摘要
在西太平洋的一系列边缘海盆中，南海发育有四个规模巨大的现代碳酸盐台地，即东沙、西沙、中沙和南沙碳酸岩台地，这是南海新生代地层的重要特征之一。本文通过对南海的四个碳酸盐台地发育、演化及其淹没事件的分析，并结合区域构造背景和有限元法模拟应力场，从一个新的视点探讨南海扩张演化史。南海的新生代碳酸盐台地的发育最早见于始新世，且断续分布至今，其时间之长、规模之大是世界少有的。第三纪以来，全球海平面不断下降，而南海地区的海侵不断扩大，表明局部海底扩张、沉降在本区起主导作用。南海地区新生代碳酸盐岩台地是海盆演化信息的特殊载体，而台地淹没事件是海盆扩张的直接表征，因而可揭示台地所在海盆的环境变化和扩张历史。本文根据南海东部石油公司提供的钻井岩芯和地震剖面资料，作了岩石地层学、层序地层学和地震地层学分析，识别出东沙、西沙和南沙的淹没事件。依据碳酸盐岩层序地层学分析，本文详细描述了东沙、西沙和南沙的台地发育与淹没史，确定了本区自古新世以来经历了三次大的淹没和若干次小的淹没，分别相当于Hag提出的三级和四级层序。研究表明南海碳酸盐台地发育及其淹没事件与南海海底扩张的关系密切，盆地中的地层记录同样可用来分析控制盆地的动力过程，并可进一步为分析碳酸盐台地的淹没事件对油气储、盖层的控制作用提供依据。在经过高技术处理的地震剖面上，淹没层序的特征是顶部同相轴呈光滑的双轨连续强反射，特殊处理后表现出高波阻抗、高密度和强瞬时振幅等特征，还表现为高的速度梯度值和高的剩余速度梯度值，甚至在局部区域出现本层层速度比下部地层层速度高的现象。这些特征也是本文利用地震剖面资料划分淹没事件的重要依据。根据以现代南海热流场的分布特征及构造位移为边界条件的有限元计算，初步判断南海复杂的构造现象与地幔柱引起的局部对流有关。有限元法模拟古应力场的结果表明，由于印度板块与欧亚板块碰撞造成青藏高原的隆升使地幔向洋一侧蠕散，又因太平洋板块运动方向从北西向转为北西西向，迫使地幔转向东南蠕散，引发华南古陆的地壳拉张变薄，陆缘断裂解体。本文研究结果佐证了南海海盆的演化既受制于板块运动，又与地幔物质向东南蠕散和局部地幔柱的发育密切相关的新认识，并认为以地幔蠕散和地幔柱为主要动力机制的成因模式，能较好地解释南海的构造格局和热演化历史。
NETL