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Journal of Tropical Oceanography >

2024 , Vol. 43 >Issue 2: 154 - 165

DOI: https://doi.org/10.11978/2023079

Re-determination of the initiation time of the seafloor spreading of the Central Basin, South China Sea

  • QIU Yan , 1 ,
  • JU Dong 1 ,
  • HUANG Wenkai 1 ,
  • WANG Yingmin 2 ,
  • NIE Xin 1
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  • 1. MNR Key Laboratory of Marine Mineral Resource, Guangzhou Marine Geological Survey, Guangzhou 510075, China
  • 2. Chinese Petroleum University (Beijing), Beijing 100031, China
QIU Yan. email:

Copy editor: YIN Bo

Received date: 2023-06-13

  Revised date: 2023-07-18

  Online published: 2023-08-16

Supported by

Geological survey Project of China Geological Survey(DD20221712)

Geological survey Project of China Geological Survey(DD20221696)

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Abstract

There are a lot of disputes over the initiation time of seafloor spreading in the Central Basin of South China Sea by comparison of magnetic lineations due to its multiplicity. It is necessary to re-define this important node of time because of data and new result accumulation in the SCS during the recent decades. It has been verified by this study that the Late Eocene and early Oligocene strata (T7—Tog sequence) developed at southern and northern sides of initial spreading areas in the Central Basin, which indicates that the geological age of bottom stratum on oceanic basement was older than 32—33 Ma. At continental margins of the SCS, the structure movement of long lasting time, intensively activity and forming a structure system of E-W trend in the SCS took place approximately at 40 Ma, and it is more precise to take seismic reflector T8 (37.2—40 Ma) as the break-up of the initial seafloor spreading of the Central Basin according to the comparison of unconformities. Therefore, the conclusion is the initial time of seafloor spreading of the Central basin was roughly 39—40 Ma.

Key words： initial time of seafloor spreading; comparison of magnetic lineations; oceanic basement; structure system with E—W trend; Central Basin of the SCS

Cite this article

QIU Yan , JU Dong , HUANG Wenkai , WANG Yingmin , NIE Xin . Re-determination of the initiation time of the seafloor spreading of the Central Basin, South China Sea[J]. Journal of Tropical Oceanography, 2024 , 43(2) : 154 -165 . DOI: 10.11978/2023079

南海中央海盆是一个深水盆地。基于其地形、地貌特征, 又可分为西北次海盆、东部次海盆和西南次海盆(刘光鼎 等, 1990)。由于南海的初始扩张发生在东部次海盆, 因此讨论南海中央海盆的初始扩张就是围绕其中的东部次海盆而展开的。有文献将东部次海盆称之为中央海盆, 造成“海盆”与“次海盆”成为同一级构造单元的命名, 本文不采用。
对于南海中央海盆是一个因海底扩张而形成的洋壳海盆的观点, 国内外多数研究者已无异议, 但是对于主要基于磁异常条带的识别和对比而认定的南海初始扩张时间, 却一直存在争议(Taylor et al, 1980, 1983; Li, 1982; Ru et al, 1986; Briais et al, 1993; 姚伯初 等, 1994)。
磁异常条带客观地反映了扩张海盆增生洋壳的形成, 与海盆洋壳基底的构造走向及岩体长轴方向平行, 是增生洋壳与地质构造活动之间的内在联系。
不少学者在南海海盆识别出磁异常条带。早在1980年和1983年, Taylor等(1980, 1983)在南海海盆识别了E—W向的5d~11号磁异常条带, 认为海底扩张活动发生在中渐新世—早中新世; 吕文正等(1987)也认为东部次海盆E—W向磁异常条带为5d~11号异常。这是南海初始扩张时间定为32—33Ma的最早依据。Briais等(1993)也在南海中央海盆识别出不同的磁异常条带, 提出由于东部次海盆存在大量的NW—SE向转换或平移断层有规律错切NE—SW向构造, 导致原来的NE—SW向磁条带被改造成为近E—W向的磁条带; 同时认为东部次海盆的磁条带和基底构造平行, 均为NE—SW向, 但海底线形构造和磁异常条带走向存在不一致性, 而且东部次海盆在扩张期间发生了洋中脊跃迁事件, 使得东部次海盆的磁异常条带呈E—W向。姚伯初等(1994)通过分析△T磁异常轴后得出的认识与上述学者有所不同。他认为在东部次海盆最早出现的是10号磁异常条带, 所有磁异常条带的走向均为E—W向。可是方迎尧等(1998)虽然在东部次海盆的南部和北部边缘识别出的7~12号磁条带为E—W走向, 但是在距洋中脊较近的海盆中部识别出的6c3~5d磁异常条带走向却是NE—SW向, 识别依据也是△T磁异常轴的趋势。
对于西南次海盆而言, 有关磁异常条带的识别和对比存在更多分歧。Ru等(1986)认为西南次海盆于55Ma (古新世)初始扩张; 吕文正等(1987)在西南海盆中对比出27~32号磁异常条带, 据此认为扩张发生于63—70Ma (白垩纪末)。姚伯初等(1994)对比出13~18号磁异常条带, 故推测该次海盆的形成时间为35—42Ma (始新世中期—渐新世初); Briais等(1993)提出西南次海盆的海底扩张时间为16—23Ma (早中新世); Honza等(2004)在西南海盆识别出5c~6b磁异常条带, 由此认为西南次海盆海底扩张时间为15.5—24Ma。
对于客观存在的磁异常资料, 不同研究者却形成如此之多的不同认识, 说明磁条带识别的不确定性以及应用的局限性, 也因此造成了南海海盆磁异常条带对比的多解性。方迎尧等(1998)认为南海中央海盆发育的这套条带状磁异常对称性差, 规模相对较小, 时间序列短, 与大洋磁异常条带相比形态极其不标准。加之南海中央海盆狭窄(磁条带少)、热流高(新), 扩张后期以及扩张结束之后火山活动又非常频繁, 因而形成大量突出海底的玄武岩海底山, 以及大量的浅层基性岩浆侵入。后期的岩浆活动, 无疑对磁条带的识别产生严重干扰, 使之与大洋盆地标准磁条带的可比性降低, 从而导致识别错误, 进而影响对海盆扩张年龄的正确判断。霍明远等(1995)对比了南海与大洋海盆条带状磁异常的相关性, 结果其相关系数为0.11~0.659, 属于非常弱的线性相关, 表明南海中央海盆磁条带异常形态特征与相应的大洋磁条带异常形态特征差别较大。
可见如果仅用磁异常条带作为依据判定南海中央海盆的初始扩张时间是不可靠的, 还需要其他地质年代信息约束、标定。近年来在南海虽有国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program, IODP)的钻探, 但迟迟未有利用钻探岩心测年而确定的初始洋壳年龄结果公布, 因此南海扩张初始年龄仍是未解决的科学问题, 影响着对南海构造运动及油气盆地演化的认识。鉴于此, 非常有必要依据最新的勘探成果对南海海底初始扩张时间进行重新认定。原国土资源部海洋区域地质调查在南海海盆全覆盖的网格状多道地震调查, 南海IODP 349航次(Li et al, 2014)和IODP 367/368航次(Jian et al, 2018; Sun et al, 2016)诸多钻孔资料关于沉积地层的研究结果等, 使得重新认定南海初始扩张年代成为可能。

1 地质背景

南海是西太平洋边缘面积最大的边缘海, 海盆地势从周边向中央倾斜, 中部为中央海盆。中央海盆又可分为西北次海盆、东部次海盆和西南次海盆(图1)。东部次海盆面积最大, 其南、北边缘均与陆坡坡脚相接壤, 东缘被马尼拉海沟所限, 西缘自北而南紧邻西北次海盆、中沙地块与西南次海盆; 西南次海盆面积次之, 位于南海中沙地块、西沙地块和南沙地块之间; 西北次海盆面积最小, 位于中央海盆的西北角。
图1 南海中央海盆地形特征, 地震测线位置与插图编号以及大洋钻探井位

该图基于自然资源部标准地图服务网站下载的审图号GS(2023)2766标准地图制作, 底图无修改

Fig 1 Topography of the central basin of the SCS, and the locations of numbered seismic lines and well sites of ODP and IODP expeditions

南海的地壳类型比较丰富, 导致莫霍不连续面(简称莫霍面, 以下同)的埋深极不相同。南海陆缘减薄陆壳区的莫霍面普遍深于-16km; 陆-洋过渡壳区的一端连接减薄陆壳, 莫霍面埋深为-16km左右, 另一端连接洋壳区, 莫霍面埋深为-12km左右(姚伯初 等, 1994, 2006; Cameselle et al, 2015; 邱燕 等, 2021)。陆-洋过渡壳莫霍面埋深-12km与-16km之间的等深线在东部次海盆两侧密度较稀疏, 表明陆-洋过渡壳的分布范围较大, 在西南次海盆两侧陆-洋过渡壳莫霍面埋深的等深线密度较大, 表明陆-洋过渡壳的分布范围较窄。东部次海盆与西南次海盆的莫霍面埋深一般都浅于-12km, 但是西北次海盆的莫霍面埋深却位于-12 ~ -16km之间, 与陆-洋过渡壳区的莫霍面埋深相似。

2 南海中央海盆及邻区地震反射界面与年代属性

20世纪90年代以来, 原国土资源部广州海洋地质调查局在南海全面开展了海洋区域地质调查, 获得大量包含多道地震、重、磁在内的地球物理资料; 近数十年来, 中外科学家在南海北部陆坡和南部南沙岛礁区以及南海中央海盆等地多次实施了大洋钻探计划(Ocean Drilling Project, ODP)航次和IODP航次, 完成了数十个钻探站位(Wang et al, 2000; IWG, 2001; Li et al, 2014, 2015; Jian et al, 2018; Sun et al, 2016; Ding et al, 2020), 这些资料为本文确定南海陆缘与中央海盆地震剖面反射界面的地质年代属性提供了坚实的基础。
本文利用大洋钻探ODP 184航次位于南海北部陆坡的1148钻孔, IODP 349位于中央海盆洋中脊的U1431和海盆北部的U1432钻孔, IODP 367、IODP 368航次在中央海盆北部边缘的U1499、U1502、U1503钻孔等资料进行对比研究。地震剖面Kngh-2距上述大洋钻孔的位置较近, 不但直接经过U1432钻孔(该井位数据量较少, 无地质样品), 其他钻孔通过平移也可置于测线上进行对比。如距测线最近的U1502钻孔往东平移10km左右, U1503钻孔往西平移大约20km, 均置于Kngh-2-N剖面上(图2)。
图2 利用ODP和IODP航次钻孔确定的地质界面标定的地震反射界面

a. 原始剖面; b. 地球物理解释剖面。U1502、U1432、U1503分别为IODP钻孔编号。T3为上新统与中新统分界, T4为上中新统与中中新统分界, T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, Tog为洋壳基底顶界。图中红色实线表示断层

Fig. 2 Boundaries of seismic reflection determined by geological boundaries based on ODP and IODP drilling results (for location of the line in Fig. 1)

确定了相应的地震界面之后, 本研究追踪对比了对应的南海海洋区域地质调查资料网格状分布的多道地震剖面, 并结合2022年公布的最新国际地层年表, 对南海陆缘与中央海盆的东部次海盆地震反射界面进行统一编号, 同时确定了相应的地质年代属性(图3)。
图3 南海地震界面、层序地层与年代属性

Fig. 3 Geological ages of seismic reflectors and sequence stratigraphy in the SCS

结合大洋钻探航次报告和Ding等(2020)的研究成果对比可知, U1502钻孔Unit4与Unit3之间的分界T30 (-5Ma)对应于本文T3界面, Unit3与Unit2之间的分界T60 (-25Ma), 大致对应于本文T6界面, T70 (-30Ma)大致对应于本文T7界面。
由于U1502钻孔的位置基底隆起较高(Ding et al, 2020), 所以钻孔附近T6与T7反射界面比较靠近基底, 往钻孔附近的深凹部位延伸, 这些反射界面距基底反射有一定的距离, 相应的层序地层特征非常清晰(图2)。
邱燕等(2020)根据扩张海盆的成因特点, 将中央海盆洋壳基底穿时界面命名为Tog, 以示与陆缘沉积基底Tg的区别(邱燕 等, 2020)。因此在图2和图3中, 东部次海盆的沉积基底命名为Tog。
南海中央海盆的初始扩张发生在东部次海盆(Taylor et al, 1980, 1983; Holloway, 1982; Pubellier et al, 1991; 姚伯初 等, 1994; Hall, 2002; Pubellier et al, 2004), 因此讨论南海海盆初始扩张时间主要针对东部次海盆的初始扩张而进行的。

3 南海海盆初始扩张时间的重新认定

3.1 东部次海盆南、北边缘多一套沉积层序

根据图3确定的层序地层年代与前人所解释的多道地震反射界面的年代属性, T8界面对应37.8—40Ma; T7界面对应30—33.9Ma; T6界面对应23.03—23.8Ma。如果按照前人的观点南海中央海盆的初始扩张时间为32Ma, 那么最早增生洋壳年龄应为32—33Ma, 东部次海盆边缘的洋壳基底应该大致对应于T7界面。
大洋钻孔资料追踪对比的结果显示(图2), 在东部次海盆无论是北部边缘还是南部边缘, 最早出现在初始扩张区域的反射界面为T7 (图4、图5、图6), 也就是说对照32—33Ma的初始扩张, 东部次海盆两侧边缘多一套沉积层序。这样海盆边缘最老的层序并非为T6—Tog, 而是对应于T7—Tog层序。这套层序在东部次海盆北部边缘自北而南的延伸距离可达100km左右, 被动上超层序特征明显(图4、图5); 在东部次海盆南部边缘这套层序延伸距离似乎更长, 同样具有明显的被动上超层序特征(图6)。此外在北部边缘和南部边缘, T7—Tog层序最厚可达500ms的时间厚度。
图4 东部次海盆地震反射界面与层序地层(测线位置见图1)

T2为第四纪底界面, T3为上新统与中新统分界, T4为上中新统与中中新统分界, T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, Tog为洋壳基底顶界。图中红色实线表示断层

Fig. 4 Seismic reflectors and sequence stratigraphy of the ESB (for location of the line see Fig.1)

图5 东部次海盆北部边缘地震反射界面与层序地层(测线位置见图1)

T1为全新统与更新统分界, T2为第四纪底界面, T3为上新统与中新统分界, T4为上中新统与中中新统分界, T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, T8为上始新统与中始新统分界, T9为始新统与古新统分界, Tog为洋壳基底顶界。图中红色实线表示断层

Fig. 5 Seismic reflectors and sequence stratigraphy of the northern ESB (for location of the line see Fig.1)

图6 东部次海盆南部边缘地震反射界面与层序地层(测线位置见图1)

T2为第四纪底界面, T3为上新统与中新统分界, T4为上中新统与中中新统分界, T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, Tog为洋壳基底顶界。图中红色实线表示断层

Fig. 6 Seismic reflectors and sequence stratigraphy of the southern ESB (for location of the line see Fig.1)

于是疑问出现了。如果中央海盆初始扩张时代为32—33Ma, 边缘最早的洋壳基底应该与T7界面的年代相似, 那么T7界面就不应该出现在基底之上的沉积层序内部。因为T7界面的年代属性为30—33.9Ma, 对应于目前所认为的海盆初始扩张年龄。可事实是在东部次海盆边缘T7界面却发育于层序内部, 界面之下还有老于30—33.9Ma的地层。也就是说, 洋壳基底之上最早的沉积层序为T7—Tog。如此南海中央海盆扩张的初始年龄就须早于32—33Ma。
以层序地层的年代属性和地震反射界面的顺序为依据(图3), 如果东部次海盆边缘层序内部发育T7界面, 则洋壳基底按顺序应该对应于T8界面(37.2—40Ma), 那么海盆的初始扩张年龄需提前到37.2—40Ma才符合逻辑。

3.2 南海陆缘含油气盆地构造活动的启示

在南海构造演化的过程中, 既然南海中央海盆新生代海底扩张事件是导致本区最为重大的构造环境变化事件, 那么就应有更强大的深部原因和更广泛的构造和沉积响应。
南海陆缘经历了多裂谷阶段, 北部陆缘的神狐运动是最早一期裂谷构造运动, 发生在54Ma或更早(龚再升 等, 1997; 邹和平, 2001)。前新生代基底在神狐运动的作用下发生张裂, 形成一系列NE—SW向断陷(龚再升 等, 1997; 姚伯初 等, 1994; 邹和平, 2001; 鞠东 等, 2022), 地震剖面上表现为区域角度不整合界面Tg,也是南海诸多含油气盆地的沉积基底。前人对南海北部陆缘尤其是珠江口盆地的构造演化运动认识较为一致, 普遍认为珠江口盆地新生代经历过若干次大的构造运动, 分别为珠琼运动一幕、珠琼运动二幕、南海运动、白云运动和东沙运动(龚再升 等, 1997; 朱伟林 等, 2007, 2008)。其中在距今49—56Ma、即早—中始新世期间发生了珠琼运动一幕, 珠江口盆地发生抬升、剥蚀, 伴有断裂和岩浆活动, 并且使原来零星、分散的小型断陷的深度和面积增大, 相互连接形成NE—SW走向的2条大型断陷带。地震反射剖面上的T9界面(49—56Ma)是珠琼运动一幕的地震响应, 发育在早期形成的小型断陷中(图7), 或表现为地区性的Tg不整合界面。
图7 StL180剖面示南海北部外陆架张裂不整合Tg与T9界面特征(测线位置见图1)

T1为全新统与更新统分界, T2为第四纪底界面, T3为上新统与中新统分界, T4为上中新统与中中新统分界, T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, T8为上始新统与中始新统分界, T9为始新统与古新统分界, Tg为新生界基底。图中红色实线表示断层。图中箭头处是小型断陷

Fig. 7 Feature of rift-onset unconformities Tg and T9 at the outer shelf of the northern SCS on line StL180 (for location of the line see Fig.1)

珠琼运动二幕发生在距今37.8—40Ma, 即始新世—渐新世间(Huang et al, 1997), 也是南海北部陆缘的第二期裂谷阶段, 持续时间长, 构造运动强烈, 在部分沉积中心形成1000m厚的湖相沉积(杜文波 等, 2022), 是盆地断陷期最重要的一次构造运动。本次构造变革运动使盆地再次抬升并遭受强烈剥蚀, 在许多区域造成整个晚始新世地层的缺失, 珠江口盆地著名的E—W走向的白云凹陷拆离断层开始活动(图8a)。此构造运动在地震剖面上表现为高角度的上超、下削(与破裂不整合面特征相似)的区域不整合T8界面(37.8—40Ma), 更为重要的是本次构造运动形成了近E—W向断裂体系(图8b)。
图8 白云坳陷拆离断层(E—W向)模示图[据纪沫等(2017)修改](a)和珠江口盆地E—W向断裂构造[据朱伟林等(2008)修改](b)

Fig. 8 Distribution of detachment (E—W) fault in the Baiyun Sag (a); Fault-structure system of E—W trend in the Pearl River Mouth Basin (b)

钟志洪等(2004)提出南海北部陆缘盆地晚始新世—早渐新世的伸展作用是在古南海向南俯冲的背景下发生的, 并就此将南海海盆初始扩张时间定位于晚始新世。Huang等(1997)提出导致南海最终裂开的构造运动应该是南海形成近E—W向构造体系的珠琼运动二幕, 因为E—W向构造体系与东部次海盆初始扩张的洋中脊走向一致。可见在南海北部含油气盆地中发生的珠琼运动二幕的构造变革运动, 正是南海初始扩张所引起的构造事件。此构造事件对应的是T8不整合面(37.8—40Ma)。

3.3 南海陆缘破裂不整合面的时限

在南海陆缘有多条不整合面特征与破裂不整合面相似, 需逐一分析。
黄奇瑜等(2012)通过研究台湾地区的区域不整合面与盆地构造演化后提出, 在该区的露头剖面中从未发现晚始新世地层, 有些区域未发现早渐新世早期的地层, 在台湾海峡及西部海岸平原的油气探勘钻井中亦是如此。因此提出应将缺失晚始新世—早渐新世底部地层的不整合面视为破裂不整合面(图9)。同时又指出, 随着断陷盆地或地形构造高地的位置不同, 该破裂不整合面发育的持续时间因地而异, 在断陷中心破裂不整合面的时间间距较小, 缺失的主要是晚始新世的地层; 在接近构造高的区域, 破裂不整合面时间间距较大, 同时缺失了晚始新世—早渐新世底部的地层。如果追踪地震剖面可发现, 在许多地区T7和T8界面可能渐合并为同一不整合面。
图9 台湾造山带不同剖面的破裂不整合[据黄奇瑜等(2012)]

NN4、NP16等表示有孔虫测年时间序列

Fig. 9 Break-up unconformities of various sections in the Taiwan orogenic belts

也就是说, 在中国台湾地区只有晚始新世的地层普遍缺失, 而在某些断陷盆地中心已经接受了早渐新世的地层沉积(黄奇瑜 等, 2012)。这样一来不整合发生时间实际上与32—33Ma并不完全对应。反而由于晚始新世(37.8—40Ma)的地层普遍缺失, 该不整合所代表的构造变革事件从T8界面开始就已经发生(图9)。野外露头和钻井资料的认识是最为可靠的, 台湾地区的沉积地层缺失事件实际上证实该不整合初始发生时间为39Ma左右。如果用不整合开始的时间(39Ma)作为南海海盆初始扩张的破裂不整合事件, 而不是将该不整合事件即将结束的时间32—33Ma来对应于南海海盆初始扩张的破裂不整合面, 应该更为合适。
在南海北部陆缘最早认识的破裂不整合是T7界面, 主要分布在珠江口盆地内陆架和局部外陆架早期裂陷中。但是在整个南海北部陆缘, 具有破裂不整合面特征的T7界面分布区域比较局限。从珠江口盆地陆架至陆坡区的大部区域, T8界面也具有破裂不整合面的特征。如珠江口盆地荔湾油田LW-1钻井虽然未钻遇T7界面, 但是通过钻井资料与地震剖面综合对比之后发现, T7界面与T6界面反射特征比较一致, 反而是T8界面与破裂不整合的特征有些相似(图10)。
图10 珠江口盆地LW3-1、LW3-1-1两口钻孔合成地震记录示T8破裂不整合

LW3-1和LW3-1-1是钻井名。图中数字表示地层年代; T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, T8为上始新统与中始新统分界, Tg为新生界底界。图中红色粗实线表示断层

Fig. 10 Synthetic seismic record tying to borehole LW3-1 and LW3-1-1 showing the T8 break-up in the Pearl River Mouth Basin

地震剖面显示, 从珠江口盆地陆架至陆坡(图9~图11)部分区域的T7界面具有破裂不整合面特征(图11b横坐标20~40km和120~170km), 另一些区域T8界面具有破裂不整合特征(图11b横坐标50~110km和180~210km), 二者的分布范围基本均等。
图11 St剖面示珠江口盆地陆架至陆坡T8与T7不整合面特征(测线位置见图1)

a. 原始剖面; b. 地球物理解释剖面。T3为上新统与中新统分界, T4为上中新统与中中新统分界, T5为中中新统与下中新统分界, T6大致为新近系与古近系分界, T7为渐新统与始新统分界, T8为上始新统与中始新统分界, Tg为新生界基底。图中黑色实线表示断层

Fig. 10 Unconformities T8 and T7 from shelf to slope in the Pear River Mouth Basin on profile St (for location of the line see Fig.1)

在南海陆缘, 真正与破裂不整合面特征非常相似且分布比较广泛的是T6不整合面, 尤其是在北部湾盆地和西沙海槽盆地, T6界面作为破裂不整合面的特征更加明显。但T6界面所对应的时间却不是南海中央海盆的初始扩张时间, 而是对应洋中脊跃迁和西南次海盆的初始扩张时间。中央海盆的初始扩张并无特征显著的破裂不整合面与之对应。既然T7界面与T8界面在地震剖面上的特征较为相似, 均为分割不同裂陷幕的不整合面, 可以将T7界面作为破裂不整合面, 那么将T8界面作为破裂不整合面也未尝不可。何况诸多证据证明, 在南海对应T8界面的构造事件更为显著, 南海陆缘含油气盆地构造活动和台湾地区野外露头剖面与盆地钻井资料就是确凿的证据。
与南海北部大陆边缘盆地相同, 南海南部发生两次沉积环境演化突变(张莉 等, 2003), 从陆相湖盆向浅海相突变发生在晚始新世(33—40Ma), 那就是始于40Ma, 对应于T8界面; 浅海相突变为深海相的发生时间是中新世早中期(23.8—23.03Ma), 对应于T6界面。总体上南海周缘两次沉积环境突变呈现东早西晚、南早北晚的特点。
可见在南海陆缘区, 普遍发育的T8区域不整合面对应于南海海盆扩张初期区域隆升的构造变革运动, 也是南海海盆初始扩张事件所导致的重大构造运动, 因此将T8不整合面作为南海初始扩张的破裂不整合面更为准确。
综上所述, 南海东部次海盆的地震剖面解释结果、南海陆缘含油气盆地近E—S向构造体系的形成时间、中国台湾地区区域不整合面的发生时间、南海陆缘相关的钻井和地震剖面所揭示的破裂不整合面特征等事实综合分析, 将T8界面作为南海初始扩张的破裂不整合面更为准确, 相应地南海海盆的初始扩张时间应该是在39—40Ma期间。

4 结论

1) 南海中央海盆初始扩张区的南、北边缘发育T7—Tog沉积层序, 指示洋壳基底之上的最早沉积层年代要早于原来认识的32—33Ma;
2) 南海陆缘含油气盆地中与中央海盆初始扩张脊走向一致、即近E—W向构造体系形成时间的分析, 与南海破裂不整合面的对比均证实, 南海中央海盆初始扩张时间应为39—40Ma。

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
[1]
杜文波, 朱荣伟, 熊量莉, 等, 2022. 珠江口盆地恩平凹陷恩平组物源体系分析及未来大洋钻探建议[J]. 地质学报, 96(8): 2788-2799.

DU WENBO, ZHU RONGWEI, XIONG LIANGLI, et al, 2022. Analysis of provenance systems of the Enping Formation in the Enping sag, Pearl River Mouth Basin and future ocean drilling proposals[J]. Acta Geologica Sinica, 96(8): 2788-2799 (in Chinese with English abstract).

[2]
方迎尧, 周伏洪, 1998. 南海中央海盆条带状磁异常特征与海底扩张[J]. 物探与化探, 22(4): 272-278.

FANG YINGYAO, ZHOU FUHONG, 1998. Characteristics of striped magnetic anomalies in the central sea basin of the South China Sea[J]. Geophysical & Geochemical exploration, 22(4): 272-278 (in Chinese with English abstract).

[3]
龚再升, 李思田, 谢泰俊, 等, 1997. 南海北部大陆边缘盆地分析与油气聚集[M]. 北京: 科学出版社.

GONG ZAISHENG, LI SITIAN, XIE TAIJUN, et al, 1997. Basins analysis and Oil-Gas gathering at the continental margin of the South China Sea[M]. Beijing: Science Press (in Chinese with English abstract).

[4]
黄奇瑜, 闫义, 赵泉鸿, 等, 2012. 台湾新生代层序: 反映南海张裂, 层序和古海洋变化机制[J]. 科学通报, 57(20): 1842-1862.

HUANG QIYU, YAN YI, ZHAO QUANHONG, et al, 2012. Cenozoic stratigraphy of Taiwan: looking into rifting, stratigraphy and paleoceanography of South China Sea[J]. Chinese Science Bulletin, 57(20): 1842-1862 (in Chinese with English abstract).

[5]
霍明远, 吴廷芳, 杨华, 1995. 从南海与大洋磁异常的相关性探讨南海的成因[J]. 热带海洋学报, 14(1): 70-76.

HUO MINGYUAN, WU TINGFANG, YANG HUA, 1995. An exploration into the genesis of the South China Sea by dependency of magnetic anomalies between the South China Sea and the Ocean[J]. Journal of Tropical Oceanography, 14(1): 70-76 (in Chinese with English abstract).

[6]
纪沫, 杨海长, 曾清波, 等, 2017. 珠江口盆地白云凹陷伸展拆离断层系及构造演化[J]. 天然气地球科学, 28(10): 1506-1514.

JI MO, YANG HAIZHANG, ZENG QINGBO, et al, 2017. Structural analysis and its petroleum significance of detachment faults in Baiyun sag, Pearl River Mouth Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 28(10): 1506-1514 (in Chinese with English abstract).

[7]
鞠东, 邱燕, 黄文凯, 等, 2022. 南海主要控凹断层活动特征与新生代地壳初始张裂[J]. 海洋地质前沿, 38(9): 59-70.

JU DONG, QIU YAN, HUANG WENKAI, et al, 2022. Activity characteristics of main sag-controlling faults and Cenozoic initial crustal rifting in the South China Sea[J]. Marine Geology Frontiers, 38(9): 59-70 (in Chinese with English abstract).

[8]
刘光鼎, 王学言, 雷受旻, 1990. 中国海区及邻域地质—地球物理系列图[J]. 海洋地质与第四纪地质, (01): 93-97.

LIU GUANGDING, WANG XUEYAN, LEI SHOUMIN, 1990. Map series of geology-geophysics of China Sea waters and adjacent areas (on the scale of 1:2000000)[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, (01): 93-97 (in Chinese with English abstract).

[9]
吕文正, 柯长志, 吴声迪, 等, 1987. 南海中央海盆条带磁异常特征及构造演化[J]. 海洋学报, 9(1): 69-78.

LYU WENZHENG, KE CHANGZHI, WU SHENGDI, et al, 1987. The characters of the magnetic anomaly and the revolution history in the South China Sea’s central[J]. Haiyang Xuebao, 9(1): 69-78 (in Chinese with English abstract).

[10]
邱燕, 杜文波, 黄文凯, 等, 2020. 南海中央海盆之东部次海盆后扩张期地层特征与影响因素[J]. 海洋地质与第四纪地质, 40(5): 1-14.

QIU YAN, DU WENBO, HUANG WENKAI, et al, 2020. Stratigraphic features and controlling factors in the eastern Sub-basin of the central basin, South China Sea during the post-spreading period[J]. Marine Geology and Quaternary Geology, 40(5): 1-14 (in Chinese with English abstract).

[11]
邱燕, 黄文凯, 杜文波, 等, 2021. 南海边缘海减薄陆壳成因剖析[J]. 地球科学, 46(3): 900-915.

QIU YAN, HUANG WENKAI, DU WENBO, et al, 2021. Analysis on the formation of the thin continental crust in the South China Sea[J]. Earth Science, 46(3): 900-915 (in Chinese with English abstract).

[12]
杨胜雄, 邱燕, 朱本铎, 等, 2015. 南海地质地球物理图系[M]. 天津: 中国航海图书出版社.

YANG SHENGXIONG, QIU YAN, ZHU BENDUO, et al, 2015. Atlas of geology and geophysics of the South China Sea[M]. Tianjing: China Navigation Press (in Chinese with English abstract).

[13]
姚伯初, 万玲, 2006. 中国南海海域岩石圈三维结构及演化[M]. 北京: 地质出版社.

YAO BOCHU, WAN LING, 2006. 3D structure of lithosphere of the South China Sea, China[M]. Beijing: Geological Publishing House (in Chinese with English abstract).

[14]
姚伯初, 曾维军, TAYLOR B, 等, 1994. 中美合作调研南海地质专报[M]. 武汉: 中国地质大学出版社.

YAO BOCHU, ZENG WEIJUN, TAYLOR B, et al, 1994. The geological memoir of the South China Sea surveyed jointly by China and USA[M]. Wuhan: China University of Geosciences Press (in Chinese with English abstract).

[15]
钟志洪, 王良书, 夏斌, 等, 2004. 莺歌海盆地成因及其大地构造意义[J]. 地质学报, 78(3): 302-309.

ZHONG ZHIHONG, WANG LIANGSHU, XIA BIN, et al, 2004. The dynamics of Yinggehai basin formation and its tectonic significance[J]. Acta Geologica Sinica, 78(3): 302-309 (in Chinese with English abstract).

DOI

[16]
朱伟林, 张功成, 杨少坤, 等. 2007, 南海北部大陆边缘盆地天然气地质[M]. 北京: 石油工业出版社.

ZHU WEILIN, ZHANG GONGCHENG, YANG SHAOKUN, et al, 2007. Gas Geology of the Continental Margin Basin in the South China Sea[M]. Beijing: Oil Industry Press (in Chinese with English abstract).

[17]
朱伟林, 张功成, 高乐, 2008. 南海北部大陆边缘盆地油气地质特征与勘探方向[J]. 石油学报, 29(1): 1-9.

DOI

ZHU WEILIN, ZHANG GONGCHENG, GAO LE, 2008. Geological characteristics and exploration objectives of hydrocarbons in the northern continental margin basin of South China Sea[J]. Acta Petrolei Sinica, 29(1): 1-9 (in Chinese with English abstract).

DOI

[18]
邹和平, 2001. 南海北部陆缘张裂-岩石圈拆沉的地壳响应[J]. 海洋地质与第四纪地质, 21(1): 39-44.

ZOU HEPING, 2001. Continental marginal rifting along the Northern South China Sea: the crustal response to the lower lithospheric delamination[J]. Marine Geology & Quaternary Geology, 21(1): 39-44 (in Chinese with English abstract).

[19]
张莉, 王嘹亮, 易海, 2003. 北康盆地的形成与演化[J]. 中国海上油气(地质), 17(4): 245-248.

ZHANG LI, WANG LIAOLIANG, YI HAI, 2003. The formation and evolution of Beikang Basin[J]. China Offshore Oil and Gas (Geology), 17(4): 245-248 (in Chinese with English abstract).

[20]
BRIAIS A, PATRIAT P, TAPPONNIER P, 1993. Updated interpretation of magnetic anomalies and sea floor spreading stages in the South China Sea: implications for the tertiary tectonics of Southeast Asia[J]. Geophys Reseach, 98(B4): 6299-6328.

[21]
CAMESELLE A L, RANERO C R, FRANKE D, et al, 2015. The continent-ocean transition on the Northwestern South China Sea[J]. Basin Research, 29(S1): 73-95.

DOI

[22]
DING WEIWEI, SUN ZHEN, MOHN G, et al, 2020. Lateral evolution of the rift-to-drift transition in the South China Sea: evidence from multi-channel seismic data and IODP Expeditions 367 & 368 drilling results[J]. Earth and Planetary Science Letters, 531: 115932.

DOI

[23]
HALL R, 2002. Cenozoic geological and plate tectonic evolution of SE Asia and the SW Pacific: computer-based reconstructions, models and animations[J]. Journal of Asian Earth Sciences, 20: 353-431.

DOI

[24]
Holloway N H, 1982. North Palawan inline, Philippines - its relation to Asian mainland and role in evolution of South China Sea[J]. AAPG Bullelit, 66: 1355-1383.

[25]
HONZA E, FUJIO K, 2004. Formation of arcs and backarc basins inferred from the tectonic evolution of Southeast Asia since the late Cretaceous[J]. Tectonophysics, 384(1-4): 23-53.

DOI

[26]
HUANG CHI-YUE, WU WEI-YU, CHANG CHUNG-PAI, et al, 1997. Tectonic evolution of accretionary prism in the arc-continent collision terrane of Taiwan[J]. Tectonophysics, 281(1-2): 31-51.

DOI

[27]
IWG, 2001. Earth, oceans and life: scientific investigation of the earth system using multiple drilling plateforms and new technologies: IODP initial plan[R]. Washington: International Working Group Support Office: 53-58.

[28]
JIAN ZHIMIN, LARSEN H C, ZARIKIAN C A, et al, 2018. International ocean discovery program expedition 368 preliminary report[R]. Integrated Ocean Drilling Program: Preliminary Reports: 368. doi: 10.14379/iodp.pr.368.2018.

[29]
LI C F, LIN J, KULHANEK D K, et al, 2015. Proceedings of the international ocean discovery program, 349: South China Sea Tectonics[R]. IODP, College Station, Texas. doi: 10.14379/iodp.proc.349.105.2015.

[30]
LI CHUNFENG, XU XING, LIN JIAN, et al, 2014. Ages and magnetic structures of the South China Sea constrained by deep tow magnetic surveys and IODP Expedition 349[J]. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 15(12): 4958-4983.

DOI

[31]
LI ZHENGWU, 1982. The discussion about the formation mechanism and the structure of the crust of the South China Sea basin[J]. Marine Geology, 5(1): 1-9.

[32]
PUBELLIER M, MONNIER C, MAURY R, et al, 2004. Plate kinematics, origin and tectonic emplacement of supra-subduction ophiolites in SE Asia[J]. Tectonophysics, 392(1-4): 9-36.

DOI

[33]
PUBELLIER M, QUEBRAL R, RANGIN C, et al, 1991. The Mindanao collision zone: a soft collision event within a continuous Neogene strike-slip setting[J]. Journal of Southeast Asian Earth Sciences, 6(3-4): 239-248.

DOI

[34]
RU KE, PIGOTT J D, 1986. Episodic rifting and subsidence in the South China Sea[J]. American Association of Petroleum, Geologists Bulletin, 70(9): 1136-1155.

[35]
SUN ZHEN, JIAN ZHIMIN, STOCK J M, et al, 2016. International ocean discovery program expedition 367 and 368 scientific prospectus[R]. Integrated Ocean Drilling Program: scientific prospectus. doi: 10.14379/iodp.pr.367368.2016.

[36]
TAPPONNIER P, PELTZER G, ARMIJO R, 1986. On the mechanics of the collision between India and Asia[J]. Geological Society, London, Special Publications, 19: 113-157.

DOI

[37]
TAYLOR B, HAYES D E, 1980. The tectonic evolution of the South China Sea basin[C]// HAYES D E, ed. The tectonic and geologic evolution of Southeastern Asia Seasand islands. Geophysical Monograph. Washington D C: American Geophysical Union, 23: 9-104.

[38]
TAYLOR B, HAYES D E, 1983. Origin and history of the South China Sea basin[C]// HAYES D E, ed. The tectonic and geologic evolution of Southeastern Asia Seasand islands Part2. Geophysical Monograph. Washington D C: American Geophysical Union, 27: 23-56.

[39]
WANG PINXIAN, PRELL W L, BLUM P, et al, 2000. Exploring the Asian monsoon through drilling in the South China Sea[J]. Proceedings of the Ocean Drilling Program: Initial Report, 184: 1-77.

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