鶯歌海盆地構造演化動力學機制探討

萬志峰，夏斌，徐力峰，李建峰

（1. 中山大學海洋學院 廣東 廣州 510275；2. 中國科學院邊緣海地質重點實驗室 中科院廣州地球化學研究所 廣東 廣州 510640；3. 廣東有色工程勘察設計院 廣東 廣州 510080）

鶯歌海盆地構造演化動力學機制探討

萬志峰1,2，夏斌1,2，徐力峰3，李建峰2

（1. 中山大學海洋學院 廣東 廣州 510275；2. 中國科學院邊緣海地質重點實驗室 中科院廣州地球化學研究所 廣東 廣州 510640；3. 廣東有色工程勘察設計院 廣東 廣州 510080）

鶯歌海盆地是在印支地塊與華南地塊縫合線上發展起來的新生代沉積盆地，其奇特的地質現象與復雜的動力學背景是國內外學者研究的熱點。關于其形成機制，目前主要有四種觀點：“中國東部裂陷式”觀點、“左旋走滑”觀點、“右旋走滑”觀點、“先左旋后右旋”觀點。通過對該盆地區域地質背景、盆地構造幾何學、運動學及沉積學綜合分析，認為鶯歌海盆地形成演化受印-藏碰撞、太平洋板塊俯沖以及地幔上涌的影響，主要經歷了古新世—早漸新世左旋拉分、晚漸新世—中新世熱沉降、上新世—第四紀右旋拉分三個階段。

鶯歌海盆地；構造演化；動力學機制；走滑拉分；熱沉降

鶯歌海盆地位于印支地塊、華南地塊與中國南海大陸架交接處，呈北西向展布，屬紅河斷裂帶在海域的延伸部分[1-2]。其特殊的構造背景、巨厚的沉積蓋層、強烈的泥底辟構造以及豐富的天然氣資源等奇特的地質現象，成為國內外學者研究的熱點。然而，對于鶯歌海盆地形成演化的動力學機制問題，亦是地球科學家爭論的焦點[3-5]。本文結合該盆地近半個世紀油氣勘探成果，從構造演化與區域地質角度入手，探討了盆地形成演化的動力學機制。

1 鶯歌海盆地構造特征

鶯歌海盆地是在印支地塊與華南地塊縫合線上發展起來的新生代沉積盆地，其基底是邊緣各構造單元向海上的延伸[6-7]。盆地的走向和斷陷形態主要受到北西走向、北北西和近南北走向的基底斷裂帶控制，可劃分為鶯歌海中央坳陷帶、鶯東斜坡帶、鶯西斜坡帶3個一級構造單元（圖1）。

圖 1 鶯歌海盆地構造區劃圖Fig. 1 Structural division map of Yinggehai Basin

中央坳陷帶是鶯歌海盆地的主體，分為坳陷西北翹起端的臨高隆起構造帶和坳陷主體的中央泥底辟背斜構造帶，北西走向的1號斷裂帶和馬江斷裂帶分別構成坳陷西北部和中南部的邊界斷裂帶，近南北走向的鶯西斷裂帶和中建隆起兩側邊界斷裂帶為坳陷的西部和東部邊界斷裂帶。鶯東斜坡帶與鶯西斜坡帶構造面貌比較簡單，為繼承性發育、坡度較平緩的單斜。

2 前人關于鶯歌海盆地形成演化的研究觀點

鶯歌海盆地是紅河斷裂帶在海域的延伸，對鶯歌海盆地形成演化機制的研究，不僅可以揭示盆地構造演化與沉積規律，有效指導油氣勘探；而且是分析印支-華南地塊相對運動、印-藏碰撞、南海擴張的重要平臺。

前人對鶯歌海盆地形成演化機制做了大量的研究工作，提出了諸多觀點，概括起來主要有以下幾種：

2.1 “中國東部裂陷式”觀點

丁中一等(1999)[8]用地震剖面的地層資料進行去壓實校正和回剝處理，得出盆地典型剖面的地層埋藏史和熱沉降史，通過與 Mckenzie理論曲線的對比求取拉張因子分布。研究指出，鶯歌海盆地與南海兩期海底擴張作用有關，是符合 Mckenzie模型的拉張盆地。

2.2 “左旋走滑”觀點

茹克（1988）[9]對南海北部邊緣盆地的發育及其大地構造意義進行了研究，指出在40Ma以前，南海北部邊緣盆地發育與太平洋和歐亞板塊聚斂邊緣有關，屬弧間和弧后擴張性質；之后則主要由印度與歐亞板塊碰撞引起紅河斷裂帶的走向滑動和印支地塊的順時針旋轉所控制。鶯歌海盆地是受NWW—SEE及NW—SE方向的左旋張剪應力場控制，沿NW向展布的走滑盆地。

2.3 “右旋走滑”觀點

龔再升等(1997)[10]和李思田等(1998)[11]認為鶯歌海盆地是受地幔上涌引起的巖石圈伸展以及右旋走滑雙重機制聯合控制的轉換—伸展盆地。孫家振等(1995)[12]認為鶯歌海盆地經歷了兩次右旋走滑—伸展：第一次（始新世—早中新世）是由于華南板塊向東南滑移，形成南東—北西方向的斜向剪切伸展；第二次（晚中新世—第四紀）是由于南海的熱沉降造成的重力拖曳，使北部大陸邊緣一起右旋走滑。

2.4 “先左旋后右旋”觀點

郭令智等（2001）[13]、Sun 等（2003）[14]、孫向陽等（2003）[15]、鐘志洪等（2004）[16]通過多鶯歌海盆地區域地質與大地構造分析以及構造模擬研究指出：古新世—早中新世，印支地塊向南東方向擠出，并伴隨順時針旋轉，鶯歌海盆地左旋走滑；中中新世—第四紀，華南地塊被擠出，鶯歌海盆地右旋走滑。

3 鶯歌海盆地構造演化動力學機制分析

根據鶯歌海盆地周邊板塊背景、區域應力場和盆地構造幾何學、運動學及沉積學分析，并結合前人研究觀點，將鶯歌海盆地構造演化劃分為古新世—早漸新世左旋拉分、晚漸新世—中新世熱沉降、上新世—第四紀右旋拉分三個階段。

3.1 古新世—早漸新世左旋拉分階段

Tapponnier等（1982）[17]根據剛性體擠入代用粘土模擬實驗提出“擠出—逃逸模式”，印度板塊沿NE-SW向與歐亞板塊碰撞，引起歐亞板塊南緣呈岬角狀凸出的印支地塊向南東方向擠出，同時伴隨著地塊的順時針旋轉運動。而該時期華南地塊相對穩定，兩地塊的相對運動必然導致板塊邊界NW向斷裂帶（紅河斷裂等）左旋走滑活動（圖 2）。同時，太平洋板塊—歐亞板塊間會聚速率的快速衰減引起的東亞陸緣伸展活動，為印支地塊的擠出提供了自由邊界[18]。

圖 2 鶯歌海盆地左旋走滑階段動力學模式圖Fig. 2 Dynamics model of sinistral strike-slip phase in Yinggehai Basin

在這種NW向左旋走滑應力背景下，鶯歌海盆地被拉開，盆地內正斷層發育，產生一系列半地塹和雁行排列的南北向斷裂，將盆地分割為幾個不同的構造單元，并控制沉積作用。首先在紅河斷裂南端和東方斷裂的北端連接區域及東方斷裂南緣和中建斷裂北端連接區域形成早期斷陷，然后向兩側擴展，形成一系列的北西向的正斷層。在縱向上，盆地西部發育的一些與鶯西斷裂平行的南北向帶有正斷性質的斷裂，這些斷層的強烈活動控制了盆地西北部的沉降中心。盆地東南端在盆地形成中也表現出伸展的特點，形成一些地塹地壘構造。

3.2 晚漸新世—中新世熱沉降階段

晚漸新世開始，印支地塊向南東擠出運動及其順時針轉動逐漸減弱，華南地塊仍然相對穩定，鶯歌海盆地主要受南海擴張的影響，總體處于熱沉降狀態。該時期，印澳—歐亞板塊碰撞以及太平洋板塊向歐亞板塊俯沖，在南海地區產生南北向拉張應力。同時，板塊的相互作用引起地球深部物質活動：印—藏碰撞產生向東、南東方向的物質流動，太平洋板塊向歐亞板塊俯沖阻擋了向東、東南方向的物質逃逸，使得這些物質向南運動，而澳大利亞板塊NNW向俯沖和碰撞，阻擋了這些物質進一步向南運動，從而導致地幔物質在南海地區上涌[19]。因此，南北向擴張和地幔上涌共同導致南海擴張，鶯歌海盆地熱沉降活動明顯（圖3）。

圖 3 鶯歌海盆地熱沉降階段動力學模式圖Fig. 3 Dynamics model of thermal subsidence phase in Yinggehai Basin

鶯歌海盆地區域構造應力場的轉變導致盆地西北部發生了軸向近南北的褶皺變形，沉積中心同期向南東方向發生遷移。盆地發生快速沉降，最大沉降速率達0.6 mm/a。深部地幔活動造成盆地具有較高的地溫梯度，最高可達6.25 ℃/100m。拉張的構造背景、快速沉降作用以及高熱流值，導致鶯歌海盆地泥底辟構造廣泛發育。

3.3 上新世—第四紀右旋拉分階段

隨著印度板塊逐漸楔入歐亞板塊內部，印支半島處于相對穩定狀態，華南地塊整體開始向東擠出，使得紅河斷裂轉換為右旋運動，鶯歌海盆地處于右旋拉分應力背景（圖4）。這一作用導致盆地巖石圈應力狀態的改變，造成深部壓力釋放和周邊巖漿活動，以及盆地北端構造反轉。盆地沉降速度再次明顯加快，沉降中心依次向南東方向遷移，沉降中心的軸向轉為北西，與現今盆地的方向一致。盆地邊界斷裂，如①號斷裂、鶯東斷裂和鶯西斷裂均有小規模的活動，盆地內部的泥底辟構造活動達到高峰。

4 結 論

（1）鶯歌海盆地因其特殊的構造位置與地質特征，一直是國內外學者研究的熱點。其形成演化的動力學機制問題亦是爭論的焦點，目前主要有“中國東部裂陷式”、“左旋走滑”、“右旋走滑”、“先左旋后右旋”等觀點。

圖 4 鶯歌海盆地右旋走滑階段動力學模式圖Fig. 4 Dynamics model of dextral strike-slip phase in Yinggehai Basin

（2）根據盆地區域地質背景、構造地質學、沉積學綜合分析，并結合前人研究觀點，將鶯歌海盆地構造演化劃分為古新世—早漸新世左旋拉分、晚漸新世—中新世熱沉降、上新世—第四紀右旋拉分三個階段，其動力學機制分別為：紅河斷裂左旋走滑、南海擴張、紅河斷裂右旋走滑。

（3）誠然，鶯歌海盆地依然存在許多懸而未決的問題，諸如紅河斷裂帶在南海的延伸、異常高壓流體活動與泥底辟構造等問題，有待進一步深入研究探討。

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Study on the dynamic mechanism of tectonic evolution in Yinggehai Basin

WAN Zhi-feng1,2, XIA Bin1,2, XU Li-feng3, LI Jian-feng2

(1. School of Marine Sciences, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China;
2. Key Laboratory of Marginal Sea Geology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510640, China;
3.Guangdong Nonferrous Metals Engineering Investigation Design Institute, Guangzhou 510080, China )

Yinggehai Basin belongs to the Cenozoic sedimentary basin developed in the Indo-China block and South China block suture line. Its peculiar geological phenomena and the complex dynamics setting are studied as hot spots by domestic and foreign academics. There are four perspectives of its formation mechanism at present: “Chinese Eastern rift-style”, “left-lateral strike-slip”, “right-lateral strike-slip”, “after the first left-lateral strike-slip right-lateral strike-slip”. Through the regional geological background, basin geometry, kinematics and sedimentology comprehensive analysis, it is figured out that the formation and evolution of Yinggehai basin are influenced by India-Tibet collision, Pacific plate subduction and mantle upwelling. There are three tectonic evolution stages which are the Paleogene-Early Oligocene sinistral pull-apart, Late Oligocene-Miocene thermal subsidence, the Pliocene-Quaternary dextral pull-apart.

Yinggehai basin; tectonic evolution; dynamic mechanism; strike-slip pull-apart; thermal subsidence

P736.11

A

1001-6932(2011)01-0654-04

2010-01-01；收修改稿日期：2010-04-07

國家重點基礎研究發展計劃（973）（2009CB219401）。

萬志峰（1981—），男，博士后，主要從事邊緣海地質構造與油氣成藏研究。電子郵箱：wanzhifeng01@gmail.com。