南海北部陸坡深水區(qū)新生代沉積演化東西部對比分析

謝 輝，區(qū)浩瑛，石紅才，孔德明

南海北部陸坡深水區(qū)新生代沉積演化東西部對比分析

謝 輝1,2，區(qū)浩瑛1，石紅才1，孔德明1

（1. 廣東海洋大學海洋與氣象學院//廣東省近海海洋環(huán)境變化與災(zāi)害預(yù)警重點實驗室，廣東 湛江 524088；2. 中國科學院邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室，廣東 廣州 510301）

【目的】研究南海北部陸坡深水區(qū)新生代沉積演化在陸緣東部和西部的異同?！痉椒ā坷弥榻谂璧厣钏畢^(qū)和瓊東南盆地深水區(qū)鉆井和地震勘探資料，通過回剝分析，重建兩沉積盆地深水區(qū)的去壓實沉積厚度和沉積速率變化并進行對比分析?！窘Y(jié)果】兩沉積盆地深水區(qū)的新生代都呈現(xiàn)幕式沉積演化的特征，大體可以劃分為4幕。在29－23.03 Ma和19.8－11.9 Ma，珠江口盆地深水區(qū)的沉積速率明顯大于瓊東南盆地；而在8.2－0 Ma，尤其是3.2 Ma之后，情況相反。在23－19.8 Ma，兩個盆地的深水區(qū)都表現(xiàn)出極低的沉積速率。【結(jié)論】南海北部陸緣深水區(qū)東西部的沉積演化在裂陷期基本近似，但是裂后期明顯不同。珠江口盆地深水區(qū)裂后期沉積演化主要受到珠江流域變化、白云運動和亞洲季風強弱控制，而瓊東南盆地深水區(qū)裂后期沉積演化主要受到紅河物源、海南島物源、紅河斷裂右旋走滑和亞洲季風強弱控制。

南海北部；陸坡深水區(qū)；回剝分析；沉積演化

南海處于歐亞、太平洋和印澳三大板塊交匯處，是西太平洋最大邊緣海之一。南海的形成演化受三大板塊相互制約，其構(gòu)造發(fā)育史非常復(fù)雜，一直是當今地學界研究熱點之一[1-4]。南海北部陸緣的構(gòu)造屬性長期以來存在多種不同觀點，現(xiàn)一般歸結(jié)為是一個邊緣海型的被動大陸邊緣[5-7]。然而南海北部陸緣東部和西部，無論是深部地殼結(jié)構(gòu)上[8-11]還是沉積演化各方面[12-14]，都表現(xiàn)出極大差異。因此，進一步深入研究南海北部陸緣東西部的差異，無論是對厘定其陸緣屬性，還是確定其形成演化機制，甚至是油氣勘探等方面，都具有重要意義。目前，雖然對南海北部陸緣各沉積盆地構(gòu)造沉積演化等特征進行了廣泛研究[15-21]，但主要是定性方面的研究，而定量對比研究較少。本研究擬在高精度鉆井地層和地震勘探資料分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人研究成果，選擇珠江口盆地和瓊東南盆地的深水區(qū)作為研究對象，定量對比分析兩盆地深水區(qū)沉積演化特征的異同，厘定其異同的具體時間和差異大小并探討其可能原因。這不僅可以為南海北部陸緣的形成演化提供約束，而且還可以為南海北部陸緣的深水油氣勘探提供理論指導(dǎo)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

珠江口盆地位于南海北部大陸邊緣東部的珠江口外，呈北東向展布，盆地基底是華南板塊在南海的延伸部分，因此在大地構(gòu)造位置上屬于華南板塊南緣，是在古生代及中生代復(fù)雜褶皺基底上形成的新生代含油氣盆地，面積達20×104km2（圖1）。珠江口盆地新生代經(jīng)歷了裂陷期、坳陷期和構(gòu)造活化期三個演化階段，形成了下斷上坳、先陸后海的構(gòu)造―沉積響應(yīng)特征[12,21]。受NE向和NWW向基底斷裂的控制，盆地呈現(xiàn)南北分帶、東西分塊的構(gòu)造格局。自北向南依次可以劃分為北部隆起帶、北部坳陷帶（珠一坳陷和珠三坳陷）、中部隆起帶（神狐隆起、番禺低隆起和東沙隆起）、南部坳陷帶（珠二坳陷和潮汕坳陷）和南部隆起帶共5個一級構(gòu)造單元（圖1）。盆地自下而上鉆遇了古近系的神狐組、文昌組、恩平組、珠海組和新近系的珠江組、韓江組、粵海組、萬山組、第四系地層，其中T70（33 Ma）界面為盆地的破裂不整合界面（圖2）[22-23]。

圖2瓊東南盆地和珠江口盆地地層綜合柱狀圖[12, 25]

瓊東南盆地位于南海北部大陸邊緣西部的海南島南側(cè)，海南島和西沙群島之間，近北東向展布，面積約5×104km2（圖1）。盆地基底巖性以燕山期花崗巖為主，也有古生代沉積巖和變質(zhì)巖，是在前第三系基底基礎(chǔ)上發(fā)育起來的新生代斷陷含油氣盆地。盆地從北往南可以劃分為北部隆起區(qū)、中央坳陷區(qū)和南部隆起區(qū)3個一級構(gòu)造單元（圖1）。其中中央坳陷區(qū)較大，主要包括樂東—陵水凹陷、松南—寶島凹陷和長昌凹陷等多個二級構(gòu)造單元。盆地具有下斷上坳的雙層地層結(jié)構(gòu)，沉積充填序列主要有新生代和第四系地層組成，從下而上依次為始新統(tǒng)嶺頭組、漸新統(tǒng)崖城組和陵水組，中新統(tǒng)的三亞組、梅山組和黃流組，上新統(tǒng)的鶯歌海組以及第四系樂東組，其中T60(23 Ma)界面為盆地的破裂不整合界面（圖2）[24-25]。

南海北部陸緣自從新生代以來發(fā)生了6次重要的構(gòu)造運動，分別是神狐運動、珠瓊運動一幕、珠瓊運動二幕、南海運動、白云運動和東沙運動[26-28]。研究表明，南海是由東到西呈漸進式張開，東部的海盆先形成，西部的海盆后形成，年齡大約在33－15 Ma之間[2,4]。

前人研究表明，亞洲季風演化對南海北部陸緣沉積盆地的沉積作用具有非常密切的聯(lián)系[29-31]。夏季風的增強（或減弱）會增加（或減?。┙涤炅繌亩鴮?dǎo)致陸源區(qū)化學侵蝕強度增大（或減小），海底沉積物中由河流輸送的陸源物質(zhì)比例也會跟著增加（或減小）[32]。ODP1148站鉆井巖芯的沉積物研究表明，在24－10 Ma亞洲季風呈現(xiàn)逐漸增強趨勢，不過在16.5－15 Ma亞洲季風明顯減弱，氣候極度干燥。15－10.5 Ma亞洲季風明顯增強，氣候潮濕，化學風化作用增強。10－3.5 Ma亞洲季風又呈減弱趨勢，氣候變得干燥。而3.5 Ma之后，亞洲季風又呈明顯增強趨勢，氣候又變得潮濕，化學風化作用增強[30]。而ODP站1146站鉆井巖芯的沉積物研究表明，在15 Ma、8 Ma和3 Ma冬季風顯著增強，氣候干燥，并推測與同時期的青藏高原隆升有密切聯(lián)系[31,33]。還有學者通過分析中國西北地區(qū)動物的牙齒化石中的碳和氧同位素變化，認為東亞夏季風在2－3 Ma顯著增強[34]。

2 方法和數(shù)據(jù)

2.1 研究方法

本研究主要運用回剝分析法來計算盆地現(xiàn)今沉積地層的去壓實厚度和沉積速率，并在此基礎(chǔ)上進行盆地之間的對比分析?；貏兎治龇ㄓ址Q回剝反演法，是廣泛運用于沉積盆地分析中的一種定量分析方法。回剝分析法最早由Watts和 Ryan[35]提出，目的就是把真實的構(gòu)造沉降量從總的沉降量中剝離出來。回剝反演法中去壓實校正的理論基礎(chǔ)（圖3）是沉積巖的孔隙度隨深度的變化關(guān)系，一般認為沉積巖孔隙度隨深度變化呈指數(shù)關(guān)系[36]：

=0exp(-)， (1)

公式（1）中，、0分別是沉積巖在地下深度處和地表的初始孔隙度（%），為壓實系數(shù)(m-1)，為深度（m）。地層去壓實計算公式為[22]：

2′-1′=2-1-0/{exp(-1)- exp(-2)}+

0/{exp(-1′) - exp(-2′)}， (2)

公式（2）中，0為地表的初始孔隙度，為壓實系數(shù)，1′和2′為去壓實后沉積地層的頂?shù)捉缑嫔疃龋?和2為現(xiàn)今沉積地層的頂?shù)捉缑嫔疃取?/p>

圖3 沉積物壓實原理

地層去壓實的目的是為了恢復(fù)地層在沉積時的初始厚度，其基本假設(shè)是沉積物在壓實過程中沉積物顆粒體積保持不變，地層厚度減小僅由在上覆沉積荷載的作用下孔隙體積變小而引起，因而由深度及上覆沉積物密度所決定（圖3）。研究表明壓實作用對沉積物厚度的影響巨大，可達100%以上[37]。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)都來源于中國海洋石油集團有限公司以及公開發(fā)表的文獻。為對比分析東西部深水區(qū)沉積演化的異同，在珠江口盆地選取了一口鉆井（LW31-1-1井）和兩口模擬井（W1和W2）（圖1），其中LW31-1-1井井位于白云凹陷東南邊緣上，水深為1 480 m，鉆遇漸新統(tǒng)珠海組地層，完鉆井深為3 843 m。W1和W2兩口模擬井位于凹陷中心內(nèi)部。在瓊東南盆地選取兩口鉆井，即LS33-1-1井和LS22-1-1井（圖1），其中LS33-1-1井位于樂東—陵水凹陷的南側(cè)邊緣陵南低凸起上，水深為1 462.8 m，鉆遇下漸新統(tǒng)崖城組地層，完鉆井深4 356 m，而LS22-1-1井位于陵水凹陷，水深為1 335.8 m，完鉆井深為3 623 m，鉆遇梅山組地層。由于LS22-1-1鉆遇的地層相對較少，完鉆井深相對較淺，為了避免出現(xiàn)較大的誤差，本研究只利用這些已經(jīng)鉆遇的地層數(shù)據(jù)。由于這些鉆井在深水區(qū)，都沒有鉆遇基底，因此其基底深度都是通過地震勘探資料獲得，存在一定的不確定性。LW31-1-1井和LS33-1-1井的具體數(shù)據(jù)見于表1和表2[25,37]。

研究表明去壓實參數(shù)（初始孔隙度和壓實系數(shù)）對去壓實的結(jié)果有重要的影響，而且不同的沉積盆地去壓實參數(shù)有較大的差異[37]。為了保證去壓實結(jié)果的可靠性，本研究選取的去壓實參數(shù)來源于前人對本地區(qū)的研究成果[38-39]，都是由各自盆地的鉆井資料擬合獲得，具體可見參考文獻[38-39]。

3 結(jié)果與分析

3.1 珠江口盆地深水區(qū)

珠江口盆地T70界面為破裂不整合界面，根據(jù)IODP的U1435站位研究結(jié)果可以確定T70的年齡為33 Ma[4,23]，該年齡即為盆地裂陷期和裂后期的分界點。珠江口盆地深水區(qū)發(fā)育巨厚的沉積地層，其中位于白云凹陷中心的W1井去壓實沉積地層厚度可達18 800 m，裂陷期的去壓實沉積地層厚度可達8 000 m，裂后期的去壓實沉積地層厚度可達10 800 m（圖4）?？傮w來講，裂陷期和裂后期的延續(xù)時間相近，在凹陷中心裂陷期和裂后期的沉積地層總厚度也相近，表明裂陷期和裂后期的平均沉積速率相近。不過位于凹陷邊緣的LW31-1-1井裂陷期的去壓實沉積厚度僅為1 600 m，而裂后期的去壓實沉積厚度為4 100 m，遠大于裂陷期，表明在凹陷邊緣裂后期的平均沉積速率明顯大于裂陷期。

圖4 珠江口盆地井的去壓實沉積地層厚度（左）及沉積速率（右）

Fig. 4 The decompacted thickness and sedimentary rate in the Pearl River Mouth Basin

珠江口盆地深水區(qū)的沉積演化可以根據(jù)T70破裂不整合界面分為裂陷沉積期和裂后沉積期兩個階段。裂陷沉積期為66－33 Ma，從圖4的沉積速率圖可以看出裂陷沉積期主要表現(xiàn)為先慢后快的沉積特征：66－38 Ma沉積速率不超過200 m/Ma，38－33 Ma沉積速率最大可超過500 m/Ma。裂后沉積期為33 Ma至今，從圖4的沉積速率圖可以看出珠江口盆地深水區(qū)裂后期的沉積演化可以分為兩個明顯的快速沉積期和三個明顯的慢速沉積期。兩個明顯的快速沉積期分別為：29－23.03 Ma，沉積速率最高可超過1 000 m/Ma；19.8－11.9 Ma，沉積速率最高可達870 m/Ma。三個慢速沉積期分別為：33－29 Ma，沉積速率最大不超過200 m/Ma；23.03－19.8 Ma，最大沉積速率也不超過200 m/Ma；11.9 Ma至今，最大沉積速率在200 m/Ma以下，尤其在W2井，沉積速率僅為20 m/Ma左右。

3.2 瓊東南盆地深水區(qū)

瓊東南盆地T60界面為破裂不整合界面，根據(jù)LS33-1-1井的古生物定年研究結(jié)果可以確定T60的年齡為23 Ma[25],該年齡即為盆地裂陷期和裂后期的分界點。LS33-1-1井的去壓實沉積地層厚度可達5 850 m（去壓實之前僅為3 800 m），其中裂陷期的去壓實沉積厚度可達2 700 m，裂后期的去壓實沉積厚度3 150 m（圖5）。盡管去壓實沉積地層厚度跟LW31-1-1井相近，但是裂后期沉積厚度只是稍大于裂陷期，沒LW31-1-1井那么明顯，說明在瓊東南盆地深水區(qū)裂后期和裂陷期的平均沉積速率相近。

圖5 瓊東南盆地井的去壓實沉積地層厚度（左）及沉積速率（右）

瓊東南盆地深水區(qū)的沉積演化可以根據(jù)T60破裂不整合界面分為裂陷沉積期和裂后沉積期兩個階段。裂陷沉積期為45－23 Ma，從圖5的沉積速率圖可以看出，裂陷沉積期表現(xiàn)為慢－快－慢－快的特征，比珠江口盆地深水區(qū)要更復(fù)雜，不過最大沉積速率不超過200 m/Ma。裂后沉積期為23 Ma至今，從圖5的沉積速率圖可以看出，瓊東南盆地深水區(qū)裂后期的沉積演化可以分為兩個加速沉積期和兩個慢速沉積期。兩個加速沉積期分別為：18.3－11.6 Ma，沉積速率最高可達210 m/Ma；8.2－0 Ma，沉積速率最高可達750 m/Ma。兩個慢速沉積期分別為：23－18.3 Ma，沉積速率約為40 m/Ma；11.6－8.2 Ma，沉積速率不超過100 m/Ma；。

3.3 對比分析與討論

總體來講，無論珠江口盆地深水區(qū)還是瓊東南盆地深水區(qū)都表現(xiàn)為幕式沉積演化特征，并且表現(xiàn)出一定相似性（圖6）。兩者大致都可以劃分為4個由慢到快的沉積幕：第一幕是66－33 Ma（瓊東南盆地是45－29.9 Ma）；第二幕是33－23 Ma（瓊東南盆地是29.9－23 Ma）；第三幕是23－11.9 Ma；第四幕是11.9－0 Ma（圖6）。除了在第四幕（11.9 Ma之后），兩個沉積盆地在前三幕時期內(nèi)都表現(xiàn)為沉積速率總體階梯式上升的特征，并且珠江口盆地深水區(qū)的沉積速率總體要大于瓊東南盆地深水區(qū)的沉積速率。這說明在11.9 Ma之前，珠江口盆地和瓊東南盆地深水區(qū)處于類似的大地構(gòu)造背景中，其新生代沉積演化所受到的控制因素可能總體近似，都是受到南海北部陸緣形成演化的控制。在11.9 Ma之后，珠江口盆地和瓊東南盆地深水區(qū)的沉積演化才表現(xiàn)出明顯差異，瓊東南盆地深水區(qū)的沉積速率明顯大于珠江口盆地深水區(qū)的沉積速率，尤其是在3.2 Ma之后。

黑色曲線代表ODP1148站礦物比例曲線（綠泥石/綠泥石+赤鐵礦+針鐵礦），比值越低代表氣候越潮濕，化學風化作用越強[30]

3.3.1 裂陷期 如前文所述，珠江口盆地的裂陷期為66－33 Ma，瓊東南盆地的裂陷期大約為45－23 Ma。無論是珠江口盆地深水區(qū)還是瓊東南盆地深水區(qū)，裂陷期的沉積速率都是表現(xiàn)為早期緩慢沉積后期加速沉積（圖6）。這也符合沉積盆地的演化規(guī)律，一般沉積盆地形成早期可容納空間不足導(dǎo)致沉積速率偏低，隨著沉積盆地的逐漸形成，可容納空間逐漸增大，沉積速率也逐漸增大[3]。值得一提的是，瓊東南盆地深水區(qū)在裂陷期還可以進一步劃分為兩個沉積時期：45－29.9 Ma和29.9－23 Ma，在這兩個時期內(nèi)沉積速率也表現(xiàn)為階梯式上升。由于在珠江口盆地裂陷期的沉積地層劃分相對比較粗糙，故而沒有發(fā)現(xiàn)跟瓊東南盆地深水區(qū)裂陷期相對應(yīng)的兩期沉積期。前人研究表明[37]，粗糙的沉積地層劃分會平均掉一些沉積演化的細節(jié)信息?？傮w來講，在裂陷期無論是珠江口盆地深水區(qū)還是瓊東南盆地深水區(qū)都表現(xiàn)為近似的沉積演化特征，都表現(xiàn)為先慢后快的沉積演化特征。

3.3.2 裂后期 珠江口盆地的裂后期為33－0 Ma，瓊東南盆地的裂陷期大約為23－0 Ma。跟裂陷期不同，兩沉積盆地在裂后期的沉積演化具有明顯不同的特征（圖6）。珠江口盆地深水區(qū)在裂后期主要表現(xiàn)為兩個明顯的快速沉積期（29－23.03 Ma和19.8－11.9 Ma）和三個明顯的慢速沉積期（33－29 Ma，23.03－19.8 Ma和11.9－0 Ma），其中快速沉積期表現(xiàn)為快速沉積，沉積速率極高，而慢速沉積期表現(xiàn)為沉積速率極低。瓊東南盆地深水區(qū)在裂后期主要表現(xiàn)為兩個加速沉積期（18.3－11.6 Ma和8.2－0 Ma）和兩個慢速沉積期（23－18.3 Ma和11.6－8.2 Ma），其中加速沉積期表現(xiàn)為沉積速率總體逐漸加快，而慢速沉積期表現(xiàn)為沉積速率極低。在裂后期剛開始時期，兩沉積盆地深水區(qū)都表現(xiàn)為一個明顯的慢速沉積期，珠江口盆地在32 －29 Ma，瓊東南盆地在23－18.3 Ma。前人研究表明，盆地發(fā)生巖石圈破裂初期時會在盆地肩部產(chǎn)生隆起，大約持續(xù)3－5 Ma左右[40]。因此，該時期兩沉積盆地的極低沉積速率可能主要是巖石圈發(fā)生破裂產(chǎn)生隆起導(dǎo)致的。值得一提的是，在23－19.8 Ma，珠江口盆地深水區(qū)也表現(xiàn)出極低的沉積速率。前人研究表明[27]，珠江口盆地在23.8 Ma左右發(fā)生了白云運動，陸架破折帶向北跳躍，整個盆地快速沉降。這可能導(dǎo)致由珠江輸入的沉積物更多被盆地北部的凹陷所圍陷[38]。而且由圖6可以看出，大約在20 Ma以前，ODP1148站的礦物（綠泥石/綠泥石+赤鐵礦+針鐵礦）比例值極高，表明該時期華南主要表現(xiàn)出干旱的氣候環(huán)境，化學風化侵蝕作用較弱[30]，導(dǎo)致沉積物源供給匱乏，從而進一步導(dǎo)致23－19.8 Ma珠江口盆地深水區(qū)沉積速率極低。

珠江口盆地深水區(qū)在29－23.03 Ma和19.8－11.9 Ma時期表現(xiàn)為明顯的快速沉積，最大沉積速率是同期瓊東南盆地的5倍以上（圖6）。而在8.2－0 Ma時期，瓊東南盆地深水區(qū)的沉積速率又反過來明顯大于同期的珠江口盆地，尤其是在3.2 Ma以來，其最大沉積速率是珠江口盆地深水區(qū)的5倍以上（圖6）。

珠江口盆地深水區(qū)在29－23.03 Ma時期表現(xiàn)為明顯的快速沉積可能跟巖石圈的破裂和豐富的物源供給有關(guān)。珠江口盆地的破裂不整合界面T70的年齡為33 Ma[4]。巖石圈發(fā)生破裂之后會產(chǎn)生快速沉降[40],從而形成大量的可容納空間。而此時的珠江口盆地沉積珠海組地層，物源主要為白云凹陷周邊的隆起帶和華南東南部沿海帶[41]，物源極為豐富。因此，導(dǎo)致了29－23.03 Ma的快速沉積期。而同時期的瓊東南盆地深水區(qū)沉積的是陵水組地層，物源主要為盆地南部隆起區(qū)域，物源相對較為單一[41-42]。而且該時期的瓊東南盆地還處于裂陷期，還沒有發(fā)生巖石圈破裂，可容納空間相對較小，從而導(dǎo)致其沉積速率明顯要比珠江口盆地深水區(qū)低。瓊東南盆地深水區(qū)在裂后期的早期也沒有見到如此顯著的一個快速沉積期。

珠江口盆地深水區(qū)的另一個比瓊東南盆地深水區(qū)要明顯的快速沉積期是在19.8－11.9 Ma。該時期在珠江口盆地主要沉積了珠江組和韓江組地層，沉積物源發(fā)生了顯著變化，由近源沉積轉(zhuǎn)變?yōu)檫h源沉積[43-44]。ODP1148站位的研究成果顯示23.8 Ma之后由于青藏高原隆升，古珠江溯源侵蝕加劇，流域范圍顯著增大，華南內(nèi)陸古老的沉積巖成為珠江口盆地的主要物源區(qū)[43-44]。另外，發(fā)生在23.8 Ma時期的白云運動導(dǎo)致珠江口盆地深水區(qū)形成了巨大的可容納空間[27，40]。同時，如圖6所示，在18 Ma左右和15 Ma左右，礦物（綠泥石/綠泥石+赤鐵礦+針鐵礦）比例值出現(xiàn)極小值，指示亞洲季風顯著增強，化學風化侵蝕作用強烈，導(dǎo)致古珠江輸送了大量的沉積物進入珠江口盆地[29-30]。因此，19.8－11.9 Ma的快速沉積現(xiàn)象應(yīng)該是上述因素綜合產(chǎn)生的效果。瓊東南盆地深水區(qū)在18.3－11.6 Ma也出現(xiàn)沉積速率逐漸增加的現(xiàn)象，該時期沉積了三亞組和梅山組地層，物源主要來自海南島[45]。由于受到同期亞洲季風增強的影響，瓊東南盆地深水區(qū)也表現(xiàn)出沉積速率呈階梯式上升的特征。研究發(fā)現(xiàn)[46]鶯歌海盆地在中中新世也出來了沉積速率加快的現(xiàn)象并認為跟同期的亞洲季風增強有關(guān)。但是由于瓊東南盆地當時沒有大型河流可以輸送大量的沉積物（紅河物源沉積始于10.5 Ma）進入盆地深水區(qū)且受海南島體積的控制[47]，導(dǎo)致瓊東南盆地深水區(qū)的沉積速率比珠江口盆地深水區(qū)同期的沉積速率要低很多。大約在11 Ma以后，礦物（綠泥石/綠泥石+赤鐵礦+針鐵礦）比例值逐漸增大，氣候干旱，化學風化侵蝕作用逐漸減弱，因此無論是在珠江口盆地深水區(qū)還是在瓊東南盆地深水區(qū)，都表現(xiàn)為沉積速率明顯降低（圖6）。

不過在8.2－0 Ma時期，瓊東南盆地深水區(qū)的沉積速率明顯大于同期的珠江口盆地深水區(qū)且總體逐漸增大，尤其是在3.2 Ma以來更為明顯。前人對海南島西部的鶯歌海盆地沉積演化特征進行了研究，發(fā)現(xiàn)在晚上新世－更新世（特別是2.6－2.0 Ma）鶯歌海盆地沉積速率最大，并將原因歸結(jié)于間冰期潮濕的氣候[46]。筆者認為3.2 Ma以來的快速沉積事件可能是多種因素產(chǎn)生的綜合效果。該時期瓊東南盆地沉積鶯歌海組和樂山組地層，沉積物源發(fā)生了顯著變化，由單一海南島物源變?yōu)楹Ｄ蠉u和紅河雙物源，而且紅河物源極為豐富[47-48]。同時，在5.5 Ma由于紅河斷裂的右旋走滑，瓊東南盆地發(fā)生了異?？焖俪两礫49-50]，產(chǎn)生巨大的可容納空間，從而導(dǎo)致瓊東南盆地深水區(qū)沉積速率快速增大。3 Ma以來亞洲夏季風有所增強，氣候潮濕，這可能進一步導(dǎo)致瓊東南盆地深水區(qū)沉積速率加快[34]。值得一提的是，同期的珠江口盆地深水區(qū)沉積速率極低，該時期由于珠江口盆地深水區(qū)離岸距離遠大于瓊東南盆地，沉積物更多的被陸架區(qū)的凹陷所圍陷的結(jié)果，導(dǎo)致深水區(qū)沉積速率一直很低。

需要注意的是，本研究為了保證數(shù)據(jù)的高精度性，沒有大量引用模擬井進行全面分析。瓊東南盆地只選擇了2口鉆井，珠江口盆地只選擇了1口鉆井和2口模擬井來進行對比分析，部分認識可能不夠全面，需要今后進一步深入全面分析。

4 結(jié)論

通過對珠江口盆地深水區(qū)和瓊東南盆地深水區(qū)鉆井和地震勘探資料進行回剝分析，并結(jié)合前人的研究成果進行討論，得到了以下結(jié)論：

（1）無論是珠江口盆地深水區(qū)還是瓊東南盆地深水區(qū)都可以大致劃分為4個沉積幕：第一幕是66－33 Ma（瓊東南盆地是45－29.9 Ma）；第二幕是33－23 Ma（瓊東南盆地是29.9－23 Ma）；第三幕是23－11.9 Ma；第四幕是11.9－0 Ma。

（2）在裂陷期無論是珠江口盆地深水區(qū)還是瓊東南盆地深水區(qū)都表現(xiàn)為近似的先慢后快的沉積演化特征。

（3）兩沉積盆地在裂后期的沉積演化特征差異明顯。珠江口盆地深水區(qū)有兩期明顯的快速沉積期：29－23.03 Ma和19.8－11.6 Ma，最高沉積速率分別為1000 m/Ma和870 m/Ma。前者可能跟珠江口盆地巖石圈破裂之后產(chǎn)生大量的可容納空間和同期周圍隆起提供豐富的沉積物供給有直接關(guān)系。后者應(yīng)該是古珠江溯源侵蝕導(dǎo)致流域范圍擴大以及亞洲季風顯著增強和白云運動導(dǎo)致巨大可容納空間綜合效果。而瓊東南盆地深水區(qū)只有一期明顯的快速沉積期：8.2－0 Ma，最高沉積速率可達750 m/Ma，紅河物源的加入以及5.5 Ma紅河斷裂的右旋走滑是導(dǎo)致瓊東南盆地深水區(qū)遠比珠江口盆地深水區(qū)沉積速率大的主要原因。

（4）在23－19.8 Ma，珠江口盆地和瓊東南盆地的深水區(qū)都表現(xiàn)出極低沉積速率，前者跟白云運動和氣候干冷有關(guān)，后者跟巖石圈破裂初期產(chǎn)生的隆起有關(guān)。

[1] HOLLOWAY N H. North Palawan block, Philippines: its relation to Asian mainland and role in evolution of South China sea[J]. AAPG Bulletin, 1982, 66(9): 1355-1383.

[2] BRIAIS A, PATRIAT P, TAPPONNIER P. Updated interpretation of magnetic anomalies and seafloor spreading stages in the South China sea' implications for the tertiary tectonics of Southeast Asia[J]. Journal of Geophysical Research, 1993, 98: 6299-6328.

[3] BRUNE S, HEINE C, PéREZ-GUSSINYé M, et al. Rift migration explains continental margin asymmetry and crustal hyper-extension[J]. Nature Communications, 2014, 5: 4014.

[4] LI C F, XU X, LIN J, et al. Ages and magnetic structures of the South China Sea constrained by deep tow magnetic surveys and IODP Expedition 349[J].Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2014, 15: 4958-4983.

[5] 丘學林, 趙明輝, 敖威, 等. 南海西南次海盆與南沙地塊的OBS探測和地殼結(jié)構(gòu)[J]. 地球物理學報, 2011, 54(12): 3117-3128.

[6] 李家彪, 丁巍偉, 吳自銀, 等. 南海西南海盆的漸進式擴張[J]. 科學通報, 2012, 57(20): 1896-1905.

[7] 孫珍, 劉思青, 龐雄, 等. 被動大陸邊緣伸展–破裂過程研究進展[J]. 熱帶海洋學報, 2016, 35(1): 1-16.

[8] NISSEN S S, HAYES D E, BUHL P, et al. Deep penetration seismic soundings across the northern margin of the South China Sea[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 1995, 100(B11): 22407-22433.

[9] QIU X L, YE S Y, WU S M, et al. Crustal structure across the Xisha trough, northwestern South China sea[J]. Tectonophysics, 2001, 341(40547): 179-193.

[10] YAN P, ZHOU D, LIU Z S. A crustal structure profile across the northern continental margin of the South China Sea[J]. Tectonophysics, 2001, 338(1): 1-21.

[11] 郝天珧, 徐亞, 孫福利, 等. 南海共軛大陸邊緣構(gòu)造屬性的綜合地球物理研究[J]．地球物理學報, 2011, 54(12): 3098-3116.

[12] 龐雄, 陳長民. 南海珠江深水扇系統(tǒng)及油氣[M]. 北京: 科學出版社, 2007.

[13] 解習農(nóng), 張成, 任建業(yè), 等. 南海南北大陸邊緣盆地構(gòu)造演化差異性對油氣成藏條件控制[J]. 地球物理學報, 2011, 54(12): 3280-3291.

[14] 孫珍, 劉海齡. 序:南海邊緣海共軛陸緣構(gòu)造—沉積過程研究的天然實驗室[J]. 地球科學(中國地質(zhì)大學學報), 2011, 36(5): 785-786.

[15] 姚伯初, 萬玲, 劉振湖. 南海海域新生代沉積盆地構(gòu)造演化的動力學特征及其油氣資源[J]. 地球科學, 2004, 29(5): 543-549.

[16] 孫珍, 孫龍濤, 周蒂, 等. 南海巖石圈破裂方式與擴張過程的三維物理模擬[J]. 地球科學, 2009, 34(3): 435-447.

[17] 雷超, 任建業(yè), 裴健翔, 等. 瓊東南盆地深水區(qū)構(gòu)造格局和幕式演化過程[J]. 地球科學, 2011, 36(1): 151-162.

[18] 解習農(nóng), 任建業(yè), 王振峰，等. 南海大陸邊緣盆地構(gòu)造演化差異性及其與南海擴張耦合關(guān)系[J].地學前緣，2015, 22（1）：77-87.

[19] 任建業(yè), 龐雄, 雷超, 等. 被動陸緣洋陸轉(zhuǎn)換帶和巖石圈伸展破裂過程分析及其對南海陸緣深水盆地研究的啟示[J]. 地學前緣, 2015, 22(1): 102-114.

[20] 任建業(yè)，龐雄，于鵬，等. 南海北部陸緣深水—超深水盆地成因機制分析[J]. 地球物理學報，2018, 61（12）：4901-4920.

[21] DONG D D, ZHANG G C, ZHONG K, et al. Tectonic evolution and dynamics of deepwater area of Pearl River Mouth basin, northern South China Sea[J].Journal of Earth Science, 2009, 20(1): 147-159.

[22] 陳長民, 施和生, 許仕策，等. 珠江口盆地（東部）第三系油氣藏形成條件[M]. 北京：科學出版社，2003.

[23] Expedition 349 Scientists. Opening of the South China Sea and its implications for southeast Asian tectonics, climates, and deep mantle processes since the late Mesozoic[J].International Ocean Discovery Program Preliminary Report, 2014, 349: 1-109.

[24] 雷超. 南海北部鶯歌海－瓊東南盆地新生代構(gòu)造變形格局及其演化過程分析[D]. 武漢：中國地質(zhì)大學，2012.

[25] 杜同軍. 瓊東南盆地層序地層和深水區(qū)沉積充填特征[D]. 青島：中國海洋大學，2013.

[26] 李平魯. 珠江口盆地新生代構(gòu)造運動[J]. 中國海上油氣(地質(zhì)), 1993(6): 11-17.

[27] 龐雄, 陳長民, 邵磊, 等. 白云運動: 南海北部漸新統(tǒng)-中新統(tǒng)重大地質(zhì)事件及其意義[J]. 地質(zhì)論評, 2007, 53(2): 145-151.

[28] 龐雄, 陳長民, 吳夢霜, 等. 珠江深水扇系統(tǒng)沉積和周邊重要地質(zhì)事件[J]. 地球科學進展, 2006, 21(8): 793-799.

[29] CLIFT P D, LEE J I, CLARK M K, et al. Erosional response of South China to arc rifting and monsoonal strengthening; a record from the South China Sea[J]. Marine Geology, 2002, 184(3): 207-226.

[30] CLIFT P D, HODGES K V, HESLOP D, et al. Correlation of Himalayan exhumation rates and Asian monsoon intensity[J]. Nature Geoscience, 2008, 1(12): 875-880.

[31] SHIMING W, ANCHUN L, KEHUI X, et al. Characteristics of clay minerals in the northern South China sea and its implications for evolution of east Asian monsoon since Miocene[J]. Journal of China University of Geosciences, 2008, 19(1): 23-37.

[32] 孟憲偉, 夏鵬, 張俊, 等.近1.8 Ma以來東亞季風演化與青藏高原隆升關(guān)系的南海沉積物常量元素記錄[J]. 科學通報, 2010, 55(34): 3328-3332.

[33] 萬世明, 李安春, STUUT J W, 等. 南海北部ODP1146站粒度揭示的近20Ma以來東亞季風演化[J]. 中國科學(D輯: 地球科學), 2007(6): 761-770.

[34] BIASATTI D , WANG Y , DENG T. Strengthening of the East Asian summer monsoon revealed by a shift in seasonal patterns in diet and climate after 2–3 Ma in northwest China[J]. Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology, 2010, 297(1): 12-25.

[35] WATTS A B, RYAN W B F. Flexure of the lithosphere and continental margin basins[J]. Tectonophysics, 1976, 36: 25-44.

[36] SCLATER J G, CHRISTIE P A F. Continental Stretching: An Explanation of the Post-mid-Cretaceous Subsidence of the Central North Sea Basin[J]. Journal of Geophysical Research, 1980, 85: 3711-3739.

[37] 謝輝，周蒂，陳廣浩，等. 盆地沉降史回剝分析的不確定性及參數(shù)影響[J]. 熱帶海洋學報，2014，33（5）：50-59.

[38] XIE H，ZHOU D, PANG X，et al. Cenozoic sedimentary evolution of deepwater sag in the Pearl River Mouth Basin, northern South China Sea[J]. Marine Geophysical Research，2013，34 (3/4):159-173.

[39] ZHAO Z X, SUN Z, WANG Z F, et al. The high resolution sedimentary filling in Qiongdongnan Basin, Northern South China Sea[J]. Marine Geology, 2015, 361:11-24.

[40] XIE H, ZHOU D, LI Y P, et al. Cenozoic tectonic subsidence in deepwater sags in the Pearl River Mouth Basin, northern South China Sea[J]. Tectonophysics, 2014, 615: 182-198.

[41] SHAO L, CAO L C, PANG X, et al. Detrital zircon provenance of the Paleogene syn‐rift sediments in the northern South China Sea[J]. Geochemistry Geophysics Geosystems, 2016, 17(2): 255-269.

[42] 陳歡慶, 朱筱敏, 張功成, 等. 井震結(jié)合深水區(qū)物源分析: 以瓊東南盆地深水區(qū)古近系陵水組為例[J]. 石油地球物理勘探, 2010, 45(4): 552-558.

[43] 邵磊，龐雄，喬培軍，等. 珠江口盆地的沉積充填與珠江的形成演變[J]. 沉積學報，2008, 26（2）：179-185.

[44] 李安春，黃杰，蔣恒毅，等. 漸新世以來南海北部陸坡區(qū)沉積演化及其對構(gòu)造的響應(yīng)[J]. 地球物理學報，2011, 54（12）：3233-3245.

[45] 曹立成，姜濤，王振峰，等. 瓊東南盆地新近系重礦物分布特征及其物源指示意義[J]. 中南大學學報（自然科學版），2013, 44（5）：1971-1981.

[46] CLIFT P D, SUN Z. The sedimentary and tectonic evolution of the Yinggehai-Song Hong basin and the southern Hainan margin, South China Sea: Implications for Tibetan uplift and monsoon intensification[J]. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2006, 111(B6): 1-28

[47] 李冬，徐強，王永鳳，等.南海晚中新世—上新世紅河沉積體系研究[J]. 沉積學報，2013, 31（1）：32-37.

[48] 李冬，徐強，王永鳳. 瓊東南盆地上新世中央峽谷物源分析及其意義[J]. 沉積學報，2015, 33（4）：659-664.

[49] XIE X N, MüLLER R D, LI S T, et al. Origin of anomalous subsidence along the Northern South China Sea margin and its relationship to dynamic topography[J]. Marine and Petroleum Geology, 2006, 23(7): 745-765.

[50] 李亞敏, 施小斌, 徐輝龍, 等. 瓊東南盆地構(gòu)造沉降的時空分布及裂后期異常沉降機制[J]. 吉林大學學報(地球科學版), 2012, 42(1): 47-57；65.

Contrastive Analysis on the Sedimentary Evolution in the Deep Water Areas from West to East, Northern South China Sea

XIE Hui1,2, OU Hao-ying1，SHI Hong-cai1, KONG De-ming1

（1.//,524088,; 2.,,510301,）

【Objective】To study the discrepancy of the Cenozoic sedimentary evolution from west to east in the deep water areas, northern South China Sea. 【Method】Based on drilling wells and seismic exploration data in the deep water area of the Pearl River Estuary Basin and the Qiongdongnan Basin, this work employed the method of backstripping to calculate the decompacted depositional thickness and sedimentary rate. 【Result】Our results show that the sedimentary evolution of these two basins could be divided into four episodes in Cenozoic. However, the sedimentary rates were much higher in 29－23.03 Ma and 19.8－11.9 Ma in the deep water areas of the Pearl River Mouth Basin than in the Qiongdongnan Basin, the reverse was true in 8.2－0 Ma, especially after 3.2 Ma. In 23－19.8 Ma, both of them were characterized by low sedimentary rate. 【Conclusion】The sedimentary evolution from west to east in the northern South China Sea may be similar in the rift stage, but the discrepancy is obvious in the post-rift stage. The post-rift sedimentary evolution in the deep water areas of the Pearl River Estuary Basin was mainly controlled by the Pearl River drainage system, Baiyun Movement and the Asia monsoon strength. But the post-rift sedimentary evolution in the Qiongdongnan Basin was controlled by the Red River drainage system, Hainan Island, Red River Fault dextral slip and the Asia monsoon strength.

northern South China Sea; deep water areas; Backstripping; sedimentary evolution

P67

A

1673-9159（2020）04-0041-10

10.3969/j.issn.1673-9159.2020.04.007

2019-05-03

國家自然科學青年基金（41606065）；廣東省自然科學基金（2016A030310331）；中國科學院邊緣海地質(zhì)重點實驗室開放基金（MSGL15-02）；廣東海洋大學博士啟動基金項目；廣東海洋大學海洋科學科研團隊項目（002026002004）

謝輝(1987－)，男，博士，講師，主要研究方向大陸邊緣構(gòu)造與盆地分析。E-mail：xiehuihaoba@163.com

謝輝，區(qū)浩瑛，石紅才，等. 南海北部陸坡深水區(qū)新生代沉積演化東西部對比分析[J]. 廣東海洋大學學報，2020，40（4）：41-50.

（責任編輯：劉嶺）