论文部分内容阅读
中国南海是西太平洋边缘海盆之一,自渐新世扩张以来,南海接收了大量的陆源沉积物,成为西太陆缘区沉积“源-汇”过程研究的重要场所。深海盆区不同地质历史时期沉积通量研究是南海沉积过程研究的关键,可以建立起南海沉积过程与重要构造事件、气候变化、海平面变化等之间的系统响应,从而增强对南海,乃至整个西太陆缘沉积“源-汇”过程的认识。本文选取南海西北与西南次海盆,通过国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program,简称 IODP)349 航次、367航次和368航次在南海海盆区获取的钻井数据,并结合穿越西北次海盆与西南次海盆的多道地震剖面数据的综合解释,对深海盆区各沉积单元进行了精确的划分,建立了其新生代沉积地层格架,并运用时深转换和去压实的方法,计算了研究区不同地质历史时期的沉积通量,分析了不同地质阶段的构造变形特征,重建其沉积过程,并探讨其主要控制因素和沉积物源,得到了以下认识与和研究成果:(1)南海西北与西南次海盆的沉积通量随不同地质历史时期具有不同的变化特征。①在渐新世至中中新世时期,南海海盆处于海底扩张时期,沉积通量较低。渐新世至早中新世时期,西北次海盆沉积通量为0.65±0.07×103 km3/my,进入中中新世,其沉积通量快速增加至1.59±0.16× 103 km3/my;早中新世至中中新世时期,西南次海盆沉积通量为5.00±1.00 × 103 km3/my。②自晚中新世以来,南海进入热沉降阶段。晚中新世时期,西北次海盆的沉积通量达到峰值,为2.68±0.27×103 km3/my;西南次海盆的沉积通量略有减低至4.00±0.80×103 km3/my。③上新世时期,西北次海盆沉积通量有明显的降低,至1.28±0.13 × 103 km3/my;西南次海盆沉积通量增加至7.50±1.50 × 103 km3/my。④自更新世以来,西北次海盆沉积通量再次快速增加至2.25±0.23 × 103 km3/my;此时,西南次海盆沉积通量也再次发生明显的增加至15.80±3.10× 103 km3/my。(2)南海西北次海盆和西南次海盆深海盆区的沉积过程受大型构造事件(青藏高原隆升-剥蚀作用)、东亚季风演化、陆缘水系(珠江、湄公河等)发展和相对海平面变化等控制因素的影响。但由于所处的地理位置不同及局部构造事件的影响,西北与西南次海盆沉积通量在特定的地质历史时期呈现出不同的特征。①西北次海盆自渐新世开始海底扩张,而西南次海盆扩张始于中新世,导致其缺少渐新世沉积。②早中新世时期,西北与西南次海盆处于海底扩张阶段,沉积通量较低。③进入中中新世时期,西北与西南沉积通量都有明显的增加,认为与青藏高原的快速隆升及东亚夏季风的增强,导致大量的陆源物质搬运至深海盆区有关。④晚中新世时期,西北次海盆沉积通量升高,而西南次海盆表现为沉积通量降低。在该时期,东亚盛行冬季季风,陆上整体剥蚀和化学风化强度减弱。因此,主要依赖陆源物质输入的西南次海盆沉积通量降低。而西北次海盆东北侧的东沙群岛区在该阶段发生强烈隆升-剥蚀作用,大量的沉积物会经由峡谷-水道进入西北次海盆,致使其沉积通量升高。⑤上新世时期,西北次海盆的沉积通量降低,而西南次海盆沉积通量增加。在该时期,东亚夏季季风增强,陆源物质输送增加,导致向南海提供的沉积物物质增加。但西北次海盆毗邻北部陆缘宽达280 km,其上发育大量陆缘盆地,大量的陆源沉积物会优先沉积于陆缘盆地中,导致西北次海盆对青藏高原的隆升剥蚀、东亚季风等区域性事件的响应具有滞后性。而西南次海盆毗邻西南陆缘较窄(70km),对陆源物质的可容纳空间明显减少,沉积物可以直接进入西南次海盆,因此,其对区域性事件的响应更为迅速。⑥更新世时期,西北与西南次海盆沉积通量受夏季风及冰期-间冰期气候影响都有明显的增加。(3)西北与西南次海盆的沉积物源随时间演化呈现阶段性的变化。①渐新世时期,西北次海盆开始发生海底扩张,西南次海盆还未形成。华南大陆的陆源沉积物经过古珠江搬运进入西北次海盆。来自海南岛的沉积物堆积在西沙海槽内。②早中新世时期,来自华南大陆的沉积物依然通过珠江流域进入西北次海盆。海南岛的沉积物堆积在西沙海槽内;西南次海盆开始扩张,可能的沉积物源包括印支半岛、南沙群岛和巴拉望。③中中新世时期,整个南海的海底扩张在该时期停止。西北与西南次海盆的沉积供给与早中新世阶段一致。④晚中新世时期,在西北次海盆,珠江依然是其主要的沉积物源。东沙群岛及周缘地区在该阶段发生隆升剥蚀,由此产生的沉积物会被搬运至西北次海盆。中央峡谷系统形成,红河携带的沉积物会通过峡谷系统进入西北次海盆,但其贡献较小;而在西南次海盆,湄公河已发育形成现今的流域体系,为海盆输送大量沉积物。印支半岛的河流体系也对西南次海盆有沉积贡献。⑤进入上新世时期,海南岛发生隆起事件,增加了沉积物供给。西北次海盆主要的沉积物源包括珠江、红河和海南岛;由于南海海平面处于高水位期,西南次海盆的主要沉积物源为湄公河及印支半岛的河流体系。⑥更新世时期,西北次海盆的沉积物源主要为珠江,其可能的沉积物源也包括西北部海南岛的和红河;西南次海盆的主要沉积物源为湄公河。由于处于低海平面期,印支半岛的河流体系、巽他大陆以及马来半岛也对西南次海盆有沉积贡献。