探究南海地球物理場及深部地質(zhì)構(gòu)造

張匡華　陳飛

（海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院海南海口570100）

探究南海地球物理場及深部地質(zhì)構(gòu)造

張匡華陳飛

（海南省海洋地質(zhì)調(diào)查研究院海南海口570100）

南海處于亞歐板塊上，一直以來受到太平洋的復(fù)雜地質(zhì)的影響，逐漸形成了獨(dú)特的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。南海根據(jù)區(qū)域的不同分成的四塊獨(dú)特的區(qū)域有不同的重力磁場特征。本文主要對南海的重力場和磁場特征進(jìn)行闡述，同時(shí)研究了南海的深部地質(zhì)構(gòu)造。

南海地球物理場深部地質(zhì)構(gòu)造

南海的面積為356平方公里，是世界第三大海域，僅次于南太平洋匯總的珊瑚海以及印度洋中的阿拉伯海，其面積為中國渤海、黃海以及東海的面積總和的三倍。南海主要包括大陸、島嶼、干出礁以及這些陸地沿岸的區(qū)域，這是一片藍(lán)色的國土。

1　南海地球物理場

1.1南海重力場

根據(jù)中國海區(qū)及領(lǐng)域地質(zhì)地球物理系列圖為基礎(chǔ)，可以得出南海自由空間以及南海布格的重力異常。南海西北部主要形成負(fù)值空間異常與低值布格異常，南海的東南部則相反，以正值空間異常與高值空間異常為主。兩種差異的形成主要是由于深海巖石結(jié)構(gòu)的不同。其中空間異常主要表現(xiàn)為華南地區(qū)西低東高，印支地區(qū)北西低東南高，北部大陸架邊緣西低東高，中沙地區(qū)以北東向?yàn)橹鳎鶠榈貐^(qū)變化異常，南海中央海盆地區(qū)為正值區(qū)出現(xiàn)變化異常，東部邊緣海域正負(fù)變化異常。布格異常主要變現(xiàn)為，從四周大陸島嶼開始向中央海盆地區(qū)逐漸增高，其中北部具有負(fù)值異常。在正的異常值中，水越深，異常值越大，與地形形成的鏡像關(guān)系越明顯。

1.2南海磁場特征

南海海域可以根據(jù)重磁場分為四個(gè)部分，為南海北緣、中西沙、南沙和南海海盆，每一部分都具有特殊的重磁場。南海中磁場中有很多的類型，通常會出現(xiàn)南正北負(fù)的的異常現(xiàn)象，也有伴生現(xiàn)象并不明顯的正異常和負(fù)異常、鋸齒狀疊加異常等。其中，伴生異常在磁場中占有很重要的位置，表明了磁場中的特點(diǎn)，異常現(xiàn)象出現(xiàn)十分頻繁，南海地區(qū)巖漿的活動(dòng)十分頻繁且復(fù)雜。

磁場異常現(xiàn)象涉及面較廣，從陸地開始向海面延伸，從外圍逐漸向中央地區(qū)過渡，其磁場強(qiáng)度逐漸增大，可以從50nT一直上升到200至300nT左右。主要原因還是與南海底部的巖石成分有關(guān)，南海中央底部的構(gòu)成是由玄武巖作為基地，四周延伸逐漸變成變質(zhì)巖、花崗巖等，這種巖石的變化也是磁場變化的原因之一，從中央的強(qiáng)磁場到四周的弱磁場。南海北部從東往西的區(qū)域變化也能感受到磁場由弱至強(qiáng)，而且梯度越陡，其磁場的異常越明顯，磁場的形成越復(fù)雜，從開始簡單的負(fù)磁場區(qū)到逐漸形成波紋的負(fù)磁場區(qū)到正負(fù)交替變化的磁場區(qū)，這些變化與周圍海域的磁場變化相對應(yīng)，例如在華南中部，酸性磁場活躍形成磁場；浙江福建等沿海地區(qū)磁場的變化向東北方向走，主要是火山的分布特征，從西到東的巖漿活躍度加強(qiáng)，說明南海海底的巖石性能越來越復(fù)雜。南海海底從陸地到海底的磁場變化也具有梯度增加，變化幅度升高，磁場異常現(xiàn)象從平緩到劇烈變化，這也表明了南海底部地殼運(yùn)動(dòng)變化有著密切的關(guān)系。

南海海盆中存在十分明顯的磁條帶，這種異常現(xiàn)象成正負(fù)相間的帶狀分布，幅度較大，并且具有一定的寬度，可以延伸到數(shù)百公里，梯度非常陡。在南海中央位置的磁條帶成南北對稱方式排列，這種特征具有大洋磁場的特征，表明在南海底部出現(xiàn)過海底擴(kuò)張，同時(shí)可以推出海盆形成的大致時(shí)間。在南海的海盆的條帶狀的磁場中存在著磁靜帶。

南海中存在高值正異常現(xiàn)象，具有寬度大，延伸長等特點(diǎn)，在分布上由北東向東西分布，探測出來十分醒目。在東沙東南海域到臺灣海域存在一個(gè)高磁的異常帶，這種異常有學(xué)者認(rèn)為是由于在中生代的一種巖石的存在現(xiàn)象。但也有人認(rèn)為是古火山弧，即海洋板塊沉入另一板塊時(shí)噴出的巖漿而形成的山脈。

南海南部的大陸架所在的磁場區(qū)在曾母暗沙附近，從萬安灘到曾母暗沙之間的磁場十分平緩，其幅值在150nT左右，呈一個(gè)弧形出現(xiàn)，但是在納土納群島附近存在一個(gè)正負(fù)伴生的橢圓形磁場，受到疊加之后發(fā)生劇烈變化，高幅度高頻率異常，形成串珠狀。海底區(qū)域與陸上的類似，由于花崗巖和火山巖的共同作用導(dǎo)致此區(qū)域的磁反應(yīng)異常。這種地貌類型，在其他海域也常見。

在南海中的西沙中沙群島周圍出現(xiàn)正磁異常，其變化幅值在50至100nT之間，其中有花崗巖侵入，由于周圍火山巖的出現(xiàn)，測得磁場的變化十分劇烈。同時(shí)測得其中的火山角礫巖石磁化率較小，而玄武巖的磁化率較大。再向北部延伸一直到南海的中央海盆，磁異常帶的上方。通過測得的數(shù)據(jù)，可以表示其斷裂層的性質(zhì)，在西沙中沙群島附近可能存在一部分為曾經(jīng)陸地上的碎片。與西沙中沙群島類似的有在南沙周圍一帶，存在一段寬緩的磁場異常區(qū)，也可能是由于陸上碎片引起的。

2　南海深部地質(zhì)構(gòu)造

利用OBS對南海深部地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行實(shí)測計(jì)算，主要對南海東北部進(jìn)行探測，從汕頭開始一直到巴士海峽，進(jìn)行物理的反演對南海深部地質(zhì)構(gòu)造有了新的認(rèn)識。

通過對南海地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行物理資料的整理，在這一海區(qū)做OBS來了解剖面的地殼結(jié)構(gòu)，進(jìn)行地球物理反演，對深度地質(zhì)構(gòu)造有一定的新的認(rèn)識。根據(jù)重力異常，利用重力研究南海的深部地質(zhì)構(gòu)造，通常采用壓縮質(zhì)面法以及線性回歸等方法。根據(jù)之前學(xué)者對此的研究，對數(shù)據(jù)的異常關(guān)系的分析，可以得出關(guān)于深度與重力異常的關(guān)系式。通過充分的利用地震中的反射數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合剖面以及鉆井得出的資料，可以反映出海底的地勢以及發(fā)生沉積的海底區(qū)域。

從三疊紀(jì)中晚期開始，南海就形成了東西方向的海域，受到周圍海域的拉伸和擠壓的作用，其中的生物群也受到周圍海域的影響，由于太平洋板塊對華南地區(qū)的擠壓形成褶皺，成為一系列的斷陷沉積，海水從華南的陸地上退出，并且受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響，之前存在的地層由于受到擠壓變形，之后的一段時(shí)期臺灣海峽附近受到周圍力量的壓迫導(dǎo)致成績，巖石厚度增加。這種演化并不是兩個(gè)不同部分的簡單合并，而是兩個(gè)不同在相遇時(shí)受到力后的擠壓碰撞，從而形成了一種新的構(gòu)造特征，這種特征也可以說明兩個(gè)區(qū)域生物物種的親緣性。

區(qū)域內(nèi)的中新生代沉積盆地在不斷的演化，由于盆地性質(zhì)的復(fù)雜，在每一層的上一層都發(fā)育出一部分新生代沉積盆地。中新生代二者的形成方式還有一定的差異，需要進(jìn)行分別研究。

3　結(jié)語

綜上所述，南海海域面積廣闊，其地球物理場特征由于其每一部分的不同具有復(fù)雜的物理特征，重力場和磁力場根據(jù)與陸地的距離以及中央海底形態(tài)產(chǎn)生變化，在研究中需要細(xì)致分類。在對南海深部地質(zhì)構(gòu)造的探究主要是在地球地殼變遷的過程中，會導(dǎo)致板塊的移動(dòng)和相互擠壓，在這個(gè)過程中會形成新的區(qū)域面貌。

P5[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-285-1

張匡華（1984～），男，工程師，研究方向?yàn)楹Ｑ蟮刭|(zhì)及地球物理探測研究。