浅层局部揉皱当属此次运动的产物，如在稳定的东沙隆起带上已初步识别出两排呈雁列式分布的日耳曼型浅层背斜构造（图4-17）。在卫滩古隆起带和东沙构造上可见到T₂不整合面被现代海底削蚀的现象，说明该区新构造运动强烈，东沙构造也是在这一时期才完全显现其隆起面貌。

图4-17 南海东北部中生界构造纲要图

Ⅰ₁—北缘拗褶带；Ⅰ₂—中央隆褶带；Ⅰ₃—南缘拗褶带；Ⅰ₄—白云拗褶带A—ESP-E；B—365剖面选段；C—OBS2006-3

2.高值重、磁场背景

沿中央隆褶带出现的高值重、磁异常背景已有诸多讨论，一般将其高值磁异常带解释为中生代岩浆弧引起，是闽浙沿海晚中生代岩浆岩带往南海海域的延伸。我们认为这种解释有待商榷，其原因：一是两者异常特征迥然不同，陆区为波浪状高频率变化的杂乱异常，属浅层源异常，主要反映晚中生代的中、酸性岩浆岩，特别是大套火山岩系，而本带为低频宽缓的高值正异常，伴生现象不明显，向上延拓20～40km后仍很突出，应反映埋于深部的基性—超基性岩类，据差值切割法场分裂结果（栾锡武等，2011），卫滩古隆起带高值正异常的场源体，在12km深度上才开始有微弱的异常表现，在20km深度有明显表现，到28km深度才达到最大值；二是两者展布方向不同，陆区杂乱磁异常总体呈北北东向展布，而本带高值正磁异常带与中央隆褶带方向一致，总体呈北东东向展布；三是场源时代有别，陆区连片分布的岩浆岩带形成于中生代晚期，而中央隆褶带上仅少部分钻井见晚中生代岩浆岩，远不如闽浙沿海陆区呈大面积分布。值得注意的是，在地震剖面上沿卫滩古隆起带断层少而小，未见任何火山穿刺现象，但其南侧的南缘拗褶带断层十分发育并伴有大量的火山穿刺现象，如东沙岛隆起上拱强烈，T₇之下未见任何地层界面反射，被解释为大型火山刺穿（栾锡武等，2011）。图4-18所见东沙构造已远离东沙岛，T₇之下虽然能见到大套地层界面反射，但显得十分杂乱，很可能受断裂及火山刺穿所致。以上种种现象表明，中央隆褶带出现的高值重、磁异常背景不是闽浙沿海地区的中生代岩浆岩带的延伸，两者的形成机制应有所差别。

图4-18 穿越卫滩古隆起和东沙构造的地震剖面

（位置见图4-17之B剖面；地震反射层序划分见表4-8；F₁断层与图4-17之F₁对应）

表4-8 南海北部海域主要构造层划分

3.特殊下地壳高速层

图4-19 南海东北部地壳速度结构解释示意图

A—ESP-E地壳速度结构剖面（据Nissen et al.，1995）（位置见图4-17之A剖面）；B—地质解释示意图1—同-后张裂期沉积；2—上地壳（V＜6.4km/s）；3—下地壳（6.4km/s＜V＜7.0km/s）；4—下地壳（V＞7.0km/s）；5—大陆地壳；6—洋壳；7—上地慢岩石圈；8—蛇纹石化橄榄岩

南海东北部地壳速度结构的特殊性表现为其下地壳层较上地壳层厚得多，而且出现高速层在横向突变现象。在ESP7处，厚约22km的下地壳下部有厚达15km的高速层（速度值达7.0～7.2km/s），但稍往北至ESP7 A处，高速层均突然消失（图4-19 A）。无独有偶，在中央隆褶带的西端也获得了相似的OBS广角地震剖面（图4-20）。十分巧合的是，这一突变部位正对应于高值正磁异常带的峰值区，说明两者应有所联系。大陆边缘区出现下地壳高速层一般有两种解释：在被动陆缘区常被解释为地壳拉张拆沉或上地慢底蚀作用形成的熔岩垫；在活动边缘区则归结为大型火山弧所致。关于南海北部陆区比较普遍存在下地壳高速层现象的问题，已有很多的讨论（Nissen et al.，1995；邹和平，2001；丘学林等，2003；蔡周荣等，2007；卫小冬等，2011），一般认为主要是晚白垩世以来区域拉张背景下岩石圈拆沉或底侵（蚀）作用的结果。但是这些讨论与本区的实际情况相悖：一是如前所述，本区与闽浙沿海的岩浆岩带无关，从而否定了晚中生代活动边缘的岩浆弧之说；二是岩石圈拆沉或底侵作用都应该出现在拉张最强烈的被动边缘区，如果与南海扩张活动有关，则应伴随新生代中、晚期强烈的岩浆活动和高值地热背景，但与此相反的是，本区为低值热流背景（图4-21），且地壳及岩石圈明显增厚（图2-26），断裂活动弱，未见任何火山刺穿现象，是拉张活动最弱的区域；三是这些讨论均未涉及ESP7与ESP7 A之间短距离内地壳结构突变和下地壳高速层快速增厚的原因。

图4-20 OBS2006-3地震剖面纵波速度结构

（据卫小冬等，2011）

（位置见图4-17之C剖面）

如前所述，南海东北部至台湾岛一带具统一的岩石圈分块性，加里东期的珠外-台湾海峡缝合带构成了南海北缘-台湾地块与闽浙-东海地块之间的边界。卫滩古隆起带基本上平行于珠外-台湾海峡缝合带展布，两者可能具有成生联系，对此可借鉴于Aya Kamimura等（2002）所提出的仰冲板块上地慢发生蛇纹石化的模式。该模式认为，含水的俯冲板片下插到25～50km深处会发生脱水作用，从而使沿俯冲带上升的仰冲板片上的地慢橄榄岩获水而形成蛇纹石化带。这一模式的最大特点是地表不伴生火山岩带，因而未出现类似于浙闽沿海普遍所见的正、负剧烈变化磁异常。基于这一模式可以推测，沿珠外-台湾海峡缝合带往南俯冲的板片可能在ESP7附近突然转为高角度俯冲，一方面促使其南侧的仰冲板片上的地慢橄榄岩蛇纹石化，另一方面引起异常地慢侵入下地壳，因而在近距离内形成下地壳高速层剧增现象（图4-19 B）。至于此带以南直到中央海盆边缘仍然能见到大片的下地壳高速层，可能因南海北部陆缘区在晚白垩世以来的拉张背景下普遍出现岩石圈拆沉或底侵作用。换句话说，不排除图4-19 A所示的下地壳高速层可能形成于两个时期或两种机制，即加里东期板块俯冲机制和晚白垩世以来的岩石圈拆沉或底侵作用。

综上所述，中央隆褶带是一条连接卫滩古隆起、台湾浅滩和澎湖-北港隆起的基底隆起带，总体呈北东东向展布，大致与珠外-台湾海峡缝合带平行。沿带分布高值重磁异常的深源性和发育大套下地壳高速层，表明该隆起带形成于前中生代，并可能与闽浙-东海地块于加里东造山期沿珠外-台湾海峡缝合带俯冲有关。正是此带的存在，控制了北缘拗褶带和南缘拗褶带中、新生代的地质构造特征明显不同。

图4-21 南海北部地热流趋势图

（据曾维军等，1995，改编）

（二）北缘坳褶带（Ⅰ₁）

北缘拗褶带位于中央隆褶带北侧，其主体大致与珠一拗陷东部重叠，总体呈北东东向展布。珠一拗陷是以新生界沉积厚度为准划分的构造单元，但中生界的发育特征（分布范围、厚度变化等）与新生界有所区别。珠江口盆地开展地球物理调查的初期，就在区内发现在相对平缓反射层序（经钻井验证属新生界）之下还有大套褶皱型的反射层序，可能相当于闽西南—粤东一带发育的上三叠统—下侏罗统。后来越来越多的地震调查成果证明，这套反射层序在珠一拗陷东部和卫滩古隆起一带普遍存在，只是其形态、厚度和断裂发育程度等横向变化较大，且常见这套层序与一些杂乱反射或反射空白带呈突然接触关系，可能是受燕山期岩浆活动带或动力变质带干扰的结果，因此大范围连片追踪对比困难。但可以在宏观上确定，这套层序虽然普遍存在，而其主体则发育在珠外-台湾海峡缝合带之南侧（图4-22，图4-23），呈北东东向带状分布，往北、往南都明显减薄，大致相当于利用基底布格重力异常垂向一阶导数及化极磁力异常垂向一阶导数低值区所圈定的中生界分布区的北带。须指出的是，沿此带也存在东、西分段现象，可能与后来的沉积环境、岩浆活动、变质和构造作用有关。

北缘拗褶带发育的中生界与闽、粤陆区出露的中生界具有可比性。鉴于陆区上三叠统—下侏罗统主要出露在粤东—闽西南一带，主体呈北东向带状分布，发育特征似受陆区丽水-海丰缝合带控制。在珠江口附近的一些岛屿（如香港、荷包岛等）也发现了上三叠统—下侏罗统海相地层，这一现象说明，此带已延入海域，并在珠江口外势必与海区北东东向展布的北缘拗褶带（Ⅰ₁）相汇合。因此可以认为，北缘拗褶带及粤东—闽西南一带广泛分布的中生界主要属上三叠统—下侏罗统，其主要发育区间受控于珠外-台湾海峡缝合带和丽水-海丰-琼东南缝合带。

图4-22 珠江口盆地79PR1788测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅲ构造层说明见表4-8

图4-23 珠江口盆地79PR1827测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅲ构造层说明见表4-8

（三）南缘坳褶带（Ⅰ₃）

1.边界断裂发育特征

中央隆褶带南侧的基底断裂带是该带与南缘拗褶带之间的重要边界。

地震反射剖面（图4-18）揭示，卫滩古隆起南侧斜坡带的演化明显受控于其深部存在的基底大断裂带（F₁）。此带相当于吴招才等（2011）基于该区碰撞特征所划分的F₂断裂，因此带两侧地壳磁性差异最强，可能形成于与陆缘拉伸有关的底侵作用之前。值得注意的是，此带刚好位于ESP7和ESP7 A之间，即下地壳高速层发生突变的位置，并大致对应于T₇不整合面削截现象最集中的区段（图4-18 A），据被削蚀的地层厚度估算，在短短的距离内其差异沉降幅度达2000m左右。以上现象说明，控制卫滩古隆起南侧边界的是一条向南断落的长期活动的基底大断裂带，其发育史可追溯到加里东期该区下地壳高速层发生变异的时期。此带到晚古生代发展为北升南降的断阶带，其北侧的隆起带上到晚二叠世全球海侵最大时期接受了台地相碳酸盐岩沉积。中、新生代仍继承这种北升南降的趋势，F₁两侧沉积厚度差异悬殊，直到以T₇不整合为标志的“南海运动”之后，这种差异升降活动才结束。

澎湖-北港隆起最早被孟昭彝（1970）解释为“构造堤”，重磁调查结果（谢世雄等，1972）表明，该隆起南界（即陆架-陆坡转折带）存在一条北东东向的大断裂，可与台湾陆岸地区的义竹边缘枢纽断裂圆满连接，这也是台西南盆地的北界。义竹边缘枢纽断裂与F₁断裂发育特征相似，推测两者当属同一条断裂带，共同构成了横贯卫滩古隆起、台湾浅滩和澎湖-北港隆起带南侧的重要边界。此带的形成可能与加里东期沿珠外-台湾海峡缝合带的俯冲活动有关；燕山早期该隆起带又被斜贯东海西缘-东沙东缘断裂带的左行剪切作用错断（图2-21）。据珠外-台湾海峡缝合带被错断的距离估算，其剪切错移量约100km左右，若恢复错断前的位置，则台湾浅滩和澎湖列岛当属同一基底隆起块体。由于东海西缘-东沙东缘断裂带是一条大型基底断裂带，在中、新生界盖层发育区往往呈雁行斜列式表现出来，因此图4-17中的F₂、F₃、F₄、F₅均为东海西缘-东沙东缘基底大断裂的反映，其中F₂切断了义竹边缘枢纽断裂和F₁断裂。

图4-24 潮汕拗陷NHD96测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅳ构造层说明见表4-8

2.南缘坳褶带的发育特征

图4-25 台西南盆地973科考测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅲ构造层说明见表4-8

图4-26 台西南盆地NHD-416测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅲ构造层说明见表4-8

南缘拗褶带位于中央隆褶带南侧，其范围从该隆褶带南斜坡一直延伸到南海海盆边缘，包括以往所称的潮汕拗陷和台西南盆地。区内发育的中生界形成一系列的褶皱、断裂构造，两者呈北东向成排成带相间出现，反映北西-南东向挤压作用强烈。区内中生界的另一个重要特点是，其发育程度存在明显的东西差异：即潮汕拗陷内可以普遍见到大套中生界（图4-24），估算其厚度最大达8000～9000m；台西南盆地以发育巨厚的新生界为特征，其最大厚度可达7000～8000m，在这套地层之下局部可断断续续地见到一些反射层序（图4-25，图4-26）可能属中生界，但其面貌却不同于潮汕拗陷一带发育的中生界，反映两者不仅沉积环境和构造作用不同，可能形成时代也不能完全对比。南缘拗褶带中生界总体呈现西厚东薄的态势，大致对应于根据基底布格重力异常垂向一阶导数图及化极磁力异常垂向一阶导数图低值区所圈定的中生界分布区。在东沙南侧出现大片低值区，而在台西南盆地低值带仅出现在澎湖-北港隆起南部边缘位置。值得注意的是，这种东、西差异大致以前述东海西缘-东沙东缘基底断裂带为界。此带在中、新生界盖层内由一系列呈雁行状排列的北北东向断裂表现出来。

（四）白云坳褶带（Ⅰ₄）

白云拗褶带东接南缘拗褶带，但两者被一近南北向的断垒状凸起隔断。区内构造线方向多变，以北西—北西西向为主（图4-17），中生界厚度趋于减薄、构造活动强烈（图4-27，图4-28）。如前所述此带位于南海北缘区东、西分块的边界附近（图4-13），这一北西向分块边界具转换性质，最早出现于加里东期，无疑会影响其中生界的发育。

图4-27 珠江口盆地NHDL112测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅲ构造层说明见表4-8

图4-28 珠江口盆地NHD16测线地震解释剖面

Ⅰ—Ⅲ构造层说明见表4-8