南海是东亚大陆边缘一个独特的边缘海,处于亚欧板块、太平洋板块和印度-澳大利亚板块的交汇位置,板块构造运动活跃。南海自晚中生代以来经历了大陆岩石圈伸展、陆壳破裂、海底扩张等构造作用,南海南部陆缘在新生代与婆罗洲碰撞挤压,地质过程的复杂性使得南海南部地区成为揭示南海共轭边缘复杂张裂-漂移过程的关键区域。本文对新采集的一条穿越南海南部的总长超过700km的多道地震剖面进行解释。根据沉积地层的地震反射特征及地层间的接触关系,识别出6个新生代不整合面和4个沉积层序,同时综合区域内钻井及前人研究成果,厘定了各不整合面形成年代及相应构造事件,构建区域地层格架。在地震剖面解释的基础上,依据基本构造单元、地壳结构和地层-断裂特征的差异,对南海南部地区进行了结构区的划分,厘清了各结构区演化过程中的构造响应。基于地震剖面提供的浅部约束,依靠重力数据反演了 DZ02剖面的地壳深部密度结构。根据对剖面南沙地块部分正断层偏移量和沉积基底埋深的计算,结合区域莫霍面深度数据,计算了沿剖面的上地壳和全地壳伸展因子,分析了南海南部地壳的伸展特征及其减薄机制。本研究有助于加深对边缘海地壳伸展破裂过程及其动力学机制的认识,为南海南部油气资源勘探提供可能的基础资料和认识。通过本文的研究,主要得到了以下几点认识:(1)在南海南部陆缘新生代地层系统中识别出Tg、T70、T60、T40、T20和T10共六个不整合面。这些不整合面的形成分别代表了南海陆缘张裂过程中改变沉积环境的重要构造事件,其中Tg和T40是两个在整个南海都广泛分布的特征显著的不整合面,分别代表南海新生代陆缘张裂的开始和海底扩张的结束。依据所识别的不整合面,结合沉积层内反射特征与南海演化阶段,将南海南部陆缘的新生代沉积划分为4个沉积层序,分别为同张裂层组(Tg-T70)、同漂移层组一(T70-T60)、同漂移层组二(T60-T40)、和裂后期层组(T40-海底)。(2)根据南海南部地区基本构造单元和地壳的地层结构与断裂特征的不同,将地震剖面所经过的南海南部地区划分成五个结构区,从北向南分别为北部陆缘伸展区、西南海盆区、南沙地块超伸展区、南沙地块前陆隆起区及南沙海槽。根据各结构区的构造变形特征,同时结合南海南部周边地质和深部资料以及南沙地块的地壳伸展特征,厘清了区域构造事件在各结构区演化过程的构造响应。(3)利用重力数据对DZ02剖面地壳深部密度结构进行了重震联合反演,结果显示,南海南部地壳由陆向海密度逐渐降低,上、下地壳密度较为均一,而中地壳密度横向变化大;各主要拆离断层均未穿透下地壳,而是在中、下地壳之间消失,表明下地壳是个韧性拆离面。(4)根据地震剖面中识别的断层,通过计算正断层偏移距的方法计算了南沙地块上地壳伸展因子。结果显示南沙地块主要经历了两期伸展事件,第一期伸展集中在古新世-早渐新世的同张裂时期(Tg-T70),约占伸展总量的65%。第二期伸展在早渐新世-中中新世的同漂移期(T70-T40),即南海海底扩张期间,其地壳伸展量约占地壳总伸展的27%,第二期伸展程度远小于第一期伸展。(5)通过对比沿剖面的上地壳和全地壳伸展因子发现,上地壳伸展因子与全地壳伸展因子之间存在差异,认为这种差异是地壳发生与深度相关伸展的结果,提出了南海南部陆缘是远端有限区域的深度相关伸展与近端均一伸展相结合的地壳伸展模式。发生深度相关伸展区域的范围或取决于横向梯度力的大小和韧性下地壳的软弱程度。(6)根据DZ02剖面与其东侧穿越南沙地块的地震剖面的对比发现,南沙地块自东向西地壳伸展程度逐渐增加,可能与其西部扩张中心出现晚、经历了更长时间的伸展作用有关。此外,自同张裂期开始,南沙地块西部的各时期伸展程度始终大于东部,我们认为这是西部地区地壳缺少刚性块体和存在更软弱的地壳的结果。