南海盆地構造運動

南海盆地()是亞洲最大的邊緣盆地之一。位於越南以東,菲律賓和呂宋海峽以西,婆羅洲以北。構造上,西鄰印度支那陸塊,東鄰菲律賓海板塊,北鄰揚子陸塊。菲律賓海板塊和亞洲板塊之間是俯衝邊界。南海盆地的形成與印度板塊與歐亞板塊的碰撞密切相關。碰撞使大陸地殼增厚,改變了從喜馬拉雅造山帶到南海,特別是青藏高原周圍的地形。由於鄰近多塊板塊,致使南海成為多個構造運動的產物。南海盆地周邊板塊從新生代早期到晚中新世都經歷了順時針旋轉、俯沖和擠壓過程。

南海地質歷史
南海地質歷史可順序分為五個構造演化階段:裂谷發育海底擴張南海沉降南海盆地閉合台灣隆升

裂谷系統的形成
南海形成初期,是以盆地延伸活動爲主,形成兩個被動邊緣。通常公認是延伸從東北向西南擴展,但是一些專家認為西南盆地實際上更老。根據地震剖面,裂谷和多地塹在 55 Ma 左右開始形成 。由於印度板塊和歐亞板塊的碰撞,裂谷活動在 50 Ma 左右加劇。
Wang (2009) 和 Cullen (2010) 提出了兩種裂谷啟動的不同模型。
王提出了裂谷在兩個領域的發展不同。南海北部和東北部在古新世早期形成裂谷。南海南部和西南部則在始新世前後出現了較晚的裂谷。這就表明南海不是一個地質均質區,其岩石圈根據構造演化可分為西南和東北兩個區域。這裂谷階段差異背後的原因可能是多方面的,可能受不同板塊的影響或不同分佈的地函熱柱。南海西部邊界的紅河斷裂被認為是一個大型走滑斷層,影響了南部和西南地區的裂谷的發育。

Cullen 指出,南海盆地的裂谷形成可追溯到晚白堊世,延伸在新生代分兩期結束。第一次在古新世早期,裂谷系統主要位於曾母暗沙 和越南中部近海的 Phu Khanh 盆地。推測是由菲律賓和南亞之間的板塊分離力為主力 。後期是在始新世晚期到早中新世之間向西南擴展的裂谷形成,此階段地殼變薄,最後導致南海擴張。 整個海底擴張過程可分為東北擴張和西南擴張兩部分 。

在海底擴張過程中,根據磁異常条带,擴張運動可分爲的三個階段。海底擴張中心在 25.5 Ma、24.7 Ma 和 20.5 Ma 時發生了3次跳躍。南海有兩種類型的花崗岩。它們是英云闪长花崗岩和二長花崗岩。英云闪长花崗岩中鈦、鋁、鐵、鎂、鈣、鈉、磷含量較高,硅、鉀含量較低,可能來源於地幔和下前寒武紀地殼的熔融。然而,二長花崗岩是由地殼熔融形成的。因此,二長花崗岩代表南海岩石圈的延伸。這兩類花崗岩的比例變化也顯示了新生代海底擴張歷史的特徵。

南海擴張的結束

澳大利亞和亞洲板塊的碰撞導致婆羅洲旋轉和南海南部邊界的結束。

有五次較小的碰撞致使地殼增厚,並在阻塞印度尼西亞和太平洋之間的海道。

呂宋島弧與亞洲大陸的碰撞導致台灣隆起。自中新世以來,這碰撞一直在向西遷移。隨著板塊之間的碰撞,火山變得活躍起來。王等人。 (2000) 報導了在南海有三層火山灰,集中在10 Ma、6 Ma 和 2 Ma 左右,這些與海底擴張後,在南海東部的碰撞和俯衝運動有關。

呂宋海峽隨著台灣的隆起而開張。呂宋海峽海水的加深,導致更多來自西太平洋的底流流入,寒冷的底流侵蝕性高,造成海峽下方的碳酸鹽的溶解。呂宋海峽的開通標誌著南海盆地開始成為半封閉盆地。

在 25 Ma 和 5 Ma 期間時,南海的沉降率也發生了變化。 在25 Ma時,由於洋中脊從西南跳躍,引發了南海北部的熱沉降和海侵。 在5 Ma的速率增加是由於呂宋島弧的碰撞,使東部地區沉降,同時由紅河斷層運動逆轉反向,導致在盆地西北方向的鶯歌海盆地也出現了新的沉降。

海底擴張的構造模型
Fyhn 等人在 2009 年說明,南海的開張和形成有三種主要模型: 碰撞-擠出模型、俯衝-碰撞模型和混合模型。
碰撞擠出模型
碰撞-擠出模型認為,南海盆地的開張與印度板塊和歐亞板塊的碰撞有關。當時婆羅洲和印度支那板塊仍然被認為是一個單一的板塊。當印度與歐亞大陸相撞時,該大陸的一部分被推向東南。這種地質運動被一些文章稱為“大陸脫逃”。該模型認為,海底擴張是由西部的碰撞而引發的。這種大陸脫逃結果形成一個走滑斷層通往南海盆地。在這條走滑斷層的左側部分開始了一個擴展脊,導致海底擴張。隨著擠壓停止擴也停止。由於海底擴張,婆羅洲地塊發生了旋轉。儘管該模型解釋了南海盆地在構造演化過程中的幾何變化,但在某些地方尤其是婆羅洲的旋轉方面仍然模糊不清。該模型還提出婆羅洲北側沒有發生俯衝,考慮到南海盆地東南部逆衝斷層的存在,這很難解釋。

俯衝-碰撞模型
俯沖模型認爲,南海的擴張是由於婆羅洲下方的一個原南海大洋板塊,向南俯衝造成的板塊拉力造成的。婆羅洲的沙巴造山運動支持了這種俯衝論點。 俯衝始於古新世,結束於早中新世。 該模型的缺點是無法解釋南海盆地擴張軸的變化或婆羅洲自轉過程,綜合石油鑽探,地球物理,以及陸上出露岩石等資料,探討南海盆地構造的演變對石油生儲蓋的控制因素。

這些盆地都經歷典型的 McKenzie 型兩期伸展運動的階段;以差異沉降爲主的裂谷階段和以熱沉降爲主的裂谷後階段.

盆地的沉降是由於印度支那地塊沿紅河斷層系統的順時針旋,而引起盆地内的走滑張力 。然而,盆地的沉降運動比紅河斷層系統的初始的走滑運動早。

與附近的瓊東南盆地相似,該盆地的早中新世不整合,分隔裂谷後與裂谷序列。 然而,由於走滑運動,這不整合在區域是非同時性的。 目前在盆地的裂谷後序列中發現了天然氣,但裂谷序列的油氣潛力尚未得到證實。

參考文獻

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