南沙海域新生代构造运动特征及成因探讨 中新生代构造特征及其演化
万玲 吴能友 姚伯初 曾维军
（广州海洋地质调查局，广州，510760）
第一作者简介：万玲，女，1998年毕业于南京大学地球科学系，博士，高级工程师，现主要从事海洋地质研究及调查工作。
摘要 根据海区地震反射界面、地震层序、断裂和褶皱等方面的不同特征，结合已有钻井资料和围区陆地地质，南沙地区新生代期间大致可划分出四次重要的构造运动——礼乐运动、西卫运动、南海运动和南沙运动。频繁的构造运动反映了南沙地区新生代构造的活动性，也造成了这一地区构造样式的多样性。这一系列运动的产生与南海周缘太平洋板块、菲律宾海板块和印度-澳大利亚板块在新生代期间与欧亚板块间的相对运动和相互作用有密切关系。
关键词 南沙 构造运动 新生代 地震反射 地震层序
1 前言
南沙海域位于南海南部地区，在大地构造位置上南海属欧亚板块、太平洋板块、菲律宾海板块和印度-澳大利亚板块衔接部位，新生代期间，太平洋板块对欧亚大陆的俯冲、印度-澳大利亚板块与欧亚大陆在西藏的碰撞和沿苏门答腊海沟和爪哇海沟与东南亚板块之间的汇聚、菲律宾海板块向北漂移并伴随的逆时针转动，及至上新世时在台湾与欧亚板块发生碰撞。在这一区域构造背景下，南海在新生代期间产生裂解和离散，形成了西南次海盆和东部次海盆，在其南北陆缘地层中留下了多次构造运动的痕迹。本文通过钻井所揭示的地层接触关系、地震反射层特征以及围区陆地地质资料，综合反映了南沙海域新生代期间构造运动特征，可划分出四次构造运动（表1），即发生在中生代末至新生代初的礼乐运动、中晚始新世的西卫运动、晚渐新世的南海运动和中中新世的南沙运动，并与南沙邻区进行对比，探讨了南沙海域四次区域性构造运动产生的原因。
2 南沙海域新生代构造运动特征
2.1 礼乐运动
礼乐运动始于晚白垩世，部分地区一直延续到始新世，在南沙海域因礼乐地区表现较为突出，故命名为礼乐运动。在地震剖面上（图1）以Tg界面为特征，相当于基底不整合面，但该界面具有穿时性，不同发育时期的新生代地层覆盖在该剥蚀面之上。
礼乐滩的桑帕吉塔1井钻遇了该不整合面，古新世河流－三角洲相地层覆盖在早白垩世边缘海相地层之上；在西北巴拉望陆架，晚始新世碎屑岩盖在早白垩世及以前地层之上；这一区域性不整合面也见于南海北部地区，如台西南盆地钻井揭示，渐新世内浅海地层不整合于早中白垩世河流-浅海相地层之上。不整合面上下沉积相以及地层岩性的明显改变反映了这是一次十分强烈的构造运动，波及范围较大。
表1 南沙海域及邻区新生代构造运动
图1 南沙中北部海域礼乐滩地震剖面选段
Fig.1 Seismic profile in Reed Bank of middle-northern Nansha area
这次构造运动在南沙海域不同地区的表现形式有所不同，在南沙中北部广大地区以张性断裂为特征，形成一系列北东向和北北东向裂陷槽。而在南部及西北婆罗洲表现为俯冲造山特征，形成古晋造山带。该期构造运动使前新生代大部分地层发生了不同程度的变质和岩浆岩侵位，礼乐滩拖网采集到晚侏罗世—早白垩世变质岩，在台西南钻井中钻遇早中白垩世浅变质页岩，在珠江口、万安盆地以及曾母盆地中有大量钻遇时代为（80±2.4）Ma～（129±7）Ma的中生代花岗岩、花岗闪长岩以及火山碎屑岩，其岩石化学、稀土元素特征等分析表明属减薄大陆边缘活动带产物（李平鲁，1999）。
2.2 西卫运动
西卫运动始于中晚始新世之间，在地震剖面上以T5界面为代表。此次构造运动在南沙地区形成一个区域性不整合面，但运动的发生在各地区不是一个等时面，层位上下时代略有变化。在万安盆地和南沙中北部地区，隆起区上，T5往往与Tg界面重合，在坳陷部位，T5界面表现出削截、上超等现象；礼乐滩桑帕吉塔—1井，
在地震剖面上（图2），T5与Tg之间的沉积表现为楔状充填，其边界往往为断裂所控制，厚度变化大，局部有不同程度的褶皱变形，其特征相当于同张裂沉积系。
图2 南沙海域地震剖面选段（据姚永坚等，1998）
Fig.2 Seismic profile in Nansha area（after Yao Yongjian et al.,1998）
2.3 南海运动
南海运动始于渐新世晚期，最早由何廉声等（1979）命名，在地震剖面上以T4界面为代表，在南沙地区可全区追踪对比，相当于南海东部次海盆扩张前的破裂不整合面，但这一界面的形成具有穿时性。在万安盆地、曾母盆地，T4界面位于渐新统与中新统之间，在南薇西盆地、北康盆地、礼乐盆地以及南沙东南部海域，其时间定位在早晚渐新世之间，表明此次运动在南沙海域东部发生时间早，而西部发生晚。该界面在南海不同地区表现形式不一样，在北康盆地、曾母盆地、南薇西盆地和万安盆地（图3），界面上下地层反射特征明显不同，下部为弱振幅、断续反射，上部为中强振幅、中高频、较连续反射，反映自下而上沉积物由粗变细的变化规律；在南薇东盆地、九章盆地和安渡北盆地则为上超充填沉积；礼乐滩桑帕吉塔－1井揭示，该界面上下为两套全然不同的沉积，其下为边缘海相砂岩夹泥岩、粉砂岩，其上为灰岩；在曾母盆地表现为东巴林坚坳陷中旋回Ⅱ与旋回I之间为明显的角度不整合；在南沙海槽地区，相当于德国“SONNE”号在南沙海槽地震剖面上所表示的蓝色不整合，该界面之下地层有明显剥蚀现象，上、下两套地震层序具截然不同的特征。但在构造格局上，除万安盆地可以见到T4以上沉积、沉降中心与T4以下沉积、沉降中心不重合，其余盆地中界面上下构造具有一定的继承性，表现为断陷进一步陷落加深，盆地沉积范围逐渐扩大。
图3 南薇西盆地地震剖面选段（据白志琳等，2000）
Fig.3 Seismic profile in West Nanwei Basin（after Bai Zhilin et al.,2000）
2.4 南沙运动
南沙运动是发生在南沙地区的一次强烈的构造运动，在地震剖面上表现为
南海地质研究.2003
Fig.4 Seismic profile showing the
南沙运动由两幕组成，第一幕发生在早、中中新世之间，在地震剖面上为
南沙运动在南沙不同地区影响程度和表现形式有所差异，以南沙西部和南部地区最为强烈，在北康盆地、南薇西盆地、万安北盆地表现最为显著，甚至发生构造反转，万安盆地最大剥蚀量可达2000m；特别是南沙海域的中北部，T3为一套高角度倾斜反射层组的削截面（陈玲等，1997），T3之下的反射层组经受大规模的剥蚀夷平，在北康盆地西部，测算最大剥蚀厚度超过1500m（梁金强，1998）。类似现象也见于中建南盆地东北部（陈玲等，2002）。
在南沙中北部的南薇隆起区、南薇东盆地、康泰盆地和九章盆地，造成T3以下地层的抬升剥蚀、断裂和岩浆喷发活动；在礼乐盆地此次运动影响较弱，主要表现在盆地西南部坳陷，对盆地东部台地浅滩区挤压改造不明显，整体表现为南强北弱的特征（曾祥辉等，2002）；在西南巴拉望陆架和南沙海槽相当于蓝色不整合面，其下为渐新世—早中新世碳酸盐岩，其上为一套厚大的杂乱变形的沉积物楔状体（图5）。
图5 测线SO-27-007的反射地震记录（监测记录）和解释剖面（据Hinz等，1985）（图中＋字阴影表示碳酸盐岩建造）
Fig.5 Reflective seismic record and interpretation cross-section along line SO-27-007（cross showing carbonate）（after Hinz et al.,1985）
3 南沙海域新生代构造运动与邻区构造运动对比
在南沙地区新生代产生的构造运动可与南海北部和台湾地区的构造运动相对应（表1），表明其发生具有一定的普遍性。
礼乐运动可与南海北部的神狐运动以及发生在台湾地区的太平运动对比，实质上，三者同属发生在华南大陆东南缘的燕山末期构造运动。太平运动的层位可能抬高到中生代末期，而礼乐运动与神狐运动二者应当属同一构造运动，只是因礼乐滩在渐新世从南海北部陆缘裂离、漂移至现今南沙地区而分隔开来。在礼乐滩西北巴拉望地区见到的不整合与台湾浅滩及台西南盆地中的钻井资料结果相似，表现为强烈的隆升和剥蚀作用。地震剖面上以张性块断为特征，这是中国东部燕山末期构造运动的主要特征，在此基础上发育形成一系列的断陷盆地。
西卫运动在南海北部陆缘也有所显示，李平鲁（1992）在研究了珠江口盆地构造运动后，曾命名为珠琼运动二幕。这次运动在南沙地区以婆罗洲北部边缘表现最为显著，拉姜群发生了强烈挤压变形，倾角达80°～90°，石英岩脉充填其间，Huchison（1996）称之为沙捞越造山运动。
南海运动在南海北部陆缘发生在早、晚渐新世之间，但在东部发生时间相对西部早，即运动的产生自东向西推进，这次运动形成的不整合面具有穿时性。在珠江口盆地，这次运动所形成的不整合面上下地震反射特征差异较大，界面以上反射连续性较好，一般呈平行至亚平行反射，低中频、中振幅，反映海相沉积特征；界面以下反射层略微倾斜，振幅较弱，低频，反射断续或发散，反映陆相沉积特征。在台湾地区这次运动发生时限大致在老、新第三纪之间，被称作埔里运动，使中央山脉西翼老第三纪地层产生了浅变质。
南沙运动在南海北部称作东沙运动，在台湾地区称之为海岸山脉运动，运动开始发生的时间均大致在中中新世末，尽管各地区持续发展时间和表现形式有所差异，但在南海周缘各沉积盆地中总体表现为一次广泛的构造反转事件，早期在张性环境下发育的沉积普遍产生褶皱变形在南海北部大陆边缘的东部较强烈，在西部较弱。在沙巴地区，这次运动称作沙巴造山运动，中到晚中新世克拉组被抬升和变形。
4 成因探讨]>
4.1 礼乐运动
185Ma前，库拉板块、菲尼克斯板块和法拉隆板块的洋中脊三联点处产生了太平洋板块，推动着库拉板块向欧亚大陆的俯冲消减。据Northrup et al.（1995）和Konov（1984）研究，晚白垩世时太平洋板块沿NWW方向相对欧亚板块运动，平均汇聚速率达130mm/a（图6），白垩纪末—早始新世期间（68.5～53.0Ma），太平洋板块的运动方向和运动速率发生了显著改变，由原来的NWW向变为向北运动，平均汇聚速率则骤然降至78mm/a的水平，造成了欧亚大陆东缘及东南缘区域构造应力场的转变，由前期的挤压作用为主转为晚白垩世之后拉张作用，形成了一系列初始裂陷。因此，礼乐运动是一次张裂运动，所形成的不整合面相当于Falvey（1974）的张裂不整合。区域性的张裂产生一系列北东向张性断裂，在地表形成一系列彼此分隔的北东向地堑、半地堑。地堑内发育了古新世—始新世沉积，而夹于地堑之间的地垒上则往往缺失相应的沉积。这可能是该不整合面出现穿时性的根本原因。
图6 太平洋板块新生代相对欧亚板块的平均汇聚速率图（据Northrup et al.,1995）
Fig.6 Average Convergence velocity of Pacific Plate relative to Eurasia plate（after Northrup et al.,1995）
4.2 西卫运动
中晚始新世，全球板块格局发生了重要的变化，南海周缘有几个重要的构造事件发生，即44Ma时，印度板块与欧亚大陆发生正面碰撞，造成青藏高原的全面隆升，使中南半岛向东南挤出，其北部的滑移边界为红河断裂；约43Ma时，库拉板块的俯冲方向转北西，俯冲于东亚大陆之下，并开始形成西太平洋沟弧盆系；约44Ma时，印度洋开始第三次扩张，印度－澳大利亚板块快速向北运动，并沿巽他海沟开始向东南亚大陆俯冲。在这样的大地构造背景下，南海地区的构造格局产生了新的变化。在早期北西－南东向伸展的基础上，拉伸作用进一步发展并得到了加强，南海北部的中西沙地区地壳强烈减薄，位于中沙群岛东南侧南沙块体从华南大陆边缘裂离，并向东南方向漂移，在裂离漂移块体的后面，西南次海盆在早期北东向裂陷槽的基础上开始扩张。
此外，在婆罗洲东南，几乎与西南次海盆同期发生张裂的还有苏拉威西海盆与望加锡盆地，不同的是望加锡盆地的拉张作用一直持续到早中新世才停止，而苏拉威西海的张开持续到渐新世甚至中新世。苏拉威西海的扩张可能是由澳大利亚板块沿爪哇海沟向北俯冲引起的弧后扩张的结果（Lee,1995），由西苏拉威西、北苏拉威西和苏禄脊形成一个具有成因联系的岩浆弧。伴随苏拉威西海的扩张，西苏拉威西顺时针转动，并逐渐脱离加里曼丹。
随着南海西南次海盆扩张，将南沙块体向南推挤，加速了其南侧古南海洋壳的消亡。与此同时，苏拉威西海的扩张则将苏禄块体向北推挤，在二者之间的南沙地区则处于南北挤压的构造环境，并产生区域抬升。因此，西卫运动在南沙海域比南海北部表现较突出，尤以南沙与婆罗洲之间的构造变形最为强烈，古新世—始新世地层甚至出现了一定程度的浅变质。这次构造运动所产生的T5界面相当于分离不整合。
4.3 南海运动
晚渐新世，南海东部次海盆开始扩张，其扩张方向不同于西南次海盆的北西—南东向，而是呈南北向扩展（B.Taylor和D.E.Hayes,1983）。东部次海盆的扩张推动着礼乐-北巴拉望地块向南漂移以及古南海洋壳向南俯冲于西南巴拉望陆架之下。与此相应的是，这一时期全球海平面急剧下降形成低海面（Vail et al.,1977,1979）。因此，此不整合/假整合面的形成有构造因素，也有海平面变化的影响。南海运动主要反映了东部次海盆扩张对南海南北陆缘造成挤压抬升，对前期地层的影响以南部最为强烈，运动发生时间也是南部和东部早，西部和北部相对较晚。
4.4 南沙运动
中新世期间，向北漂移的澳大利亚板块和菲律宾海板块开始遇到阻挡。据研究，25Ma时，菲律宾板块南端与澳大利亚板块北端发生碰撞；中、晚中新世，向北漂移过程中伴随快速逆时针转动的菲律宾弧与巴拉望块体在民都洛岛和班乃岛之间发生弧—陆碰撞，澳大利亚板块上的东南苏拉威与和西苏拉威发生碰撞（Longley,1997）。这一系列的碰撞事件使南沙块体东南缘遭受区域性挤压，从而加速了古南海洋壳的向南俯冲消减，并最终导致礼乐－北巴拉望块体与加里曼丹-苏禄地块的碰撞和古南海的彻底消亡。
在南海北部陆缘，菲律宾海板块的逆时针旋转和向北西方向的移动以及向欧亚大陆的俯冲，对南海北部形成挤压，造成东沙地区中中新世及以前地层的强烈变形，变形程度东强西弱，反应运动产生的构造应力来自东部。
中中新世晚期（12～15Ma），印度板块东缘与东南亚西部边缘发生斜向碰撞，导致印缅山脉的形成并抬升。因此，中中新世期间，南海地区周边整体上处于挤压的构造应力场作用之下，这是南沙运动产生的根本原因。这次运动使南海周缘各沉积盆地普遍发生构造反转，因而南沙运动是南沙海域构造运动最强、波及范围最广、影响程度最大的一次构造运动，这次运动之后，南海海底扩张停止，古南海洋壳消减殆尽，南海的演化从此进入一个新的历史阶段。
5 结论
南沙海域新生代期间主要发生了四次构造运动，即中生代末至新生代初的礼乐运动，中晚始新世的西卫运动、晚渐新世的南海运动和中中新世的南沙运动，这一系列运动的产生与南海周缘的板块（或块体）间的相互作用有关。这四次运动以中晚始新世之间的西卫运动、中晚中新世之间的南沙运动对南海地区的构造发展影响最为强烈，分别对应南海海盆（西南次海盆）初始扩张和海盆（东部次海盆）扩张终止，对这两次运动深入研究，有助于揭示南海海盆成因。
参考文献及资料
何廉声等.1979.南海北部新生代构造主要特征.见：第二届全国构造地质学术会议论文选集，第三卷
李平鲁.1992.珠江口盆地新生代构造运动与盆地演化.南海东部石油，2:33～46
李平鲁，梁惠娴，戴一丁等.1999.珠江口盆地燕山期岩浆岩的成因及构造环境.广东地质，14（1）：1～8
姚伯初.1998.南海新生代的构造演化与沉积盆地.南海地质研究（十），武汉：中国地质大学出版社，1～16
Hinz K,Schluter H U.1987.南海危险地区和西南巴拉望岸外大陆边缘地质——SONNE号船第23和27航次成果.海洋地质，4:35～49，原文见Energy,1985,10（3/4）
Hutchinson C S.1996.The Rajang accretionary prism and Lupar Line problem of Borneo.In:HallR,Blundell D（eds），Tectonic Evolution of Southeast Asia.Geological Special Publication 106:247～261
Lee T.Y.,Lawver L.A.,1995.Cenozoic plate reconstruction of Southeast Asia.Tectonophysics,251（1-4）：85～138
Longley I M.1997.The tectonostratigraphic evolution of SEAisa.In:Matthews A.J.et al.，（eds）Petroleum Geology of Southeast Asia,Geological Soc.Special Publication,126:311～339
Northrup C.J.,Royden L.H.,Burchfiel B.C.,1995.Motion of the Pacific Plate relative to Eurasia and its potential relation to
Cenozoic extension along the eastern margin of Eurasia.Geology,23（8）:719～722
Cenozoic Tectonic Movement and the Genetic Discussion in Nansha Sea Area
Wan Ling,Wu Nengyou,Yao Bochu,Zeng Weijun
（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510760）
Abstract:Seismic data acquired recently and previous well data reveal that Nansha area has experienced multi-phase tectonic movements during Cenozoic period,which are Liyue movement,Xiwei movement,South China Sea movement and Nansha movement.The movements occurre dare related to the movements of Pacific plate,Philippine Sea plate and India-Australia plate relative to Eurasia.
Key Words:Nansha Tectonic movement Cenozoic Seismic reflection Seismic sequences
南沙海域沉积盆地与油气地质条件~
刘振湖
（广州海洋地质调查局，广州，510760）
本研究获得“十五”科研院所社会公益研究专项专题2001DIA50041的支持。
作者简介：刘振湖，男，1956年生，硕士，教授级高级工程师，广州海洋地质调查局战略所副所长，主要从事石油地质综合研究与油气资源评价工作。
摘要 本文在较详细地分析南沙海域区域地质背景的基础上，研究该海域主要沉积盆地地质构造特征，分析不同区域的沉积盆地的油气地质条件，预测盆地的油气远景。研究表明，万安盆地、曾母盆地和文莱-沙巴盆地油气地质条件良好；北康盆地、北巴拉望盆地的油气地质条件次之；礼乐盆地和南薇西盆地的油气地质条件最差。
关键词 南沙海域 沉积盆地 油气地质条件
1 区域地质背景
南沙海域位于东南亚地区，它是由一系列边缘海盆和地块组成（图1）。其中，边缘海按起源大体分为三类：第一类是由海底扩张形成的，如南海海盆和苏禄海盆；第二类是由弧后扩张形成的，如安达曼海盆；第三类是由岛弧圈捕老洋盆而形成的，如班达海。地块的起源也是多种多样的，有从大陆地块破裂分离并随海底扩张而漂移到现今位置的，如南沙地块和礼乐－东北巴拉望地块；有由洋盆俯冲而形成的岛弧及增生楔，如东婆罗－西南巴拉望地块；还有一部分地块在前新生代位于欧亚板块和印澳板块之间，新生代经过一系列构造运动而到达今日位置的，如南部和东部苏拉威西地块（Hall,1997）。这些地块在新生代经过一系列平移、旋转和洋壳俯冲、增生、闭合及最后碰撞缝合在一起的，形成了现今的构造格局。
在地质构造上，南沙海域包括南沙地块和礼乐－东北巴拉望地块两个地块。在新生代海底扩张之前，它们位于古南海北部边缘，南沙地块和西沙－中沙地块相连，礼乐－东北巴拉望地块与南海北部相接。在西南海盆海底扩张时（42～35Ma），南沙地块与西沙－中沙地块分离，在35Ma时，它与加里曼丹地块相撞，此后在造山带前缘产生前陆盆地——曾母盆地。在南海中央海盆发生海底扩张时（32～17Ma），礼乐－东北巴拉望地块与北部陆缘分离并向南运动，大约15Ma时与加里曼丹－苏禄地块碰撞。北康盆地、南薇盆地、礼乐盆地等在新生代早期形成于南沙地块，并随该地块向南运动。万安盆地则是在晚始新世形成于印支地块，它是由南沙地块向南运动时万安断裂右旋走滑活动所派生的走滑拉张应力而形成的。
图1 东南亚地质构造简图（据姚伯初，1996）
Fig.1 The sketch map of geological structure in East Asia（after Yao,1996）
1—南海中央海盆；2—南海西北海盆；3—南海西南海盆；4—苏禄海；5—苏拉威西海；6—班达海；7—安达曼海；8—望加锡海。Ⅰ—西沙－中沙地块；Ⅱ—南沙地块；Ⅲ—礼乐－东北巴拉望地块。T—台湾岛；L—吕宋岛；P—巴拉望岛；S—苏拉威西岛；SL—塞兰岛；HM—哈马黑拉岛；HT—鸟头岛；HN—海南岛；A—红河－莺歌海断裂；B—南海西缘断裂；C—卢帕尔断裂；D—中南－礼乐断裂；E—菲律宾断裂；F—索琅断裂；G—西沙海槽断裂；H—苏门答腊断裂；
a—万安盆地；b—曾母盆地；c—南薇西盆地；d—北康盆地
2 沉积盆地及其地质构造特征
根据南沙海域及其邻区的构造特征、沉积特征，结合新生代沉积厚度，在该区可以圈出万安、曾母、南薇西、北康、南沙海槽、文莱-沙巴、西巴拉望、北巴拉望、礼乐等沉积盆地（图2）。现将南沙海域沉积主要盆地的地质构造特征简述如下。
2.1 万安盆地
万安盆地位于南沙海域西南部万安走滑断裂西侧，盆地近南北向，中间宽，两头窄，形似梭形或纺锤状。盆地最宽约280km，南北长约600km，面积约8.5×104km2。
盆地基底为中生代晚期岩浆岩、火山岩和前始新世变质沉积岩。沉积盖层由西卫组( - )、万安组( )、李准组( )、昆仑组( )和广雅组—第四系（N2—Q）五套地层组成，总厚度达12000m。盆地中断裂极为发育，主要发育于渐新世—中新世地层中，断裂走向以NE向为主，其次为近N-S向和NW向断裂。此外，在盆地东部还发育有明显的褶皱背斜或断背斜。
图2 南沙海域沉积盆地分布图
Fig.2 Sedimentary Basin Distribution of Nansha area，South China Sea.
1—陆地；2—水深线；3—盆地边界
根据地质构造特征，万安盆地可以划分为北部坳陷、北部隆起、中部坳陷、西部坳陷、西北断阶带、西南斜坡、中部隆起、南部坳陷、东部隆起和东部坳陷十个二级构造单元。盆地经历了张扭断陷期、坳陷期、压扭期和区域沉降期四个构造演化阶段。断陷阶段发生于渐新世，是烃源岩形成的主要阶段；坳陷阶段发生于下－中中新世早期，是盆地中储集层形成的主要阶段和次要烃源岩的形成阶段；压扭阶段发生于中中新世—晚中新世，是盆地中构造圈闭形成的重要阶段，也是灰岩储层形成的主要阶段；区域沉降阶段发生于上新世—第四纪，形成了该盆地中油气勘探目的层的区域性盖层。
2.2 曾母盆地
曾母盆地是我国南海最南端的一个大型新生代沉积盆地，面积168712km2，属我国传统疆界线以内的海域面积127208km2。
盆地的基底为早白垩世花岗闪长岩和古新－始新世的变质岩组成。从晚始新世末或早渐新世开始到第四纪，曾母盆地沉积了巨厚的新生代沉积物，最大沉积厚度大于16km。晚始新世末—渐新始是盆地断拗期，最大沉积厚度可达5000m，以河流相砂岩夹泥岩为主，地层大部分已被褶皱变形；中新世为盆地拗陷阶段，以海相及滨海－浅海相沉积为特征；上新世—第四纪为区域沉降阶段，沉积了浅海半深海相沉积。
曾母盆地的构造受控于曾母地块与婆罗洲地块的碰撞和盆地两侧的万安－卢帕尔断裂与廷贾走滑断裂的综合作用，构造活动以断裂为主，发育有少量褶皱。断裂有北西向、北东向和近东西向三组。盆地南部以北西向张剪性断裂为主，这组断裂在盆地南部形成了大量箕状地形，构成了南部隆坳相间的构造格局。而北东向断裂则在盆地东部形成了许多北东向断块，在断块之上则发育了大量礁块。近东西向断裂影响较小，主要发育于盆地康西坳陷。
根据地质构造特征，可将曾母盆地分为索康坳陷、拉奈隆起、塔陶垒堑、西巴林坚隆起、东巴林坚坳陷、南康台地、康西坳陷和西部斜坡8个次级构造单元。
2.3 北康盆地
北康盆地位于南沙中部海域，大地构造位置属于南沙地块的中部，盆地面积6.2×104km2。
盆地的基底为前新生代变质岩及酸性－基性火成岩。沉积盖层由第四系、上新统、上中新统、中中新统、下中新统—上渐新统、下渐新统—上始新统和中始新统七套地层组成，最厚达12000m。
盆地内断层发育，断层走向主要有NE、NW和SN三组，断层以呈雁行排列的NE向断层为主，而NW和近NS向数量较少，但其规模差别较大。在断层活动期间，伴生发育一系列的岩浆活动，尤其盆地东部地区，火成岩体为酸性、中性岩类。盆地中的褶皱比较发育，局部构造以背斜、半背斜和断鼻为主，其次为断块构造，部分为刺穿构造，并且明显地受构造活动控制。西部地区褶皱主要为北西向排列，东部地区褶皱则以北东向展布为主。
根据地质构造特征，北康盆地可分为西部坳陷、中部隆起、东北坳陷、东南坳陷和东南隆起5个二级构造单元。西部坳陷面积大，沉积厚度一般为5000～8000m，最厚达10000m。东北坳陷面积较小，沉积厚度约3000～10000m。东南坳陷整体呈南宽北窄的漏斗状，受断层的控制明显。
2.4 南薇西盆地
南薇西盆地位于南沙中部海域，属陆缘断坳型盆地，呈北北东向展布，面积约为4.3×104km2。
盆地基底为前新生代变质岩及中酸性－基性火成岩，沉积盖层为新生代地层，具南厚北薄、西厚东薄的特征，最大沉积厚度11000m。其中，中始新统—中中新统为盆地断陷阶段和拗陷阶段，构造变形较强烈，厚度变化较大，沉积中心位于西南部，最大沉积厚度达7000m，主要为滨海－浅海相沉积，为油气生成、储集的主要层段；上中新统—第四系为盆地区域沉降阶段的产物，主要为浅海相、半深海相，局部有火山碎屑岩相，地层未变形或轻微变形。
南薇西盆地可进一步划分为北部隆起、中部坳陷、中部隆起和南部坳陷四个二级构造单元。中部坳陷为盆地的主体沉积坳陷，整体呈现西宽东窄特征，厚度一般为3000～6300m。
2.5 礼乐盆地
礼乐盆地位于南沙群岛东北边缘的礼乐滩附近，呈NE走向，属于陆缘张裂－裂离陆块型盆地，面积约5.445×104km2。盆地基底为中生代海相碎屑岩煤系地层，沉积盖层由古新统—中始新统、上始新统—下渐新统、上渐新统—中中新统、上中新统和上新统—第四系五套地层组成。
盆地发育北东、北西和南北向三组断裂，其中大多数北东向断裂为反向正断层，形成于早第三纪。北西向断裂以压剪切断层为主，局部为张性断层。南北向断裂以剪切断层为主，主要形成于早中新世以前。
礼乐盆地可分为三坳一隆：西北坳陷、中部隆起、东部坳陷和南部坳陷。西北坳陷属南断北超的箕状坳陷，沉积厚度在2000～5500m之间，受北西向断裂的切割，坳陷呈现南北厚、中间薄的特点。中部隆起地与西北坳陷沉积格局相反，该隆起南北端薄、中间厚，沉积厚度500～3000m。南部坳陷仍属南断北超的箕状坳陷，坳陷南部为盆地的沉积中心，最大厚度超过6000m。东部坳陷沉积厚度1500～4000m。
2.6 文莱-沙巴盆地
文莱-沙巴盆地位于廷贾断裂以东，沙巴岸外及文莱沿海一带，NE走向，它是南沙地块向巽他地块俯冲所形成的弧前盆地，面积约9.4×104km2。
盆地东部（文莱区）的基底为已经褶皱变形的晚渐新世—早中新世梅利甘组—麦粒瑙组—坦布龙组的三角洲平原－深水页岩地层，盆地西部（沙巴区）的基底为褶皱的晚始新世—早中新世克罗克组深海复理石。沉积盖层为早中新世或中中新世—第四纪地层，其沉积环境为从南向北呈北西向靠近物源区的海岸平原、逐渐过渡为浅海环境至开阔海环境的以海退为主，纵向上表现为后期的较粗沉积物依次叠置在前期较细沉积物之上。在地质构造上，西部主要以近东西向—北东向断层生长断层为主，并发育与之相伴生的滚动背斜、挤压背斜；东部以北东向断层为主，断层多具有走滑断层性质，并发育有扭动构造和泥刺穿构造和背斜。
2.7 北巴拉望盆地、西巴拉望盆地
北巴拉望盆地位于乌鲁根断裂以东的巴拉望岛和卡拉棉岛西北大陆架及大陆坡上，面积约1.68×104km2。
从区域地质资料来看，北巴拉望地块和礼乐地块是连贯的大陆碎块，它们曾作为亚洲大陆的一部分，从中国大陆分离出来的，因此北巴拉望盆地属于裂离陆块型盆地。盆地基底为晚古生代—中生代变质岩、沉积岩和酸性深成岩所组成，沉积盖层为上侏罗统—白垩系海相碎屑岩、凝灰质页岩、上始新统—第四系海相碎屑岩、碳酸盐岩等地层，碳酸盐岩主要发育于上渐新统—下中新统、中、上中新统和第四系中。断层以北东向为主，北西向断层少量，并发育地垒、地堑和断背斜构造。
西巴拉望盆地位于乌鲁根断裂西南、与北巴拉望盆地相邻，地质构造特征与北巴拉望盆地相似。
2.8 中建南盆地
中建南盆地位于南海中建岛以南，主体坐落在陆坡区，为剪切拉张型盆地，呈NNE走向。盆地基底为前第三系，盆地最大沉积厚度9000m，主要为古新统—中始新统、上始新统—渐新统、下中新统—中中新统、上中新统和上新统—第四系组成。
盆内主要发育有北东向、北西向、北北西向、东西向和南北向几组断裂系。南北向断裂系分布在盆地西缘，由一系列大致南北向的断层组成。北东向断裂系大多分布在盆地的中部和东北部，主要为正断层，基本上控制了盆地的地堑沉降区。北西向和北北西向断裂系主要出现在南部和中部，盆地南部的北西向断裂系推测为绥河剪切带的延伸，该断裂具负花状构造，具有走滑性质。
根据地质构造特征，盆地划分为西北部隆起、北部坳陷、北部隆起、中部坳陷、南部隆褶带和南部坳陷六个二级构造单元。
在南沙海域除了上述沉积盆地外，还发育有南薇东盆地和南沙海槽盆地，由于这两个盆地面积较小，油气资源潜力较差，并且水深较大，因此在这里不再进一步讨论。
3 油气地质条件
3.1 烃源岩
国外油气勘探表明，在南沙海域及邻近的沉积盆地中，烃源岩主要有古近系（以渐新统为主）湖相泥岩和新近系（主要为下中新统）海陆过渡相泥岩、含煤泥岩，个别盆地中存在海相泥岩烃源岩（Todd等，1997。表1；图3，图4，图5）。
图3 东南亚不同类型烃源岩地油气产量（据Todd et al.,1997）
Fig.3 Approximate volume of different petroleum（oil and gas）types,SE Asia.
湖相烃源岩包括裂谷期的湖泊和泛滥平原上的湖泊。东南亚地区早第三纪处于低纬度热带气候，许多沉积盆地中始新世/渐新世发育的大陆边缘裂谷转化为湖泊，沉积了富含有机质的沉积物，以富含淡水藻类薄层为特征的泥岩烃源岩厚度可达数十米。其中，深湖或半深湖泥岩一般含有盘星藻和葡萄藻，它们是该区的主要成油母质类型，浅湖边缘相也发育有烃源岩，但是比深湖相烃源岩的生烃潜力小。湄公盆地和西纳土纳盆地等发育这类湖相烃源岩。泛滥平原湖泊一般发育期短，水深小于50m，通过潮汐或潟湖与海洋联系，这类湖相烃源岩对东南亚沉积盆地的油气储量贡献不大。
海陆过渡相沉积体系包括河流、海岸平原（三角洲平原）、滨前、分流间湾、河口湾、三角洲前缘和前三角洲等沉积环境，其烃源岩主要由高等陆生植物及少量藻类物质组成，岩性主要有页岩、含煤（炭质）泥岩和煤层。下海岸平原－滨海潮上带的煤层和泥岩由于细菌改造，具有高的生油气潜力，最佳烃源岩为富含异地煤的三角洲相泥岩。上海岸平原的煤层通常只具有生气潜力。前三角洲相－海相泥岩（除了海盆相泥岩外）也是气源岩。
图4 曾母盆地巴林坚坳陷生烃潜量P：与沉积相的关系（据Todd等，1977）
Fig.4 Baligian Province:P2petroleum yield versus depositional facies
图5 曾母盆地巴林坚坳陷HI和GOGI与沉积相的关系（据Todd等，1977）
Fig.5 Balingian Provinces:HI＆GOGI versus depositional facies
根据曾母盆地东部地区（即巴林坚地区）地球化学研究（Todd等，1997），沉积相明显地控制了烃源岩的质量（图4，图5）。如果以产烃率（P2）为5kg·t-1作为良好烃源岩的下限，上渐新统—中新统海陆过渡相沉积具有良好烃源岩潜力，而海相泥岩生烃潜力较差。在某些冲积平原/海湾相页岩，由于含有海相标志物，它们明显地受到海相环境影响，其产烃率（P2）可达50kg·t-1，但是那些未受到海侵影响的冲积平原相页岩，尤其是煤层，明显地具有最高的生烃潜力（图4）。在产烃率（P2）＞5kg·t-1的样品中，不同沉积环境的样品的氢指数（HI）和生油气指数（GOGI值）变化范围很大，但是大多数下海岸平原的煤岩样品具有生油潜力（图5）。
此外，含煤（炭质）泥岩通常也是具有高生烃潜力的烃源岩，海岸平原和河口湾相页岩也具有排油和排气的潜力，其生烃潜力与含有大量红树林的沉积体系有关，因为含红树林的沉积体系具有高的有机物生成量，可以形成具产油能力的含蜡质碎屑，这类泥岩大多数分布于潮间带或潮下带/下河口湾相。
据研究，东南亚地区的湖相泥岩的有机质类型为Ⅰ—Ⅱ干酪根，以产油为主；海相泥岩的有机质类型为Ⅱ—Ⅲ干酪根，以产气为主；海陆过渡相含煤泥岩的有机质类型也为Ⅱ—Ⅲ干酪根，但以产油为主。
在南沙海域西部（万安盆地和中建南盆地），渐新统湖相、海陆过渡相泥岩和下中新统海相泥岩为主要烃源岩，前者处于过成熟阶段，以生气为主，后者处于成熟－高成熟阶段，可以生成大量的油气；中中新统海相泥岩为次要的烃源岩，处于成熟阶段，生烃潜力较差。
在南沙海域南部（曾母盆地和文莱－沙巴盆地），烃源岩为渐新统—中新统海陆过渡相炭质泥页岩、煤层和海相泥岩，其中海陆过渡相烃源岩具有良好的生油气潜力，海相泥岩以生气为主。
在南沙海域东部，烃源岩的形成时代较老。礼乐盆地以古新统泥岩和始新统海相泥岩为主要的烃源岩，北巴拉望盆地以早－中中新世钙质泥岩为主要生油岩。此外，在这两个盆地中都发育了白垩系页岩烃源岩，并且以生气为主。
在南沙中部海域（北康盆地、南薇西盆地和南薇东盆地），主要发育中始新统湖相、海陆过渡相泥岩和上始新统—下渐新统海陆过渡相泥岩两套烃源岩，前一烃源岩处于高成熟－过成熟阶段，以产气为主，后一烃源岩则成熟－高成熟阶段，可以大量的产油气。
表1 南沙海域主要盆地烃源岩特征
（据郑之逊，1993;Todd等，1997;Lee等，1998；等人资料综合整理）
3.2 储层
南海南部沉积盆地中的储层主要为渐新统—中新统砂岩和中—上中新统碳酸盐岩/礁灰岩，个别盆地还见基岩储层（表2；图6）。
表2 南沙海域主要盆地的储层、盖层特征
（据郑之逊等资料编，1993）
图6 东南亚不同储层的油气储量与油气来源（据Todd et al.,1997）
Fig.6 Stratigraphic distribution of petroleum,SE Asia
砂岩储层主要有河流相、三角洲相、浊积相等相带的砂岩，孔隙度为10%～29%，渗透率为0.001～7.0μm2，具有良好的储集性能。万安盆地目前的砂岩产油层以下中新统的砂岩储层为主，渐新统砂岩储层则以产气为主。在曾母盆地巴林坚地区，渐新统和中新统砂岩为主要产油层。在文莱－沙巴盆地，中中新统—上新统砂岩为主要产油层。在礼乐盆地，古新统—始新统砂岩为产油气层。在北巴拉望盆地，中新统砂岩储层也产一定数量的石油。
灰岩储层主要有台地相灰岩、生物礁灰岩和礁缘塌积相碎屑灰岩，孔隙度为8%～40%，渗透率为0.01～4.0μm2，储集性能良好。在万安盆地、曾母盆地，中中新统—上中新统灰岩为重要的产气层。在北巴拉望盆地，上渐新统—下中新统礁灰岩为重要的产油气层。
基岩储层主要为裂缝性/风化洞穴的花岗岩、花岗闪长岩、变质岩等基岩。其孔隙度15%～20%，目前，这类储层仅在大熊油田中获得少量的油流。
3.3 区域盖层
在南沙海域，沉积盆地的油气田的区域盖层主要为上新统—第四系泥岩，个别盆地的区域盖层为下—中新统泥岩和始新统—渐新统泥岩。上新世—第四纪期间，该区处于区域沉降阶段，沉积了一套富含泥质的浅海—外浅海相碎屑岩，泥岩特别发育，构成大多数盆地的良好区域性盖层。此外，在勘探目的层段中发育的泥岩为含油气构造的局部盖层。
4 结束语
通过上述对南沙海域区域地质背景、主要沉积盆地地质构造特征、不同区域沉积盆地的油气地质条件的研究，表明在南沙海域万安盆地、曾母盆地和文莱－沙巴盆地具有良好的油气地质条件，北康盆地、北巴拉望盆地和中建南盆地的油气地质条件次之，礼乐盆地和南薇西盆地的油气地质条件最差。
参考文献
刘振湖.1995.万安盆地油气成藏地质条件的研究.南海地质研究（七），武汉：中国地质大学出版社，45～52
刘振湖.1998.南海万安盆地含油气系统及油气分布.长春科技大学学报，28:126～133
刘振湖.2000.南海万安盆地油气充载系统特征.中国海上油气（地质），14（5）：339～344
刘振湖,吴进民.1997.南海万安盆地油气地质特征.中国海上油气（地质），11（1）：153～160
刘振湖，姚伯初,王嘹亮等.2000.南海北康盆地油气地质与含油气系统.《九五国家重大科研成果学术讨论会》论文集，北京：地质出版社，553～556＋
郑之逊.1993.南海南部海域第三系沉积盆地石油地质概况.国外海上油气，（3）
Hall R.1997.Cenozoic plate tectonics reconstructions of SE Asia.In:Matthews.A J et al.（eds）Petroleum Geology of Southeast Asia,Geol.Soc.Special Publ.,126:1～23
Todd S P et al.1997.Characterizing petroleum charge systems in the Tertiary of SE Asia.In:Fraser A J,Matthews S J,Murphy R W（eds），Petrolem Geology of Southeast Asia,Geological Society Special Publication（126）:25～47
Basin Distribution and Petroleum Potential of Nansha Waters,South China Sea
Liu Zhenhu
（Guangzhou Marine Geological Survey,Guangzhou,510075）
Abstract:The geological structure of several sedimentary basins is studied based on the detailed analysis of the geological setting in southern South China Sea.Petroleum geology is studied also.The study shows that there is best petroleum geology in Wan'an basin,Zengmu basin and Borneo-Subah basin,and better petroleum geology in Beikang basin and northern Palawan basin,and bad petroleum geology in Liyue basin and Nanweixi basin.
Key Words:Nansha Waters Sedimentary Basin Petroleum Geology
一、断面中新生代构造分区及特征
新疆北部的主要大地构造单元成型于华力西运动末期。 中新生代以来,位于蒙古高原与青藏高原之间这样一个特殊的大地构造环境,一直受到南北两个方向构造运动的作用和影响,成为板内造山与构造活动的典型地区。 根据断面所处的大地构造部位、中新生代沉积、中新生代构造特别是新构造活动及基底构造特征,将断面划分为如下构造单元(表2-2;图2-2)。
表2-2 沙雅-哈纳斯地学断面中新生代构造分区
(一)阿尔泰隆起地块(Ⅰ)
位于断面北端,主要由前中生界组成,地貌上表现为阶梯状的高山隆起区,总体走向呈NW向,主体海拔在3000～4000m以上(图2-3)。 其南以阿尔泰山前大断裂为界,与准噶尔掀斜地块相邻。 阿尔泰现代隆起景观是在华力西褶皱带基础上,经过中新生代以来的多期构造断块隆升,以及相应的多旋回和多阶段性剥蚀—夷平过程逐步发展形成的。 根据夷平面研究(王树基,1998),阿尔泰山在华力西造山运动以后,山体及邻区作整体性抬升,但存在着间歇性,即在二叠纪晚期—早侏罗世早期、侏罗纪晚期—白垩纪早期、晚白垩世—渐新世存在剥蚀、夷平。 渐新世早期,古夷平面又出现区域性的抬升,沿NW向及近EW向断裂发生继承性活动,阿尔泰山前及山间盆地出现粗大的砾石堆积,此时抬升幅度不是很大。晚第三纪(新近纪)再次进入构造平静期。 上新世末—早更新世时,构造运动不再以古生代褶皱基底的穹形隆起为特征,此时,古生代基底断块的复活开始占居主要地位,许多老断裂复活,出现了明显的差异升降运动。 中更新世以来,阿尔泰山体强烈抬升,山前及山间盆地堆积物颗粒变粗,堆积速率加大,此时阿尔泰山南缘的抬升量在1100～2200m之间(沈军,1998)。 由于NWW向断裂和NNW向断裂的同时活动,局部断块间的差异运动非常明显,造成了阿尔泰山复杂的地貌形态。
图2-2 新疆阿尔泰-天山地学断面中新生代构造分区略图
图2-3 地学断面三维立体地貌图
(二)准噶尔掀斜地块区(Ⅱ)
在大地构造上,位于哈萨克斯坦-准噶尔板块东部,其北侧为西伯利亚地块。 新疆北部自古生代末期进入板内演化阶段以来,构造活动以各陆块之间的调整为主。 印度板块与欧亚板块的碰撞,并通过塔里木、天山作用于本区南部。 中生代亚洲大陆的向南增生,西伯利亚古板块的持续向南推挤、东欧板块的相对向东挤压等,都对该区产生了非常重要的影响,形成了一系列NWW向和NE向的大型推覆平移断层。 地壳的均衡调整使原来的地块下降构成盆地基底,造山带隆起成山,总体上处于不均匀的升降和断块运动,形成中部隆升(西准噶尔盆岭区),南北两侧沉降的现代地貌格局(图2-3)。 本区包括3个构造单元:斋桑-布尔津断陷盆地(Ⅱ1)、西准噶尔盆岭断块区(Ⅱ2)、准噶尔盆地沉降区(Ⅱ3)。
斋桑-布尔津断陷盆地(Ⅱ1):位于阿尔泰山前断裂和额尔齐斯河断裂之间,其南北两侧都是古生代基岩区。 本区自古生代末地槽封闭后,主体一直处于隆升状态,至白垩纪末方接受沉积,第三纪(古近纪)和第四纪都有沉积。 现地表大部分为阿尔泰山前冲积-洪积裙,沿河有冲洪积物分布。 自中更新世以来,表现出区域性的抬升和向西的掀斜运动。 该断陷盆地的沉降中心在境外斋桑泊一带,中新生代沉积总厚达3500m,断面所经布尔津一带主要是新生界沉积,厚1000～1500m(王务严等,1997),(图2-4)。
西准噶尔盆岭断块区(Ⅱ2):本区北界为额尔齐斯河断裂,南至准噶尔盆地西北缘的克-乌断裂。从早二叠世至中生代,区内除极个别断陷盆地外,基本处于上升剥蚀状态,大部分地区缺失上二叠统和中生界,在和什托洛盖和乌尔禾地带有中生界沉积,且与石炭系呈不整合接触。 喜马拉雅运动以来,在近南北向区域构造应力场作用下,该区构造运动要弱于北部的阿尔泰山和南部的天山,主要表现为断裂复活和断块升降运动,形成了自北向南相间的科克森套、萨吾尔山、谢米斯台-阿尔加提山、扎依尔山等隆起山系和托斯特断陷谷地 、和布克赛尔断陷谷地 、白杨河-和什托洛盖断陷盆地 、克拉玛依-乌尔禾断阶 等中新生代凹陷。从沉积特征来看,这些凹陷由南向北依次形成于晚二叠世、三叠纪及侏罗纪,新生代以来凹陷继续有所扩大,且中新生界厚度也由南向北呈变薄的趋势(图2-4)。 凹陷内中生界和第三系(古近系、新近系)主要为河湖相粗碎屑红层,第四系主要为冲洪积和风成堆积。
准噶尔盆地沉降区(Ⅱ3):现在的准噶尔盆地是从古准噶尔洋发展而来的。在早二叠世,整个新疆北部都处于大规模造山运动的末期,地壳由强烈活动逐渐转向稳定,此时,准噶尔南北缘天山、阿尔泰山隆起成山,准噶尔盆地则处于海陆交互阶段,二叠系沉积以填平补齐为特点,沉积中心主要在玛湖凹陷和乌鲁木齐以东博格达山山前。 三叠纪基本继承了二叠纪末的构造格局,准噶尔盆地以整体沉积为主,与其北部的山间盆地联合进入了一个泛准噶尔盆地统一发展体制下的坳陷发育阶段,此时沉积主要受控于重力的均衡作用(吴庆福,1986;伍致中,1986),沉积中心仍在玛湖凹陷和博格达山前,厚2500～3000m(图2-5)。 侏罗纪准噶尔盆地沉积中心位于天山山前坳陷、玛湖凹陷和北部的乌伦古凹陷。 由于燕山运动的作用,来自南方的挤压作用增强,而表现出南北沉积的差异性,即南厚北薄的特征,在乌鲁木齐山前坳陷最厚可达4000m以上。 盆地在早白垩世时为浅水湖泊相沉积,沉积范围较侏罗纪有所扩大,波及湖盆周围的一些山间洼地,晚白垩世气候干燥,沉积环境不及早白垩世稳定,但基本保持了早白垩世的沉积范围。 白垩纪的沉积中心在盆地腹部偏南,最大厚度3000m以上。 早第三纪(古近纪)时,阿尔泰山前和乌伦古凹陷北部开始接受沉积,成为准噶尔盆地的一部分,盆地保持稳定下沉,沉积中心迁移到西部乌苏一带,下第三系(古近系)沉积厚度达3000m以上。 晚第三纪(新近纪)仍保持了早第三纪(古近纪)的沉积特征,表现为南深北浅,沉积中心在乌苏—独山子一带,总厚达4000m以上,其中,中新统厚约900m,上新统厚达3000 m以上。 进入第四纪以来,由于新构造运动所引起的气候急剧变化,准噶尔盆地南缘山前坳陷中以厚层状的山麓冲洪积砾石层为特征,沉积中心迁至西部四棵树一带,厚度可达2000m。 在盆地中心,沉积物粒度变细,结构复杂,成因类型多样,厚达300～500m。
图2-4 新疆西准噶尔盆岭断块区中新生界厚度
根据基底构造形态和中新生代构造及沉积演化,准噶尔盆地可分为盆地稳定沉降区 和乌鲁木齐山前坳陷 两个三级构造单元。
图2-5 准噶尔盆地中新生代沉积厚度分布
盆地中心沉降区 :该区在西北部以克-乌断裂与西准噶尔盆岭断块区(Ⅱ2)相邻,南部以奎屯-玛纳斯-呼图壁北隐伏断裂与乌鲁木齐山前坳陷相邻。在前中生代基底的基础上,在中新生代,区内构造差异运动和断裂活动较弱,总体呈下沉状态,但下沉幅度南大北小呈一南倾斜坡,其南缘为盆地中新生代以来沉降中心。
乌鲁木齐山前坳陷 :北界为奎屯-玛纳斯-呼图壁北隐伏断裂,南以准噶尔南缘断裂与天山隆起区分界。 前中生代基底呈断阶状向北下降。 中生代以来,坳陷持续下沉,喜马拉雅运动以来,构造下沉速率显著增大,一直持续至今(图2-6)。 中新生界沉积最厚处位于坳陷北部,二叠纪至早、中三叠世为巨厚的磨拉石建造,沉积中心在阜康—昌吉一带;晚三叠世为稳定的砂、泥岩建造,沉积中心在乌鲁木齐附近;早、中侏罗世为含煤、生油建造,晚侏罗世为红色建造,坳陷最深处在玛纳斯以南;白垩纪至第三纪(古近纪、新近纪)主要为湖相、河湖相建造,沉降中心在沙湾、安集海一带,晚第三纪(新近纪)以乌苏一带沉积最厚;第四纪主要为磨拉石建造,沉降中心已迁至乌苏以西。 自中生代特别是新生代以来,构造差异运动和新构造运动强烈,中新生界强烈变形,在坳陷内由南到北有老到新,形成了四排活动逆断裂-褶皱带,目前仍处于逆冲隆起状态。
图2-6 准噶尔盆地南缘中新生代沉降曲线
(三)天山隆起地块(Ⅲ)
即现代天山隆起区,北界以准噶尔南缘断裂与准噶尔盆地相隔,南部与塔里木盆地以库尔勒断裂为界。 华力西运动末期形成的古天山山系进入中生代以后,成为隆起剥蚀区。 从中生代初直至第三纪(古近纪、新近纪)末,天山地区的地壳运动相对平静,隆起的天山长期遭受强烈剥蚀,最终天山准平原化,而南北两侧的山前坳陷与山间断陷盆地则处于沉降状态,不断接受沉积,如伊犁断陷盆地和尤路都斯盆地。 晚第三纪(新近纪)末,特别是上新世和早更新世,天山地区发生了非常强烈的造山运动,即新构造运动,众多老的大断裂复活,并产生了许多新生断裂。 沿着这些活动的与山体走向近一致的大断裂,整个天山地区发生剧烈的差异升降运动,产生明显的断块位移和构造变形,导致天山山系形成断块山脉与断陷盆地相间的格局(图2-3)。 因此,天山地区又可划分为3个二级中新生代构造单元:北天山强烈隆起区(Ⅲ1)、中天山盆岭断块区(Ⅲ2)、南天山强烈隆起区(Ⅲ3)。
北天山强烈隆起区(Ⅲ1):北界为准噶尔南缘断裂,南界为喀什河断裂(尼勒克断裂),为近东西走向的长条状隆起。形成于华力西运动末期,至早第三纪(古近纪)基本被夷平,喜马拉雅运动以来,又强烈隆起,形成主脉海拔4000m以上的高山区。
中天山盆岭断块区(Ⅲ2):位于天山中部,北界为喀什河断裂,南界为尤路都斯盆地南缘。 该区自中新生代以来,总体上以隆起为主,但隆起幅度要弱于南、北天山。 由活动断裂所围限的断块在这一时期的差异运动,使得一些断块下降成盆,如伊犁盆地、大、小尤路都斯盆地等,接受了部分中新生代沉积,由于天山整体抬升的背景,断面所经盆地内的中新生界沉积并不厚。盆地周围的断块则间歇性隆起成山。 断面经过的断陷盆地为伊犁断陷盆地 东缘和尤路都斯断陷盆地 。
南天山强烈隆起区(Ⅲ3):北部以哈尔克山北麓与尤路都斯断陷盆地为界,南部以库尔勒断裂与塔里木盆地为界。为近东西走向的长条状隆起。形成于华力西运动末期,至早第三纪(古近纪)基本被夷平,喜马拉雅运动以来,又强烈隆起,形成主脉海拔4000m以上的高山区。
(四)塔里木盆地沉降区(Ⅳ)
库尔勒断裂以南广大的中新生界沉积区,即现今塔里木盆地范围。 塔里木盆地是大型叠合复合克拉通盆地(贾承造等,1995),沉积体系包括震旦系—下二叠统海相-海陆交互相沉积和上二叠统—第四系陆相沉积两套沉积系统,盆地沉积岩最大残余厚度15000余米,累计最大沉积厚度25000余米,是我国最大的沉积盆地。 盆地基底为前震旦系中-深变质岩系。塔里木盆地是塔里木板块的核心稳定区部分。塔里木板块在早古生代为一独立漂移的大陆板块。 晚古生代它与哈萨克斯坦-准噶尔板块碰撞拼贴为一体,并形成古天山褶皱系。在欧亚大陆南缘成为大陆边缘增生活动带的一部分。其构造演化受古天山褶皱系活动的控制,盆地内构造变动与古天山褶皱系息息相关。 在晚古生代末期到中生代塔里木板块受特提斯构造带控制,由于羌塘地块、印度板块等与欧亚大陆碰撞,特提斯洋关闭,塔里木成为大陆内部稳定地块及沉降的山间盆地。新生代则主要受喜马拉雅构造带控制。 断面仅涉及塔里木河以北的盆地北部。 根据基底形态和中新生代构造特征,该区划分为库车山前坳陷(Ⅳ1)和塔北隆起(Ⅳ2)两个二级构造单元。
库车山前坳陷(Ⅳ1):位于塔里木盆地北部,以库尔勒断裂与南天山分界,南部以近东向二八台断裂与塔北隆起分界。坳陷中出露地层为上二叠统和中、新生界,其中,中、新生界是一套厚8000m(图2-7)以上的陆相碎屑沉积,厚度大,层序较完整,具有明显的前陆坳陷沉积特征(表2-3)。 中生代以来,坳陷持续下沉,喜马拉雅运动以来,构造下沉速率显著增大,一直持续至今(图2-8)。
中新生代各时期沉降中心逐渐南移,新生代以秋里塔格一线坳陷最深,形成北薄南厚的楔状体。坳陷为一强烈变形的山前逆冲带,中新生界广泛发育线状褶皱、逆冲断层和推覆构造,地层变形倾角甚至可达近90°,这些逆冲构造近似平行于天山向盆地方向逆冲推覆,地震剖面上也可见发育断面近水平的拆离滑脱构造,上下盘构造明显不协调,深层构造极为复杂。 由于库车坳陷中新生界沉积基本连续,第四系也卷入构造变形,因此,库车坳陷是中新生代连续沉降的坳陷构造,并伴随褶皱隆起与逆冲,而且这种活动一直持续到现在。
塔北隆起(Ⅳ2):位于塔里木河以北、库车坳陷以南,呈NEE向展布,其北界为二八台断裂。 塔北隆起是埋藏在中新世—上新世前陆凹陷中的古隆起。 三叠系不整合覆盖于古生界之上,侏罗系—白垩系广泛分布,第三系(古近系、新近系)是塔北隆起厚度最大的地层,中新统—上新统可达4000m厚。 华力西期晚期—印支期即石炭纪—三叠纪,是塔北隆起主要形成期、主要断裂活动和主要局部构造产生期,主要的构造事件包括石炭纪末塔里木板块与北方的哈萨克斯坦-准噶尔板块最终碰撞拼合,二叠纪塔里木板块北缘古天山褶皱带的形成以及三叠纪末羌塘地块与塔里木板块南缘拼贴等。 受这些构造事件的影响,塔北隆起地区表现出了很强的构造活动性,在断裂断隆发育的同时,塔北隆起统一形成。 燕山期—喜马拉雅期早期即侏罗纪—早第三纪(古近纪),塔北隆起地区进入稳定沉降构造发展阶段。侏罗系、白垩系、下第三系(古近系)广泛分布于塔北隆起地区,其中侏罗系主要为一套湖相的深灰色泥岩、棕红、紫红色砂岩、砂砾岩,厚度一般300～600m;白垩系为湖相的紫红、棕红色砂岩、砂砾岩、泥岩,厚400～600m;下第三系(古近系)则为一套砂砾岩,厚度一般百余米。
图2-7 塔里木盆地不同年代中新生界等厚图(单位:m)
表2-3 库车山前坳陷新生代以来构造沉降量及沉降速率
图2-8 库车坳陷中新生代沉降曲线
整个侏罗系—下第三系(古近系)厚度分布较均匀,一般变化不大,反映了构造稳定期的特征。 另外,侏罗纪—早第三纪断裂活动微弱,仅在塔北隆起的中部断隆地区发育少量燕山期的正断层。 喜马拉雅期晚期即晚第三纪(新近纪)—第四纪,塔北隆起地区整体快速下沉,成为库车前陆坳陷的重要组成部分,塔北隆起由长期发展的隆起构造转化为埋藏在喜马拉雅期晚期前陆坳陷中的前侏罗纪隆起。 晚第三纪(新近纪),随着始新世末印度板块与欧亚大陆板块碰撞造成的天山山系的迅速抬升,塔里木盆地北部地区天山山前急剧沉降,形成山前前陆坳陷,塔北隆起地区演化为前陆坳陷与前缘隆起间的斜坡地带,沉积了一套厚2700～4000m的细磨拉石建造,由南向北厚度急剧增厚,反映了前陆坳陷沉积和沉降速率快的特征。
二、区域中新生代构造演化
新疆北部的塔里木盆地北缘、伊犁盆地、准噶尔盆地,自早二叠世末海相前陆盆地转化成内陆盆地之后,其中沉积了厚度不等的二叠系—中、新生界。 在盆地下降的同时,已形成的阿尔泰山、东西准噶尔造山带、天山等造山带一方面继续隆起遭受剥蚀,另一方面沿已形成的盆地边缘逆断裂向盆地内部逆掩。 在阿尔泰山和东准噶尔造山带,以由北东向南西的逆冲推覆为主,西准噶尔造山带以由北西向南东的逆冲推覆为主,而天山造山带则分别向南北两侧逆冲推覆。 这种构造变动,一方面促使该区地壳持续大规模缩短,另一方面,使北疆各盆地周缘均处于挤压状态,与此同时,在周缘隆起带内的主干断裂复活,多呈逆、逆-走滑活动。 盆地的构造演化大体经历了6个时期:
1)晚二叠世强烈的构造沉降;
2)晚二叠世末至三叠纪的盆地收缩期;
3)侏罗纪的构造沉降;
4)晚侏罗世至白垩纪的盆地收缩期;
5)早第三纪(古近纪)盆地沉降期;
6)上新世至现今湖盆收缩期。 每次盆地收缩期都伴随有山脉的构造抬升。
天山南北两侧中、新生界沉积物特征与沉积序列反映了新疆北部盆地的这种演化历史,即在晚二叠世末至三叠纪末、晚侏罗世末至白垩纪末、上新世至今,盆地边缘普遍以磨拉石沉积为主,且上新世以来形成的磨拉石堆积规模最大、最厚。
新疆北部山脉构造抬升和盆地构造沉降的脉动式特点,其根源与古、中、新特提斯洋的关闭密切相关,也就是与羌塘、拉萨、印度3个地块先后依次与古亚洲大陆南部边缘的碰撞有关(图2-6,图2-8)。 3次碰撞,在新疆形成3次粗碎屑堆积,其中以印度碰撞(喜马拉雅期)最为强烈,形成的磨拉石沉积最厚,山体抬升最高。
晚二叠世时,在新疆北部,山系开始强烈抬升,在山间盆地形成巨厚的磨拉石堆积,而盆地急剧构造下降,普遍形成粗碎屑沉积,构成新疆北部陆相盆地主要的生油层。
自晚二叠世末至三叠纪末,新疆北部以内陆盆地的超补偿堆积作用和大陆地壳明显的缩短增厚为特征。 造成该期地质事件的动力学机制是这一时期古特提斯洋南的羌塘地块迅速向北运动,以及由此而产生的巨大影响,形成昆仑山(肖序常等,1992)。
早侏罗世时,中特提斯洋扩张使北部地壳处于引张状态,盆地下沉,形成3000～5000m厚的侏罗纪含煤沉积,地形趋于准平原化。 从晚侏罗世开始,中特提斯洋南地块拉萨地块迅速北移,到早白垩世与古亚洲大陆南侧碰撞形成藏北褶皱山系(肖序常等,1992)。
在准噶尔地区,伴随山脉的构造抬升,盆地仍在沉陷。 而在塔里木则是山脉构造抬升,盆地基底也抬升,特别是晚白垩世,可见,拉萨碰撞对塔里木的影响要比对天山以北的大一些。 晚白垩世另一重要的构造事件是塔里木西部喀什一带遭到来自西部新特提斯洋的海侵,在相对较低洼的地带形成浅海。 这一海侵事件在喀什一直持续到渐新世。
第三纪(古近纪、新近纪)重要的地质事件是印度碰撞和喜马拉雅山系的形成,以及由此而产生的对亚洲大陆的巨大影响。 这一影响在新疆北部表现为山体抬升和盆地沉降。
早第三纪(古近纪)时,盆地范围空前扩大,在规模上仅次于晚二叠世时的内陆湖盆。盆缘山麓河流相粗碎屑沉积和盆地中心湖相软泥沉积并存,充分体现了这一时期新疆北部地壳运动的特点。 到第三纪(古近纪、新近纪)末,塔里木盆地西部的喀什海也因受这次碰撞事件的影响而退出,形成塔里木西部大量澙湖相沉积,构成新疆境内最大的石膏及蒸发盐类矿产资源。 到上新世时,山体构造抬升大于盆地沉降,因此,内陆湖盆逐渐被磨拉石沉积所填充。 从上新世开始到更新世,在天山南北形成倒序的磨拉石堆积,其特点是粗碎屑越来越多,粒径越来越大(任纪舜等,1990)。 该期磨拉石堆积厚达4000m左右,天山北麓的也近2000m。 这种情况可能反映了天山产生南高北低不均衡的抬升运动。 更新世至全新世新疆境内山岳冰川的形成也与印度碰撞有关。 此外,印度碰撞的挤压应力还通过上地壳刚性块体向北传递,其结果使新疆北部产生大规模的走滑和共轭剪切,并导致旧有断裂系统的复活,在天山两侧及盆地周缘再次发生冲断和逆掩(Feng, et al., 1989; Graham, et al.,1990),使盆地周缘的第三纪和第四纪沉积也卷入到冲断及逆掩构造系统中。 如北天山山前坳陷中的四排活动褶皱-逆断裂带及南天山山前库车坳陷中的四排活动褶皱-逆断裂带。
三、新疆北部构造沉降中心与迁移
塔里木盆地晚古生代沉降中心在塔里木西南叶城一带,次沉降中心在满加尔、阿瓦提、唐古孜巴斯地区,民丰—于田一带也有次沉降中心发育。 中新生代,克拉通内部不再发育沉降中心,主沉降中心大都迁移至克拉通边缘,这与盆地性质的转变密切相关。 三叠纪库车地区快速沉降,沉降、沉积中心吻合,发育浅、深湖相沉积;侏罗纪有库车、满加尔、塔西南3个沉降中心,而沉积中心在东南缘也存在,相比之下,侏罗纪沉降沉积中心最远离盆地腹部,表明该期盆地范围较大;白垩纪及其以后,库车、满加尔地区沉降中心向盆地腹部迁移(图2-7),这与岩石圈板块弹性厚度增大、冲断负荷作用强烈,前陆盆地向前陆方向推进密切相关。
准噶尔盆地自二叠纪以来的沉降特征表现为三段式,由二叠纪、三叠纪—早第三纪(古近纪)和晚第三纪(新近纪)—第四纪3个阶段组成,反映出快速沉降—缓慢沉降—快速沉降的旋回特征。 盆地沉降量以二叠纪为最大,反映了早期复理石前陆盆地发育阶段地壳较薄对构造负荷作用敏感的特征;随着碰撞向陆内进行,三叠纪由于地壳厚度的增大地壳挠曲幅度在相同的负载下必然相应减小;侏罗纪—早第三纪(古近纪),构造沉降幅度和速率较为稳定,反映了较为稳定的以振荡运动为特征的陆内坳陷型盆地沉降特征;晚第三纪(新近纪)至第四纪由于强烈的陆内俯冲,天山山系强烈隆升,产生巨大的构造负载作用于盆地基底之上,其沉降速率和沉降量又一次明显增大,反映了陆内俯冲型的前陆盆地构造沉降特征。
二叠纪以西北缘玛湖坳陷沉降速率最快,沉降量最大,天山山前坳陷次之,而中央坳陷和克拉美里山前坳陷则相对沉降缓慢;三叠纪—侏罗纪各坳陷沉降速率与前期相比均大大减小,此期以天山山前坳陷沉降速率为最大,玛湖凹陷退居第二位,乌伦古凹陷和四棵树凹陷开始发育,并接受了较厚的中生代沉积;白垩纪—早第三纪(古近纪)各地区沉降速率进一步减小;至晚第三纪(新近纪)—第四纪盆地大部分地区变化不大,但南缘天山山前和四棵树地区表现为沉降速率再次迅速增大,且横向上表现为由东向西沉降速率逐渐增大的趋势(图2-5)。
南岭东段中-新生代构造-岩浆演化
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