南海及鄰區(qū)巖漿巖時空分布特征及機制

祝嵩，姚永堅，李學(xué)杰

1.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣州510760

2. 南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室（廣州），廣州511458

南海的巖漿作用自始至終高度活躍，巖漿活動規(guī)模遠遠超出以前的想象[1-2]。長期以來，國內(nèi)外學(xué)者主要從地球物理學(xué)角度對南海的形成演化做了大量研究工作，而通過巖石“探針”手段去揭示地幔深部過程，進而探討南海形成演化的相關(guān)資料卻比較缺乏。南海巖漿巖大多數(shù)根據(jù)布設(shè)在南海及鄰區(qū)的地震剖面識別。以往專家總結(jié)了南海中生代和新生代巖漿活動的時空分布特征[3-5]，但他們的數(shù)據(jù)有限，近年來不斷增加的巖石學(xué)數(shù)據(jù)，有助于我們進一步理解南海各個時代巖漿活動的特點。南海的研究應(yīng)該擴展到南海周邊區(qū)域的巖漿巖[6]，因此，對南海及鄰區(qū)巖漿巖進行巖相學(xué)、年代學(xué)、地球化學(xué)研究，辨別其物質(zhì)組成，反演各個時期巖漿演化歷史，不僅可以了解地球深部的物質(zhì)組成，而且還可以進一步了解深部的動力學(xué)過程。本文梳理了前人以及廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局對南海及其鄰區(qū)各個時期巖漿活動的研究成果，總結(jié)他們的認識，系統(tǒng)揭示南海及其鄰區(qū)巖漿巖的發(fā)育時代、規(guī)模、組成以及構(gòu)造特征，為今后的相關(guān)研究工作提供參考。

1 巖漿巖時空分布特征

根據(jù)地殼發(fā)展階段及其產(chǎn)生的巖漿作用強度和類型的差異，結(jié)合巖石同位素年齡資料和國際地層委員會推薦年齡值（2017），南海及相鄰陸區(qū)巖漿巖可分為前呂梁期（＞2 500 Ma）、呂梁期（2 500～1 800 Ma）、晉 寧 期（1 800～543 Ma）、加 里 東 期（543～410 Ma）、海西期（410～250 Ma）、印支期（250～205 Ma）、燕山期（205～65 Ma）、喜馬拉雅期（65～0 Ma）8個時期。晉寧期及以前的侵入巖分布局限，位于研究區(qū)西北部的古老地塊或縫合帶附近，燕山期中晚期（中—晚侏羅世）中酸性侵入巖的侵位達到高峰。鉆井揭示海區(qū)分布的侵入巖比陸區(qū)晚，始于加里東期，主要為海西期、印支期、燕山期、喜馬拉雅期等4期。南海及鄰區(qū)噴出巖自晉寧期開始發(fā)育，陸區(qū)噴出巖各個時期均有分布，海區(qū)噴出巖有燕山期和喜馬拉雅期。

1.1 前呂梁期

前呂梁期南海及鄰區(qū)侵入巖出露較少，在中南半島東部三岐縫合帶附近（圖1），為太古宙花崗巖，包括黑云母花崗巖和紫蘇花崗巖，黑云母花崗巖呈灰白色，花崗結(jié)構(gòu)和塊狀構(gòu)造，紫蘇花崗巖是與高級變質(zhì)作用有成因聯(lián)系的前寒武紀含紫蘇輝石的中酸性侵入巖或變質(zhì)巖[7]。海南島瓊中也有新太古宙紫蘇花崗巖[8]。

1.2 呂梁期

呂梁期古元古代南海及鄰區(qū)巖漿巖分布于中南半島昆嵩陸核中部（圖1），多呈小型侵入體，巖性主要為蘇長巖、紫蘇花崗閃長巖、紫蘇花崗巖，位于越南嘉萊省A Yun Pa區(qū)的巢銳奧地區(qū)和昆嵩省Kon Plong地區(qū)。另外，嘉萊省K Bang區(qū)的康納雜巖露頭上也有幾處小的超鎂鐵質(zhì)塊體屬于這一雜巖體[7]。

1.3 晉寧期

晉寧期南海及鄰區(qū)侵入巖分布在廣西、海南島、中南半島（圖1）。中元古代超基性、基性侵入巖主要分布于廣西九萬大山和元寶山一帶，是一套與基性火山噴發(fā)巖有成因聯(lián)系的變橄欖巖、變輝石巖、變輝長輝綠巖等巖石組合，中性巖體分布在寶壇，為閃長巖或石英閃長巖，新元古代侵入巖有輝長輝綠巖、輝石巖、橄欖巖、閃長巖，分布于桂北的三門、龍勝、馬海山3個復(fù)背斜軸部[9]。前寒武紀花崗質(zhì)巖出露于海南島西北部的戈枕地區(qū)，巖體呈北東-南西向的長橢圓狀，受NE-SW向的戈枕斷裂帶控制，有二長花崗巖、花崗閃長巖、鉀長花崗巖等，年齡約1 450 Ma[10]。中南半島中元古代和新元古代巖漿活動分布于紅河、馬江、昆嵩等地區(qū)，巖漿系列一般由鎂鐵巖開始，以大中型酸性侵入體至小型堿性巖侵位結(jié)束，早期鎂鐵巖及英閃巖年齡為1 716～1 368 Ma，晚期高鋁堿性花崗巖年齡為713～625 Ma[11]。

圖1 南海及鄰區(qū)加里東期之前巖漿巖分布圖[7]Fig.1 Distribution of Pre-Caledonian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

晉寧期南海及鄰區(qū)噴出巖分布在廣西、廣東、海南島。廣西北流、陸川一帶中元古代噴出巖呈北東、北北東向條帶狀斷續(xù)展布，呈透鏡狀、似層狀產(chǎn)于云開巖群，以基性-超基性巖為主，分為洋脊型噴出巖及島弧型噴出巖兩種，其中洋中脊型變質(zhì)基性火山巖為1 462±28 Ma大洋拉斑玄武巖（MORB型）[12]，龍勝和三門背斜軸部為細碧-角斑巖系[9]。廣東新元古代增城凝灰?guī)r、信宜的細碧-角斑巖系四周為斷層所圍限[13]，梅州972±8 Ma變質(zhì)流紋巖形成于島弧環(huán)境[14]。海南島軍營-邦溪-和盛發(fā)育一條近東西向變基性火山巖帶，屬超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)巖石，其中科馬提巖年齡為1 165 Ma[15]或1 687 Ma[16]。

1.4 加里東期

加里東期南海及鄰區(qū)巖漿侵入活動強烈，侵入巖主要分布在中南半島、廣西、廣東、南海西北部（圖2）。早古生代越南巖漿規(guī)模小，有455～425 Ma奧菲奧巖組合，以高鈉、貧鈣、堿為特征，產(chǎn)于馬江斷裂帶中，長山、昆嵩一帶430 Ma閃長巖-花崗閃長巖-花崗巖呈巖株產(chǎn)出，屬鈣堿性[11]。加里東期大規(guī)模的酸性巖漿侵入廣西，在桂北、桂東南形成較大的花崗巖巖基，桂西、桂東、桂中有花崗斑巖、花崗巖、花崗閃長巖、花崗閃長斑巖等巖株巖脈零星出露[9]。早奧陶世—晚志留世，廣東中酸性侵入巖多呈巖基狀或大型復(fù)式巖體，出露于吳川-四會斷裂帶、恩平-新豐斷裂、瘦狗嶺斷裂周邊，并沿北東方向展布，分布于陽江、高州等地，包括正長花崗巖、奧長花崗巖、二長花崗巖、花崗閃長巖等[17]。鶯歌海盆地鉆孔早志留世花崗巖LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為432.7±1.6 Ma[18]。

圖2 南海及鄰區(qū)加里東期巖漿巖分布圖[7]Fig.2 Distribution of Caledonian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent[7]

值得注意的是，張業(yè)明等[19]在海南保梅嶺發(fā)現(xiàn)了加里東期花崗巖，時代為369～410 Ma。但如果按傳統(tǒng)的加里東期（543～410 Ma）年齡界限，顯然這不屬于加里東期花崗巖，而屬于海西期花崗巖。其后的地質(zhì)學(xué)者，也很少接受海南島存在加里東期花崗巖的觀點。華南地區(qū)普遍發(fā)育晚奧陶世—早泥盆世花崗巖（主要形成于450～400 Ma），加里東期構(gòu)造熱事件（約460～420 Ma）強烈，但是這些在海南島缺失，表明至少在晚奧陶世之前，海南島并不是華南的組成部分。

加里東期南海及鄰區(qū)噴出巖分布于廣東、海南島、廣西。華南早古生代陸內(nèi)造山帶主要沿武夷-云開一帶呈北東向展布，產(chǎn)出大規(guī)模同時代花崗巖，一度被認為不發(fā)育的火山巖在近年被陸續(xù)報道，廣東早古生代火山巖形成于445～435 Ma[20]。震旦紀火山巖分布在廣東信宜、羅定的變中基性火山巖、變安山巖、變中酸性凝灰?guī)r、流紋巖，海南臺農(nóng)、堯文的基性火山巖，奧陶紀—志留紀火山巖分布在海南軍營，志留紀火山巖分布在廣東羅定、開平等地[17]。廣西大明山和岑溪分布早奧陶世的角斑巖和早志留世的細碧角斑巖[9]，岑溪市糯垌鎮(zhèn)發(fā)育志留紀基性噴出巖屬洋中脊拉斑玄武巖，ICPMSU-Pb同位素年齡為443.7±2.9 Ma[21]。

1.5 海西期

海西期南海及鄰區(qū)侵入巖主要分布在中南半島、海南島、廣西、廣東、南海西北部的北部灣盆地等（圖3）。中南半島的昆嵩-大叻，在古生代中期為閃長巖—花崗閃長巖，多為大巖基，鈉高于鉀，屬鈣堿系列，K-Ar年齡為443～360 Ma和336～246 Ma兩組，高鋁花崗巖主要由二長花崗巖和片麻狀花崗巖組成，均為粗粒結(jié)構(gòu)，富鋁，年齡為310 Ma，在古生代晚期為云花崗巖、斜長花崗巖及白崗巖，富硅、鋁和堿，年齡280～300 Ma[22]；越南北部I型花崗巖年齡為286～272 Ma，越南中部S型石榴子石花崗巖和斜方輝石花崗巖具弱片理化，其年齡為260～250 Ma[23]。海西期廣西和廣東巖漿活動重心移至桂東南-粵西巖漿分區(qū)，以中酸性巖漿活動為主，泥盆紀侵入巖位于桂東南-粵西巖漿分區(qū)，為黑云母二長花崗巖，石炭紀巖漿侵入活動基本發(fā)育于吳川-四會斷裂帶內(nèi)，且伴有不同程度的韌性剪切變形，主要為二長花崗巖和二長花崗斑巖，均具強烈的糜棱巖化。海南島分布海西期中酸性侵入巖（花崗閃長巖、二長花崗巖等），萬寧基性侵入巖（輝長巖），瓊北和瓊中中性侵入巖（閃長巖），萬寧巖帶受控于九所-陵水?dāng)嗔裑17]；瓊中S型石榴子石花崗巖、片麻狀花崗巖年齡278～270 Ma，I型花崗閃長巖-二長花崗巖片麻狀構(gòu)造，其年齡為267±3 Ma，瓊西北I型輝長巖-閃長巖-英云閃長巖-花崗閃長巖年齡299～282 Ma[23]。北部灣盆地WZ12-3-2井1 786.24 m、WZ12-3-3井1 536.4 m、WZ12-8-1井1 335 m和WZ12-8-2井1 352 m處，鉆遇晚二疊世花崗巖[24]（表1）。北部灣盆地流沙凸起的WAN10井1 741～1 871.87 m處古生代的深紅色粗晶花崗巖也可能屬于海西期[25]（表1）。

圖3 南海及鄰區(qū)海西期巖漿巖分布圖[7]Fig.3 Distribution of Hercynian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

海西期南海及鄰區(qū)噴出巖主要分布在廣西、廣東、海南島、臺灣和中南半島。海西期，廣西和廣東地殼處于相對穩(wěn)定階段，火山噴發(fā)活動趨于微弱，主要為間歇的火山噴發(fā)和溢出。廣西的桂西、桂南、桂中等地分布泥盆紀、石炭紀、二疊紀火山巖，厚度小、層次多、熔巖常伴火山碎屑巖，屬海底間歇性火山活動產(chǎn)物，與北西向的那坡斷裂有關(guān)，隨著時代變新，火山活動中心有由西向東或向北東方向遷移的趨勢，熔巖有玄武巖類、粗面巖類和流紋巖；火山碎屑巖類有熔角礫巖、沉火山角礫巖、凝灰?guī)r等[9]。廣東恩平、開平、平遠分布泥盆紀流紋巖、凝灰?guī)r；連平分布石炭紀流紋巖、安山巖、凝灰?guī)r；興寧、河源、連平、廣州分布二疊紀安山巖、凝灰?guī)r[17]。海南島屯昌縣晨星農(nóng)場發(fā)育石炭紀變安山質(zhì)火山巖，年齡為345±4 Ma[26]；高度虧損NMORB型玄武巖年齡為328.1±2.6 Ma[27]；軍營-邦溪地區(qū)晚二疊紀OIB型洋島玄武巖指示了東古特提斯洋在海南島的存在[28]；早石炭世，軍營地區(qū)發(fā)育凝灰?guī)r，瓊中地區(qū)發(fā)育流紋巖[17]。海西期臺灣以基性巖漿噴發(fā)為主，大南澳群中的變質(zhì)火山巖有綠片巖和角閃巖，其原巖為基性熔巖或火山碎屑巖，屬大洋拉斑玄武巖，年齡為283.7 Ma和289 Ma[29-31]。泰國清邁火山巖帶的石炭紀—二疊紀火山巖含安山巖、輝石巖和凝灰?guī)r，標志著晚古生代俯沖作用的火山弧殘余[32]。

1.6 印支期

印支期南海及鄰區(qū)巖漿巖主要分布在中南半島、海南島、廣西、廣東、南海西北部（圖4）。

圖4 南海及鄰區(qū)印支期巖漿巖分布圖[7]Fig.4 Distribution of Indosinain magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

印支期，印支地塊與揚子地塊、華夏地塊發(fā)生碰撞造山作用過程稱為印支運動，導(dǎo)致印支期巖漿巖較廣泛分布于中南半島，主要分布在長山山脈和昆嵩-大叻一帶以及沿海陸架區(qū)，由巖基和巖株產(chǎn)出的花崗巖和花崗閃長巖組成[22]，越南北部I型閃長巖-花崗閃長巖-二長花崗巖年齡為240.4±2.8 Ma[23]。廣西印支期以花崗質(zhì)侵入巖產(chǎn)出，規(guī)模較小，活動重心西移至桂中南巖漿分區(qū)六萬大山-十萬大山一帶，仍以中酸性侵入為主，早三疊世巖漿侵入發(fā)生于六萬大山-大容山隆起區(qū)，分布于六萬大山、大容山、大隆一帶，為二長花崗巖類；中三疊世巖漿活動沿靈山-藤縣斷裂帶分布于防城、欽北、北流一線[9]。廣東超基性、基性、中性、中酸性侵入巖零星分布于吳川-四會斷裂和信宜-廉江斷裂兩側(cè)，并受這些斷裂控制，多呈小的巖株、巖墻及巖脈分布[17]。海南島海西期—印支期花崗巖是一個較完整的演化系列，主要是花崗閃長巖和二長花崗巖，年齡為320～220 Ma[33]；海南島北部與中部沿昌江-瓊海斷裂碰撞拼合于三疊紀，引發(fā)大規(guī)模的巖漿活動，形成了一系列瓊中和儋縣花崗巖體，如瓊中巖體為237 Ma；三疊紀中基性巖分布于萬寧輝長巖和輝綠巖脈、分界洲正長巖，為堿性巖漿巖[34-35]。南海西北部的北部灣盆地潿西南坳陷的WZ12-3-1鉆井1 420～1 490 m處 三 疊 紀 花 崗 巖 年 齡 為237.8～243.3 Ma；鶯歌海盆地的LT35-1-1（Y8）井1 715 m處花崗巖年齡為224±2 Ma；瓊東南盆地YC13-1-1井3 822.19 m處花崗巖年齡為194～226 Ma[36-37]（表1）。

表1 南海侵入巖的鉆孔和拖網(wǎng)數(shù)據(jù)Table 1 Intrusive rocks collected by borehole and trawling in the South China Sea

印支期南海及鄰區(qū)噴出巖分布在廣西、廣東和中南半島。該期是廣西火山活動的全盛期，火山巖遍及桂西和桂南，桂中、桂東有零星分布，早、中三疊世強烈而頻繁的海底火山噴發(fā)，形成一套基、中酸性火山巖，晚三疊世為海相酸性火山噴發(fā)[9]。廣東印支期火山活動微弱，僅見于連縣早三疊世凝灰?guī)r[17]。老撾南部三疊紀雙峰式火山巖由基性玄武巖和酸性流紋巖組成，基性火山巖起源于虧損的軟流圈地幔，受陸殼物質(zhì)混染作用形成，酸性火山巖來源于殼源巖石的部分熔融，流紋巖U-Pb年齡為229±2 Ma[50]。

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

續(xù)表1

1.7 燕山期

南海及鄰區(qū)燕山期巖漿活動強烈，以中、酸性花崗巖為主，連片且廣泛分布，與太平洋板塊向歐亞大陸之下的斜向俯沖有關(guān)。燕山期巖漿巖普遍存在陸殼組分參與，成分多屬酸性、中酸性。根據(jù)地層發(fā)育、巖漿活動和構(gòu)造特征，可分為燕山早期（早侏羅世為燕山一期、中侏羅世為二期、晚侏羅世為三期）和燕山晚期（早白堊世為四期，晚白堊世為五期）（圖5）。

圖5 南海及鄰區(qū)燕山期巖漿巖分布圖[7]Fig.5 Distribution of Yanshannian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

1.7.1 侵入巖

燕山期南海及鄰區(qū)侵入巖主要分布在廣西、廣東、海南島、臺灣、中南半島、加里曼丹、菲律賓、南海北部、中西沙臺地、南海南部。

廣西燕山期超基性、基性巖體出露很少，除浦北縣的香山巖體呈單獨巖體出現(xiàn)外（由輝石巖和輝長巖組成），其余的超基性、基性侵入巖多數(shù)與中酸性巖石一起形成雜巖體，另外邕寧縣也有少量晚侏羅世輝綠巖呈脈狀侵入于上白堊統(tǒng)，而中、酸性侵入巖出露廣，出露面積4 566 km2，有黑云母花崗巖、閃長巖、石英二長巖、角閃石巖、正長巖、輝綠玢巖、花崗斑巖等，主要呈巖株產(chǎn)出，多數(shù)呈北西-南東向展布，受博白-岑溪斷裂、南丹-都安等斷裂控制。此外，煌斑巖有都安、天河和沙子等巖帶[9]。

廣東侵入巖燕山一期分布在粵北，主要為黑云母花崗巖，鈣堿性系列，年齡為161～196 Ma，河源的花崗巖年齡為200 Ma[51]；燕山二期分布在粵西、粵中和粵東北，主要為鈣堿性系列的中酸性二長花崗巖，少量中基性至超基性雜巖，年齡為141～163 Ma；燕山三期遍及全省，主要為黑云母花崗巖，年齡為135～145 Ma；燕山四期分布在粵東、粵西等地，主要為二長花崗巖和黑云母花崗巖，年齡為89～137 Ma；燕山五期零星分布于全省，主要為花崗斑巖、石英斑巖等，年齡為66～97 Ma[17,52]。

海南島燕山期花崗巖分布在屯昌、邦溪等地，多期次，主要是I型花崗閃長巖-二長花崗巖-堿長花崗巖，年齡為111～87 Ma[23,53]，基性巖墻群分布在瓊海、昌江、三亞，為輝綠巖，堿性系列，年齡約101、93 Ma[34]。

臺灣燕山期侵入巖分布于東部，出露面積約224 km2，為片麻狀花崗閃長巖-輝長巖，年齡為97～77 Ma，屬I型花崗巖，塊狀石英閃長巖年齡為82±1 Ma[54-55]，大侖花崗巖年齡為191±10 Ma[56]。

中南半島侏羅紀—早白堊世，越南Song Da帶巖漿巖侵入作用以花崗巖為主[37]。秀麗、大叻大型裂谷斷陷中有成群的輝長橄欖巖、輝長巖、蘇長巖、輝長輝綠巖、閃長巖及花崗斑巖組成的巖株、巖墻侵位，侵入體年齡為130～178 Ma[43]。晚白堊世—古近紀，越南巖漿巖分布范圍廣，主要集中在東南部富安、多樂、林同、寧順、平順等省，北部僅零星分布，以二云母花崗巖為主，還有I型閃長巖-花崗閃長巖-二長花崗巖，呈中、小型巖基、巖株產(chǎn)出，年齡多為98～85 Ma[11,23]。

加里曼丹島西南部出露眾多的燕山期巖基，其中施瓦納山巖基東西長超過500 km，南北寬200 km，主要為中酸性巖漿的花崗閃長巖和英閃巖，年齡為（130.2±2.8）～（77.4±1.7）Ma[4]，閃長 斑 巖 年齡為82.1±1.7 Ma和78.7±2.3 Ma[57]，屬I型鈣堿系列[58]，與俯沖活動相關(guān)。

菲律賓北巴拉望島燕山期主要以石英二長巖為代表，為晚三疊世—早侏羅世[59]。菲律賓前古近紀花崗巖類零星分布在北巴拉望島和北棉蘭老島，多沿前侏羅紀大陸基底邊緣產(chǎn)出，巖體規(guī)模較小，以閃長巖為主[60]，晚白堊世Cebu地區(qū)輝長巖年齡為108 Ma[61]。

南海北部灣東部海域推測存在近20個呈北東、北東東向（個別為北西向）帶狀排列的隱伏花崗巖體，其數(shù)量由東北至西南呈逐漸減少的趨勢，它們明顯受到北東東向斷裂的控制（圖5）。根據(jù)磁異常特征，推測這些巖體仍屬于印支期—燕山期花崗巖。

珠江口盆地分布燕山期中酸性巖漿巖，年齡為70.5～153 Ma，侵入時間從西北向東南具有逐漸變晚和侵入作用逐漸加強的趨勢，以晚期為主，分布較廣，規(guī)模不大，侵入巖以淺成多見，主要成因有陸殼改造型（相當(dāng)于S型）和過渡重熔型（相當(dāng)于I型）兩種，具有火山弧、板內(nèi)與同構(gòu)造碰撞帶花崗巖的特征，屬于大陸邊緣活動帶中期和晚期的產(chǎn)物，受太平洋板塊向歐亞板塊俯沖的影響。且此期巖漿巖主要沿基底斷裂侵入或噴發(fā)，受基底斷裂控制，其生長方向與斷裂走向緊密相關(guān)。珠江口盆地東部的潮汕凹陷北坡LF35-1-1井附近的侵入體主要呈小規(guī)模的巖株和巖墻侵入，在地震剖面上，該時期形成的巖漿巖一般位于新生代沉積基底之下，表現(xiàn)為規(guī)模巨大丘狀隆起，巖體兩側(cè)地層略牽引，地震反射特征為基底頂面有強反射，以下為無反射或雜亂反射（圖6），LF35-1-1井在1 423～1 500 m處主要為花崗巖及花崗閃長巖，部分為閃長巖，正長巖極少，花崗巖40Ar/39Ar年齡102 Ma[40]，但楊樹春等[62]認為該井2 412 m之下為火成巖侵入體，年齡103 Ma，該侵入體為一沿逆掩斷裂形成的巖墻。西江凹陷ZHU1井 在1846～1847 m處粗粒花崗巖年齡73～76 Ma[39]。東沙隆起HZ33-1-1井在2 610～2 683.3 m處花崗巖年齡86.2～93.2 Ma[7,24]。珠一凹陷L2-1A井2 480～2 483.5 m處 二 云 母 花 崗 巖 年 齡 為100.38±1.46 Ma（K-Ar）和94.83±1.89 Ma（Rb-Sr）；番禺低隆起PY27-1-1井3 607～3 609 m處 石 英 二 長 巖K-Ar年 齡118.9±2.1 Ma；PY21-3-1井4 019.5～4 068 m處碎裂黑云母花崗巖年齡為89.83±1.32 Ma[38]，ZHU2井2 270.2 m處粗粒黑云母花崗巖年齡為70.6 Ma[24]，2 372 m處粗粒黑云母花崗巖為70.5 Ma[7]。珠一凹陷ZHU3井3 150.3 m處 花 崗 閃 長 斑 巖 年 齡69～70.5 Ma；珠 三 凹 陷WC2-1-1井3 594～3 641.3 m處為黑云母閃長巖，3 572 m處黑云母閃長巖年齡為118 Ma[24]（表1）。神狐暗沙隆起的KP9-1-1鉆井1 662～1 774 m處碎裂花崗巖Rb-Sr等時線年齡為153±6 Ma[39,41]。瓊東南盆地YING9井2 850 m處花崗巖年齡106.9 Ma；YING 9井2 850 m處花崗巖年齡156～185 Ma[24,36]（表1）。鶯歌海盆地鶯東斜坡YINGQ2（Y7）井689.4 m處黑云母花崗巖年齡90.41～95.51 Ma[24,37]（表1）。

圖6 珠江口盆地燕山期巖墻狀巖體（STM 260測線）Fig.6 Yanshannian dykes in the Pearl River Mouth Basin（STM 260 line）

西沙群島宣德環(huán)礁的石島上西科1井（XK1）1 261.5 m處XK1-2樣品為淺灰色花崗巖，礦物晶體粗大，具典型的花崗結(jié)構(gòu)，分布層段為1 260.52～1 262.72 m，鋯石U-Pb年齡107.8±3.6 Ma[42]；永興島西永1井在井深1 251 m處變質(zhì)巖基底后期貫入的花 崗 巖 年 齡 為68.9 Ma（表1）；XK1井1 262.8～1 268.02 m層段為肉紅色—灰白色堿長花崗巖和二長花崗巖，為Ⅰ型花崗巖，其巖漿源在一定程度上受到了幔源組分的影響，鋯石U-Pb年齡為144～158 Ma[63]。中沙海臺和北部陸坡SO49-16和SO49-36采樣點采獲閃長巖和輝長巖，時代為140～150 Ma[41]。中沙淺灘東北端礁基上獲得的花崗質(zhì)巖石單礦物云母K-Ar年齡為126.63±2.02 Ma，斜長石K-Ar年齡為119.32±1.91 Ma[64]。

西南海盆東南部洋陸過渡帶1yDG測站的酸性二長花崗巖年齡為153.6±0.3 Ma，2yDG測站的中性斜長花崗巖LA-ICPMS鋯石U-Pb年齡為159.1±1.6 Ma和157.8±1.0 Ma[49]（表1）。1yDG測站的細粒黑云母花崗巖Ar-Ar年齡為109.7 Ma，K-Ar年齡為114.2 Ma（表1），離子探針鋯石年齡為120 Ma[48]，鋯石年齡為127.2±0.2 Ma[49]。1yDG測站和2yDG測站的花崗巖為Ⅰ型花崗巖[65]，與同期的西沙地塊花崗巖相同，可能屬于華南中生代花崗巖帶的組成部分，為晚侏羅世構(gòu)造-巖漿熱事件的產(chǎn)物。

淡美然島和亞南巴斯群島花崗巖年齡分別為84和85 Ma[4,22]。納 土納島的拉 奈 花 崗 巖年齡為73±2 Ma[43]。西納土納盆地Ga-bus-6井在1 301.5 m處云母角閃石英二長巖K-Ar年齡為110 Ma[22]。南沙仁愛礁西側(cè)（SO23-23及SO27-24站）分布燕山早期蝕變閃長巖及蝕變橄欖輝長巖[45]。

湄公盆地WT-91井3 540.8 m處黑云母花崗閃長巖年齡為149±5 Ma；WT-810井3 411.8 m處角閃石黑云母花崗閃長巖年齡為135±4 Ma；WT-402井3 594.1 m處黑云母花崗巖年齡為108±4 Ma；WT-67井3 552.3 m處黑云 母花崗巖年齡 為108±3 Ma；TD-1（Tamdao-1）井3 391.5 m處淺色斑狀石英閃長巖年齡為97±3 Ma；DG-9（Dragon-9）井2 597.0 m處黑云母花崗巖年齡為178±5 Ma；DG-3（Dragon-3）井3 548.3 m處黑云母微斜長石花崗巖年齡為159±5 Ma；兩兄弟群島花崗巖年齡為70±3 Ma[43]。

萬安盆地AT-1X井1 768 m處黑云花崗閃長巖年齡為80±2.4 Ma；DaiHung2（DH-2）井3 685 m處花崗巖為前白堊紀；AS-1X井1 728 m處黑云母角閃石花崗閃長巖年齡為129±7 Ma；Dua-1x井4 013 m處為白堊紀花崗巖[43]（表1）。BB-2井2 805.7 m處和BB-3井3 533.1 m處花崗閃長巖和淺色石英閃長巖年齡分別為109±5和105±5 Ma[45]（表1）。

曾母盆地（加里曼丹島西北角）花崗巖年齡75±5和75.6±4 Ma，曾母盆地AP-1X井4 199 m處花崗閃長巖年齡為79.3±4.7 Ma[24,43]（表1）。

1.7.2 噴出巖

燕山期南海及鄰區(qū)噴出巖分布于廣西、廣東、海南島、臺灣、中南半島、菲律賓、南海北部和西南部海域。燕山期廣西晚白堊世火山巖分布較廣，大部分集中在桂東南及桂南一帶紅色盆地內(nèi)，以酸性熔巖和火山碎屑巖為主，部分為中性、中酸性火山巖，普遍受區(qū)域性斷裂構(gòu)造控制，組成博白-岑溪、靈山-藤縣等中生代火山構(gòu)造噴發(fā)帶[9]，博白玄武質(zhì)安山巖K-Ar年齡為99.8±2.4 Ma[66]。燕山期為廣東火山活動最強盛時期，早期為海相中基性火山活動，晚期為陸相中酸性火山活動，受斷裂控制，呈北東向帶狀分布，組成吳川-四會、恩平-新豐、河源、蓮花山、潮安等主要的中生代火山構(gòu)造噴發(fā)帶，以中酸性為主，包括熔巖類、火山碎屑熔巖類、火山碎屑巖類、沉火山碎屑巖類和火山碎屑沉積巖類以及次火山巖類，主要發(fā)育在粵東地區(qū)，首先發(fā)源于河源噴發(fā)帶，爾后向西波及、向東增強，即由西北向東南，由老到新逐漸遷移的規(guī)律?；鹕交顒优c同期巖漿侵入活動形影不離，與同熔型花崗巖類為同源關(guān)系，與重熔型花崗巖類為空間上的疊加關(guān)系，火山巖帶與花崗巖帶相間分布，火山巖主要位于斷陷帶內(nèi)，花崗巖主要位于斷隆帶上[17]。海南島南部分布大量白堊紀流紋巖、玄武巖、安山巖[67]。臺灣島燕山期變質(zhì)火山巖主要分布在中央山脈東翼，為大南澳巖群中的變質(zhì)火山巖，原巖為基性熔巖或火山碎屑巖，鋯石年齡為93～103 Ma[31]。太魯閣帶北部蘇花高速公路旁的變質(zhì)安山巖，化學(xué)成分類似于現(xiàn)代大洋島弧型中鉀鈣堿性安山巖，鋯石U-Pb年齡為85±2 Ma[55]，澎湖地區(qū)的花嶼安山巖年齡為65～69 Ma[68]。越南Song Da帶的秀麗盆地發(fā)育侏羅紀—早白堊世的玄武巖、粗面巖、安山巖夾陸源碎屑砂巖和火山碎屑巖[37]；芽莊安山巖K-Ar年齡為（85.11±1.04）～（87.61±1.11）Ma[7]；大叻安山巖、英安巖和流紋巖及凝灰?guī)r組成厚達2 000 m以上的晚侏羅世—白堊紀敦茲永（Donzyyong）火山巖[43]。菲律賓Cebu地區(qū)玄武安山質(zhì)火山碎屑巖年齡為116.5～119.7 Ma[61]。

南海珠江口盆地、鶯歌海盆地、瓊東南盆地、西北巴拉望盆地、西納土納盆地分布燕山晚期基性至酸性噴出巖（表2）。珠江口盆地東部潮汕凹陷北坡LF35-1-1鉆井中微體古生物、巖石組合及沉積特征，反映了該區(qū)經(jīng)歷了中侏羅世—晚白堊世海相和陸相沉積旋回中伴隨基性和酸性火山噴發(fā)，在461～1 423 m處玄武巖（細碧巖）具典型粗玄結(jié)構(gòu)、交織結(jié)構(gòu)，氣孔-杏仁構(gòu)造，該井安山巖具斑狀結(jié)構(gòu)，玻晶交織結(jié)構(gòu)，玻基斑狀結(jié)構(gòu)等，氣孔-杏仁構(gòu)造發(fā)育在461～720 m處和940～1 423 m處，流紋巖具斑狀結(jié)構(gòu)，巖石由酸性火山玻璃及火山塵組成，含石英、長石斑晶，常具熔蝕結(jié)構(gòu)；在720～940 m處火山碎屑巖常見熔蝕結(jié)構(gòu)[40]。珠三凹陷YJ26-1-1井1 700～1 702 m處 流 紋 斑 巖 年 齡 為89.2±1.58 Ma[39]。神 狐隆起B(yǎng)D6-1-1井2 133 m處火山集塊巖為87 Ma[24]。鶯 歌 海 盆 地YING6井2 222.4 m處 安 山 巖 年 齡 為68.24 Ma；YC14-1-1井3 158 m處 英 安 流 紋 巖 年 齡為82.8±1.7 Ma[24]。Y5井凝灰質(zhì)砂巖年齡為早白堊世97.21 Ma[37]。瓊東南盆地LS2-1-1井2 769 m處安山玢巖年齡為93.92 Ma[24]。西北巴拉望盆地Cadlao-1井3 191.2 m處為晚侏羅世火山凝灰?guī)r[46]。南沙仁愛礁西側(cè)（美濟礁東部，SO23-23及SO27-24站）拖網(wǎng)獲得燕山早期流紋質(zhì)凝灰?guī)r[47]，仙娥礁以南SO27-70拖網(wǎng)塊狀流紋巖基質(zhì)屬高鉀鈣堿性序列[4]。西納土納盆地Terubuk-1井在2 563.6 m處安山質(zhì)變質(zhì)熔巖，年齡為169±7 Ma；Af-1x井在3 048～3 094.9 m處為深灰、綠灰色安山質(zhì)噴出巖，K-Ar年齡為92.4 Ma[22]。

表2 南海噴出巖的鉆孔和拖網(wǎng)數(shù)據(jù)Table 2 Extrusive rocks collected by borehole and trawling in the South China Sea

1.8 喜馬拉雅期

南海及其鄰區(qū)喜山期的巖漿巖分布廣泛，在南海海區(qū)、華南大陸、中南半島及臺灣-呂宋島弧、婆羅洲等地區(qū)均有出露（圖7）。根據(jù)南海鉆井、拖網(wǎng)和IODP鉆探、地震剖面巖體與圍巖地層的接觸關(guān)系，結(jié)合重磁異常解釋和陸緣巖漿巖分布特征和活動時間，按南海海盆擴張階段，將喜馬拉雅期巖漿活動分為3期次：擴張前（＞32 Ma）、擴張期（32～16 Ma）和擴張期后（＜16 Ma），南海擴張期后的巖漿作用最強烈。侵入巖零星分布于中南半島、廣東、廣西、菲律賓、加里曼丹以及南海北部等地區(qū)，擴張前侵入巖主要分布在華南沿海、中南半島、菲律賓，擴張期后侵入巖主要分布在菲律賓、加里曼丹島。華南大陸地區(qū)噴出巖一般為多期次間歇性的噴發(fā)活動，從喜馬拉雅早期的含中酸性向喜馬拉雅后期的基性巖為主轉(zhuǎn)變；在空間上具有從周緣陸地往南海遷移的趨勢，南海海區(qū)巖漿活動呈現(xiàn)由隆起區(qū)向四周減弱之趨勢。

圖7 南海及鄰區(qū)喜馬拉雅期巖漿巖分布圖[89]Fig.7 Distribution map of Himalayan magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[89]

1.8.1 南海擴張前

南海擴張前的侵入巖分布在廣西、廣東、臺灣、中南半島、菲律賓、加里曼丹和南海北緣，巖漿侵入活動微弱。廣西僅有少量超基性巖分布于南丹-都安斷裂和憑祥-大黎斷裂，以巖筒產(chǎn)出，主要為苦橄玢巖（K-Ar年齡37～47 Ma）、?；陷x巖（KAr年齡33～35 Ma），其次為輝綠巖、粒玄巖[9]。在粵東沿海地區(qū)較明顯，以輝長巖為主，個別可見超基性巖及中性巖[52]，有蓮花山巖帶和惠來-汕頭-饒平巖帶，分別受控于蓮花山斷裂帶和南澳斷裂帶[17]。臺灣古近紀有輝綠巖、角閃閃長巖和石英閃長 巖[30,55]。中南 半島越南Song Da晚白堊世—古新世巖漿侵入作用零星分布，以二云母花崗巖、淺色花崗巖為主[37]。菲律賓古近紀花崗巖類主要分布在呂宋島東、西部沿海地區(qū)，西部花崗巖類受前中新世向西傾斜的逆沖斷裂構(gòu)造控制，發(fā)育輝石石英閃長巖、角閃石英閃長巖、奧長花崗巖，東部花崗巖類年齡為36～49 Ma，大部分侵入于受向西傾斜的逆沖斷裂構(gòu)造控制的火山巖帶中，有石英閃長巖、二長巖、花崗閃長巖，其中達沃巖體為60 Ma，古馬拉斯群島的閃長巖年齡為59 Ma，宿務(wù)島花崗閃長巖年齡為59.7 Ma[60]。加里曼丹島的沙巴地區(qū)中新世之后形成的中酸性巖分布在達富爾灣和基納巴魯山，基納巴魯山為黑云母花崗巖和角閃石花崗巖，斑狀閃長巖侵入到超基性巖中。

南海北部灣盆地烏石16-1-1鉆井流沙港組二段2 695.5～2 738 m、烏石16-1-2井流沙港二段2 911～2 936 m處古近紀基性輝長巖[7]，福山凹陷古近系流沙港組二段泥巖發(fā)育大面積巨厚輝長巖類似板內(nèi)拉斑玄武巖，呈現(xiàn)板內(nèi)堿性玄武巖特征，年齡為37±1 Ma和32±1 Ma[80]，福山凹陷有淺成侵入的輝綠巖（45 Ma）[81]。珠江口盆地的侵入巖在地震剖面中展示連續(xù)、強振幅反射（圖8），它與其頂、底板圍巖大多平行，接觸面較平坦，向邊部漸漸變薄，以至尖滅；其兩側(cè)或附近均有斷裂存在，斷裂為巖脈的形成提供巖漿通道，巖漿經(jīng)斷裂向上，侵入到比較薄弱的沉積巖層中形成。珠江口盆地的珠三凹陷YJ23-1-1井1865～1 874.5 m處 花 崗 閃 長 巖 年 齡為47～55 Ma，番禺凸起PY24-1-1井4 414.3 m處石英閃長巖年齡為31.4±1.6 Ma，4 417 m處綠簾斜長角閃巖 年 齡 為45.3±2.2 Ma，4 391 m處 閃 長 巖 年 齡為42.5±2.1 Ma[7,24]（表1）。臺灣海峽盆地九龍江凹陷輝綠巖出現(xiàn)于PA井中始新統(tǒng)和PC井上始新統(tǒng)[82]。

圖8 珠江口盆地珠三坳陷巖漿侵入體地震反射特征（gzfm6_flt測線）Fig.8 Seismic reflection characteristics of magmatic intrusions in the Zhusan depression of the Pearl River Mouth Basin （gzfm6_flt line）

續(xù)表2

續(xù)表2

續(xù)表2

南海擴張前噴出巖分布在廣東、海南島、臺灣、加里曼丹、南海北部、中央海盆、南海南部。廣東三水、連平、河源等裂谷盆地以及粵東沿海斷裂帶中分布南海擴張前噴出巖，有噴溢相、爆發(fā)相、噴發(fā)沉積相、火山通道相、潛火山相等，以偏堿性為主，含熔巖類、火山碎屑巖類和次噴出巖類，主要為玄武巖，其次為安山巖、英安巖、粗面巖、流紋巖和凝灰?guī)r，三水盆地噴出巖古近紀厚度超過1 000 m[17,83]，呈 現(xiàn) 玄 武巖-長 英 質(zhì) 雙峰 式 火 山巖 系，巖漿形成與巖石圈拉張環(huán)境中雙層對流巖漿房有關(guān)[84]。粵東沿海斷裂型火山巖分布在汕頭-揭陽一帶，沿北東向和北西向構(gòu)造帶的復(fù)合部位，出露橄欖玄武巖巖筒和玄武質(zhì)角礫巖巖筒[17]，普寧麒麟火山巖筒Ar-Ar年齡為35±0.4 Ma，發(fā)育大量幔源包體，其與OIB型洋島玄武巖相同或相似，均為地幔來源[85]，三水盆地拉斑和堿性玄武巖、安山巖，流紋巖、粗面巖等K-Ar年齡為63.9～38.5 Ma[86-87]。雷瓊盆地在始新世的流沙港組和漸新世的潿洲組夾有多層玄武巖，瓊北福7井深2 140 m處石英拉斑玄武巖K-Ar年 齡為34.78±3.16 Ma[86,88]。臺灣 島 新生代早期巖漿作用以火山噴發(fā)活動為主，一般為中心式噴發(fā)類型，主要為安山巖質(zhì)熔巖和碎屑巖，澎湖列

島的花嶼島安山質(zhì)熔巖鋯石裂變徑跡年齡為65±3 Ma，流紋巖巖脈鋯石裂變徑跡年齡為61±2 Ma，石英斑巖K-Ar年齡為55 Ma，平林晶屑凝灰?guī)r鋯石U-Pb年齡為38.8±1 Ma，臺灣西部新竹坳陷及北港澎湖隆起附近鉆井所見古新統(tǒng)王功組的火山碎屑沉積巖、凝灰?guī)r、集塊巖和玄武巖，它們的K-Ar年齡為53.5～62.5 Ma，北港PC-1井、PK-2井火山碎屑巖和玄武巖K-Ar年齡為44.1 Ma[55,86]。加里曼丹 噴出巖K-Ar年齡為51.3、50、49.9、48.6、40.9、34.1 Ma，加里曼丹新生代的巖漿作用以鈣堿性為主，大多數(shù)和俯沖作用有關(guān)[90]。

珠江口盆地古新統(tǒng)有較厚的流紋巖、英安質(zhì)火山碎屑巖和部分安山巖，HZ27-1-1井3 052～3 054 m處 安 山 巖 年 齡 為57.1±2.5 Ma，YJ21-1-1井1 648～1 656 m流 紋 質(zhì) 巖 屑 晶 屑 熔 巖 年 齡 為51.6±8.3 Ma；始新世珠江口盆地主要為英安質(zhì)火山碎屑巖、玄武安山巖、玄武巖、英安玢巖等，年齡為37.7～49.3 Ma，分別見于HZ21-1-1、HZ33-1-1、LF15-1-1、LF21-1-1、PY16-1-1等 鉆 井 中[86]（表2），L1-1-1井3 454 m處流紋質(zhì)凝灰?guī)r年齡為32.0±1.4 Ma和33.6±0.7 Ma，L4-1-1井1 779.6 m處英安質(zhì)凝灰?guī)r年齡為43.2±0.7 Ma，L21-1-1井2 446.0 m處流紋質(zhì)凝灰?guī)r年齡為49.33 Ma[71]?；葜莅枷軭Z21-1-1井4 480～4 696 m處英安斑巖K-Ar年齡為37.7～41.1 Ma[38]。南海中央海盆憲北海山拉斑玄武巖K-Ar年齡為38.78±1.25 Ma[86]。臺灣海峽盆地九龍江凹陷PB井2 022～2 015 m處安山巖K-Ar年齡為38 Ma[82]。德國太陽號調(diào)查船23航次在南沙危險灘上23KD取樣點采集到漸新世—中新世碳酸鹽之下的火山巖和輝長巖[46]，表明該處古新世—始新世可能存在巖漿活動。曾母盆地AY-1X井2 811 m處火山集塊巖年齡為54.6±2.7 Ma[43]（表1）。

1.8.2 南海擴張期

南海擴張期巖漿活動在南海周邊分布較少，零星分布于廣東、海南島、臺灣、中南半島和加里曼丹，海區(qū)主要分布在珠江口盆地、臺灣海峽和南海中央海盆，主要是噴出巖?；洊|的韭菜地和普寨等地堿性玄武巖年齡為20.2±0.1 Ma和20.8±0.1 Ma[85]。雷瓊盆地這期噴發(fā)形成了下洋期玄武巖，呈夾層狀產(chǎn)于下中新統(tǒng)下洋組中[86]。海南島文昌有?；x橄巖、橄欖玄武巖（K-Ar年齡27.481 5±0.786 4 Ma）、粗玄巖、基性火山凝灰?guī)r，儋縣橄欖粒玄巖K-Ar年齡為28.434 8±0.878 1 Ma[91]。臺灣西部新竹凹陷早中新世火山噴發(fā)，形成拉斑玄武巖、堿性玄武巖和玄武質(zhì)凝灰?guī)r[86]，Kungkuan地區(qū)的堿性玄武巖年齡為20～23 Ma[92]，東部奇美蝕變安山巖或玢巖年齡為22.8±3.5 Ma，海岸山脈集塊巖年齡為29.7±4.46 Ma，蘭嶼噴出巖年齡為25.1±3.89 Ma[30]。泰國中部玄武巖年齡為24.1±1.0、18.1±0.7 Ma，流紋巖年齡23.7±0.3、20.2±0.4、18.8±0.2 Ma，安 山 巖 年 齡 為22.2±0.4 Ma[93-94]。晚漸新世—中中新世加里曼丹中部英安巖、花崗閃長巖、安山巖、閃長巖、玄武巖和粒玄巖為I型，其年齡為30～15 Ma，東部亞堿性二長花崗巖、白崗巖年齡為26～17.5 Ma[4]。

南海東部次海盆主要為橄欖玄武巖，為虧損型洋中脊玄武巖（N-MORB），其U1431井年齡為15.6 Ma，西南次海盆主要為斜斑玄武巖，為富集型洋中脊玄武巖（E-MORB），其U1433井為16.3 Ma，U1434井為17.3 Ma[6,95]。海盆北部玳瑁海山玄武質(zhì)角礫巖年齡為16.6±0.8 Ma[96]，淺鉆獲得玳瑁海山4個不同標高玄武巖年齡為20～26 Ma，從山腰向上年齡逐漸變年輕，表明玳瑁海山是在海底擴張過程中多次噴發(fā)形成的，為洋島型（OIB）堿性玄武巖[76]。憲北海山堿性玄武巖普遍低硅高堿，玄武巖斑晶為橄 欖 石 和 輝 石，K-Ar年 齡 為15.26±0.26和22.9±0.42 Ma[75,97]。西北次海盆雙峰海山的樣品SO9-1和SO9-2粗面巖年齡分別為23.29±0.22 Ma和23.8±0.18 Ma[57]（表2）。北部陸坡區(qū)的尖峰海山拖網(wǎng)流紋英安巖（ZF-1）和粗面安山質(zhì)浮巖（ZFF-1，ZFF-2），KAr年齡為18.61±4.88 Ma[75]（表2）。因此，從南海洋中脊大洋拉斑玄武巖、洋島堿性玄武巖以及靠近北部陸坡的中酸性火山巖，對應(yīng)南海擴張過程中巖漿的來源不同，陸殼混染程度增加。南海擴張期巖漿巖以南海海盆大洋拉斑玄武巖（MORB）為主，伴隨著洋島型堿性玄武巖（OIB）和中酸性的巖漿巖，表明巖漿來源不同。

珠江口盆地巖漿活動由北向南呈減弱趨勢[3,70]。番 禺 凸 起XJ33-2-1A井4 868.5～4 887 m處 玄 武 巖年齡為24.3±1.3 Ma[3]（表2）。珠一凹陷LH11-1-2井鈉質(zhì)粗面巖（有稱玄武巖）年齡27.17±0.55 Ma[3,70]；白云凹陷BY7-1-1井于下中新統(tǒng)珠江組中見9層堿性玄武巖和玄武質(zhì)凝灰熔巖，2 429 和2 432 m處玄武巖的K-Ar年齡分別為17.1±2.5 Ma和20.2±3.0 Ma[86]，該井早中新世熔巖和玄武巖厚達431 m，是珠江口盆地目前發(fā)現(xiàn)最厚的海底擴張期噴出巖[70]。臺灣西南海域浦元海山附近拖網(wǎng)的堿性玄武巖樣品SCS-1和SCS-2-3，40Ar/39Ar年齡分別為早中新世21±0.2 Ma和22.1±0.2 Ma[73]。西 沙 隆起的琛 航 島 琛科1井和琛科2井火山碎屑巖為板內(nèi)堿性玄武巖，噴發(fā)時間為35.5～19.6 Ma[98]。南海東南部海域晚漸新世巖漿活動較活躍，發(fā)育玄武巖、安山巖和流紋巖的大規(guī)模中基性火山。西北巴拉望陸架1口井K-Ar測年為22 Ma的流紋巖[59]。烏魯根走滑斷裂帶北部是火山巖的一個發(fā)育區(qū)，以火山巖脈、玄武巖熔巖流及廣泛的巖漿侵入作用為特征，火山活動時期為漸新世—中中新世[46]。其東北端含石英較多，為玄武安山巖或英安巖，化學(xué)成分也以鈣堿性為主，K-Ar年齡值變大，SO49-59的長石K-Ar年齡為22～26 Ma，SO49-55的全巖或長石K-Ar年齡為11～20 Ma[47]。

1.8.3 南海擴張期后

南海擴張期后侵入巖分布于菲律賓、加里曼丹。菲律賓新近紀花崗巖類主要在呂宋島與棉蘭老島，主要受斷裂控制，以花崗閃長巖與花崗巖為主[60]。北巴拉望花崗巖體主要分布于Capoas半島上，為I型黑云母花崗巖，鋯石年齡為15 Ma，207Pb/235U平均年齡13.4 Ma[70]。加里曼丹的基納巴盧的石英二長斑巖、石英閃長斑巖及微晶閃長巖年齡10～12 Ma[4]。

南海擴張期后噴出巖分布于廣西、廣東、海南島、臺灣島、中南半島、菲律賓、加里曼丹、南海北部、西沙臺地、中央海盆、南海南部。廣西喜馬拉雅期為基性火山噴發(fā)巖，分布于合浦縣新圩和潿洲島、斜陽島等地，受新生代雷瓊坳陷控制，主要為橄欖玄武巖、玄武質(zhì)凝灰?guī)r[9]，碧玄巖為玻基斑狀結(jié)構(gòu)[99]。中新世和第四紀火山巖分布于廣東雷州半島[17,91]。海 南 島 玄武巖 年 齡 為0.098～12.89 Ma[73]，既有小型的中心式噴發(fā)，又有大規(guī)模的面狀溢出，主要為石英拉斑玄武巖、橄欖拉斑玄武巖、橄欖玄武巖、堿性橄欖玄武巖和碧玄巖等。雷瓊地區(qū)以氣孔玄武巖為主，局部有?；x橄巖[22]。越南玄武巖厚達幾百米，面積約23 000 km2[100]，主要為層間的斑狀結(jié)構(gòu)，含有輝綠巖，16～10.5 Ma巖性主要為石英拉斑玄武巖；8～5 Ma巖性由石英拉斑玄武巖逐漸過渡到橄欖拉斑玄武巖；上新世—第四紀以堿性—強堿性玄武巖為主[101]。臺灣島東部的海岸山脈、蘭嶼和綠島，為16～0.02 Ma角閃石安山巖、輝石安山巖、玄武巖、凝灰質(zhì)砂巖，臺灣西部寶來有玄武巖質(zhì)火山巖，澎湖列島的11.2～16.2 Ma堿性玄武巖和拉斑玄武巖以及火山碎屑巖，8.2 Ma玄武巖，晚中新世新竹基性巖漿噴發(fā)；更新世臺灣北部中性巖漿噴發(fā)形成大屯、基隆和澎佳嶼火山群[86,102]。菲律賓火山活動始于新近紀，延續(xù)至今，火山巖的分布與閃長巖、花崗巖帶基本一致，以中性噴發(fā)巖為主，有角斑巖、安山巖、玄武巖、凝灰?guī)r和凝灰角礫巖等[103]，上新世以后火山活動逐漸增強，中晚更新世達到高潮，以中酸性至中基性巖噴發(fā)與溢流為主，主要為安山巖、粗玄巖和英安巖，晚更新世以后火山活動范圍與強度減弱，以中基性至基性巖溢流為主，主要為玄武巖、橄欖玄武巖等，呂宋島馬榮活火山至今還時有噴發(fā)[60]。北巴拉望島Capoas山東部、Taytay城的東南部，分布一些玄武巖流，Manguao湖玄武巖樣品為5 Ma，可能與南海擴張期后廣泛的玄武質(zhì)巖漿有關(guān)[104]。加里曼丹的沙巴噴出巖年齡為0～14 Ma[90]，其中的安山巖、英安巖屬鈣堿性、中、高鉀火山弧序列[4]。

南海擴張期后，海區(qū)巖漿活動劇烈，分布范圍廣泛，以洋盆殘留擴張脊為中心，巖漿作用向四周陸緣擴展，沿擴張脊及兩側(cè)發(fā)育一系列規(guī)模宏大的海山鏈，如珍貝-黃巖海山鏈，海山鏈兩側(cè)也有同方向的海山和海丘，北側(cè)以海山為主，如漲中海山、憲南海山；南側(cè)主要以海丘為主，山體小，相對高差幾十到幾百米不等，遠離擴張脊的大小珍珠海山巖體規(guī)模相對較小。在南海尤其海盆及陸坡區(qū)，星羅棋布的火山巖體大多沿斷裂向上刺穿甚至直達海底，形成高差不同和規(guī)模大小不一的海丘和海山。在地震剖面上，南海中央次海盆的黃巖海山、珍貝海山和西南次海盆的中南海山、龍北-龍南海山、長龍海山的火山巖體呈尖峰狀，其頂界穿越地層界面T1，使之上隆，并刺穿海底，為噴發(fā)巖體，巖體頂界面雙強軸反射明顯，巖體邊界較清晰（圖9、圖10）。

圖9 東部次海盆黃巖海山地震反射特征（HYS340測線）Fig.9 Seismic reflection characteristics of the Huangyan seamount in the Eastern Sub-basin （HYS340 line）

圖10 西南次海盆長龍海山地震反射特征（ZJHY560測線）Fig.10 Seismic reflection characteristics of the Changlong seamount in the southwest sub basin （ZJHY560 line）

南海海盆部分海山拖網(wǎng)玄武巖年齡為14.1～3.49 Ma[22,49,75,77]（表2）。中南海山堿性玄武巖初始87Sr/86Sr為0.703，輕稀土相對富集，無Eu負異常[22]，其斑晶為橄欖石和次透輝石，基質(zhì)為含斜長石微晶的玄武玻璃，橄欖石和輝石晶體內(nèi)還見固體包裹體和非晶質(zhì)熔融包裹體，固體包裹體主要是早期結(jié)晶的一些尖晶石、橄欖石和磷灰石礦物微晶，非晶質(zhì)熔融包裹體主要為多相熔融包裹體[75,77]。珍貝海山的拉斑玄武巖，稀土含量均較高，微量元素含量中Sr和Rb含量相對較高，年齡為9.5±0.92、9.9±1.4 Ma[77,97]。憲南海山ZSQD150站位巖石氣孔構(gòu)造發(fā)育（圖11），為氣孔狀拉斑玄武巖，Ar-Ar年齡為15.04±1.61 Ma。石星海山ZSQD119站位為氣孔狀伊丁玄武巖，氣孔狀構(gòu)造，拉斑玄武結(jié)構(gòu)，Ar-Ar年齡12.4±0.21 Ma。玳瑁海山的石英拉斑玄武巖KAr年齡為14.1±1.14 Ma，Ar/Ar年齡為13.8±1.03 Ma；中南海山堿性玄武巖的K-Ar年齡為3.49±0.58 Ma[86]。黃巖海山在水深3 348 m處樣品9DG粗面玄武巖K-Ar年齡為7.77±0.49 Ma[78]，表明南海海盆這些海山或海山鏈是在海底擴張終止后巖漿活動形成的。這些海山，除珍貝海山一個樣品落在粗面安山巖外，其他均屬OIB型堿性玄武巖，排除了殘余MORB巖漿成因的可能性[76]。

圖11 憲南海山ZSQD150站位氣孔狀拉斑玄武巖巖石拖網(wǎng)照片及鏡下單偏光照片（×50）Fig.11 Photos of samples of stomatal tholeiitic basalt and photos under microscope（×50）at the site ZSQD150 in the Xiannan seamount

珠江口盆地部分鉆孔于上中新統(tǒng)粵海組中見晚中新世玄武巖呈夾層產(chǎn)生[86]。鶯歌海盆地北側(cè)Y32-1-1井石英拉斑玄武巖年齡為3.85 Ma[105]，厚達115 m，如此大規(guī)模的玄武巖漿活動表明有新的裂陷作用發(fā)生[41]。西沙群島的東島浮巖屬于中性火山巖，化學(xué)組成相當(dāng)于粗面巖；高尖石島是第四紀更新世后期火山噴發(fā)作用產(chǎn)物，島上分布的火山碎屑巖具玻璃基質(zhì)，玻基輝橄巖銣鍶年齡2 Ma，在其鄰近海底，有火山噴口或由熔巖組成的海底丘[106-107]。西沙群島與雷瓊地區(qū)噴出巖都有?；x橄巖成分。

越南西南海岸線的海底火山至今還在噴發(fā)形成橄欖石拉斑玄武巖和堿性玄武巖[87]。南海西南部拖網(wǎng)D1、D3堿性玄武巖年齡分別為0.4、4.3 Ma[4]。南海南部ODP184航次發(fā)現(xiàn)更新統(tǒng)火山灰，含英安-流紋質(zhì)凝灰?guī)r，火山灰及玻璃，1143井位樣品年齡小于2 Ma，越往上火山灰越多，反映更新世以來火山活動增強，或者是因為火山玻璃的化學(xué)不穩(wěn)定性使老的火山灰蝕變[70]。禮樂灘北坡斑狀玄武巖（SO23-37，SO23-36），北巴拉望岸外兩座孤立海山（SO23-38，SO23-40）以及卡加延海嶺-蘇祿海的邁安德礁（SO23-15）含橄欖石、單斜輝石和斜長石的多孔玄武巖（SO23-40），K-Ar年齡為2.7 Ma；禮樂灘北側(cè)高度多孔的含橄欖石玄武質(zhì)火山灰在上新世碳質(zhì)軟泥團塊（站位SO23-37）上和角礫巖（SO23-36）中呈熔殼形式產(chǎn)出，這種橄欖玄武巖K-Ar年齡為0.4 Ma。從禮樂灘以東海山上取到的幾塊橄欖玄武巖（站位SO23-38，水深1 610～1 356 m）的K-Ar年齡也與之相似，為0.5 Ma；卡加延海嶺的邁安德礁（SO23-15）于9 300 m水深處取得了2小塊安山巖，K-Ar年齡為14.7±0.6 Ma[47]（表2）。

2 巖漿巖形成機制

2.1 斷裂

喜馬拉雅期之前的巖漿巖在南海北部主要分布在珠江口盆地，其夾持在NE向斷裂帶之間；在南海西部和西南部主要分布在中南禮樂斷裂帶的西部（圖7），表明斷裂帶控制了南海巖漿巖分布。

陽江一統(tǒng)暗沙東斷裂帶為橫切珠江口盆地重要的基底或巖石圈斷裂，從中生代（或更早）到新近紀都有強烈活動[108]，導(dǎo)致珠江口盆地東西兩側(cè)巖漿巖的巖性和巖體形態(tài)有較大差異（圖7），也控制了新生代晚期的巖漿活動。南海喜馬拉雅晚期巖漿活動，早期通過拉張斷裂進行的大規(guī)模溢流式噴發(fā)，形成石英拉斑玄武巖及橄欖拉斑玄武巖，為南海及周邊火山巖主要巖石序列；之后為火山中心式噴發(fā)，形成堿性橄欖玄武巖及碧玄巖。

南海北部多個海底火山橢椎底部長軸的走向與南海北部斷裂的走向基本一致，表明這些斷裂為后期的巖漿提供了很好的上升通道[6,109]。Zhao等[110]綜合運用地震、鉆井以及巖石學(xué)等方法，揭示了巖漿通道在上地殼的表現(xiàn)形式，在南海北部發(fā)現(xiàn)了多期次長時間噴發(fā)的裂后巖漿活動，這些巖漿巖體主要發(fā)育在斷層之上或沿斷層發(fā)育，表明先存的斷層為巖漿噴發(fā)提供了末端通道，并影響巖漿噴發(fā)的位置，導(dǎo)致南海張裂后巖漿活動頻繁，火山分布廣泛。

2.2 板塊與巖石圈

早中生代中南半島的陸-陸碰撞（印支運動）使華南在印支期處于近南北向擠壓狀態(tài)，在華南形成了大規(guī)模的走向近東西的推覆構(gòu)造，印支期—燕山早期，中國東南部大陸邊緣經(jīng)歷了東西向的古亞洲構(gòu)造域向北東向的太平洋構(gòu)造域轉(zhuǎn)換，并發(fā)生了大規(guī)模的花崗巖漿活動；自燕山晚期開始，中國東南部大陸邊緣又經(jīng)歷了古太平洋構(gòu)造域向新太平洋構(gòu)造域的轉(zhuǎn)換，形成巖石圈減薄和拉張為主的區(qū)域構(gòu)造環(huán)境[49]。華南的中生代花崗巖時代從內(nèi)陸到沿海有逐漸變新的趨勢。三疊紀花崗巖主要發(fā)育于桂東南的大容山-十萬大山、海南島瓊中一帶及西部的雪峰隆起帶和東部的武夷隆起帶。大容山-十萬大山花崗巖呈NE向展布（年齡236～230 Ma），屬同碰撞的S型花崗巖。瓊中地區(qū)同碰撞的S型花崗巖年齡275～250 Ma，后碰撞A型花崗巖年齡243～239 Ma。中晚侏羅世花崗巖主要分布在南嶺北部，在南嶺南部有零星出露，呈EW向展布，屬陸內(nèi)擠壓碰撞S型花崗巖；晚侏羅世—早白堊世花崗巖主要分布在南嶺南部，EW向展布，屬陸內(nèi)擠壓碰撞S型花崗巖；早白堊世花崗巖主要分布在福建、廣東、浙江沿海地區(qū)，呈NE向展布，主要為I 型花崗巖。晚白堊世輝長巖-閃長巖-二長花崗巖-堿性花崗巖組合構(gòu)成I-A型花崗巖組合，主要分布在浙閩沿海地區(qū)，形成于大規(guī)模拉張的環(huán)境?？傊?，從花崗巖的展布可見，大致從早白堊世開始，南嶺地區(qū)發(fā)生了由EW向NE向的構(gòu)造轉(zhuǎn)換，構(gòu)造環(huán)境亦大體上從擠壓轉(zhuǎn)向拉張，這是因為中國東南沿海在白堊紀由于太平洋板塊向歐亞板塊的俯沖，形成沿海一帶的I型花崗巖，之后由于擠壓之后的松弛，從擠壓轉(zhuǎn)化為拉張環(huán)境，形成沿海一帶的A型堿性花崗巖，兩種花崗巖在空間上緊密共生[55]。海區(qū)中生代晚期太平洋板塊向西北聚合，在東亞邊緣形成了寬廣的擠壓域。華南的花崗巖活動延伸到了南海北部陸緣，從珠江口盆地、瓊東南盆地、中西沙地區(qū)到萬安盆地、湄公盆地、曾母盆地形成一條北東向的巖漿巖帶，以鈣堿性噴出巖和中酸性侵入巖為主，構(gòu)成盆地基底，這條巖漿巖帶的形成與中侏羅世—白堊紀中期印支和華南東南緣古太平洋板塊向歐亞板塊之下的俯沖作用有關(guān)。晚中生代古太平洋板塊向華南大陸俯沖，改變了該區(qū)的地溫場平衡，由于俯沖作用產(chǎn)生的剪切熱傳導(dǎo)到兩側(cè)板塊，當(dāng)位于俯沖板塊之上的華南板塊巖石圈地溫場升高達到硅鋁質(zhì)巖石的初熔溫度，地殼溫度不斷增高，熔融區(qū)出現(xiàn)重力分異和熱對流，對流花崗巖巖漿層逐漸形成[111]。

晚白堊世末期太平洋俯沖板塊后撤以及古南海在古新世東南向的俯沖拖曳作用使南海北部陸緣在新生代處于伸展狀態(tài)。地殼伸展減薄，花崗巖層也隨之減薄。伴隨新生代伸展作用，沿斷裂有大量的基性及中酸性火山巖漿噴發(fā)，但是在珠江口盆地及其周圍并沒有發(fā)現(xiàn)新生代的花崗巖。一方面，伸展后的上地殼厚度一般小于10 km，較伸展前大幅減小，使上地殼等溫面相對下降；另一方面，南海北部陸緣可能是以純剪模式為主的伸展作用，只是起到了減壓作用而升溫作用不明顯。因此伸展作用使花崗巖層減薄，但是沒有再次大規(guī)模重熔形成新的花崗巖層[111]。南海北部古新世—早中新世火山活動集中在廣東三水、雷瓊、臺灣海峽、珠江口等斷陷盆地內(nèi)，其中三水盆地火山活動至始新世末隨盆地的消亡而結(jié)束，中新世中晚期，火山活動除了在南海北部-臺灣海峽陸緣盆地中繼續(xù)進行外，還擴展到福建、浙江東部，上新世火山活動范圍逐漸向西縮小到南海北部和雷瓊盆地。南海北部-臺灣海峽及鄰區(qū)新生代火山活動在古近紀噴出玄武質(zhì)-長英質(zhì)雙模式火山巖系，新近紀—第四紀噴出玄武質(zhì)（堿性玄武巖和拉斑玄武巖組合）火山巖系（除臺灣北部更新世安山巖外），反映斷裂逐漸深切，巖漿物質(zhì)來源加深[86]。這可能是從上新世開始，菲律賓海板塊對歐亞板塊的碰撞加劇，臺灣東部發(fā)生強烈的褶皺造山運動，導(dǎo)致臺灣海峽裂谷盆地消亡，造成南海北部火山活動由東向西先后結(jié)束，并引起臺灣北部更新世的鈣堿性安山巖噴發(fā)。臺灣-呂宋島弧的形成是歐亞板塊與菲律賓海板塊聚合并發(fā)生俯沖和碰撞的結(jié)果，它由臺灣島南部到呂宋島北部的數(shù)十個大大小小的火山島構(gòu)成，由北向南、自西向東火山年齡顯示年輕化的趨勢，臺灣的海岸山脈巖漿作用主要是中新世，綠島和蘭嶼主要是上新世，小蘭嶼為更新世，呂宋島為現(xiàn)代活火山，說明板塊的俯沖邊界由西向東遷移。同時，新生代海底擴張期形成的南海洋殼正在向東俯沖于菲律賓板塊之下，并在呂宋與臺灣之間發(fā)育了弧火山鏈。南海海山巖漿的主量與微量元素都顯示出富集組分特征，帶有強烈的俯沖板塊信號，南海在張-破裂過程中表現(xiàn)出巖漿從貧到富的轉(zhuǎn)變，且推測深源巖漿體受俯沖作用的影響；印度板塊在西南的俯沖引發(fā)地幔上涌，可能為南海提供新生代巖漿源[6]。西南次海盆和東部次海盆具有明顯的組成差異，西南次海盆擴張期玄武巖具有富集型洋中脊玄武巖特征（EMORB），而東部次海盆同時存在富集型（E-MORB）和虧損型玄武巖（N-MORB），在Sr-Nd-Pb-Hf同位素組成上，兩個次海盆都屬于印度洋型地幔（地球化學(xué)上稱為Dupal異常），且存在明顯的組成差異，說明南海的兩個次海盆之間具有不同的地幔演化歷史[6,95]。

板塊運動與巖石圈冷卻造成了陸緣和板內(nèi)伸展，進而導(dǎo)致減壓熔融，產(chǎn)生大量巖漿[6,112]。越南新生代玄武巖是巖石圈拉張減薄造成地幔減壓熔融的產(chǎn)物[87,100]。Larsen等[113]通過南海大洋鉆探發(fā)現(xiàn)在南海陸殼破裂過程中存在巖漿活動，即軟流圈物質(zhì)上涌造成巖石圈最終破裂過程中伴隨洋中脊玄武巖類型的巖漿活動。南海擴張期間巖漿活動來自于對流地幔的減壓熔融，南海的擴張造成了周緣板塊處于擠壓環(huán)境，因此巖漿活動只出現(xiàn)在南海海盆及周邊海域[83]，例如珠江口盆地白云凹陷BY7-1-1井早中新世熔巖和玄武巖厚達431 m，是南海目前發(fā)現(xiàn)最厚的噴出巖，暗示了海盆周邊巖漿活動強烈，而當(dāng)南海擴張停止后，周緣板塊的應(yīng)力得到釋放，引發(fā)南海及周邊地區(qū)上地幔的熔融，因此，南海擴張期后，南海及周邊地區(qū)巖漿活動強烈。而且，南海及鄰區(qū)擴張期后的原生巖漿主要為堿性玄武巖，擴張期的原生巖漿為拉斑玄武巖，擴張期前的原生巖漿為堿性玄武巖和拉斑玄武巖[87,100]。華南沿海及南海晚新生代堿性玄武巖巖漿形成于較高的壓力環(huán)境，拉斑玄武巖巖漿形成于巖石圈減薄的較低壓力環(huán)境[88,97]。因此，可能晚新生代（南海擴張期后）南海的地殼被拉張至很薄，玄武熔巖沿裂隙噴溢，而晚更新世以來，拉張壓力可能減弱，地殼趨于穩(wěn)定及增厚，幔源部分熔融程度降低，使巖漿的壓力增大，堿質(zhì)增高。珠江口盆地新生代巖漿活動總的發(fā)展趨勢是由含較多中酸性巖石的鈣堿性系列發(fā)展到堿性玄武巖和拉斑玄武巖系列，巖漿成分中的深源物質(zhì)逐漸增多，代表了巖石圈拉裂伸展的構(gòu)造環(huán)境。

綜上所述，可認為南海及鄰區(qū)巖漿成因是多板塊匯聚俯沖、多方向擠壓-伸展造山和軟流圈上涌的產(chǎn)物。

3 結(jié)論

（1）根據(jù)地殼發(fā)展階段及其產(chǎn)生的巖漿作用強度和類型的差異，結(jié)合巖石同位素年齡資料，將南海及鄰區(qū)劃分為8個巖漿作用時期：前呂梁期、呂梁期、晉寧期、加里東期、海西期、印支期、燕山期和喜馬拉雅期。

（2）南海及鄰區(qū)巖漿巖分布廣泛，主要發(fā)育于南海及周緣的廣東、廣西、海南島、臺灣島、中南半島、加里曼丹島、菲律賓群島，時代從前呂梁期至喜馬拉雅期均有出露。南海及鄰區(qū)最老的巖漿巖是在中南半島的太古代黑云母花崗巖、紫蘇花崗巖和輝長巖；最新的巖漿巖海陸均有發(fā)現(xiàn)，如菲律賓群島火山噴發(fā)形成的現(xiàn)代火山巖?？傮w上，海區(qū)巖漿活動比陸區(qū)晚。

（3）南海海區(qū)巖漿巖以燕山期和喜馬拉雅期為主，燕山期以中酸性侵入巖為主，廣泛分布于南海陸緣，尤其南海北部和西南部最強烈。喜馬拉雅期以強烈的基性、超基性巖漿活動為主，遍布整個南海海區(qū)，主要為玄武巖。喜馬拉雅期晚期（晚中新世—第四紀），南海的巖漿活動較強烈，在地震剖面上，常見刺穿各個時代沉積層直達海底的巖漿活動，在海底形成海山和海丘，有的海山高出海底上千米。

（4）南海及鄰區(qū)花崗巖在空間上多數(shù)巖體產(chǎn)于背斜構(gòu)造的軸部，或分布在斷裂帶中及其兩側(cè)，在時間上它們多數(shù)是同期構(gòu)造運動的產(chǎn)物，因此，南海及鄰區(qū)巖漿巖與斷裂、褶皺、板塊運動、巖石圈擴張等構(gòu)造運動有密切關(guān)系。