南海盆地-成因-構(gòu)造-演化-綜述

1、南海盆地的成因及構(gòu)造演化XXXXXXX目錄n南海構(gòu)造地質(zhì)背景n“碰撞-擠出”模式n弧后擴(kuò)張模式n洋中脊擴(kuò)張模式n地幔柱模式n陸緣伸展模式n討論南海海底地形圖南海構(gòu)造地質(zhì)學(xué)背景n南海位處印-澳、歐亞和太平洋三大板塊匯聚的中心，四周又包含了大陸邊緣的三大主要類型，即南北兩側(cè)的張裂型(被動(dòng)型)邊緣、東側(cè)的俯沖型(主動(dòng)型)邊緣和西側(cè)的剪切型(轉(zhuǎn)換)邊緣。“碰撞-擠出”模式nTapponnier等(1982，1986) 認(rèn)為印度板塊向歐亞板塊碰撞和碰撞后的楔入，在導(dǎo)致青藏高原的隆升的同時(shí)，同時(shí)引起了歐亞大陸沿若干條斷裂大規(guī)模傳播式擠出，印支板塊向SE向長距離滑移，促使加里曼丹地塊南移，引起南海的擴(kuò)張。模

2、擬實(shí)驗(yàn)nTapponnie利用塑性黏土來模擬印度板塊和青藏高原碰撞，進(jìn)行了平面變形。n實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在將東部邊界設(shè)為自由邊界時(shí)，碰撞引起的地體走滑在很大程度上平衡了這種碰撞引起的總體物質(zhì)匯聚。實(shí)驗(yàn)示意圖存在的問題n最近的GPS資料分析和研究(Shen等，2000)表明，紅河地區(qū)和南海西北部向東南逃逸的成分，最多只能占喜馬拉雅碰撞擠出的25%，因此導(dǎo)致南海700 km擴(kuò)張的可能性不大?；『髷U(kuò)張模式nKarig(1971)認(rèn)為南海是太平洋板塊的弧后盆地，其形成與太平洋板塊俯沖有關(guān)；nBen-Avraham和Uyeda(1973)根據(jù)南海海盆內(nèi)發(fā)現(xiàn)的東西向磁異常條帶提出南海的張開是加里曼丹島向南遷移

3、的結(jié)果。n任建業(yè)等(2000)通過對(duì)西太平洋邊緣海盆地的基本特征和發(fā)育模式的研究，認(rèn)為太平洋板塊的俯沖及俯沖帶的后退是弧后盆地發(fā)育的主要機(jī)制。n印度-歐亞大陸的碰撞所形成的向東和東南的地幔流可能推動(dòng)了東亞大陸東側(cè)和南側(cè)俯沖帶的后退，之后由于澳大利亞和印度尼西亞板塊的碰撞阻礙了俯沖帶的后退，導(dǎo)致了南海的關(guān)閉。存在的問題n1979至1982年中美聯(lián)合調(diào)研的南海資料顯示，南海東部海盆的擴(kuò)張脊走向?yàn)榻鼥|西向，它與菲律賓弧呈大角度相交，這與典型的弧后擴(kuò)張盆地的伸展應(yīng)力模式存在較大區(qū)別。n地幔域地球化學(xué)特征表現(xiàn)出強(qiáng)的印度洋域的信息，幾乎不存在太平洋板塊俯沖的影響。洋中脊擴(kuò)張模式nBen Avraham &

4、amp; Uyeda(1973)提出南海中央海盆存在E-W向磁異常條帶。nBowin認(rèn)為該磁異常條帶是由海底擴(kuò)張形成的。并推測南?？赡茉谥猩冉?jīng)歷了一期海底擴(kuò)張，把加里曼丹從亞洲大陸分開并南移；然后在第三紀(jì)中期，洋殼再次裂開，形成新一期北東向海底擴(kuò)張。nTaylor & Hayes(1980)在南海東部次海盆鑒別出15N附近，115d號(hào)磁異常條帶。并認(rèn)為中央海盆是通過南北向的海底擴(kuò)張形成的；n姚伯初（1996）據(jù)磁條帶及南北陸緣的沉積加載和斷裂性質(zhì)，認(rèn)為南海新生代海盆經(jīng)歷了大西洋型海底擴(kuò)張，并受印度板塊、太平洋板塊的影響和制約。南海海底磁異常條帶及對(duì)應(yīng)的年齡nBriais在磁異常條帶

5、工作基礎(chǔ)上建立了更詳細(xì)的南海海底擴(kuò)張模式。n磁異常條帶條帶11-7 (3227 Ma)期間，南海海底擴(kuò)張活動(dòng)主要發(fā)生在西北海盆及中央海盆；n磁異常7-6b (2624 Ma)期間，擴(kuò)張脊發(fā)生了一次向南的躍遷，且其擴(kuò)張軸的方向也從近EW向轉(zhuǎn)變?yōu)镹E向，此時(shí)西南海盆開始擴(kuò)張；n隨后，中央海盆與西南海盆在磁異常6b-5c (24 15.5 Ma)期間同時(shí)發(fā)生擴(kuò)張，并最終在15.5 Ma (磁異常5c)時(shí)海底擴(kuò)張活動(dòng)停止。存在的問題n仍未有鑒別出的典型的磁異常條帶，目前鑒別出的磁異常條帶之間存在較大夾角，同一條也有多處彎曲，這與大西洋是矛盾的。n張訓(xùn)華等(1997)認(rèn)為南海海盆中的磁條帶應(yīng)是海盆形成過

6、程中不同時(shí)期巖漿沿?cái)嗔讯啻吻秩胨斐傻?。地幔柱模式n南海的地幔柱模式應(yīng)該起因于南海的高熱流發(fā)現(xiàn)和玄武巖的發(fā)現(xiàn)。n黃福林(1986)側(cè)重從南?；缀偷貧そY(jié)構(gòu)特征兩方面探討南海成因，認(rèn)為南海海盆形成過程為地幔上拱、地臺(tái)裂陷，陸殼下沉到熱的上地幔中，地幔巖取代原有的陸殼而形成新的洋殼。n龔再升等(1997)和李思田等(1998) 認(rèn)為地幔柱引起的局部對(duì)流、加之與巖石層底部的摩擦力導(dǎo)致大面積的伸展可以解釋南海不同方向、不同構(gòu)造部位的盆地在早第三紀(jì)同期伸展的構(gòu)造現(xiàn)象。n中國東部巖石的電子探針和幔源巖石包體研究表明，古老的巖石圈地幔被年青的、較富集的巖石圈地幔所代替，具有大洋橄欖巖成分的演化特征，但不是俯

7、沖至大陸邊緣下方的大洋橄欖巖(虧損的巖石組合)(徐夕生等，2000)，可能反映了大陸下方新生代巖石圈地幔作用的過程。地幔柱的存在nLei J等公布了最新的南海地幔柱的研究成果。利用南海地區(qū)高質(zhì)量的近震和遠(yuǎn)震初至到時(shí)資料，采用一種新的遠(yuǎn)震和近震聯(lián)合成像技術(shù)，獲得了南海地區(qū)殼幔高分辨率的速度模型。該速度結(jié)果在海南的下方揭示出一個(gè)直徑80 km、向下逐漸向東南方向傾斜、根達(dá)250 km上地幔的地幔熱柱的存在。存在的問題n與主動(dòng)地?；顒?dòng)相關(guān)的裂谷盆地在盆地形成早期應(yīng)該存在區(qū)域隆升和大規(guī)模的玄武巖火山活動(dòng)(Sengor等，1978)，這種特征與南海北部白堊紀(jì)古新世期間的地質(zhì)構(gòu)造特征不吻合。n多數(shù)學(xué)者認(rèn)為

8、僅僅用該模式難以解釋海盆內(nèi)部復(fù)雜的構(gòu)造現(xiàn)象。陸緣伸展擴(kuò)張模式nHamilton(1979)認(rèn)為中國華南大陸邊緣在中侏羅世中白堊世期間為安第斯型火山弧，其應(yīng)力場特征以擠壓為主；到晚白堊世由主動(dòng)換為被動(dòng)大陸邊緣，其應(yīng)力場特征也由擠壓轉(zhuǎn)變?yōu)樯煺箲?yīng)力場。在這種伸展應(yīng)力場的作用下，禮樂灘、東巴拉望等微地塊從華南大陸向南分裂，導(dǎo)致南海的形成。n劉昭蜀等(1988)認(rèn)為，自新生代以來南海區(qū)域應(yīng)力場從擠壓轉(zhuǎn)為松弛，大陸邊緣由強(qiáng)烈擠壓轉(zhuǎn)為強(qiáng)烈拉張，地幔向大洋方向蠕散，導(dǎo)致陸緣斷裂、解體并向大洋擴(kuò)散，形成南海北部陸緣地塹系。n陳國達(dá)(1988)和中國科學(xué)院南海海洋研究所明確指出“陸緣擴(kuò)張”是我國新生代以來東部陸殼

9、拉伸過程中主要的構(gòu)造作用，強(qiáng)調(diào)整個(gè)亞洲東部大陸邊緣的形成都是由于陸緣擴(kuò)張所致。n徐義剛等(2002)對(duì)南海北緣新生代玄武巖中幔源包體的研究，發(fā)現(xiàn)橄欖巖的微量元素組成指示南海北緣地幔具有大陸裂谷型地幔特征。認(rèn)為南海的形成是巖石圈自北向南主動(dòng)伸展擴(kuò)張的結(jié)果。存在的問題n陸緣伸展模式雖然引入了地幔流動(dòng)、海底擴(kuò)張，但實(shí)質(zhì)仍為陸殼拉張、減薄洋殼化，理論依據(jù)不足，很難被大多數(shù)學(xué)者接受。n在區(qū)域擠壓應(yīng)力場下的拉伸環(huán)境形成機(jī)制還待進(jìn)一步研究。各種模式的主要依據(jù)及主要問題演化模式主要依據(jù)與實(shí)際不符的地方弧后擴(kuò)張模式n 菲律賓板塊向西俯沖；n 南海和日本海、東海相鄰、相似；n 菲律賓俯沖帶存在后撤n EW向磁異常

10、條帶與俯沖帶垂直；n 存在裂谷型深大斷裂；n 擴(kuò)張南移的地塊為陸源沉積海底擴(kuò)張模式n 識(shí)別出115d磁異常條帶；n 古南海向南俯沖；n 磁異常條帶之間存在較大夾角；n 南海擴(kuò)張期次存在爭議碰撞擠出模式n 塑性物理模型實(shí)驗(yàn)可以產(chǎn)生大規(guī)模走滑斷裂；n 哀牢山-紅河斷裂3216 Ma發(fā)生大規(guī)模左旋走滑；n 王朝斷裂、三塔斷裂在30.523 Ma發(fā)生左旋走滑；n 將歐亞板塊視為塑性板塊與實(shí)際差別較大；n 對(duì)哀牢山-紅河斷裂帶運(yùn)動(dòng)機(jī)制仍存在很多爭議；n 加里曼丹地塊并不確定是亞洲逃逸的塊體陸緣伸展模式n 新生代以來南海應(yīng)力場從擠壓轉(zhuǎn)為松弛；n 北緣地幔具有裂谷地幔特征n 理論依據(jù)不足；n 在區(qū)域擠壓應(yīng)力場下的拉伸環(huán)境形成機(jī)制還待進(jìn)一步研究。地幔柱模式n 高熱流；n 存在玄武巖火山活動(dòng)；n Dupal型異常地幔；n 層析成像結(jié)果發(fā)現(xiàn)海南