珠江口盆地白云凹陷裂后異常沉降研究及成因分析

付 潔，黎明碧，唐 勇，2，邱文弦，4，王 輝

（1.國家海洋局 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012；2.國家海洋局 海底科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310012；3.浙江大學(xué) 地球科學(xué)系，浙江 杭州 310027；4.中國地質(zhì)大學(xué) 資源學(xué)院，湖北 武漢 430074；5.中國石油測井有限公司，陜西 西安 710201）

0 引言

近年來，南海北部大陸邊緣盆地的裂后沉降受到越來越多的關(guān)注［1－6］，這種沉降不同于 MCKENZIE［7］經(jīng)典拉張模型中伸展型盆地在裂后所表現(xiàn)出的持久而緩慢的沉降特征，而是呈現(xiàn)出一種加速沉降的趨勢(shì)，其規(guī)?？蛇_(dá)千米級(jí)別。

白云凹陷位于珠江口盆地珠二坳陷內(nèi)，作為南海北部陸坡區(qū)最深的凹陷，近些年由于其深水油氣勘探的重大發(fā)現(xiàn)而成為研究的熱點(diǎn)區(qū)域。該凹陷自裂陷期以來，就表現(xiàn)出持續(xù)沉降的特征，發(fā)育了多期規(guī)模較大的垂向疊置的海底扇，海相沉積厚度可達(dá)6 000多米［8］。白云凹陷作為南海陸坡區(qū)一種重要的地質(zhì)構(gòu)造單元，記錄了從大陸張裂到海盆擴(kuò)張的豐富信息，研究其沉降過程和裂后異常沉降形成機(jī)制不僅可以為揭示珠江口盆地的形成構(gòu)造與沉積過程提供重要依據(jù)，也可以為研究南海北部陸緣沉積格架的建立及其動(dòng)力學(xué)研究提供重要補(bǔ)充。前人在研究該地區(qū)裂后沉降異常時(shí)，通常就單條剖面進(jìn)行正反演分析，再計(jì)算其異常沉降量［4－5］，本文擬通過對(duì)跨白云凹陷的3條測線進(jìn)行回剝分析，研究凹陷整體裂后沉降的數(shù)量、速率以及沉降異常分布的時(shí)空特征，并分析導(dǎo)致其形成的機(jī)制。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

白云凹陷位于南海北部大陸邊緣深水區(qū)的大陸坡上，面積約為20 000km2，是珠江口盆地面積最大的三級(jí)構(gòu)造單元（圖1）。其北側(cè)是番禺低隆起，西側(cè)以一條北西走向的基底斷裂和巖漿活動(dòng)帶為界與神狐暗沙隆起和珠二坳陷西段相鄰，東側(cè)為東沙隆起，南側(cè)延伸到盆地邊緣。白云凹陷可以進(jìn)一步劃分為白云主凹和白云南凹（又稱荔灣凹陷），之間以白云低凸起隔開［9］，凹陷整體呈碟型，表現(xiàn)為復(fù)式寬地塹，不同于被動(dòng)陸緣常見的雙層結(jié)構(gòu)［8］。

南海北部陸緣中生代為擠壓增生的主動(dòng)大陸邊緣，經(jīng)歷了強(qiáng)烈的NW向擠壓運(yùn)動(dòng)和頻繁的巖漿活動(dòng)，形成了本區(qū)的基本構(gòu)造格局，基底在陸緣西側(cè)為加里東期褶皺帶，而在東側(cè)為海西期褶皺帶［10－11］。晚白堊世（或古新世）以來，由于受到太平洋板塊俯沖帶后撤的影響，南海北部陸緣的應(yīng)力場由擠壓性質(zhì)變?yōu)槔瓘埿再|(zhì)，并開始陸緣斷裂活動(dòng)，而其上的白云凹陷也先后經(jīng)歷了多幕次的拉張（圖2），包括神狐運(yùn)動(dòng)（晚白堊世—早始新世）、珠瓊運(yùn)動(dòng)一幕（早—中始新世）、珠瓊運(yùn)動(dòng)二幕（漸新世）、南海運(yùn)動(dòng)（晚漸新世—早中新世），形成了一系列的半地塹－地塹及隆坳相間的結(jié)構(gòu)，并伴隨著拉張應(yīng)力場順時(shí)針旋轉(zhuǎn)［11－13］。拉張應(yīng)力的積累最終導(dǎo)致南海海盆在30～16Ma時(shí)發(fā)生海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)［14］。

白云凹陷現(xiàn)今地殼基底厚度由凹陷北端的約23km向南階梯式減薄，在凹陷中心處僅為7km；基底深度由凹陷北緣陸架區(qū)的5km逐漸下降到凹陷中心的13km以上，南緣至洋陸邊界區(qū)段深度小于7km［9］。凹陷有充足的沉積物供給，中心處沉積物厚度達(dá)12.5km；洋陸過渡帶以南的海盆區(qū)段，新近紀(jì)以來沉積物厚度為1～3km［5］。

圖1 白云凹陷位置及測線分布圖（圖中陰影部分為白云凹陷，灰色區(qū)域?yàn)槠鋬?nèi)部凹陷區(qū)）Fig.1 Map shows the tectonic units of the Baiyun Sag and its adjacent area，black lines are the seismic profiles（shaded area is the Baiyun Sag；gray areas are the depression in the Baiyun Sag）

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文選取了3條穿過白云凹陷的地震深度剖面進(jìn)行回剝分析，它們均為近NNW—SEE向，與白云凹陷的構(gòu)造走向近乎垂直，具體分布位置如圖1所示，其中西側(cè)多道地震剖面SO49－18為1987年完成的中德南海地球科學(xué)研究合作項(xiàng)目SO49航次獲取的資料，測線呈NNW—SSE走向，始于珠江口盆地珠二坳陷，向東南經(jīng)過一統(tǒng)暗沙隆起進(jìn)入南海深海盆，橫跨了白云凹陷的一部分。DSRP2002測線是中國海洋石油總公司于2002年完成的長電纜多道地震剖面，全長268km，跨越番禺低隆起南部、白云凹陷中部、大陸坡直至深海區(qū)［16］，剖面北段走向?yàn)镹NW—SSE向，在中部隆起的南邊開始轉(zhuǎn)為近東西向，因 此 南 凹 的 形 態(tài) 是 視 形 態(tài)［16］，1569 測 線 呈NNW—SEE向，穿越白云凹陷主體［17］（圖2）。

圖2 3條剖面地震層序格架圖Fig.2 Seismic sequence framework map of the three profiles

2.2 研究方法

本文采用Temis Suite 2007軟件（法國Beicip Franlab公司）開展各測線的回剝（backstripping）研究，以得到白云凹陷的沉降曲線，最后與理論裂后沉降曲線對(duì)比，求出沉降異常值。Temis軟件是大型油氣盆地模擬軟件，在盆地沉降史模擬方面具有刻畫復(fù)雜沉積盆地演化的功能，能直觀地重建沉積盆地的構(gòu)造發(fā)育史。它依據(jù)沉積壓實(shí)原理，按地質(zhì)年代逐層回剝，在輸入對(duì)應(yīng)地層的巖性參數(shù)及古水深數(shù)據(jù)和海平面變化曲線后，能自動(dòng)進(jìn)行校正，并恢復(fù)剖面典型歷史時(shí)刻的形態(tài)。

2.2.1 地層劃分及巖性

圖3 研究區(qū)主要層序界面時(shí)代、巖性及主要構(gòu)造和海平面事件圖Fig.3 Seismic stratigraphy，lithology，major tectonic events and sea－level changes in the study area

本文依據(jù)珠江口盆地地層發(fā)育特征，選取白云凹陷比較典型的不整合面來進(jìn)行地層劃分，共劃分出新生代的8個(gè)三級(jí)層序，自下而上分別為文昌組、恩平組、珠海組、珠江組、韓江組、粵海組、萬山組和第四系地層，各個(gè)層序?qū)?yīng)的層序界面及時(shí)代見圖3?；浐＝M及其上部地層由于地層較薄，模擬過程中作為一套地層處理。為了更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，將只在凹陷中部發(fā)育的文昌組和恩平組合為一套地層進(jìn)行模擬。對(duì)于裂后沉降的研究，首先要確定研究區(qū)張裂活動(dòng)結(jié)束的時(shí)代。文獻(xiàn)［15］、［19］、［20］的研究者通過ODP1148站微型浮游化石年代測定，認(rèn)為珠江口盆地的裂陷時(shí)期持續(xù)至28～25Ma，前人通過物理模擬實(shí)驗(yàn)［8－9］及數(shù)值模擬［18］的研究同樣發(fā)現(xiàn)，白云凹陷的斷裂活動(dòng)要滯后于海盆開始擴(kuò)張的時(shí)間（30Ma），可能持續(xù)到T6（23.8Ma），甚至更晚。因此本文將白云凹陷裂后期開始時(shí)間設(shè)于23.8Ma。由于模擬主要為了研究凹陷裂后的沉降情況，因此將基底時(shí)間都設(shè)為65Ma，這對(duì)于裂后沉降的研究沒有影響。

巖性組成比例按BY7－1－1、PY33－1－1井資料并結(jié)合前人統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)［15，18］（表1）來開展模擬。由于Temis軟件自帶1個(gè)巖性數(shù)據(jù)庫和不同組分巖性混合計(jì)算器，各種巖性的物理性質(zhì)都能在給定不同巖性成分后自動(dòng)合成，無需再追加其孔深關(guān)系。

2.2.2 古海平面變化校正

珠江口盆地的相對(duì)海平面變化曲線與全球海平面變化曲線（Haq曲線）不同。30Ma以來相對(duì)海平面變化的三級(jí)旋回曲線是與全球海平面變化相一致的；而二級(jí)旋回呈現(xiàn)海侵的總趨勢(shì)，與全球海退趨勢(shì)明顯不同［5，18，21－23］，本 文 選 用 珠 江 口 二 級(jí) 海 平 面 變 化曲線進(jìn)行校正。

2.2.3 古水深的恢復(fù)

古水深的估計(jì)可通過沉積相分析、古生物組合等方法進(jìn)行。本研究區(qū)由于在南海運(yùn)動(dòng)（30Ma）以前，南海陸緣區(qū)主要為河湖相地層［17］，白云運(yùn)動(dòng)（23.8 Ma）之后，由于南海擴(kuò)張脊南遷，白云凹陷開始熱力學(xué)沉降，以海相沉積為主，陸架坡折帶的位置由凹陷南側(cè)向北遷移到現(xiàn)今坡折帶的位置［19］。因此在進(jìn)行回剝分析時(shí)，23.8Ma（T6）之前古水深皆設(shè)定為0m。23.8Ma之后，古水深逐漸由北向南遞增。23.8Ma之后的不同時(shí)期，古水深依據(jù)郝詒純等［24］對(duì)珠江口盆地第三紀(jì)微體古生物（包括溝鞭藻、浮游有孔蟲、孢粉、鈣質(zhì)超微化石等）及古海洋學(xué)研究得出。

表1 珠江口盆地巖性組成比例統(tǒng)計(jì) %Tab.1 Lithological composition of the Pearl River Mouth Basin

模擬過程中未考慮剝蝕量，首先是因?yàn)閯兾g量本身就難以估計(jì)，再者白云凹陷的剝蝕作用相對(duì)陸架區(qū)較弱，為了簡化回剝計(jì)算過程，省略了剝蝕量恢復(fù)這個(gè)步驟［9］。

2.2.4 理論裂后沉降的計(jì)算

裂后沉降異常理論值依據(jù) MCKENZIED［7］提出的均一拉張模型進(jìn)行計(jì)算：

式中：τ為巖石圈的熱時(shí)間常數(shù)，約為62.8Ma；αV為熱膨脹系數(shù)，為3.28×10－5℃－1；yL為原始巖石圈厚度，取125km；Tm為軟流圈上界面溫度，為1 333℃；ρs對(duì)于空盆是水的密度（1 030kg／m3），對(duì)于有沉積物充填的盆地是沉積物密度（2 680kg／m3）；ρ＊m為0℃時(shí)地幔的密度3 330kg／m3（以上參數(shù)據(jù)文獻(xiàn)［25］取值）；β（巖石圈拉張因子）選取前人［5］正演模擬中計(jì)算的4.5來進(jìn)行模擬，得出理論裂后沉降曲線。

3 剖面反演結(jié)果

通過Temis軟件對(duì)3條測線的回剝分析，反演出從西至東分布的3條剖面SO49－18、DSRP2002和1569測線的關(guān)鍵地質(zhì)時(shí)期的形態(tài)（圖4～6）。由于珠江口盆地巖石圈強(qiáng)度很低［18］，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到的經(jīng)過校正的總沉降曲線可以近似看作盆地的構(gòu)造沉降曲線。從以上二維剖面上選取若干典型地區(qū)作虛擬井沉降分析，得出結(jié)果如下。

3.1 SO49－18測線

由于該測線只跨越白云凹陷西北側(cè)部分，因此只能部分反映研究區(qū)的沉降信息。從圖4中可以看出，該區(qū)域新生代發(fā)育了一系列向陸傾斜的正斷層［17］，控制了凹陷的沉降。古新世至早漸新世期間（65～30 Ma）為伸展活動(dòng)最強(qiáng)烈的時(shí)期，沉積呈楔狀，受斷層控制，基底Tg深度可達(dá)約4km。晚漸新世期間（30～23.8Ma），斷層活動(dòng)減弱，對(duì)盆地沉積控制也相應(yīng)減弱，基底深度達(dá)5km。早中新世（23.8～16.5 Ma），由于受白云運(yùn)動(dòng)的影響，沉積中心逐漸向南側(cè)一統(tǒng)暗沙隆起遷移，基底深度接近6km。中中新世（16.5～10.5Ma），沉積物越過南部凸起，向下陸坡方向沉積，陸坡形態(tài)基本定型，基底深度接近6.4km。晚中新世以來（10.5Ma至現(xiàn)在），陸坡進(jìn)一步接受沉積，沉降中心南移，北側(cè)白云凹陷基底深度仍保持最大，達(dá)7km左右（圖4）。圖7所示白云凹陷在沉降過程中，凹陷中心沉降量最大，速率最高。凹陷南緣北緣的沉降量接近，沉降速率也基本相同。

圖4 SO49－18測線的回剝反演Fig.4 Backstripping model of the profile SO49－18

圖5 DSRP2002測線的回剝反演Fig.5 Backstripping model of the profile DSRP2002

圖6 1569測線的回剝反演Fig.6 Backstripping model of the profile 1569

應(yīng)用Mckenzie熱沉降公式計(jì)算的理論沉降曲線與之比對(duì)（圖7，表2），發(fā)現(xiàn)剖面中白云凹陷各處異常沉降量近似，約為1 100m，沉降曲線相對(duì)平緩。但廖杰等［5］用正演模型求取的β值，為凹陷中心處的β值，而SO49－18測線只穿越了白云凹陷的西北部分，所在位置的拉張量小于凹陷中心，故該異常沉降量為該區(qū)最大異常沉降量。

3.2 DSRP2002測線

該測線上白云主凹南北由斷裂帶所限，寬約80 km，基底深度超過11km，剖面上呈大致對(duì)稱的深碟形；南凹寬約70km，沉積基底深約9km，剖面上近似呈“W”型［16］。古新世至早漸新世期間（65～30Ma），白云凹陷接受了普遍的沉積，沒有發(fā)育明顯的沉積中心，基底深度約5.6km。晚漸新世期間（30～23.8 Ma），白云主凹和南凹開始形成各自不同的沉降和沉積中心，白云主凹基底深度約7.5km，南凹基底深度約6km，白云主凹沉降作用強(qiáng)于南凹。白云低凸起基底深度約為4km，沉降作用明顯低于兩側(cè)的次凹。早中新世（23.8～16.5Ma），陸坡位置北移，主凹和南凹持續(xù)沉降，南凹沉降速率與主凹接近，白云低凸起沉降幾乎停止（圖8）。白云主凹基底深度達(dá)約8.5 km，南凹基底深度約6.5km。中中新世（16.5～10.5 Ma），陸坡繼續(xù)北移，白云主凹沉降速率明顯高于南凹，該時(shí)期沉積物幾乎都分布在白云主凹內(nèi)部，主凹基底深度接近11km，南凹深度約9.2km。晚中新世以來（10.5Ma至現(xiàn)在），白云主凹繼續(xù)沉降，基底深度接近12km，南凹沉降幾乎停止，基底深度約9.5km（圖5）。

與理論裂后沉降曲線明顯不同（圖8），白云主凹及南凹均在16.5～10.5Ma時(shí)，存在一個(gè)加速沉降過程，而靠近白云低凸起區(qū)，則在16.5Ma之前出現(xiàn)了短時(shí)沉降停滯過程。

3.3 1569測線

該剖面顯示白云坳陷呈碟型，中間深邊緣淺，新生界基底深度最深可達(dá)11km（圖6）。早漸新世末（30Ma）就具有明顯的沉降和沉積中心，主要集中于白云主凹，其基底深度超過5km，并一直保持相對(duì)穩(wěn)定。晚漸新世期間（30～23.8Ma），盆地持續(xù)沉降，基底深度達(dá)約8km。早中新世（23.8～16.5Ma），基底深度達(dá)約8.8km。中中新世（16.5～10.5Ma），基底深度達(dá)約10.5km。晚中新世以來（10.5Ma至現(xiàn)在），白云凹陷的沉降作用相比前期有所減弱，基底深度接近11km（圖6）。

與理論模型獲得的沉降曲線（圖9）相比，白云主凹沉降中心的異常沉降量達(dá)2km，主凹南側(cè)異常沉降量達(dá)到1.5km左右，略低于主凹，而主凹北側(cè)邊緣異常沉降量約700m（表2），明顯弱于主凹及其南側(cè)。從圖9中也發(fā)現(xiàn)中中新世（16.5～10.5Ma）期間存在明顯的沉降加速過程，應(yīng)與DSRP2002測線對(duì)同一期構(gòu)造事件的響應(yīng)。

表2 各測線虛擬井對(duì)應(yīng)的異常沉降量值 mTab.2 Post－rift anomalous subsidence amount of the artificial wells

圖7 SO49－18測線虛擬井分布位置（a）及沉降曲線（b）Fig.7 Maps show locations of artificial wells（a）and their subsidence curves（b）of profile SO49－18

圖10 各測線裂后沉降速率分布圖Fig.10 Post－rift subsidence rate of 3profiles

圖11 下地殼流作用模式示意圖Fig.11 Schematic diagram of lower－crust flow mode

4 異常沉降分析

4.1 白云凹陷異常沉降比較特征

DSRP2002測線上觀測到白云主凹中心的異常沉降量最大達(dá)2.6km左右，高于其它兩條測線觀測值，差距可達(dá)千米級(jí)別。白云南凹最大異常沉降量接近2km，高于白云凹陷北部邊緣的異常沉降（表2）。裂后早期，即早中新世（23.8～16.5Ma）時(shí)期，白云主凹沉降速率可達(dá)100m／Ma，白云南凹稍弱，約70m／Ma。中中新世（16.5～10.5Ma）期間，DSRP2002測線和1569測線上都能觀察到明顯的沉降加速事件，DSRP2002測線顯示該階段白云主凹和南凹的沉降速率均超過了400m／Ma。1569測線上該期沉降速率也接近300m／Ma，沉降作用弱于西側(cè)的DSRP2002測線。而最西側(cè)的SO49－18測線則無明顯沉降加速作用（圖10）。經(jīng)度方向上，凹陷主體最強(qiáng)，東部次之，西部最弱；緯度方向上表現(xiàn)為白云主凹最強(qiáng)，南凹次之，北部最弱，這些均表明異常沉降主要集中在白云凹陷的主體之中。

白云凹陷區(qū)在中中新世期間的明顯沉降加速事件很可能與南海海盆在16Ma時(shí)停止海底擴(kuò)張運(yùn)動(dòng)相關(guān)。擴(kuò)張軸在25Ma前后發(fā)生南遷后，白云凹陷的裂谷運(yùn)動(dòng)基本停止，開始裂后沉降，但由于海盆區(qū)仍有地幔對(duì)流運(yùn)動(dòng)，使得陸緣區(qū)之下仍有熱物質(zhì)的支撐。而在海盆擴(kuò)張停止后，擴(kuò)張軸之下的地幔對(duì)流停止活動(dòng)，陸緣區(qū)之下也失去支撐。孫珍等［8］和黃春菊等［16］均指出白云凹陷在新生代呈現(xiàn)與陸架區(qū)不同的韌性伸展方式，顯示其更多的受到深部熱事件的控制，使得該區(qū)在16.5Ma之后沉降加速的特征更加明顯。

該期的沉降加速事件也使得白云凹陷能夠形成更多的空間容納陸源沉積物。根據(jù)龐雄等［9］對(duì)白云凹陷沉積特征的研究，發(fā)現(xiàn)存在中中新世早期（17.5～15.5Ma）和中中新世后期（13.8～12.5Ma）兩次沉積高峰［21］，說明該時(shí)間段沉降和沉積達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，從而形成了研究區(qū)剖面上該階段發(fā)育的多個(gè)垂向疊置的深水扇體。

4.2 異常沉降成因機(jī)制探討

裂后異常沉降在全球被動(dòng)大陸邊緣有廣泛的發(fā)現(xiàn)［26－33］，究其原因大致可以分為兩類［26］，一類是來自于平面上應(yīng)力場的變化，導(dǎo)致盆地裂后出現(xiàn)幕式加速沉降的特征；還有一類影響因素來自于盆地深部：地幔柱的活動(dòng)、上地幔的次生對(duì)流以及下地殼流等都能引起地球表層巖石圈的垂向運(yùn)動(dòng)，從而引起盆地沉積速率的響應(yīng)。這些成因往往都是互相影響、互相觸發(fā)的，它們共同控制了盆地的演化過程，其對(duì)盆地垂向運(yùn)動(dòng)的影響程度可達(dá)數(shù)百米甚至數(shù)千米。

白云凹陷由于地理位置獨(dú)特，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，導(dǎo)致其裂后沉降異常的原因很可能是多方面的。XIE et al［1］認(rèn)為珠江口盆地的沉降異常有一部分是由于動(dòng)態(tài)地形變化引起的，然而這種原因只能導(dǎo)致其陸坡區(qū)產(chǎn)生300m左右的沉降。而17Ma前后的巖漿侵入事件能造成白云凹陷北緣180～520m的異常沉降［34］。即便將這些因素引起的異常沉降量相加，依然與本次研究獲得的白云凹陷的異常沉降量有較大的差異，顯然還有別的因素控制著盆地的構(gòu)造沉降。

PRAEG et al［35］利用上地幔次生對(duì)流模型，解釋了歐洲被動(dòng)陸緣西北側(cè)的裂后異常沉降。所謂上地幔次生對(duì)流（＜660km）是在粘滯系數(shù)足夠低、厚度變化較大的地殼下部由于地溫梯度變化引起的一種地幔對(duì)流現(xiàn)象。比如活動(dòng)的裂谷下、擴(kuò)張軸下或者洋陸邊界下地殼厚度較大的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生上升流，而在厚度較小的區(qū)域會(huì)產(chǎn)生下降流，這種次生對(duì)流往往受到海盆區(qū)海底擴(kuò)張脊下的主地幔對(duì)流的控制［36］。上地幔次生對(duì)流產(chǎn)生的對(duì)地殼的底侵活動(dòng)，或者由此引起的垂向應(yīng)力變化，可以導(dǎo)致上部地殼超過千米量級(jí)的垂向運(yùn)動(dòng)。

按照上地幔次生對(duì)流模型，由于南海海盆區(qū)的主地幔對(duì)流而導(dǎo)致在白云凹陷下有次生對(duì)流，那么在擴(kuò)張脊向南躍遷后，也即23.8Ma之后不久，白云凹陷之下的次生對(duì)流會(huì)消失，地殼由于失去下部支撐而產(chǎn)生快速沉降，也即加速沉降的時(shí)期應(yīng)在23.8Ma之后。這與沉降曲線上觀察到的中中新世（16.5Ma）才開始沉降加速事件無法匹配，所以利用上地幔次生對(duì)流模式解釋白云凹陷的形成，還有待進(jìn)一步論證。

WESTAWAY［37－38］提出了下地殼流模型來解釋陸緣區(qū)觀測到的裂后異常沉降。所謂下地殼流是地球深部對(duì)地表載荷增加的響應(yīng)。氣候變化等因素的影響［39］，會(huì)使得陸地物源區(qū)剝蝕量加大，并大量堆積于陸緣盆地中，導(dǎo)致盆地內(nèi)沉積速率加快。迅速增加的沉積負(fù)荷使得脆性上地殼基底向下位移，而物源區(qū)的脆性上地殼由于其上的沉積負(fù)載減低而使得基底向上位移，原先穩(wěn)定的地殼熱狀態(tài)被擾動(dòng)，韌性的下地殼在側(cè)向壓力差的驅(qū)動(dòng)下，從裂谷中心向外側(cè)向流動(dòng)，從而造成裂谷的進(jìn)一步沉降和莫霍面的抬升（圖11）［39］。該 模 型 在 高 原 區(qū)［40］、馬 來 盆 地 （Pattani和Malay盆地）［41］以及南海南部陸緣的禮樂盆地［42］均得到較好的應(yīng)用。

珠江為華南大陸最大的河流，其入海沉積作用至今已有30Ma的歷史［43］。新近紀(jì)以來珠江向珠江口盆地傾泄了巨量碎屑物質(zhì)，18.5Ma以來珠江口盆地大約沉積了59萬km3的沉積物，相當(dāng)于現(xiàn)今珠江45萬km2流域面積被均勻削蝕了1 300m厚的碎屑物質(zhì)［19］。由于受到地幔上涌等深部機(jī)制的控制，白云凹陷自中新世以來開始處于快速持續(xù)的沉降［8，16］，使得該區(qū)成為珠江口盆地陸坡區(qū)沉積和沉降的中心，這些巨厚的沉積對(duì)白云凹陷區(qū)之下的地殼產(chǎn)生了巨大的壓力。對(duì)白云凹陷地殼深部結(jié)構(gòu)特征的研究發(fā)現(xiàn)，該區(qū)熱事件強(qiáng)烈，新生代主要表現(xiàn)為韌性的伸展特征［16－17，44］，這些都使得白云凹陷下地殼向兩側(cè)發(fā)生流動(dòng)成為可能。如果下地殼物質(zhì)的流出量大于沉積物的充填量，地殼的減薄將大于伸展而導(dǎo)致白云凹陷的減薄，從而出現(xiàn)裂后異常沉降［5］。但觸發(fā)下地殼流的邊界條件和下地殼流對(duì)盆地沉降量的貢獻(xiàn)均還需要更深入的研究。

5 結(jié)論

（1）白云凹陷自新近紀(jì)以來普遍存在裂后異常沉降，裂后異常沉積主要集中于白云凹陷主體，西部的異常沉降最小，東部次之。

（2）白云凹陷在中中新世期間（16.5～10.5Ma）存在明顯的沉降加速事件，可能與南海擴(kuò)張停止，主地幔流消失有關(guān)。

（3）白云凹陷30Ma以后充填了大量沉積物，且地殼呈韌性拉伸狀態(tài)，下地殼流可能是導(dǎo)致裂后異常沉降的主要原因，同時(shí)裂后沉降還受到動(dòng)力地貌沉降和巖漿侵入等因素的共同作用。

致謝 感謝阿什卡公司丁增勇博士提供的技術(shù)支持！

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