PDF《东沙群 岛海区晚新生代构造特征》

第35卷 第 6期

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0 4年11月 海洋与湖沼OC E A NO L O GI A E T L I MN OL OG I A S I NI C A V o

1 .

3 5 . N o.

6 NO V . ,

2004 东沙群岛海区晚新生代构造特征 及其对弧. 陆碰撞的响应 * 吴时国 刘展王万银t '

t 郭军华卅 L t i d m a n n T 卅Wo n g H K 卅(中国科 学院海 洋研究所 青岛266071)(石油大学 东营

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7 0

0 0 ) ( 长安大学地 质与测绘工 程学院 西安710046) (中国科学 院海洋研究所 青岛

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6 0

7 1 ;

中国科学 院研究生 院 北京

1 0

0 0

3 9 ) ( 德 国汉 堡大学生 物地球化学研究所 汉堡D.20146)提要 东沙群 岛及其邻近海区( 简称东沙海 区) 位于南海北部大 陆边缘 , 东邻马尼拉俯冲构 造带.为了讨论 晚新生代 以来东沙海区的构造 变形特征 , 从 中找 出吕宋弧对 中国东南大陆边 缘碰撞的构造相关 , 特别是

8 M a以来 的 吕宋岛弧和 中国大陆边缘之 间构造 消减 过程 的响应. 根据地震地层学分析, 结合区域重磁 资料、 O D P

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4 钻孔 资料对东沙群 岛海 区晚新生代构造特 征进行 了分析.东沙海 区 自南海扩张后发育 了3个沉积层序( 层序 V, Ⅵ, Ⅶ) , 经历 了较强 烈 的构造抬升作用、 岩浆活 动、 沉 积物剥蚀.该 区发 育NEE.SWW和NW. S E向两组 断裂, 且以NEE.SWW 向断裂最为发育.断裂大 多具有 多次活动, 且为上新世 到第四纪 的活动断裂构 造, 断块抬升幅度大, 沿断裂带发 生岩浆侵入.分析结果表明,晚新生代期 间经历 了二次重要 的 构造运动 , 即东沙运动(

9 .

8 ―4 .

4 M a ) 和流花运 动(

1 .

8 9 ―1 .

4 Ma ) , 奠定 了该 区的构造格局.综 合该 区东强西弱构造变形 、 构造抬升发 生的时 间和应力场变化等特征 看, 该 区受

8 M a以来 中 国东部大陆边缘与 吕宋 岛弧碰撞所产生的构造运动的影响, 在8Ma以前, 由于 台湾 岛不存在, 活动的古东海大陆边缘延伸至东沙群 岛海 区东北部. 关键词 晚新生代构造运动 , 地震地层学 , 弧. 陆碰撞, 南海 中图分类号 P

7 3

6 台湾造山带的地质研究 ( T e n g ,

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9 0 ;

S h e m e n . d a ,

1 9

9 4 ) 表明, 古 吕宋弧向西北方 向推进 , 上新世 初大约在现今 台湾岛东北部 , 与 中国大陆边缘发 生斜 向碰撞或剪切闭合 , 最终形成 了现今 台湾 岛 近南北 向的构造面貌 ( 见封面插 图) .岩浆活动为 这一碰撞作用提供 了可靠 的时间序列信息 ( I J i u e t a l ,

1 9

9 7 ) , 这一碰撞作用 首先发生在 现今 台湾东 北部及其邻近海域 , 然后逐渐 向南迁移 .台湾东 部和南部

2 1 . 一2

3 . N之 间的海底 , 可 能是古 吕宋 弧在弧陆碰撞后 的残余部分 ;

2 1 . N以南海底是正 在发生典 型俯 冲作用 的菲律宾 海沟 与马尼 拉海 沟;

大约在

2 1 . N /

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0 . E附近 , 马尼拉 海 沟转换为 近南 北方向的左 旋断层插入台湾 岛的中西 部(Murphy,1973;

B o w i n e t a l ,1

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2 ) , 其 东侧 是台湾. 吕宋弧 , 西侧就是东沙海 区.该断层应 该是东 沙海区与 吕宋弧之间的边界. 近30年来 , 刘光 鼎(1992)、地质 矿产部广 州 海洋地质调查 局(金庆焕 ,

1 9

8 9 ) 和中国科学 院南 海海洋研究所 (

1 9

8 5 ) 都对该 区的构造 、 基底 和沉 积等方面进行 了综合调查 , 确立 了东沙海 区是 由呈NE.SW方向延伸 的构造 隆升带和 陆架坳 陷带 ( 珠江 口坳陷 的东延 ) 组成 , 东北面与 台湾西南 盆 地相邻 .中国海洋石油公 司在该 区为寻找油气开 展了广泛的反射地震和钻井工作 , 证实东沙海 区*中国科学院知识创新重要方向性项 目, K Z C X

3 . S W.

2 1 9号;

国家

9 7

3 重点基础研究资助项 目,

2 0

0 0

0 6

4 7

0 4号;

中国 科学 院院长基 金项 目,

2 0

0 1

0 3

0 2号 .吴时国 , 研 究员 , E - m a i l : s w u @ms . q d i o . a c . c n 收稿日期:

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0 3 .

0 3 .

1 l ,收修改稿 日期:

2 O

0 4 .

0 6 .

1 5 维普资讯 http://www.cqvip.com

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2 海洋与湖沼35卷 具有重大 的油气勘探 价值 ( R u e t a l ,

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8 6 ;

G o n g e t a l ,1

9 8

9 ;

陈斯忠等 ,1

9 9

2 ;

T y r r e l l e t a l ,1

9 9

2 ;

L t i d m a n n e t a l ,

2 0

0 1 ) , 并 揭示东 沙隆起 的西部地 区有古生代 的变质岩基底 , 并存在 中生代与上新 世以来 的岩浆作 用( G o n g e t a l ,1

9 8

9 ) , 认 为东部 隆起 是海西期被动大陆边缘(Ltidmannetal,2001).台西南盆地 内存 在明显 的重力 高和强烈 的磁力异常 , 特别是沿走 向展 布的串珠状磁异常 可能表示 为东海新生代活动边缘 的延伸 ( S i b u e t e t a l ,

1 9

9 7 ) . 上述工作 为认识本海区的地质特征提供了大 量重要资料 , 奠定了进一步工作 的基础 .但 以上 工作大部分是以油气资源及与其有关 的地质基础 为 目的, 而且多把它们 和南海 中央海盆扩 张相联 系在一起 .吕宋弧对中国东南大陆边缘的碰撞是 从上新世初开始延续到近代 , 首先发生在 台湾的 东北 , 并逐渐 向南迁移 .但是 , 它是怎么发生和影 响中国东南大陆边缘发展 的呢?对中国东南大陆 边缘到底又有 哪些 影响?本文 中主要 根据 太阳号 的地震 资料 , 结合海区卫星重力和化极磁力数 据等 资料 , 讨论 晚新生代以来东沙海区的构造变 形特征 , 从 中找出 吕宋弧对中国东南大陆边缘陆 撞 的构造相关 , 特别是

8 M a以来 的吕宋 岛弧和中 国大陆边缘之间构造消减过程的响应.

1 晚新生代 地震层序

1 9

8 8 ―1

9 9 4年的中国一 德 国合作使 用的 太 阳号 考察船在东沙海区进行过 3个航 次的调查 , 获得了约

6 6

0 0 k m的反射地震资料 ( L t i d m a n n e t Ⅱ Z .

2 0

0 1 ) , 其 研究 区范 围及 地震 测线 位置 如图1所示.该区声学基底及晚新生代地震层序的划分 叮 描述 如下.图1 太阳号

5 0 B( 实线 ) 、

7 2 A ( ~ ) 和95(短虚线 ) 航次地震 测线位置 .图 中方格 圆圈指示 O D P

1 8 4钻井位置 F i g ・

1 L o c a t i o n o f t h e s e i s mi c p r o f i l e s o b t a i n e d w i t h t h e R / V S O 一50B(reallines),SO一72A(

1 o n g d a s h e d l i n e ) a n d S O 一95( s h o r t d a s h e d l i n e ) .B o x c i r c l e s i n d i c a t e O D P

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4 s i t e s 嚣善荛』= = = 维普资讯 http://www.cqvip.com 6期 吴时国等: 东沙群岛海区晚新生代构造特征及其对弧一 陆碰撞的响应

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3 1 .

1 声学基底 在研究 区内主要 出现两类基底 : 一 种类型是 不同时代的基 性、超基性岩 .在地震剖面 上表现 为丘状反射结构 、 高频 、 穿透率差.这类基底伴随 高磁异 常(200--4

0 0 n T ) , 断 续分 布在盆地 东部 . 这些基性 、 超基性岩很有可能类似于安第斯型海 岸山脉 的岩浆岩 , 形成 于燕 山运 动的早 、 中期 , 通 常这类岩石都分布在陆壳和洋壳的过渡带. 另一种类 可 能是古 生代 和 中生 代 的变质 岩,它在声学特征上表现为连续的 、 丘状 内部 反射 结构 .根据广东沿海的地层露头资料及台西南 盆地CFC.1钻孔资料 , 该基底可能足 印支 一燕 山期 造山带 , 并遭受后来 的岩浆 侵入 :这一类 型的基 底在东沙海 区广 泛 出现, 呈NW及NE向脊状 延伸,表现为基底强烈隆升, 分隔珠江口盆地和 中央 海盆(Gongetal,1989).1.2盖层 地 层层 序 划分 在东沙海 区, 作者把 新生代地层划 分为 7个 地震层 序. 由于早 第三 系地层 在各地 发 育不一 样,特别是一些断陷盆地地层很难对 比, 所以没有 进一步划分.为了统一起见 , 新生 代地层 层序和 不整合面基本沿用 G o n g等(

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8 9 ) 的划分方案 , 简 要叙 述 如........