楊傳勝,楊長(zhǎng)清,楊艷秋,孫晶,顏中輝,王建強(qiáng)
1. 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所,青島 266071
2. 青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,青島 266237
洋陸過渡帶涵蓋典型的活動(dòng)陸緣俯沖帶和被動(dòng)陸緣洋陸轉(zhuǎn)換帶,是研究大洋與大陸地球動(dòng)力過程、動(dòng)力學(xué)機(jī)制的關(guān)鍵,長(zhǎng)期以來一直是國(guó)際地學(xué)前沿研究問題。它涵蓋了海溝至大陸邊緣遭受洋-陸相互影響、改造的地帶,具有復(fù)雜地殼的特征,可劃分為以下兩部分:(1)大陸邊緣遭受了與洋陸相互作用密切相關(guān)的強(qiáng)烈改造與明顯錯(cuò)位的地區(qū);(2)陸緣增生體,包括了近源或異源的陸殼、島弧碎塊及組分不同的洋殼碎塊構(gòu)成的陸緣混雜堆積[1]。
從全球范圍來看,西太平洋及毗鄰歐亞大陸為開展洋陸過渡帶綜合研究的最理想地區(qū)[2],除獨(dú)有的雙俯沖系統(tǒng)外,還兼具最老地殼、最寬陸架與邊緣海、最深海溝、最完整溝-弧-盆體系,為整個(gè)環(huán)太平洋帶不可或缺的重要組成,具有得天獨(dú)厚的大地構(gòu)造位置。同時(shí),帶內(nèi)記錄有豐富的生物地層學(xué)證據(jù)與地質(zhì)歷史信息,表明源于古特提斯域的增生地體展布于亞洲大陸東緣及北美地區(qū),該格局形成于特提斯域解體后的中生代時(shí)期,單用現(xiàn)今太平洋板塊俯沖予以解釋明顯證據(jù)不足[1]。本文基于近10年來的浙閩粵地區(qū)地質(zhì)勘查、東海綜合地球物理調(diào)查,以東海陸架盆地南部及毗鄰浙南、福建、粵東北為主要研究區(qū)(圖1),綜合前人相關(guān)研究成果,以板塊構(gòu)造理論為指導(dǎo),運(yùn)用構(gòu)造分析、平衡剖面、數(shù)值模擬、物理模擬等技術(shù)方法,總結(jié)浙閩粵地區(qū)構(gòu)造變形、演化,開展東海陸架盆地南部中—新生代構(gòu)造變形及動(dòng)力學(xué)研究,進(jìn)一步探討洋陸過渡帶中—新生代構(gòu)造演化及動(dòng)力學(xué)機(jī)制。
東海陸架盆地位于浙江省、福建省及廣東省以東,西鄰浙閩隆起區(qū),東為釣魚島隆褶帶。整體巖石圈減薄的西太平洋三角位置,夾持于歐亞板塊、印度板塊以及太平洋板塊之間,為全球巨型匯聚中心地帶[3]。區(qū)域上,該區(qū)總體位于華南板塊東南緣,基底為華夏地塊的向海延伸。
中、新生代以來,華南大陸相繼遭受燕山期與喜馬拉雅期一系列強(qiáng)烈、復(fù)雜、性質(zhì)迥異的陸內(nèi)、板塊構(gòu)造等疊加改造,更是表現(xiàn)出了其獨(dú)特的大陸復(fù)合構(gòu)造再造面貌[2,4-6],多類型、多時(shí)期火山—巖漿活動(dòng)與構(gòu)造變形交織疊加,擠壓、伸展與剪切走滑構(gòu)造相伴而生[7-8]。綜合來看,華南大陸中、新生代構(gòu)造屬性主導(dǎo)為板塊構(gòu)造及其遠(yuǎn)程效應(yīng)和大陸內(nèi)部陸塊間相互作用共同造就了現(xiàn)今的構(gòu)造格局[9]。
基于對(duì)浙江南部、福建地區(qū)、廣東東部及東北部等地區(qū)的地質(zhì)調(diào)查[10],總結(jié)了區(qū)內(nèi)中、新生界構(gòu)造變形,劃分了區(qū)域不整合面與主要構(gòu)造層,分析了區(qū)內(nèi)巖漿巖發(fā)育期次及斷裂展布。
圖1 海域和陸區(qū)研究區(qū)位置圖Fig.1 Location map of the study area
與毗鄰的東海盆地相比,浙閩粵地區(qū)表現(xiàn)出了更加復(fù)雜的構(gòu)造特征、更加多樣的沉積類型,中生界發(fā)育、分布各有差異,海相、陸相、海陸過渡相等多種沉積類型共存,火山活動(dòng)多期頻繁,斷裂發(fā)育且分布廣泛[10-12]。
中生代以來,浙閩粵地區(qū)主要經(jīng)歷了印支、燕山和喜山期3期大規(guī)模構(gòu)造運(yùn)動(dòng),進(jìn)而發(fā)育了一系列與之匹配的區(qū)域不整合面,具體有4大區(qū)域性不整合:(1)中—晚三疊世之間的不整合,為區(qū)內(nèi)最為重要的一次構(gòu)造事件,對(duì)應(yīng)于印支運(yùn)動(dòng);(2)中—晚侏羅世之間的不整合,對(duì)應(yīng)于燕山運(yùn)動(dòng)第I幕,奠定了中國(guó)現(xiàn)今構(gòu)造格局的形成基礎(chǔ);(3)早白堊世早期—早白堊世晚期之間的不整合,對(duì)應(yīng)于燕山運(yùn)動(dòng)第II幕;(4)晚白堊世—古近紀(jì)之間的不整合,對(duì)應(yīng)于燕山運(yùn)動(dòng)第III幕—喜山運(yùn)動(dòng)第I幕,導(dǎo)致了古近系的廣泛缺失[13]。區(qū)域上,同期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成了角度不整合、噴發(fā)不整合、平行不整合等多種樣式的南北展布。
浙閩粵地區(qū)中生代地層可劃分為4大構(gòu)造層:T1-T2、T3-J2,J3-K11和 K12-K2,其中 T3-J2為燕山早期構(gòu)造層,其地層展布與構(gòu)造變形反映了該區(qū)燕山早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的主體面貌,而燕山中期、晚期以及末期的構(gòu)造變形分別反映于上侏羅統(tǒng)(J3)、下白堊統(tǒng)(K1)與上白堊統(tǒng)(K2)的巖性特征、空間展布及構(gòu)造樣式發(fā)育[14]。此外,區(qū)內(nèi)局部發(fā)育有古新世地層,零星展布晚白堊世—古近紀(jì)小型盆地,其中粵東地區(qū)較為發(fā)育,說明區(qū)內(nèi)該期整體隆升,地層長(zhǎng)期被剝蝕[15]。
古元古代至第三紀(jì),該區(qū)均存在火山活動(dòng),詳細(xì)有呂梁、四堡—晉寧、加里東、海西—印支、燕山及喜馬拉雅6個(gè)構(gòu)造巖漿期。沿海燕山期火山弧整體介于長(zhǎng)樂-南澳深大斷裂帶與上虞-政和-大埔-海豐深大斷裂帶之間,NE-SW向延伸。由海及陸,火山作用逐漸變?nèi)酰尸F(xiàn)出酸性、中酸性與中偏堿性的分帶現(xiàn)象,火山弧伴有大規(guī)?;◢弾r類,花崗巖與流紋巖逐漸過渡[16]。從路線出露情況看,巖漿活動(dòng)頻繁,侵入巖與火山巖分布廣泛,二者各占總面積的1/3。整體來看,浙閩粵地區(qū)中生代火成巖發(fā)育廣泛、類型齊全,從超基性巖一直到酸性巖均有發(fā)育。其中,火山活動(dòng)、火山構(gòu)造明顯受區(qū)域構(gòu)造控制影響,與斷裂展布具有較好的一致性;侵入巖則以花崗巖類為主,燕山中期侵入巖最為發(fā)育,燕山晚期次之,總體上具有分布范圍廣、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特征。此外,除花崗巖類外,區(qū)內(nèi)兼有中性巖、基性巖與超基性巖的局部發(fā)育。
古元古代以來,浙閩粵地區(qū)經(jīng)歷了晉寧、加里東、印支及燕山多期強(qiáng)烈造山作用,發(fā)育了豐富的巖漿活動(dòng)與構(gòu)造變形,進(jìn)而形成了眾多區(qū)域性深大斷裂及斷裂構(gòu)造帶,并受后期構(gòu)造變形改造,表現(xiàn)為性質(zhì)不同、規(guī)模差異??傮w上,區(qū)內(nèi)對(duì)中—新生代沉積演化影響較大的主要有江山-紹興斷裂帶、麗水-蓮花山斷裂帶、八都-三魁斷裂帶、福安-南靖斷裂帶和濱海斷裂帶(圖2)[17-18]。
區(qū)域上,東海陸架盆地表現(xiàn)為NNE向隆坳相間,自西向東包括3個(gè)新生界二級(jí)構(gòu)造單元、17個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元[19-20],盆內(nèi)中生界可劃分為西部斷陷與東部坳陷兩大構(gòu)造體系[21]。新生代地層?xùn)|西厚、中間薄,盆地沉積中心具有向東遷移的特征[22],盆地南部中生界分布廣、厚度大,自西向東逐漸加厚,沉積中心位于基隆凹陷、新竹凹陷一帶。
東海陸架盆地南部中、新生代地層自下而上可依次劃分為5個(gè)地震層序、2大構(gòu)造層[23],即新生界構(gòu)造層、中生界構(gòu)造層,坳陷內(nèi)發(fā)育較厚的新生代地層??傮w上,坳陷各次級(jí)構(gòu)造單元內(nèi)新生界沉積序列大致相同,厚度各有差異。古新世地層具有全區(qū)分布的特點(diǎn),中部甌江凹陷沉積厚度最大可達(dá)3 700 m[20]。同時(shí),始新世地層的分布亦十分廣泛,隨著東亞陸緣構(gòu)造躍遷的影響[24],其沉積中心位于基隆凹陷,最大厚度可達(dá)4 500 m??v觀整個(gè)東海陸架盆地,漸新世地層主要發(fā)育于東部坳陷[25],地層厚度為200~1 300 m,而西部坳陷則整體缺失。中新世以來,盆地開始接受廣泛沉積,其上地層全區(qū)廣泛發(fā)育。鉆井揭示,西部坳陷內(nèi)中生界發(fā)育有下白堊統(tǒng)漁山組以及上白堊統(tǒng)的閩江組與石門潭組[26],坳陷內(nèi)未見侏羅紀(jì)地層發(fā)育,中生界整體厚度為0~3 000 m,最大厚度位于甌江凹陷東部。同時(shí),閩江凹陷、臺(tái)北低凸起、基隆凹陷內(nèi)皆發(fā)育有厚度較大的侏羅系福州組與廈門組。
圖2 中國(guó)東南地區(qū)中生代斷裂與巖漿活動(dòng)分布圖[18]Fig.2 Distribution of Mesozoic faults and magmatic activities in the Southern China[18]
東海陸架盆地主要發(fā)育有NE-NNE向、NW向以及少量近EW向3組斷裂[27]:(1)NE-NNE向斷裂數(shù)量多,規(guī)模大,分布范圍廣,它是坳陷乃至盆地內(nèi)主控?cái)嗔?,控制了盆地、坳陷的邊界及各次?jí)構(gòu)造單元的分布范圍,另有控制局部構(gòu)造的小型斷裂;早期多數(shù)為張性斷裂,后期有少量壓性斷裂,該組斷裂自西向東發(fā)育時(shí)代逐漸變新,見于各組地層中;(2)NW向斷裂數(shù)量不多,多為深斷裂與大斷裂,持續(xù)活動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),為盆地南北分塊的主控?cái)嗔?,如觀音-嶼那國(guó)大斷裂、魚山-久米大斷裂以及虎皮礁-吐噶剌大斷裂;(3)近EW向斷裂是盆內(nèi)最晚期次的一級(jí)斷裂,規(guī)模與數(shù)量均弱于上述兩組,主要形成于盆地后期構(gòu)造活動(dòng)。
總體上,斷裂可分為燕山期、喜山期和繼承性斷裂(長(zhǎng)期持續(xù)活動(dòng))3期(圖3)。燕山期斷裂是區(qū)內(nèi)斷陷、坳陷形成的主控?cái)嗔眩▓D3,斷裂②),該期斷裂自下而上分別控制了侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)各套地層的沉積,對(duì)其發(fā)育情況、沉積厚度、分布范圍與展布規(guī)律等都具有較為明顯的控制與制約作用,直接控制了凹陷、凸起的形成與展布。喜山期斷裂大都為后期發(fā)育與活動(dòng),部分為燕山期繼承性斷裂,主要控制了古新世—中始新世地層沉積(圖3,斷裂①),始新世后期隨著區(qū)內(nèi)整體抬升遭受剝蝕,故該期斷層對(duì)區(qū)內(nèi)的整體構(gòu)造格局影響較小,規(guī)模也相對(duì)較小。
圖3 斷裂活動(dòng)期次典型剖面Fig.3 A typical profile showing active faulting periods
海域巖漿巖多期次發(fā)育,涵蓋燕山期、喜山早期、喜山中期等多期次侵入和噴發(fā),其中燕山晚期最為廣泛,與陸域巖漿巖發(fā)育具有較好的一致性。空間展布上,區(qū)內(nèi)巖漿巖主要沿NNE-NE向分布,多沿?cái)嗔寻l(fā)育,二者具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系,巖漿巖發(fā)育明顯受控于斷裂的展布。整體上,區(qū)內(nèi)巖漿巖活動(dòng)具有由陸及海、由北西往南東逐漸變新的規(guī)律(表1),可具體劃分為浙閩隆起區(qū)、中部隆起區(qū)、釣魚島隆褶帶以及琉球島弧帶等4個(gè)NE-NNE向展布的巖漿巖帶[27]。
中、新生代以來,區(qū)內(nèi)遭受了擠壓、伸展、走滑多種構(gòu)造環(huán)境及其轉(zhuǎn)換的影響,不同構(gòu)造機(jī)制交替作用,共同制約了盆內(nèi)構(gòu)造樣式的發(fā)育與展布。區(qū)內(nèi)經(jīng)歷了多期構(gòu)造演化,不同地質(zhì)時(shí)期的不同構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)造就了東海陸架盆地南部構(gòu)造樣式多成因、多期次、多類型的特點(diǎn)?;跇?gòu)造組合、構(gòu)造應(yīng)力及地球動(dòng)力學(xué)背景分析認(rèn)為,東海陸架盆地南部及鄰域發(fā)育有伸展、擠壓、走滑、反轉(zhuǎn)以及底辟等5類構(gòu)造樣式、12 種構(gòu)造組合[28](表 2)。
(1)新生界盆地結(jié)構(gòu)
平面上,新生界盆地地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有“早期南北分塊、晚期東西分帶”的特征;剖面上,西部表現(xiàn)為“東斷西超”的箕狀斷陷結(jié)構(gòu),東部則為雙層結(jié)構(gòu),下為地塹式結(jié)構(gòu),上為“東斷西超”的箕狀結(jié)構(gòu),主要有西部坳陷內(nèi)的甌江凹陷、晉江凹陷、九龍江凹陷及東側(cè)的閩江凹陷、基隆凹陷等。由于靈峰構(gòu)造帶的阻擋作用,甌江凹陷分為甌江西次凹與甌江東次凹,其中西次凹為典型的單斷箕狀特征,而東次凹形態(tài)較為復(fù)雜,為復(fù)合型斷陷。臺(tái)西盆地晉江凹陷與九龍江凹陷平面幾何形態(tài)差異,前者呈條帶狀展布,而后者呈橢圓狀展布,自西向東分為西部緩坡帶、中央洼陷帶和東部陡坡帶(圖4)。整體來看,盆內(nèi)各凹陷主要為同時(shí)期半地塹在平面上串、并聯(lián)及不同時(shí)期半地塹在縱向上相互疊置而構(gòu)成(圖 5)。
表1 東海陸架盆地鉆井巖漿巖與變質(zhì)巖(據(jù)文獻(xiàn)[20])Table 1 List of volcanic and metamorphic rocks encountered in drilling holes in the ECSSB
表2 東海陸架盆地中生界構(gòu)造樣式Table 2 Classification of Mesozoic structural styles in the ECSSB
(2)中生界盆地結(jié)構(gòu)
平面上,中生界盆地東、西差異分帶,西部斷陷內(nèi)長(zhǎng)江凹陷、甌江凹陷、晉江凹陷等整體呈NNE向展布,為斷裂發(fā)育的典型箕狀斷陷盆地;剖面上,表現(xiàn)為東斷西超的結(jié)構(gòu),坳陷內(nèi)掀斜斷塊、半地塹等構(gòu)造樣式廣泛發(fā)育(圖5)。東部坳陷內(nèi)的閩江凹陷、基隆凹陷、新竹凹陷等則為坳陷結(jié)構(gòu),斷裂、火成巖欠發(fā)育,主要發(fā)育有斷背斜、擠壓背斜、反轉(zhuǎn)構(gòu)造等中生界構(gòu)造樣式[29]。
東海陸架盆地南部及鄰區(qū)發(fā)育剛性巖層,假設(shè)地層厚度、巖層長(zhǎng)度變形前后不變,利用“層長(zhǎng)不變?cè)瓌t”進(jìn)行平衡剖面分析[30-31],對(duì)區(qū)內(nèi)各構(gòu)造單元中、新生代演化過程進(jìn)行恢復(fù),以獲取各地質(zhì)時(shí)期的地層展布與構(gòu)造變形。
圖4 晉江凹陷與九龍江凹陷典型地震解釋剖面Fig.4 Typical seismic interpretation profiles in Jinjiang and Jiulongjiang Sags
圖5 東海陸架盆地結(jié)構(gòu)典型地震剖面Fig.5 Typical seismic interpretation profiles of basin structure in the ECSSB
圖6 東海陸架盆地典型地震測(cè)線平衡剖面圖Fig.6 Balanced section of typical seismic line in the ECSSB
侏羅紀(jì)時(shí)期,盆地整體表現(xiàn)為坳陷沉積,局部發(fā)育小規(guī)模張性斷裂,此時(shí)甌江凹陷尚未形成(圖6)。白堊紀(jì)末期,盆地西部形成了2個(gè)獨(dú)立發(fā)育地塹組成的復(fù)式地塹,甌江凹陷隨之形成。閩江凹陷與臺(tái)北低凸起上沉積了較厚的侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)地層,自西向東逐漸加厚,其中甌江凹陷晚白堊世地層厚度較大,臺(tái)北低凸起局部發(fā)育巖漿巖。受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,新生代盆地結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,甌江凹陷為復(fù)式斷陷,西側(cè)為箕狀斷陷,東側(cè)為復(fù)式地塹,東部邊界斷裂局部見有巖漿活動(dòng)[29],臺(tái)北低凸起上則有2處巖漿巖發(fā)育(圖6)。
I2/3ELVIS為基于Mark-in-Cell方法的有限差分?jǐn)?shù)值模擬方法[32],是研究巖石圈應(yīng)力—應(yīng)變及俯沖帶一些特殊現(xiàn)象(如脫水、部分熔融等)隨時(shí)間、溫度變化的一種較好工作手段[33]。本文基于該模型,構(gòu)建了以三疊紀(jì)為初始地質(zhì)時(shí)期的模型,處于坳陷為主的擠壓環(huán)境下,初步表現(xiàn)出向拉張轉(zhuǎn)換的特點(diǎn),有助于較好了解東海陸架盆地南部及鄰區(qū)構(gòu)造變形與動(dòng)力學(xué)成因,該時(shí)期為東亞陸緣類型的重要轉(zhuǎn)換階段[34-36]。
慢速拉張環(huán)境下,體應(yīng)變場(chǎng)反映出一些形成與即將形成斷層的區(qū)域,主控?cái)鄬犹攸c(diǎn)為北西傾向的斷層(圖7)。快速拉張構(gòu)造環(huán)境下,盆地?cái)鄬觾A向以南東向?yàn)橹髑覕嗑啻螅练e地層厚度大于該期地震剖面解釋結(jié)果,未見雁蕩低凸起形成,沉降中心始終為基隆凹陷(圖5、圖7)。綜合物質(zhì)場(chǎng)、第二應(yīng)變率不變量和體應(yīng)變場(chǎng)等因素,認(rèn)為慢速拉張時(shí)盆地?cái)鄬觾A向以向陸傾為主,沉積地層厚度與地震剖面解釋結(jié)果更為一致,可見慢速拉伸模式較為符合該區(qū)中生代構(gòu)造環(huán)境。
圖7 盆地物質(zhì)場(chǎng)演化模擬(左:快速拉張;右:慢速拉張)Fig.7 Evolution simulation of the basin material field (Left: fast-stretching; Right: slow-stretching)
東海陸架盆地巖漿來源較為復(fù)雜,主要為殼?;煸磁c殼源,表現(xiàn)為伸展構(gòu)造環(huán)境[27,37]。數(shù)值模擬顯示,單純伸展構(gòu)造環(huán)境下,中地殼減壓發(fā)生熔融,但地幔物質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到熔融溫度,即便受中地殼中角閃石脫水影響,形成大規(guī)模巖漿活動(dòng),仍與現(xiàn)今地殼結(jié)構(gòu)相差較大[38]。假設(shè)盆地下伏局部含水地幔層,由于沉積盆地伸展造成盆地下部地殼地幔減壓,局部含水地幔的熔融固相線低于周圍地幔物質(zhì)的固相線溫度值,造成局部地幔物質(zhì)熔融并快速上涌,當(dāng)遇到相對(duì)低溫、黏度大、剛性的地殼物質(zhì)時(shí)在下地殼部位形成巖漿房,得到了與現(xiàn)今巖漿發(fā)育較為一致的結(jié)果[10],見有大規(guī)模地幔物質(zhì)上涌引起巖漿侵入(圖8)?;谀M結(jié)果,結(jié)合區(qū)域綜合分析,認(rèn)為太平洋板塊富水洋殼俯沖脫水,一定程度上加速了地幔熔融,可能形成小型地幔柱[39],進(jìn)而引發(fā)了巖漿沿?cái)嗔亚秩肷喜康貙樱罱K形成了區(qū)內(nèi)巖漿巖的發(fā)育與展布。
基于實(shí)驗(yàn)?zāi)M與區(qū)域地質(zhì)對(duì)比認(rèn)為,甌江凹陷與閩江、基隆凹陷性質(zhì)不同,在盆地演化早期,整體受壓扭性環(huán)境影響,形成盆地的雛形,但在早白堊世演化期,甌江凹陷主要受濱海斷裂的影響,表現(xiàn)為張扭型盆地,而閩江凹陷和基隆凹陷主要受俯沖帶后撤導(dǎo)致的拉伸作用影響,而具有伸展型盆地的特點(diǎn),間有多期新生代擠壓反轉(zhuǎn)。
總體上,東海陸架盆地內(nèi)中生界呈NE向展布,具有東厚西薄、南厚北薄的規(guī)律。侏羅紀(jì)時(shí)期,西部坳陷系列斷陷盆地尚未形成,故無該時(shí)期地層形成,沉降中心位于中東部,沉積中心具有向東遷移的特點(diǎn),全區(qū)皆有分布。侏羅紀(jì)至白堊紀(jì),東海陸架盆地沉降中心有自西向東遷移的規(guī)律[40]。整個(gè)燕山期,東海陸架盆地內(nèi)發(fā)育有兩大不整合面,分別為早中侏羅世與早白堊世晚期之間的不整合面與晚白堊世與古近紀(jì)之間的不整合面[40-41]。
圖8 物質(zhì)場(chǎng)演化結(jié)果Fig.8 Evolution of material field
從數(shù)值模擬結(jié)果來看,若中生代東海陸架區(qū)域巖石圈結(jié)構(gòu)中存在含水地幔,不但會(huì)造成中侏羅世與早白堊世晚期(140~70 Ma)的中、下地殼的大規(guī)模巖漿活動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生巖漿侵入,同時(shí),也會(huì)由于含水地幔的上涌,在此期間地殼的部分區(qū)域會(huì)產(chǎn)生抬升,形成沉積間斷,雁蕩低凸起的形成可能與之相關(guān),在地層上表現(xiàn)為不整合接觸關(guān)系。
平衡剖面顯示,西部坳陷形成后期,其沉降中心受到巖漿巖活動(dòng)影響(圖6)。早期長(zhǎng)江凹陷、甌江凹陷、錢塘凹陷等形成于自漁山運(yùn)動(dòng)后的拉張環(huán)境下,之后不斷接受沉積。在擴(kuò)張后期由于巖石圈減薄,為盆地的沉積物提供了沉積空間,沉積厚度最大區(qū)域?qū)?yīng)巖石圈減薄程度最大處,同時(shí)恰為地幔物質(zhì)上涌程度最大位置。
綜合區(qū)域構(gòu)造分析與數(shù)值模擬,東海陸架盆地中—新生代成盆過程與Izanagi板塊俯沖、海礁-東引至南澳—長(zhǎng)樂大斷裂運(yùn)動(dòng)學(xué)性質(zhì)密切相關(guān),可劃分為4個(gè)階段:晚三疊世(?)—侏羅紀(jì)大陸邊緣坳陷盆地階段、晚侏羅世—早白堊世早期隆升轉(zhuǎn)換階段、早白堊世晚期—晚白堊世大陸邊緣弧后伸展盆地階段以及晚白堊世末—新生代活動(dòng)陸緣走滑拉分盆地發(fā)育階段(圖9)。
(1)晚三疊世(?)—侏羅紀(jì)
晚三疊世—侏羅紀(jì),浙閩粵地區(qū)沉積了較厚的海陸交互相地層,盆地較為發(fā)育[16,42],多呈NE向展布。此時(shí),東海陸架盆地主要為坳陷型盆地,其西側(cè)的濱海斷裂推測(cè)認(rèn)為是研究區(qū)內(nèi)一條重要的深大斷裂,由海礁—東引大斷裂和長(zhǎng)樂—南澳斷裂組成,其不僅是東南沿海地區(qū)中生代巖漿帶的東界,而且還是陸架盆地內(nèi)新生代地層由厚轉(zhuǎn)薄的轉(zhuǎn)折線,同時(shí)也是區(qū)內(nèi)前陸盆地的西界[43]。同時(shí),多種證據(jù)支持濱海斷裂是一條區(qū)域性主干斷裂[44],其形成與Izanagi板塊斜向俯沖有關(guān)。俯沖影響下,整個(gè)盆地具有壓扭性盆底,閩江凹陷和基隆凹陷應(yīng)為統(tǒng)一的前弧盆地,物源應(yīng)主要來自于火山弧地區(qū)。該期區(qū)域巖漿事件主要集中于濱海斷裂的西部,可能與濱海斷裂左行壓扭的性質(zhì)有關(guān)。同時(shí),斷層控制了盆內(nèi)一系列古隆起的形成,并奠定了前弧盆地西部邊界的基本構(gòu)造格架。
圖9 東海陸架盆地南部演化模式圖[3]Fig.9 Evolutionary model of the southern ECSSB[3]
(2)晚侏羅世—早白堊世早期
晚侏羅世—早白堊世早期構(gòu)造活動(dòng)大體對(duì)應(yīng)于漁山運(yùn)動(dòng)(燕山運(yùn)動(dòng)二幕)。此時(shí),濱海大斷裂由晚侏羅世的右行走滑轉(zhuǎn)換為左行走滑,進(jìn)入了第二期活動(dòng)。由于受Izanagi板塊俯沖后撤的影響,浙閩粵地區(qū)出現(xiàn)大規(guī)模巖漿活動(dòng),閩江凹陷和基隆凹陷向東伸展擴(kuò)張,形成地塹或半地塹式的盆地結(jié)構(gòu)特征,但由于距離濱海斷裂較遠(yuǎn),凹陷內(nèi)未發(fā)現(xiàn)與走滑性質(zhì)相關(guān)的花狀構(gòu)造。伴隨著俯沖后撤,與俯沖相關(guān)的巖漿事件也不斷向東遷移,在閩江、基隆凹陷不斷伸展的同時(shí),由于地幔物質(zhì)上涌和巖漿活動(dòng)發(fā)育,閩江凹陷開始整體抬升,形成自南至北的隆起區(qū),海域缺失部分沉積[12],基隆凹陷沉積厚度不斷增大。
(3)早白堊世晚期—晚白堊世
受Izanagi板塊西向大角度后退俯沖至歐亞板塊之下及區(qū)內(nèi)強(qiáng)烈弧后擴(kuò)張的影響,白堊紀(jì)盆地隨之形成,該階段的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)于雁蕩運(yùn)動(dòng)(燕山運(yùn)動(dòng)三幕)[45],為東海陸架盆地的斷陷期,奠定了東海陸架盆地新生界構(gòu)造格局。
該時(shí)期,濱海斷裂由晚侏羅世至早白堊世的左行走滑轉(zhuǎn)換為右行張扭,甌江凹陷的盆地性質(zhì)隨之發(fā)生改變。受斷層控制的雁蕩低凸起逐漸形成,并由一個(gè)NW-SE向的斷層分割開,呈雁列式不連續(xù)分布。與此同時(shí),由于俯沖板塊的不斷后撤,閩江、基隆凹陷持續(xù)伸展。在該時(shí)期,來自俯沖板塊脫水產(chǎn)生的大規(guī)模巖漿事件很可能作用于閩江凹陷之下,進(jìn)而導(dǎo)致了閩江凹陷的進(jìn)一步抬升,形成現(xiàn)今的臺(tái)北低凸起,基隆凹陷進(jìn)一步沉降為沉積中心。
(4)晚白堊世末—新生代
晚白堊世末—古新世,太平洋板塊俯沖速率、角度發(fā)生改變[46],板塊潛沒、回卷與巖漿上升侵入,形成了大規(guī)模伸展裂陷。始新世,在印度板塊碰撞加劇、太平洋板塊俯沖方向變化等作用下[47],裂陷加劇且伴隨沉降中心東移。同時(shí),地幔水化加速地幔熔融,形成下地殼部位的巖漿房并沿?cái)嗔严蛏锨秩?,一定程度上加劇了裂陷盆地的發(fā)育。中中新世,太平洋板塊向歐亞板塊加速匯聚,區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)由右旋張扭改變?yōu)樽笮龎号48],造成了盆地西部坳陷漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)的缺失以及邊緣海閉合、構(gòu)造反轉(zhuǎn)等[49]。新生代地層自西向東呈現(xiàn)出明顯的加厚趨勢(shì),區(qū)內(nèi)巖漿巖多與NE-NNE向主控?cái)嗔寻樯l(fā)育且具西老東新特點(diǎn),整體受控于東亞及其大陸邊緣新生代構(gòu)造遷移體系[24],具有自西向東遷移、變新的宏觀規(guī)律。
(1)中、新生代時(shí)期,東海陸架盆地南部及毗鄰浙閩粵地區(qū)主要經(jīng)歷了印支、燕山和喜山期3大構(gòu)造運(yùn)動(dòng),形成了一系列區(qū)域不整合面,包括噴發(fā)不整合、平行不整合及角度不整合。其中,浙閩粵地區(qū)主要發(fā)育 T1-T2、T3-J2、J3-K11、K12-K2等 4大構(gòu)造層,晚白堊世—古近紀(jì)盆地內(nèi)零星見古新世地層發(fā)育,海域則發(fā)育有較為完整的中—新生代地層。同時(shí),區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有NE-NNE向與NW向2組斷裂,海域發(fā)育少量EW向斷裂。巖漿巖主要發(fā)育有印支期、燕山期及喜山期,陸區(qū)燕山中期侵入巖最為強(qiáng)烈,海域燕山晚期最為廣泛,與斷裂展布具有較好的一致性,整體具有由陸及海、由北西向南東逐漸變新的規(guī)律。
(2)東海陸架盆地南部發(fā)育有伸展構(gòu)造樣式、擠壓構(gòu)造樣式、走滑構(gòu)造樣式、反轉(zhuǎn)構(gòu)造樣式以及底辟構(gòu)造樣式等5類構(gòu)造樣式,12種構(gòu)造組合,新生界盆地具有“東西分帶、南北分塊”的展布特點(diǎn),中生代盆地則具有東西差異分帶特征。剖面上來看,西部表現(xiàn)為“東斷西超”的箕狀斷陷結(jié)構(gòu),東部則表現(xiàn)為雙層結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
(3)中生代時(shí)期,東海區(qū)域巖石圈存在含水地幔前提下,不但會(huì)造成中侏羅世與早白堊世晚期之間的中、下地殼的大規(guī)模巖漿活動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生巖漿侵入,同時(shí)由于含水地幔的上涌,地殼部分區(qū)域會(huì)產(chǎn)生抬升而出現(xiàn)沉積間斷。擴(kuò)張后期由于巖石圈減薄,為盆地的沉積物提供了沉積空間,西部坳陷進(jìn)而形成并持續(xù)接受沉積,沉積厚度最大處對(duì)應(yīng)巖石圈減薄程度最大位置,同時(shí)恰為地幔物質(zhì)上涌程度最大區(qū)域。
(4)基于東海陸架盆地南部及鄰區(qū)構(gòu)造變形及演化分析,將該區(qū)中—新生代構(gòu)造演化厘定為以下4個(gè)階段:晚三疊世(?)—中侏羅世活動(dòng)大陸邊緣坳陷盆地階段;晚侏羅世—早白堊世早期隆升轉(zhuǎn)換階段;早白堊世晚期—晚白堊世大陸邊緣弧后伸展盆地階段以及晚白堊世末—新生代活動(dòng)陸緣走滑拉分盆地發(fā)育階段。