南海成因模式述評

關(guān)成堯， 趙國春， 張厚和， 邱 磊， 高劍波， 廖宗寶

(1.防災(zāi)科技學(xué)院地球科學(xué)學(xué)院,三河 065201；2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083；3.中海油研究總院，北京 100028)

對于邊緣海的成因，至今還沒有哪一個模式能很完善地解釋其形成機(jī)制，邊緣海的形成機(jī)制主要取決于當(dāng)時的邊界條件及后期的物質(zhì)與能量交換過程，具有多樣性，需要深入探索[1-2]。南海是西太平洋構(gòu)造域最大的邊緣海，李四光[3]將南海歸屬于新華夏構(gòu)造體系中的第一沉降帶，認(rèn)為鄂霍次克海、日本海、黃海、東海、南海皆屬于這一次沉降帶中的重要構(gòu)造單元。多旋回學(xué)說[4]將南海劃為“南海地臺”,是太洋構(gòu)造域與特提斯域交匯地帶。地洼學(xué)說認(rèn)為南海是一個新型陸緣海型地洼區(qū)，和東亞陸緣活化作用相關(guān)，活化的力源主要是上地幔物質(zhì)隆升擴(kuò)散和下降凝聚的作用[5]。唐鑫[6]認(rèn)為，南海的形成是由于新生代早期在其西側(cè)存在一個背離式的板塊“三叉點(diǎn)”所致，“三叉點(diǎn)”的位置在海南島南側(cè)和中南半島東側(cè)?！叭纥c(diǎn)”以東的地殼因局部海底擴(kuò)張而被推向東，至菲律賓群島一線，導(dǎo)致南海深海盆的張開和上地幔物質(zhì)的上涌；南海海底擴(kuò)張軸式NE向平行于大陸邊緣。黃福林[7-8]認(rèn)為，南海是在“南海地臺”上發(fā)生發(fā)展而成，因地幔上拱隆升，在區(qū)域引張應(yīng)力作用下裂谷發(fā)育，地殼減薄沉降，地幔熔融物取代原陸殼，形成新洋殼。Hall等[9-17]重建了東南亞的發(fā)展歷史，表達(dá)了菲律賓海、蘇祿海、東南亞南部等微板塊逐漸向歐亞大陸擠壓，古南海逐步消減的全過程，說明了整個東南亞整體形成的格局。Hall的系列文章被廣泛引用，影響較大，成為東南亞區(qū)域研究以及主要研究依據(jù)的重要參考，但對南海如何擴(kuò)張的問題沒提供合適的證據(jù)，而是以運(yùn)動學(xué)脈絡(luò)來規(guī)定東南亞的整體演化布局,從一定程度上也限制了南海研究思路的進(jìn)一步拓寬。

1 南海海盆擴(kuò)張?jiān)?/h2>

地質(zhì)學(xué)的研究主要涉及三個不同目的和角度：①幾何學(xué)的研究，注重形貌特征；②運(yùn)動學(xué)的研究,重在刻畫演化過程；③動力學(xué)的研究,解釋成因機(jī)制。對南海的成因動力學(xué)研究和總結(jié)可以分為兩個大類：①地幔軟流圈等影響的主動擴(kuò)張類；②被動擴(kuò)張類。概括總結(jié)立足于體現(xiàn)各種模式之間的關(guān)系和存在的問題。主動擴(kuò)張類又有“地幔柱活動”“地幔上涌”“巖石圈拆沉誘發(fā)”“外圍洋中脊擴(kuò)張的傳入”“俯沖帶的弧后擴(kuò)張”等諸多不同的模式分類。被動擴(kuò)張類觀點(diǎn)主要考慮了南海以外的外圍條件。

1.1 主動擴(kuò)張類觀點(diǎn)

1.1.1 太平洋俯沖作用的弧后擴(kuò)張模式

較早研究南海構(gòu)造的當(dāng)屬Karig和Ben-Avrhama等[18-19]，他們主要傾向認(rèn)為南海是菲律賓弧的弧后擴(kuò)張盆地，海底擴(kuò)張自東向西呈剪刀狀張開。郭令智等[20]提出南海是菲律賓弧的弧后擴(kuò)張盆地。20世紀(jì)90年代，隨著對西太平洋研究認(rèn)識程度的提高，人們逐漸意識到菲律賓弧是局部擴(kuò)張的“外來”地塊，“弧后擴(kuò)張”論者開始轉(zhuǎn)向“古西太平洋的洋中脊俯沖”說[21-22]或“歐亞板塊的東南部陸緣俯沖消減”說[23-25]。Aubouni[24]將邊緣海地球動力學(xué)模式分為日本海型和中國南海型，中國南海特點(diǎn)是俯沖帶向太平洋板塊傾斜，具有反向和躍遷的特征，較好地總結(jié)了南海的特點(diǎn)[21-22]。20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，由于俯沖帶的后撤機(jī)制得到較多的研究，中國學(xué)者也引入這些機(jī)制，任建業(yè)等[26]認(rèn)為歐亞大陸碰撞所形成的向東和東南的地幔流導(dǎo)致“俯沖帶后退”，俯沖帶后退導(dǎo)致南?；『髷U(kuò)張，澳大利亞和東南亞諸地塊的碰撞阻礙了俯沖帶的后退，并進(jìn)一步導(dǎo)致了南海的關(guān)閉。這一觀點(diǎn)也得到了張亮[27]的支持。整體來說,“太平洋弧后說”得到普遍認(rèn)可,當(dāng)然,在這個學(xué)說論者內(nèi)部也存在多種說法。然而，“太平洋弧后說”存在一個很難解釋的問題：南海的東西向擴(kuò)張中心和西太平洋近南北的島弧呈現(xiàn)垂直關(guān)系，而非平行。朱炳泉等[28]的研究顯示了南海及圍區(qū)同印度洋地幔域相關(guān)性很強(qiáng)，這似乎暗示了南海的地幔巖石學(xué)性質(zhì)同印度洋俯沖帶的相關(guān)性。

1.1.2 “地幔柱活動”和“地幔上涌”模式

文獻(xiàn)[28-32]的巖石學(xué)及地球化學(xué)研究顯示：東南沿海、臺、澎、菲律賓等地的環(huán)南海地區(qū)存在一個Dupal型的異常地幔域，并且該區(qū)有存在地幔熱柱的可能性。電子探針和幔源巖石包體研究表明，中國東部巖石圈在160～100 Ma時期發(fā)生了巨量的減薄[31-33]。古老的巖石圈地幔被年青的、較富集的巖石圈地幔所代替，具有大洋橄欖巖成分的演化特征，但不是俯沖至大陸邊緣下方的大洋橄欖巖(虧損的巖石組合)[1,8,22,34]，可能反映了大陸下方新生代巖石圈地幔作用的過程。一些學(xué)者對中國東南沿海陸內(nèi)裂谷盆地的研究揭示了東南沿海和南海北緣火山噴出巖的存在[35-37]。隨著巖石學(xué)研究文獻(xiàn)的積累，似乎反映了南海深部地幔柱作用的分量是必然存在的。鄧晉福等[38]指出，是東亞大陸下存在的三個地幔柱形成了南海、日本海、鄂霍茨克海這三個邊緣海及其西部大陸內(nèi)相應(yīng)的大面積新生代裂谷玄武巖；李思田等[39]基于對北部灣盆地、鶯歌海盆地、瓊東南盆地和珠江口盆地第三紀(jì)以來的構(gòu)造-沉積充填、熱及深部背景的認(rèn)識，也指出南海為主動陸緣擴(kuò)張，地幔柱及側(cè)向地幔流是今后探討南海及其邊緣盆地的形成演化、深部背景時的首選。

根據(jù)地幔熱活動的構(gòu)造和力學(xué)來源，一些模型已經(jīng)用于揭示這些盆地的構(gòu)造演化史，這些模型大致可以分為如下幾類。

(1)熱點(diǎn)和地幔柱模型。

Castillo等[40]建立并被后來學(xué)者[41-45]發(fā)展的“熱點(diǎn)和地幔柱模型”可以理解為熱泡模型或者熱區(qū)模型。熱泡模型或者熱區(qū)模型[46]的實(shí)質(zhì)是地幔柱模型的一種變體，沒有著重強(qiáng)調(diào)熱物質(zhì)的來源。鄢全樹[47]依據(jù)地震層析成像結(jié)果，認(rèn)為海南島周圍之下存在地幔柱，近垂直從淺部向下穿越660 km界面，并延伸到1 900 km。南海及周邊地區(qū)分布有一定量的新生代堿性玄武巖都與這個地幔柱有關(guān),南海的形成也和這個地幔柱有關(guān)。鄢全樹[47]解釋的地幔柱具有深源(非660 km來源)的特點(diǎn)，熱泡模型或者熱區(qū)模型[46]則隱含了熱泡的來源可深可淺，這里有兩個可能，可以描述為“深源熱點(diǎn)論”和“淺源熱點(diǎn)論”。地幔柱模型可以理解為劇烈的活動，而熱區(qū)模型可以理解為相對緩慢的活動，把這些觀點(diǎn)進(jìn)行放大則可以出現(xiàn)“深源幔柱”“淺源幔柱”“深源熱區(qū)熱泡”“淺源熱區(qū)熱泡”四種理論組合。

(2)軟流圈擠出牽引模型。

鄧晉福等[33,38]認(rèn)為東亞大陸下存在的三個地幔柱，即由于軟流圈的側(cè)向擠出牽引形成了南海、日本海、鄂霍茨克海這三個邊緣海及其西部大陸內(nèi)相應(yīng)的大面積新生代裂谷玄武巖；青藏的碰撞導(dǎo)致軟流圈物質(zhì)向東南逃逸。Flower等[48]提出深部軟流層向東擠出為主導(dǎo)，并帶動了巖石圈塊體向西太平洋方向的運(yùn)動。Tamaki[49]進(jìn)一步認(rèn)為側(cè)向擠出的軟流層可推動俯沖板片的后退導(dǎo)致邊緣海的擴(kuò)張。龔再升等[50]和李思田等[51]認(rèn)為南海諸盆地的形成與地幔柱及側(cè)向地幔流有關(guān)，認(rèn)為地幔柱引起的局部對流及底部摩擦力導(dǎo)致的大規(guī)模伸展可以解釋南海諸盆地在早第三紀(jì)同期伸展的構(gòu)造現(xiàn)象。謝建華等[52]應(yīng)用數(shù)值模擬方法分析，認(rèn)為青藏碰撞引起物質(zhì)大量向南擠出，在南海產(chǎn)生了S-N向拉張，導(dǎo)致南海開裂。莫宣學(xué)[53]認(rèn)為(6 Ma～近代)，由于印度和歐亞碰撞誘發(fā)的軟流圈地幔流及深部地殼流動，導(dǎo)致火山活動向著高原的北西、北東-東、南東三隅遷移，遷移“通道流”導(dǎo)致南海打開，這種“通道流”也必然有火山巖的活動作為指示和證據(jù)，如中國東部鈉質(zhì)和西部鉀質(zhì)巖省界限也到達(dá)了奠邊府?dāng)嗔褞Ц浇蚺c此有關(guān)。文獻(xiàn)[26]的觀點(diǎn)也屬于此類。

軟流圈擠出類模型提供了一種軟流圈大幅度水平運(yùn)動作用于巖石圈的模式，有一定的啟發(fā)意義，但并不是南海形成的主因，而是軟流圈擠出也可能是重要的地球局域動力學(xué)模式。

(3)與板塊俯沖有關(guān)的區(qū)域性地幔柱。

Fukao等[54]在南海深部發(fā)現(xiàn)低波速異常區(qū)，認(rèn)為是源于400 km的地幔熱物質(zhì)上涌。Maruyama[55-56]將其解釋為與板塊俯沖有關(guān)的區(qū)域性地幔柱，認(rèn)為俯沖物質(zhì)在670 km處積累、物質(zhì)倒轉(zhuǎn)、放熱，引起地幔柱形成。區(qū)域性地幔柱成因的解釋往往存在著爭議。關(guān)成堯[57]的模式考慮了區(qū)域性地幔柱的影響，該類地幔柱就屬于與板塊俯沖有關(guān)的區(qū)域性地幔柱。與板塊俯沖有關(guān)的區(qū)域性地幔柱可以理解為是“淺源幔柱”，與板塊俯沖無關(guān)的地幔柱可以理解為“深源幔柱”，這兩種幔柱的存在性得到過論證甚至證實(shí)。

1.1.3 陸緣伸展擴(kuò)張模式

Hamilton[58]認(rèn)為在中白堊紀(jì)以前華南陸緣為安第斯型火山弧，晚白堊紀(jì)轉(zhuǎn)為被動陸緣，南海南部的主要微陸塊是從中國大陸裂離。李四光[3]認(rèn)為地球自轉(zhuǎn)扭動形成新華夏系第一沉降帶(包括南海)。郭令智等[59]認(rèn)為南海形成于燕山期，歸屬于東亞安第斯型陸緣地塹系。劉昭蜀等[60]和中國科學(xué)院南海研究所[61]提出的“陸緣擴(kuò)張”觀點(diǎn)認(rèn)為南海是在總的區(qū)域擠壓應(yīng)力場下地幔向大洋方向蠕散導(dǎo)致陸緣斷裂、解體形成的。陳國達(dá)[62]明確指出“陸緣擴(kuò)張”是中國東部陸殼拉伸的主要構(gòu)造作用，徐義剛等[63]認(rèn)為南海的形成是巖石圈自北向南主動伸展擴(kuò)張導(dǎo)致華南大陸邊緣裂解的結(jié)果。

1.1.4 大西洋型海底擴(kuò)張模式

Ben-Avraham等[19]、Taylor等[64-65]、姚伯初等[66-67]通過南海磁異常條帶的研究，認(rèn)為南海是海底擴(kuò)張作用形成的“大西洋型”邊緣海盆地。所謂“海底擴(kuò)張作用形成的大西洋型邊緣海盆地”，筆者認(rèn)為可以理解為沒有發(fā)生俯沖作用的海底擴(kuò)張導(dǎo)致的盆地，這類觀點(diǎn)的特點(diǎn)主要是“剔除”了俯沖帶的影響，認(rèn)為是非俯沖影響區(qū)的地?；顒訉?dǎo)致的海盆擴(kuò)張，或者進(jìn)一步說南海的擴(kuò)張中心是“大洋中脊”。

1.1.5 巖石圈延展模型

Chung等[37]提出“巖石圈延展模型”屬于主動延展模型，延展過程中應(yīng)力得以釋放，應(yīng)力釋放導(dǎo)致盆地的形成。盆地的形成可以和應(yīng)力釋放相伴生，但是，究竟應(yīng)力釋放和盆地形成之間是什么樣的因果關(guān)系還不好確定，并且，應(yīng)力釋放導(dǎo)致成盆的能力是非常有限的，一般是在造山帶內(nèi)存在巨大重力位能的條件下能夠產(chǎn)生山間小型盆地，一般不會產(chǎn)生裂谷，更無法形成南海海盆這樣大尺度的裂陷型盆地。關(guān)成堯等[68]提出了南沙海域火山侵入伸展幕，認(rèn)為南沙海域巖石圈的火山侵入導(dǎo)致了盆地的伸展?？梢哉J(rèn)為文獻(xiàn)[68]含有巖石圈主動延展的機(jī)理。當(dāng)然，文獻(xiàn)[68]的“延展”只是南沙海域盆地群體系內(nèi)的延展作用，并不是西南次海盆的延展；同樣,文獻(xiàn)[68]的認(rèn)識也可以用于南海北部的巖石圈延展，其討論也涉及了南海北部的問題?；鹕角秩雽?dǎo)致地殼延展進(jìn)而導(dǎo)致盆地的延展也是值得重視的模型。Chung等[37]所提的巖石圈延展模型從某種意義上可以理解為大區(qū)域的應(yīng)力釋放(隱含大區(qū)域的高差和重力位能)導(dǎo)致的延展，否則就無法解釋巖石圈延展的動力學(xué)屬性。關(guān)成堯等[68]提出的南沙海域火山侵入在動力學(xué)上更好理解，但是并不適用于盆地群的尺度。

1.1.6 印度洋俯沖帶控制的弧后擴(kuò)張成因

朱炳泉等[28]最初從地球化學(xué)的角度提出南海火山與印度洋有關(guān)，認(rèn)為南海的打開同西太平洋板塊的消減不相關(guān)，從某種程度上提示可能同印度洋俯沖帶有關(guān)。Komiya等[69]研究了菲律賓海、南海一帶俯沖帶及地幔含水分布情況，認(rèn)為含水地幔和消減帶殘片可能是南海地幔柱活動的證據(jù)。關(guān)成堯[57]總結(jié)古地磁數(shù)據(jù)，認(rèn)為新生代華南大陸北移500 km，并根據(jù)前人地震層析成像結(jié)果，建立俯沖帶前緣兩層對流模式，認(rèn)為俯沖帶前緣兩層對流導(dǎo)致俯沖帶影響范圍前伸達(dá)1 000 km，提出南海是爪哇俯沖帶控制下的弧后擴(kuò)張邊緣海。該模式對地幔對流刻畫不足，俯沖帶解釋具有一定的多解性，其正確性還需深入探討，這種模式的好處是能夠一定程度上解釋朱炳泉等[28]所闡述的南海北緣、臺灣、東南亞的南部和東部諸地區(qū)的新生代火山巖普遍親岡瓦納的問題，并且能夠解釋南海擴(kuò)張中心與太平洋俯沖帶相垂直的問題，這一點(diǎn)也值得關(guān)注。

1.1.7 亞丁灣式洋脊?jié)u進(jìn)式擴(kuò)張模式

李家彪等[70-72]提出了亞丁灣式洋脊?jié)u進(jìn)式擴(kuò)張模式，該模式隱含的觀點(diǎn)是力源來源于西太平洋擴(kuò)張脊擴(kuò)張力，和大西洋型海底擴(kuò)張模式及“三叉點(diǎn)”模式有些類似，但這里隱含的“三聯(lián)點(diǎn)”觀點(diǎn)的擴(kuò)張解釋能夠化解與南海擴(kuò)張方向的矛盾。主要難點(diǎn)是目前還難以找到南海擴(kuò)張中心是大洋中脊的證據(jù)，更難以在西太平洋找到和南海擴(kuò)張時間(32～17 Ma)[64-65]相近的古擴(kuò)張中脊的證據(jù)，否則南海的局部擴(kuò)張洋中脊就成為孤立的事件，因此，該模式主要作為在西太平洋17 Ma之前存在古洋中脊的證據(jù)。

1.1.8 山根拆沉導(dǎo)致的誘發(fā)海盆擴(kuò)張

劉海齡等[73]提出“山根拆沉誘發(fā)海盆擴(kuò)張”模式，該模式隱含的觀點(diǎn)是力源在南海巖石圈自身，在南海中生代造山帶存在山根，在新生代發(fā)生拆沉，該模式是基于對南海中生代造山帶的認(rèn)識基礎(chǔ)上提出的，這和中國東部巖石圈在160～100 Ma時期發(fā)生了巨量的減薄,以及范蔚茗等[31]、鄧晉福[33]的觀點(diǎn)也有一定的一致性和關(guān)聯(lián)性。目前山根拆沉的巖石學(xué)證據(jù)尚缺失，另外，在新生代早期南沙盆地的形成范圍很大，而新南海的范疇相對較小，這種局部尺度的拆沉和整個南沙、西沙32 Ma前的相對穩(wěn)定的沉積之間不容易契合，在時間上也不容易契合，并且，由于新生代早期，古南?？赡艽嬖谥蚰细_到加里曼丹島之下的俯沖，而新南海的位置發(fā)生在俯沖帶之后，這種沒有地幔干擾的俯沖帶后緣的山根拆沉模式并不常見。有矛盾并不是說該模式缺乏生命力，拆沉模式建立了中生代巖石圈稟賦對新生代南海的影響，這種聯(lián)系是可貴的，廣泛研究的巖石圈破壞觀[33]也需要在南海探討其可能性[28]，也值得理論界展開系統(tǒng)研究，并對比南海巖石圈減薄破壞和克拉通區(qū)減薄的差異性。

劉海齡等[73]的“山根拆沉”是基于對南海中生代[74-76]的研究展開的，并和劉海齡等[77]提出中生代晚期“古雙峰-筆架造山帶”的概念有所聯(lián)系。邱燕等[78]認(rèn)為晚三疊紀(jì)-白堊紀(jì)華南大陸南緣發(fā)生了8次海侵，這些活動在南海的中生界應(yīng)該會有反應(yīng)，然而南海的中生界研究依然很薄弱，這些密集的海侵還有待于和周邊盆地進(jìn)行系統(tǒng)的對比。陳國達(dá)[79-80]認(rèn)為中國東南沿海和南海北部陸緣在中生代晚期為一造山帶，盧華復(fù)[81]則認(rèn)為屬于華夏型后地臺造山帶或燕山期閩臺微大陸碰撞的碰撞造山帶。姚伯初等[82]認(rèn)為南海北部陸緣在中生代晚期曾形成具有巨厚陸殼和巖石圈根的造山帶，而且曾形成一個具有高大而寬闊山系，并具有巨厚陸殼和巖石圈根的造山帶。根據(jù)地球化學(xué)數(shù)據(jù)，230～190 Ma和165～150 Ma是華南大陸邊緣的兩期重要的陸內(nèi)造山、巖石圈增厚時期[82-83]。近些年對南海，尤其南海北部中生代盆地結(jié)構(gòu)資料迅速增多，結(jié)構(gòu)認(rèn)識也有所加強(qiáng)[84-85]。對于盆地結(jié)構(gòu)的認(rèn)識是了解南海盆地中生代造山帶繼承關(guān)系的關(guān)鍵要素，這些結(jié)構(gòu)的揭示也是南海理論發(fā)展的重要保障。

1.2 被動擴(kuò)張類觀點(diǎn)

被動擴(kuò)張類觀點(diǎn)也可分為兩類：與印度板塊-歐亞板塊碰撞相關(guān)；與太平洋板塊相對歐亞板塊的切向運(yùn)動相關(guān)。

1.2.1 碰撞—擠出—逃逸模式

文獻(xiàn)[86]、文獻(xiàn)[87-89]，以及文獻(xiàn)[90-93]傾向認(rèn)為巖石圈板塊本質(zhì)上是剛性板塊，變形集中在板緣，南海是位于滑移帶(紅河斷裂帶)末端的拉分盆地，其形成與印度和歐亞板塊碰撞所造成的印支地塊側(cè)向滑出有關(guān)。Tapponnier[87-89]的“碰撞—擠出—逃逸模式”一度影響很大，甚至有些學(xué)者認(rèn)為這種模式解決了青藏的所有主要模式問題。與Tapponnier[87-89]的“碰撞—擠出—逃逸模式”相對的是以England等為代表的學(xué)者[94-99]強(qiáng)調(diào)青藏及圍區(qū)變形是一種薄的黏性席體，內(nèi)部變形均勻，青藏高原匯聚主要由內(nèi)部收縮和地殼增厚所吸收，地殼物質(zhì)向東逃逸所占匯聚量不大，向東擠出的物質(zhì)流很少影響到東南亞和中國東部。

England等[94-98]的黏性席體模型和Tapponnier[87-89]的“碰撞—擠出—逃逸”模式形成明顯的理論“對峙”。筆者認(rèn)為England抓住了巖石圈的黏性性質(zhì),而Tapponnier抓住了巖石圈的運(yùn)動性質(zhì),兩者的理論“對峙”并不意味著兩者是“零和”的和“互斥”的；Tapponnier的擠出—逃逸圖景提供了豐富的動力想象，而England的黏性席體則在Tapponnier的整體運(yùn)動圖式下吸收了相當(dāng)數(shù)量的變形；England的黏性席模型是對Tapponnier整體運(yùn)動圖式的局部微調(diào)和補(bǔ)充，兩者都有可取之處。如何應(yīng)用Tapponnier宏觀圖景和England模型加以協(xié)調(diào)修正值得學(xué)界考量。

1.2.2 “東亞陸緣超級剪切”動力學(xué)模式

周蒂等[100]提出“東亞陸緣超級剪切”動力學(xué)模式，將特提斯域分為西段(印度部分)、東段(澳大利業(yè)部分)兩部分，這兩段連同西太平洋構(gòu)造域形成競爭的三大體系，三大體系競爭、聯(lián)合影響變換使得東亞陸緣巖石圈交替承受“左行壓扭”和“右行張扭”超級剪切應(yīng)力場的作用，導(dǎo)致南海等邊緣海的張開或關(guān)閉。筆者認(rèn)為周蒂的“東亞陸緣超級剪切”模式是對Tapponnier“碰撞—擠出—逃逸”模式的一種系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展，超級剪切就是“超大剪切”之意。

1.2.3 馬尼拉走滑斷層觸發(fā)

Tamaki[49]認(rèn)為馬尼拉海溝大約在5 Ma以來才變?yōu)楦_帶，之前為大型的走滑斷層，該條斷層的走滑作用可能觸發(fā)了南海的擴(kuò)張。筆者認(rèn)為，如果要實(shí)現(xiàn)該條斷層的走滑作用觸發(fā)南海擴(kuò)張，就需要走滑斷層的各個作用位置有很大的差異，并且走滑斷層的尺度應(yīng)該遠(yuǎn)大于被動拉張的裂陷本身的尺度。

1.2.4 歐亞板塊東緣新生代右行走滑拉分

許浚遠(yuǎn)等[101]、欒錫武等[102]認(rèn)為南海是歐亞板塊東緣新生代右行走滑拉分盆地，其動力來源于太平洋板塊的相對運(yùn)動。許浚遠(yuǎn)[101]的走滑剪切提供了較為豐富的歐亞板塊東緣新生代右行走滑信息及斷裂模式，從幾何學(xué)的角度講是值得重視的，從運(yùn)動學(xué)的角度講，這種剪切行為也不排除曾經(jīng)發(fā)生過類似的運(yùn)動，但這些運(yùn)動歷程和太平洋的整體板塊運(yùn)動的序列并不能很好地對應(yīng)。由于夏威夷—帝王海山鏈43 Ma發(fā)生改向[103]，從動力學(xué)的角度來講，這種大規(guī)模的剪切似乎在夏威夷—帝王海山鏈43 Ma之前更加偏北向的運(yùn)動，而43 Ma之后這種趨勢可能難以繼續(xù)存在了，南海的擴(kuò)張主要在32 Ma之后，在時間方面和南海的擴(kuò)張不對應(yīng)，這似乎暗示：許浚遠(yuǎn)的右行走滑拉分行為如成立，或者可以和“古南?！钡臄U(kuò)張相關(guān)性更好一些，這一點(diǎn)也值得深入地思考。

1.2.5 古南海向南俯沖的拖曳力模式

欒錫武等[102]經(jīng)過綜述南海主要動力模式之后，提出了地幔流流動和古南海向南俯沖的拖曳力雙重作用下導(dǎo)致新南海的打開，這里面含有“古南海向南俯沖的拖曳力導(dǎo)致南海海盆打開”的思想,該模式最近幾年逐漸得到關(guān)注。俯沖帶拖曳力是否是板塊驅(qū)動力目前尚存在較多爭議，更不能解釋古南海俯沖帶為何不在加里曼丹及巴拉望島下部斷離或者拉張，而是在南海北部拉張，也無法解釋南海擴(kuò)張中心向南跳躍的現(xiàn)象。

1.2.6 基于構(gòu)造物理模擬的巖石圈旋轉(zhuǎn)拉張模型

文獻(xiàn)[104-107]基于構(gòu)造物理模擬建立了巖石圈旋轉(zhuǎn)拉張模型，巖石圈的旋轉(zhuǎn)拉張模型產(chǎn)生的斷裂及地貌與南海的幾何學(xué)實(shí)際情況較為接近，在運(yùn)動學(xué)上也是接近的，但是這種模式在巖石圈的動力方面解釋遇到了問題，尤其旋轉(zhuǎn)動力的來源還不能作出很好的解釋。

1.2.7 繼承性NNE向走滑斷層控制的斜向擴(kuò)張

文獻(xiàn)[108-110]等關(guān)注到南海存在NNE向走滑斷層，并建立后續(xù)擴(kuò)張和NNE向走滑斷層之間的聯(lián)系，這種模式從某種角度來理解也有一定的特別之處，雖然并未系統(tǒng)討論斜向擴(kuò)張的力學(xué)機(jī)理，但這種斜向擴(kuò)張還是比較新穎的思路和理念，需要引起重視，這個問題也涉及南海南北各個地質(zhì)體在擴(kuò)張前的連接關(guān)系，還需要根據(jù)盆地的解析關(guān)系系統(tǒng)地解析對比明確后方能確定南海的擴(kuò)張方向，文獻(xiàn)[108-110]觀點(diǎn)的拓展性價值在于進(jìn)一步引出一系列問題，即南海南北地體對比的“南北正對”“北西向斜對”“北東向斜對”等問題，同時也需要研究南海地體群之間在南海擴(kuò)張發(fā)展的各個階段是否存在伸展方向的變化。是三個對接關(guān)系“三選一”還是存在各種關(guān)系“輪流值班”的問題尚待進(jìn)一步研究。

1.3 南海海盆擴(kuò)張模式評述

傳統(tǒng)的南海研究[8，22，111]等都未對以上模式在動力方面的邏輯關(guān)系進(jìn)行全面總結(jié)。文獻(xiàn)[22，52，112]認(rèn)為南海成因爭議的焦點(diǎn)主要集中在其形成演化動力學(xué)機(jī)制上,主要有三種觀點(diǎn):①印度與歐亞板塊碰撞擠出成因說；②地幔上涌成因說；③太平洋板塊俯沖成因說。根據(jù)側(cè)重動力來源還可以細(xì)分。合理的動力學(xué)模式應(yīng)該建立在充分考慮周邊板塊相互作用的地質(zhì)過程及對南海地質(zhì)結(jié)構(gòu)有正確的認(rèn)識之上。筆者認(rèn)為,這些研究中,有一些觀點(diǎn)有明確動力學(xué)傾向性，可以作為代表性的觀點(diǎn),南海研究的動力學(xué)研究之邏輯分類及關(guān)系如表1所示。

南海擴(kuò)張的動力學(xué)過程可分為主動擴(kuò)張和被動擴(kuò)張兩大類觀點(diǎn)，主動成因主要是10種，被動成因有7種，涉及代表性觀點(diǎn)20個，這是南海研究日趨成熟的表現(xiàn)，未來將會逐漸觀點(diǎn)融合發(fā)展，被動類觀點(diǎn)也可分為與印度板塊—?dú)W亞板塊碰撞相關(guān)以及與太平洋板塊相對歐亞板塊的切向運(yùn)動相關(guān)兩大類。從此觀點(diǎn)可見，南海究竟是主動成因還是被動成因這一問題還沒有解決，從發(fā)展的脈絡(luò)來看，主動成因有占優(yōu)勢的趨勢?？v觀這些主力觀點(diǎn)，每一觀點(diǎn)都能合理解釋一些宏觀地質(zhì)現(xiàn)象，也都與另一些地質(zhì)現(xiàn)象相悖，還需要進(jìn)一步修正、發(fā)展或用新的資料來驗(yàn)證。

表1 南海研究的動力學(xué)研究之邏輯分類及關(guān)系

2 “南海觀點(diǎn)”的演變分析

2.1 “南海觀點(diǎn)”之演變

綜上，可以隱約地感受到不同時代南海研究的主要思想及其運(yùn)動變化。

2.1.1 “中生代”擴(kuò)張到“新生代”擴(kuò)張的演變

2.1.2 “地臺”“古地塊”觀點(diǎn)向“裂陷盆地”觀點(diǎn)的演變

多旋回學(xué)說[4]對“南海地臺”的劃分，將整個南?；癁榈嘏_的解釋，考慮了南海相關(guān)地塊的陸殼屬性，南海地臺并非新生代的地臺，最近數(shù)十年的研究，逐漸深化認(rèn)識到南海主要是新生代為主的盆地，其主要的物質(zhì)是新生代的產(chǎn)物，而中生代的物質(zhì)研究因?yàn)殡y度大而逐漸被淡化，“南海地臺”的劃分是槽臺學(xué)說指導(dǎo)下的理論產(chǎn)物，有更大的歷史穿透度?？傮w來說，“五大學(xué)派”時期的研究方法基本是粗線條的構(gòu)造單元劃分為主要考量，歷史穿透度很大，而現(xiàn)代的研究多以盆地內(nèi)部的變形、基底、巖石年代為主要手段，研究細(xì)化，以能夠研究和證實(shí)的東西作為主要依據(jù)，在歷史上弱化了中生代的問題。

2.1.3 被動為主向主動為主的演變

綜合上文所提文獻(xiàn),主動被動成因在歷史各個階段均有不少闡述,但是,這些年逐漸出現(xiàn)了對被動模式質(zhì)疑[57，116]增多的現(xiàn)象。雖然南海成因模式在整體上存在被動為主向主動為主的演變，但就被動模式本身對于外圍環(huán)境與南海形成之間的聯(lián)系還是需要繼續(xù)加深研究。這種主被動關(guān)系，既涉及印支半島和南海的主被動關(guān)系，也涉及南海主動因素和外圍區(qū)的主被動關(guān)系，南海及圍區(qū)有幾十個盆地，其研究要充分考慮相關(guān)盆地形成過程的動力學(xué)聯(lián)系[117]。

2.1.4 弧后擴(kuò)張觀點(diǎn)演變

隨著俯沖帶研究的深化，俯沖帶的太平洋弧后擴(kuò)張也經(jīng)歷了“菲律賓海俯沖帶弧后擴(kuò)張”“西太平洋弧后擴(kuò)張”“西太平洋俯沖帶的后退擴(kuò)張”等幾個主要的發(fā)展時期，并且“印度洋弧后”的觀點(diǎn)也在發(fā)展之中。

2.2 前人工作的啟示

(1)主動的觀點(diǎn)主要關(guān)注南海區(qū)域下部巖石圈的先天稟賦，在資料不足的基礎(chǔ)上提出一些“假說性”模型，這類觀點(diǎn)未來的方向在于巖石圈本身的結(jié)構(gòu)和巖石學(xué)的繼續(xù)研究。

(2)被動類觀點(diǎn)主要關(guān)注南海和外圍環(huán)境之間的聯(lián)系，這是這類模式的主要優(yōu)點(diǎn)。

(3)從這些觀點(diǎn)來看，前人的假說大致考慮了南海海域研究的地幔軟流圈屬性、俯沖帶相關(guān)屬性、巖石圈物質(zhì)屬性、巖石圈破裂屬性、地球化學(xué)的親緣屬性，并在擴(kuò)張中心的幾何形態(tài)方面考慮了和俯沖帶之間的關(guān)系，并從槽臺學(xué)說逐漸進(jìn)化為板塊構(gòu)造觀點(diǎn)。在外圍環(huán)境方面則考慮的外圍區(qū)域走滑對南海地區(qū)的牽引問題以及和青藏之間的關(guān)系問題。

2.3 未來發(fā)展趨向

2.3.1 歷史穿透度應(yīng)加大

隨著對南海深部研究的加強(qiáng)，對深部構(gòu)造層可能存在聯(lián)系方面近年來有一些可參考的大地構(gòu)造條件或模式[118-121]，對南海北部中生代研究得到加強(qiáng)，并且積累了數(shù)量可觀的文獻(xiàn)，南沙海域中生代研究則依然比較薄弱，中生代屬性方面的認(rèn)識會逐漸加深。

2.3.2 研究方法多元化、精細(xì)化

隨著中國近些年對海洋關(guān)注的加大，隨著南海研究的逐漸深入，研究方法會逐漸完善而趨于多元化，研究內(nèi)容會逐漸趨于精細(xì)化。

2.3.3 繼續(xù)爭議，并逐漸走向?qū)W說融合

雖然，從南海的觀點(diǎn)系列及其發(fā)展來看，南海的相關(guān)觀點(diǎn)逐漸走向了成熟，但整體來說還處于學(xué)說逐漸增多，各個學(xué)說之間缺乏融合的早中期階段，目前還沒到隨意否定某類學(xué)說存在價值的階段，未來各類學(xué)說的數(shù)量還會進(jìn)一步增多，爭議還會進(jìn)一步加大，而各個觀點(diǎn)之間的融合發(fā)展和證據(jù)還期待進(jìn)一步的發(fā)展。南海的擴(kuò)張涉及的每一觀點(diǎn)都能合理解釋一些宏觀地質(zhì)現(xiàn)象，也都與另一些地質(zhì)現(xiàn)象相悖，還需要進(jìn)一步修正、發(fā)展或用新的資料來驗(yàn)證，這是南海研究日趨成熟的表現(xiàn)，未來將會逐漸觀點(diǎn)融合發(fā)展。

2.3.4 與周圍地塊之間關(guān)系、盆地之間關(guān)系的響應(yīng)事件序列之間展開研究

南海構(gòu)造演化事件序列還缺乏深入的研究，需要確定東特提斯新生代的重大事件和響應(yīng)中心，需要以事件為中心，加強(qiáng)構(gòu)造、沉積方面的對比，確定主要構(gòu)造“變動”期的事件及傳播方向。中生代的事件序列也需要逐漸關(guān)注。

2.3.5 定量化研究

未來的研究，定量化會成為一種趨勢，要研究南海擴(kuò)張主被動成因模式及與周圍地體之間關(guān)系，確定圍區(qū)地體群和南海之間的關(guān)系，確定各種被動關(guān)系所起到的作用，定量化研究手段的引入是必要的，這種定量化既包含解析構(gòu)造學(xué)領(lǐng)域的過程描述定量化，也包括定量的力學(xué)計(jì)算，各類模式的定量化力學(xué)可行性研究有必要開展。

2.3.6 和巖石圈結(jié)構(gòu)的契合

李家彪團(tuán)隊(duì)[70-71,122]和任建業(yè)等[123]近些年的工作加強(qiáng)了對南海巖石圈結(jié)構(gòu)的研究。其中，董東東等[122]提出了“伸展拆離”模式，任建業(yè)等[123]的研究也突出了“伸展拆離”結(jié)構(gòu)，“伸展拆離模式”雖然不能成為南海形成的獨(dú)立動力學(xué)模式，但其大規(guī)模的伸展拆離模式似乎說明南海原有巖石圈結(jié)構(gòu)，未來這種巖石圈的結(jié)構(gòu)和動力學(xué)模式之間的關(guān)系是值得深度重視的，在這方面理論界還較少關(guān)注。

2.3.7 和南海演化過程的契合

和南海演化過程的契合也是重要的關(guān)注點(diǎn)，如關(guān)成堯等[68]提出的“伸展幕”似乎在總體上可以支持劉海齡等[73]的“山根拆沉說”，巖石學(xué)證據(jù)[33]還需要與此相聯(lián)系。每個學(xué)說大致都可以和自己關(guān)注的部分南海演化特征契合，但對于能夠總結(jié)歷史文獻(xiàn)并概括南海整個演化過程的文獻(xiàn)仍屬于缺乏狀態(tài)，未來更加能夠解釋南海形成要素的模式需要和南海的全過程契合。并且，南海的打開可能涉及主動和被動的多要素甚至多模式參與，需要根據(jù)全過程確定一套解釋能力更強(qiáng)的“(動力學(xué))模式序列”。

2.3.8 未來模式需要解釋的問題

一個更加合理的解釋模式需要至少能夠解釋以下一些南海相關(guān)的基本現(xiàn)象：①擴(kuò)張中心的近WE向與西太平洋俯沖方向的矛盾；②朱炳泉提出的東南亞巖石43Ma轉(zhuǎn)親岡瓦納[33,124]的問題；③董東東等[122]提出的“伸展拆離”的巖石圈結(jié)構(gòu)屬性，需要從巖石圈結(jié)構(gòu)的研究對南海成因模式進(jìn)行深化。這三個容易產(chǎn)生矛盾的問題分別是擴(kuò)張脊幾何學(xué)和俯沖幾何學(xué)關(guān)系、巖石學(xué)屬性變化與外圍環(huán)境關(guān)系、巖石圈及上載盆地的幾何學(xué)與動力模式及外圍環(huán)境的關(guān)系。

2.3.9 主動模式和被動模式的契合是未來研究的重要目標(biāo)

主動模式大多考慮本區(qū)的歷史，而被動模式考慮外圍條件[125]，外圍條件也是隨著時間的推移而運(yùn)動變化的，需要根據(jù)“中新生代南海演化全過程”確定一套解釋能力更強(qiáng)的聯(lián)系主被動關(guān)系的“(動力學(xué))模式序列”，這是一套更加綜合的目標(biāo)，這套綜合解釋的出現(xiàn)必將以前人有代表性觀點(diǎn)的融合為基本的支撐。

從前述討論來看，南海與周圍地塊之間主被動關(guān)系研究、東南亞盆地群響應(yīng)序列之間對比、巖石圈與盆地過程描述定量化研究是未來的主要趨向和必由之路。以這些細(xì)節(jié)的定量研究支撐動力學(xué)成因的認(rèn)識，以諸多成因解釋的綜合指導(dǎo)細(xì)節(jié)研究，各種模式的動力學(xué)對比與定量評價檢驗(yàn)也是非常必要的。

3 結(jié)論

(1)每一個重要區(qū)域的研究都會產(chǎn)生至少十?dāng)?shù)種重要的學(xué)說，南海也是如此。

(2)南海擴(kuò)張的動力學(xué)過程可分為主動擴(kuò)張和被動擴(kuò)張兩大類觀點(diǎn)，主動成因主要是10種，被動成類主要有7種，涉及代表性觀點(diǎn)20個，這是南海研究日趨成熟的表現(xiàn)。

(3)每一觀點(diǎn)都能合理解釋一些宏觀地質(zhì)現(xiàn)象，也都與另一些地質(zhì)現(xiàn)象相悖，還需要進(jìn)一步修正、發(fā)展或用新的資料來驗(yàn)證，這是南海研究日趨成熟的表現(xiàn)，未來將會逐漸各類觀點(diǎn)融合發(fā)展。

(4)主動被動的契合是未來研究的重要目標(biāo)，應(yīng)加大巖石圈結(jié)構(gòu)學(xué)和巖石發(fā)展史的研究，并充分考慮外圍被動因素，融合南海的發(fā)育歷史，以盆地解析的定量化為基本依托，展開南海及圍區(qū)數(shù)十個盆地的系統(tǒng)對比，并將中生代南海的巖石圈稟賦及歷史融于其中是南海成因模式研究的重要方向。