探究南海地球物理場及深部地質構造

張匡華　陳飛

（海南省海洋地質調查研究院海南海口570100）

探究南海地球物理場及深部地質構造

張匡華陳飛

（海南省海洋地質調查研究院海南海口570100）

南海處于亞歐板塊上，一直以來受到太平洋的復雜地質的影響，逐漸形成了獨特的地質結構。南海根據區域的不同分成的四塊獨特的區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行闡述，同時研究了南海的深部地質構造。

南海地球物理場深部地質構造

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域，這是一片藍色的國土。

1　南海地球物理場

1.1南海重力場

根據中國海區及領域地質地球物理系列圖為基礎，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構的不同。其中空間異常主要表現為華南地區西低東高，印支地區北西低東南高，北部大陸架邊緣西低東高，中沙地區以北東向為主，均為地區變化異常，南海中央海盆地區為正值區出現變化異常，東部邊緣海域正負變化異常。布格異常主要變現為，從四周大陸島嶼開始向中央海盆地區逐漸增高，其中北部具有負值異常。在正的異常值中，水越深，異常值越大，與地形形成的鏡像關系越明顯。

1.2南海磁場特征

南海海域可以根據重磁場分為四個部分，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，通常會出現南正北負的的異常現象，也有伴生現象并不明顯的正異常和負異常、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，異常現象出現十分頻繁，南海地區巖漿的活動十分頻繁且復雜。

磁場異常現象涉及面較廣，從陸地開始向海面延伸，從外圍逐漸向中央地區過渡，其磁場強度逐漸增大，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，南海中央底部的構成是由玄武巖作為基地，四周延伸逐漸變成變質巖、花崗巖等，這種巖石的變化也是磁場變化的原因之一，從中央的強磁場到四周的弱磁場。南海北部從東往西的區域變化也能感受到磁場由弱至強，而且梯度越陡，其磁場的異常越明顯，磁場的形成越復雜，從開始簡單的負磁場區到逐漸形成波紋的負磁場區到正負交替變化的磁場區，這些變化與周圍海域的磁場變化相對應，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，說明南海海底的巖石性能越來越復雜。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，磁場異常現象從平緩到劇烈變化，這也表明了南海底部地殼運動變化有著密切的關系。

南海海盆中存在十分明顯的磁條帶，這種異常現象成正負相間的帶狀分布，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過海底擴張，同時可以推出海盆形成的大致時間。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象，具有寬度大，延伸長等特點，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高磁的異常帶，這種異常有學者認為是由于在中生代的一種巖石的存在現象。但也有人認為是古火山弧，即海洋板塊沉入另一板塊時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，呈一個弧形出現，但是在納土納群島附近存在一個正負伴生的橢圓形磁場，受到疊加之后發生劇烈變化，高幅度高頻率異常，形成串珠狀。海底區域與陸上的類似，由于花崗巖和火山巖的共同作用導致此區域的磁反應異常。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，測得磁場的變化十分劇烈。同時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。通過測得的數據，可以表示其斷裂層的性質，在西沙中沙群島附近可能存在一部分為曾經陸地上的碎片。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，也可能是由于陸上碎片引起的。

2　南海深部地質構造

利用OBS對南海深部地質構造進行實測計算，主要對南海東北部進行探測，從汕頭開始一直到巴士海峽，進行物理的反演對南海深部地質構造有了新的認識。

通過對南海地區的地質構造進行物理資料的整理，在這一海區做OBS來了解剖面的地殼結構，進行地球物理反演，對深度地質構造有一定的新的認識。根據重力異常，利用重力研究南海的深部地質構造，通常采用壓縮質面法以及線性回歸等方法。根據之前學者對此的研究，對數據的異常關系的分析，可以得出關于深度與重力異常的關系式。通過充分的利用地震中的反射數據，同時結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生沉積的海底區域。

從三疊紀中晚期開始，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，并且受到地殼運動的影響，之前存在的地層由于受到擠壓變形，之后的一段時期臺灣海峽附近受到周圍力量的壓迫導致成績，巖石厚度增加。這種演化并不是兩個不同部分的簡單合并，而是兩個不同在相遇時受到力后的擠壓碰撞，從而形成了一種新的構造特征，這種特征也可以說明兩個區域生物物種的親緣性。

區域內的中新生代沉積盆地在不斷的演化，由于盆地性質的復雜，在每一層的上一層都發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，需要進行分別研究。

3　結語

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雜的物理特征，重力場和磁力場根據與陸地的距離以及中央海底形態產生變化，在研究中需要細致分類。在對南海深部地質構造的探究主要是在地球地殼變遷的過程中，會導致板塊的移動和相互擠壓，在這個過程中會形成新的區域面貌。

P5[文獻碼]B

1000-405X（2015）-7-285-1

張匡華（1984～），男，工程師，研究方向為海洋地質及地球物理探測研究。