南沙海域盆地群早中新世“擠壓隆升幕”及其構(gòu)造意義*

關(guān)成堯 漆家福 張厚和 廖宗寶 陳瑋常

（1.河北省地震動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 河北廊坊 605201；2.中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 102249；3.防災(zāi)科技學(xué)院 河北廊坊 065201；4.中國(guó)海洋石油總公司中海油研究總院 北京 100028；5.集寧師范學(xué)院地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院 內(nèi)蒙古烏蘭察布 012000）

南沙海域呈兩隆兩坳的構(gòu)造格局（吳進(jìn)民，1991），一般認(rèn)為伸展是成盆的特征要素。外國(guó)研究者通常稱中國(guó)的南沙為“Spratly Islands”（Valencia，1988；Blanche and Blanche，1997；Hutchison and Vijayan，2010），自 西 向 東 含 有Luconia、Dangerous Ground、Reed Bank、Palawan Block 4個(gè)地塊（Packham，1996；Hutchison and Vijayan，2010）。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)南沙海域盆地群的構(gòu)造反轉(zhuǎn)和中中新世不整合已有關(guān)注，南沙海域盆地處于Tg-T50界面間的下構(gòu)造層為隆升裂解，處于T50-T30界面間的中構(gòu)造層為裂解與擠壓反轉(zhuǎn)（姚永堅(jiān)等，2002）。更多學(xué)者關(guān)注到南沙廣泛存在T60不整合，一般認(rèn)為南沙海區(qū)存在解體不整合面（T60）和張裂不整合面（Tg），其中T60是南沙海域盆地?cái)嘞莅氲貕q結(jié)束的重要界面（孫珍等，2011a，2011b）。因?yàn)槲覈?guó)在南沙沒(méi)有鉆井，地震測(cè)線覆蓋率很低，南沙構(gòu)造反轉(zhuǎn)方面研究很少，構(gòu)造反轉(zhuǎn)的構(gòu)造意義也缺乏探尋。對(duì)南沙海域主要盆地沉降史或埋藏史的研究成果（鐘建強(qiáng)等，1994；高紅芳，2002；劉振湖等，2003）基本沒(méi)有早中新世的隆升剝蝕信息，這些沉降史或埋藏史曲線一般都呈現(xiàn)為單調(diào)深埋模式，單調(diào)深埋是過(guò)去南沙海域研究的基本認(rèn)識(shí)。前人對(duì)中中新世不整合地層缺失程度的研究也相對(duì)較少，不整合成因和沉降史或埋藏史曲線“單調(diào)深埋”之間關(guān)系也鮮有關(guān)注。

1 南沙海域區(qū)域地質(zhì)概況

前人的工作已經(jīng)圈定南沙海域主要包括萬(wàn)安、曾母、北康、南薇西、南薇東、永暑、安渡北、九章、禮樂(lè)盆地、南沙海槽、文萊沙巴、西巴拉望、北巴拉望13個(gè)大中盆地。另外也存在一些中小型盆地，南沙海域主要盆地如圖1所示，圖1中的鄭和隆起的區(qū)域范圍參考關(guān)成堯（2013）的標(biāo)注，其核心部位在圖1中的中業(yè)、永登、太平、九章盆地4個(gè)盆地的中間地帶。

圖1 南沙海域盆地概況和主要剖面位置Fig.1 The basins in Nansha area and section position of following figures

2 早中新世擠壓抬升及證據(jù)

2.1 前人對(duì)南沙及鄰區(qū)抬升及反轉(zhuǎn)構(gòu)造的研究

前人對(duì)于南海有關(guān)的擠壓構(gòu)造方面認(rèn)識(shí)主要是以下幾期造山隆升：1）白堊紀(jì)末造山帶，南海中生代形成筆架—雙峰造山帶，在白堊紀(jì)末期經(jīng)歷隆升和夷平（楊明慧等，2017）。2）45 Ma的沙撈越造山帶（Hutchison，1996a；楊明慧等，2017），曾母盆地與其有關(guān)，并認(rèn)為曾母盆地南緣在這個(gè)階段屬于前陸壓陷盆地（鐘建強(qiáng)等，1994）。3）16～5.5 Ma的沙巴造山帶，南沙海槽及文萊沙巴盆地在這個(gè)階段較明顯地隆升，并形成大規(guī)模的逆沖推覆構(gòu)造（陳雪等，2002）。學(xué)術(shù)界對(duì)中新世以來(lái)南沙海域的關(guān)注大致都是南部海槽的俯沖導(dǎo)致的南沙海槽盆地以南的隆升（可以理解為南沙南緣的隆升），唐武等（2021）認(rèn)為存在一個(gè)南沙地塊與婆羅洲地塊的碰撞期（T50-T40），形成不整合面T30，剝蝕時(shí)間為5.5 Ma，這個(gè)碰撞的實(shí)質(zhì)還是沙巴造山運(yùn)動(dòng)。楊明慧等（2017）提及了16 Ma的沙巴造山運(yùn)動(dòng)的隆升，這個(gè)時(shí)間恰恰是南沙的“南緣事件”，而不是“南沙腹地的事件”。張?jiān)品龋?011）認(rèn)為南?；顒?dòng)的第二幕為30.0～10.2 Ma，隨著南海的張開(kāi)，區(qū)內(nèi)盆地相繼發(fā)生熱沉降作用，進(jìn)入拗陷期，后又由于古南海與婆羅洲的碰撞，區(qū)內(nèi)盆地地層發(fā)生整體抬升。在32～17 Ma這個(gè)時(shí)間段南海最大的事件就是新南海擴(kuò)張，近些年的新資料圍繞著32～17 Ma這個(gè)時(shí)間的討論都是伸展裂陷（李家彪等，2011，2012；張潔等，2011；董冬冬等，2014）或者伸展拆離（劉海齡等，2004）相關(guān)主題，或者是走滑斜張（程世秀等，2012；李三忠等，2012；張勇等，2017），雖然存在著不整合，但通常認(rèn)為屬于破裂不整合（孫珍等，2011b；楊明慧等，2015；王利杰等，2019），認(rèn)為是碰撞不整合的也是指16～5.5 Ma的沙巴造山階段導(dǎo)致的碰撞不整合（孫珍等，2011b；楊明慧等，2015，2017）。

前人對(duì)南沙海域盆地反轉(zhuǎn)構(gòu)造也有關(guān)注，龔銘等（2004）在南海演化中提及存在“晚始新世—中中新世斷坳反轉(zhuǎn)階段”，并認(rèn)為和青藏隆升有關(guān)，龔銘等（2004）所說(shuō)的這個(gè)“反轉(zhuǎn)階段”比本文的時(shí)間寬得多，文中也提及存在“反轉(zhuǎn)構(gòu)造”，但沒(méi)有明示具體的發(fā)生時(shí)間。陳玲（2002）對(duì)曾母盆地的研究也提及存在“反轉(zhuǎn)構(gòu)造”，邱燕（2005）對(duì)曾母盆地的研究認(rèn)為存在“擠壓褶皺”和“沖斷構(gòu)造”，并認(rèn)為曾母盆地的“擠壓褶皺”和“沖斷構(gòu)造”多形成于中中新世末到晚中新世末，在時(shí)間上晚于本文的時(shí)間，其地質(zhì)意義是完全不同的。南海圍區(qū)的反轉(zhuǎn)構(gòu)造在泰國(guó)灣盆地（ASCOPE，1981）、Penyu凹陷（ASCOPE，1981）較為發(fā)育，泰國(guó)灣盆地的反轉(zhuǎn)構(gòu)造發(fā)生在中白堊紀(jì)（ASCOPE，1981），和本文的討論不在同一時(shí)間。

本文認(rèn)為在早中新世（T60-T40之間，對(duì)應(yīng)時(shí)間23.8～18 Ma），南沙腹地多個(gè)盆地發(fā)生擠壓導(dǎo)致的正斷層反轉(zhuǎn)或擠壓褶皺，和16～5.5 Ma的沙巴造山運(yùn)動(dòng)形成變形的意義是完全不同的，相關(guān)證據(jù)說(shuō)明如下。

2.2 早中新世北康盆地壓性反轉(zhuǎn)構(gòu)造

在早中新世，北康盆地發(fā)生擠壓導(dǎo)致的正斷層反轉(zhuǎn)變形，根據(jù)地層接觸關(guān)系判斷，該壓性構(gòu)造明顯發(fā)生在T50界面對(duì)應(yīng)時(shí)間（約20 Ma）之前，如圖2所示。

圖2中地壘兩側(cè)兩個(gè)斷裂的傾角明顯不對(duì)稱，下部地層呈現(xiàn)一個(gè)地壘分割兩個(gè)地塹的構(gòu)造格局，這是壓性構(gòu)造發(fā)生前的構(gòu)造原型，左側(cè)的地塹區(qū)靠近地壘部位出現(xiàn)明顯的地層加厚和右側(cè)T90反射界面抬升。圖2右側(cè)的地塹反轉(zhuǎn)抬升并形成其左上部的不整合面出現(xiàn)褶曲的壓性構(gòu)造是在正斷層基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)構(gòu)造反轉(zhuǎn)逐步形成的。圖2中，變形前鋒后部（右側(cè)的地塹區(qū)）尚有部分T70-T60之間地層存在，左側(cè)地塹T70-T60之間地層已經(jīng)全部剝蝕掉。同時(shí)，右側(cè)地塹發(fā)育Tg-T90之間地層，左側(cè)地塹則未沉積Tg-T90之間地層。另外，圖2左側(cè)地塹缺失T70-T60之間地層，右側(cè)存在T70-T60之間地層殘留，說(shuō)明在正斷層反轉(zhuǎn)發(fā)生之前先發(fā)生剝蝕，左側(cè)地塹因其地勢(shì)較高而導(dǎo)致T70-T60之間地層全部剝蝕，右側(cè)地塹得以保留該地層。

2.3 早中新世永暑南盆地壓性構(gòu)造

除了北康盆地（圖2）早中新世發(fā)生過(guò)明顯的擠壓以外，鄭和隆起西部的永暑南盆地也遭受了擠壓并形成壓性反轉(zhuǎn)構(gòu)造（圖3）。在斷層反轉(zhuǎn)之前，該區(qū)從T90開(kāi)始接受沉積形成拗陷盆地，基底斷距和T80斷距基本相當(dāng)，地層厚度較為連續(xù)和均勻，說(shuō)明正斷層主要在T80之后才開(kāi)始活動(dòng)，該盆地形成初期具有拗陷盆地性質(zhì)。永暑南盆地的斷裂在T80之后的某個(gè)時(shí)期開(kāi)始活動(dòng)，因其靠近南薇西盆地，其構(gòu)造活動(dòng)可能和南薇西盆地一致。永暑南盆地應(yīng)該也是在T60開(kāi)始產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力作用下發(fā)生反轉(zhuǎn)，盆地東北部坳陷存在前T50沉積，不整合面對(duì)應(yīng)時(shí)間一定在T50之前，西南部的不整合面對(duì)應(yīng)時(shí)間約為T(mén)40之前，所以推測(cè)其構(gòu)造反轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)間約為T(mén)60之后，T50之前是合理的。T60的構(gòu)造反轉(zhuǎn)作用使盆地西部相對(duì)隆升和繼續(xù)剝蝕，東部開(kāi)始接受T60-T50之間的沉積，按照上部蓋層的斷距變化關(guān)系，構(gòu)造反轉(zhuǎn)一直發(fā)生到T40之后，T40界面仍存在小幅度的反轉(zhuǎn)斷距，T32則是連續(xù)的，這和西南次海盆的擴(kuò)張停止時(shí)間（15 Ma）恰好對(duì)應(yīng)。

圖2 北康盆地（A-A'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）早中新世壓性反轉(zhuǎn)構(gòu)造變形（演化剖面）Fig.2 Early Miocene inversion tectonic deformation in Beikang Basin（A-A'line location is shown in Fig.1）

從兩側(cè)的T80后殘余地層厚度來(lái)看，絕大部分剝蝕量主要在T60-T50期間完成剝蝕，T50之后剝蝕量較小。鑒于T50后持續(xù)發(fā)生逆沖，并持續(xù)到T40，可見(jiàn)在T40之前的鄭和隆起地區(qū)一直保持著擠壓環(huán)境，因此推定擠壓隆升的時(shí)間跨度是T60-T40是合理的。

圖3中的西南部4條逆斷層總的逆垂直反轉(zhuǎn)斷距大約為0.5s，保守按照該深度地層雙程旅行時(shí)與地層厚度對(duì)應(yīng)關(guān)系為1 800 m/s來(lái)計(jì)算，永暑南盆地反轉(zhuǎn)差異隆升量大于900 m，這4條逆沖斷裂都由正斷層反轉(zhuǎn)而來(lái)，而正斷層回退的反轉(zhuǎn)斷距無(wú)法估算，實(shí)際的差異隆升量大于900 m，估計(jì)在1 000～1 500 m之間是比較合理的數(shù)據(jù)。

圖3 鄭和隆起西部永暑南盆地（B-B'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）早中新世壓性反轉(zhuǎn)構(gòu)造變形Fig.3 Early Miocene inversion tectonic deformation in South Yongshu Basin in the west of Zhenghe Mountain（B-B'line location is shown in Fig.1）

2.4 多見(jiàn)擠壓褶皺現(xiàn)象

除了北康盆地和鄭和隆起西部永暑南盆地早中新世擠壓逆沖以外，位于鄭和隆起的九章盆地、安渡北盆地、先賓盆地北緣、曾母盆地等多處也發(fā)生擠壓褶皺作用。如圖4和圖5所示的九章盆地和安渡北盆地的擠壓褶皺變形。

根據(jù)地層接觸關(guān)系來(lái)判斷，可以推定九章盆地的地層缺失明顯發(fā)生在T40之前，也就是18 Ma之前，如圖4所示，在T40之后開(kāi)始接受沉積。安渡北盆地可以推定褶皺明顯發(fā)生在T50之前，也就是20 Ma之前，如圖5所示。先賓盆地北緣也存在相同的擠壓褶皺（圖6）。先賓盆地北緣可見(jiàn)T50-T40之間的地層，可以推定該褶皺明顯發(fā)生在T50左右，也就是20 Ma左右。曾母盆地南部也存在晚期褶皺（圖7），這些擠壓褶皺開(kāi)始發(fā)生時(shí)間難以確定，可以確定褶皺停止的時(shí)間大致是T32界面對(duì)應(yīng)的時(shí)間。

圖4 早中新世九章盆地（C-C'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）擠壓變形Fig.4 Early Miocene compression deformation in Jiuzhang Basin（C-C'line location is shown in Fig.1）

圖5 早中新世安渡北盆地（D-D'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）擠壓變形Fig.5 Early Miocene compression deformation in Andubei Basin（D-D'line location is shown in Fig.1）

圖6 早中新世先賓盆地北緣（E-E'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）擠壓褶皺變形Fig.6 Compression fold in Xianbin Basin（E-E'line location is shown in Fig.1）in Early Miocene

圖7 曾母盆地南部早中新世的擠壓褶皺（F-F'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）Fig.7 Compression fold in the south of Znegmu Basin（F-F'line location is shown in Fig.1）in Early Miocene

從以上數(shù)個(gè)盆地的“構(gòu)造反轉(zhuǎn)”現(xiàn)象作為證據(jù)，本文提出南沙海域存在一個(gè)早中新世“擠壓隆升幕”的觀點(diǎn)。在時(shí)間跨度方面，由這幾個(gè)南沙腹地（包括鄭和隆起和北康、南薇西盆地）盆地的擠壓變形發(fā)生時(shí)間可見(jiàn)，擠壓開(kāi)始發(fā)生時(shí)間只有推定到T60才能覆蓋前述數(shù)據(jù)，T40-T32之間南沙腹地已經(jīng)廣泛接受沉積，據(jù)此可以推測(cè)擠壓發(fā)生時(shí)間在T60-T40之間，正好是23.5～15 Ma之間，恰好對(duì)應(yīng)23.5～15 Ma（孫珍等，2003）所述的西南次海盆的擴(kuò)張開(kāi)始時(shí)間和擴(kuò)張停止時(shí)間。

曾母盆地南部褶皺和南沙腹地的擠壓褶皺停止時(shí)間大致一致，T32界面對(duì)應(yīng)的時(shí)間之后文萊—沙巴盆地還在發(fā)生明顯的與沙巴造山帶相關(guān)的逆沖，這說(shuō)明曾母盆地的褶皺是對(duì)西南次海盆擴(kuò)張的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)，而不是對(duì)沙巴造山帶所致文萊—沙巴盆地逆沖的響應(yīng)。圖7顯示T40之前存在一期擠壓隆升剝蝕，同時(shí)T30后也存在寬緩的擠壓變形，但并沒(méi)有形成明顯的不整合，兩期變形也是南沙海域的普遍特征。

3 構(gòu)造抬升量定量計(jì)算

南沙“隆升幕”的構(gòu)造反轉(zhuǎn)缺乏量化分析，對(duì)早中新世南沙構(gòu)造抬升嚴(yán)格的、準(zhǔn)確的定量計(jì)算很難獲得足夠數(shù)據(jù)支撐。本文依據(jù)“地層趨勢(shì)法”進(jìn)行定量恢復(fù)，評(píng)估個(gè)別含有有效信息點(diǎn)的某類抬升量信息，這些數(shù)據(jù)可能是最小值，也可能是近似值，據(jù)此做一些大致的、半定量的評(píng)估。

九章盆地地層攜帶了部分曾經(jīng)遭受剝蝕的信息，如圖8所示。在圖8中，只能采取地層趨勢(shì)擬合的方法獲得剝蝕前的地層沉積線，根據(jù)該地層趨勢(shì)線，獲得剝蝕量估算值。T70反射界面的位置以剖面能見(jiàn)到的最大厚度來(lái)確定。T70-T60之間地層厚度根據(jù)曾母盆地、先賓盆地的T70-T60之間和T80-T70之間的地層厚度比例關(guān)系確定。圖9為鄰近鄭和隆起區(qū)的先賓盆地T70-T60殘留地層的厚度信息，T70-T60殘留地層的厚度達(dá)到T80-T70間地層厚度的70%～80%，保守按照1 500 m來(lái)估計(jì)，也可以按照目標(biāo)研究區(qū)的T80-T70間地層厚度的75%估算。

圖8為九章盆地西南坳陷剖面圖，從殘余地層厚度分布規(guī)律可以判斷該凹陷是一個(gè)滾動(dòng)半地塹，地層左側(cè)厚、右側(cè)薄，而圖10所示的九章盆地西北坳陷原始地層各處等厚。根據(jù)以上信息，對(duì)圖8剖面的九章盆地西南坳陷地層剝蝕量半定量的恢復(fù)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 九章盆地地層剝蝕量恢復(fù)計(jì)算數(shù)據(jù)表（G-G'和I-I'測(cè)線）Table 1 The denudation thickness restore data sheet in Jiuzhang Basin（G-G'and I-I'line）

九章盆地在不考慮可能存在T70-T60之間地層的情況下，前T70地層剝蝕量達(dá)到3 900 m以上，以上是按照地層雙程旅行時(shí)每秒對(duì)應(yīng)地層厚度2 000 m計(jì)算，如果保守按照1 800 m/s來(lái)計(jì)算，（d7r+d8r）總剝蝕量至少達(dá)到3 560 m，可見(jiàn)九章盆地3 500 m的地層剝蝕總厚度是非常保守的數(shù)據(jù)。

3 500 m是鄭和隆起區(qū)內(nèi)山間盆地的剝蝕深度，鄭和隆起區(qū)內(nèi)盆間隆起的剝蝕量遠(yuǎn)大于3 500 m，或有希望超過(guò)6 000 m，而鄭和隆起區(qū)外盆地的剝蝕量隨著距離鄭和隆起中心的距離增大而逐漸變小。在北康盆地，剝蝕僅限于T70-T60之間的部分地層，估計(jì)剝蝕量不超過(guò)1 000 m，鄭和隆起南側(cè)的先賓盆地剝蝕量估計(jì)也不超過(guò)1 000 m。

本文中的剝蝕量的估算采用“地層趨勢(shì)法”，這個(gè)方法在盆地勘探初期能粗略估計(jì)剝蝕厚度，但是該方法并沒(méi)有考慮古地貌、古水深、巖性和壓實(shí)等作用的影響，會(huì)帶來(lái)一定的誤差，但就其大致的數(shù)據(jù)引出討論的相關(guān)問(wèn)題還是有意義的。并且，從圖8和圖10的實(shí)際地層來(lái)看，形如T80和T70之間的地層剝蝕量是高概率偏小的，T80和T70之間的地層剝蝕量對(duì)圖9中T70-T60殘留地層數(shù)據(jù)的借用存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，但就整體來(lái)講，這些剝蝕量存在的高估的風(fēng)險(xiǎn)并不大，并且存在較高概率的低估可能性。

圖8 九章盆地西南坳陷實(shí)際剖面恢復(fù)法剝蝕量計(jì)算（G-G'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）Fig.8 The denudation thickness restore from the actual line of Jiuzhang Basin southwest depression（G-G'line location is shown in Fig.1）in Early Miocene

圖10 九章盆地西北坳陷實(shí)際剖面恢復(fù)法剝蝕量計(jì)算（I-I'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）Fig.10 The denudation thickness restore from the actual line of Jiuzhang Basin northwest depression（I-I'line location is shown in Fig.1）in Early Miocene

對(duì)于擠壓隆升幕的啟動(dòng)時(shí)間問(wèn)題，同時(shí)，根據(jù)沉積記錄，在遠(yuǎn)離鄭和隆起的盆地（圖9）還存在T70反射界面，也就是存在T70-T60殘留地層，說(shuō)明最早不會(huì)超過(guò)T70，T70-T60殘留地層厚度不低于T80-T70的一半，說(shuō)明時(shí)間晚于T70-T60的中間值（28.4 Ma和23.8 Ma的中間值為26.1 Ma），再根據(jù)南海西南次海盆的最早磁異常條帶時(shí)間23 Ma（Sun et al.，2009），事實(shí)上“隆升幕”可能的起始時(shí)間定為25～23.8 Ma之間的時(shí)間可能是較為合適的。

圖9 鄰近鄭和隆起區(qū)的先賓盆地（H-H'測(cè)線位置見(jiàn)圖1）T70-T60殘留地層Fig.9 The T70-T60 residual strata in Xianbin Basin which near the Zhenghe Mountain（H-H'line location is shown in Fig.1）

4 南沙海域盆地群地層及事件序列

南沙海域主要盆地的地層及事件如下圖11所示，圖11中各個(gè)時(shí)代地層沉積屬性借鑒（ASCOPE，1981；金慶煥，1989；吳進(jìn)民，1991；Blanche and Blanche，1997；許紅等，1998；李家彪，2005；Wang and Li，2009）等文獻(xiàn)并經(jīng)本文作者選材整理而成。圖11可見(jiàn)，整體來(lái)說(shuō)前T80時(shí)期的地層顯示禮樂(lè)、文萊—沙巴盆地為海相，西北部則為陸相，呈現(xiàn)“西北高，東南低”的整體構(gòu)造格局。圖11中右側(cè)的巨大時(shí)間跨度的不整合形成一個(gè)以鄭和隆起為核心的“碟形”剝蝕區(qū)，就是（孫珍，2011a，2011b）論述的中中新世不整合，由于大部分地區(qū)觀察到的不整合地層是T40以上地層，人們通常稱呼其為中中新世不整合。

結(jié)合地層巖性分布趨勢(shì)以及主要構(gòu)造事件，南沙主要不整合及地層缺失主要分為3個(gè)期次，Tg不整合是深部的不整合，以超覆不整合為主要表現(xiàn)形式，中中新世不整合是全區(qū)大部分地區(qū)連續(xù)存在的不整合，從鄭和隆起核部向周邊存在穿時(shí)，晚中新世不整合則是由于火山噴發(fā)和構(gòu)造活動(dòng)停止導(dǎo)致的。T80前后，南海東北部的海盆產(chǎn)生擴(kuò)張（關(guān)成堯等，2013），可以認(rèn)為代表南海深部伸展斷陷的大規(guī)?；顒?dòng)開(kāi)始。在早中新世的“隆升幕”南沙海域形成了以鄭和隆起為核心的“碟形”剝蝕區(qū)（圖11），鄭和隆起內(nèi)的斷陷構(gòu)造層沉積物剝蝕殆盡，鄭和隆起周圍盆地也有較大剝蝕量，鄭和隆起區(qū)內(nèi)的山間盆地剝蝕厚度超過(guò)3 500 m。

圖11 南沙海域主要盆地地層事件過(guò)程示意圖Fig.11 The schematic procedure of major tectonic evolution event in Nansha Basin Group

早中新世至中中新世“垮塌”期擠壓隆升過(guò)程結(jié)束，逐步進(jìn)入垮塌應(yīng)力狀態(tài)，“碟形”剝蝕區(qū)開(kāi)始“回縮”，外圍盆地開(kāi)始逐漸接受沉積。晚中新世（T32-T30）為“火山活躍”期（關(guān)成堯等，2013），該期經(jīng)過(guò)兩期的火山侵入和噴發(fā)，噴發(fā)時(shí)間大多集中在10.4 Ma和5.5 Ma，繼續(xù)伸展沉降，沉降量達(dá)到西沙海域同期沉降量的4倍左右（關(guān)成堯等，2013）。從T40開(kāi)始，沙巴地區(qū)開(kāi)始進(jìn)入帶俯沖的陸陸碰撞階段，沙巴地區(qū)的古南海閉合，沙巴造山帶開(kāi)始培育和發(fā)展，文萊—沙巴盆地逆沖得到快速發(fā)展，而或許由于沙巴造山的阻隔，南沙地塊無(wú)法繼續(xù)漂移，南海擴(kuò)張停止。更新世后（5.5 Ma～現(xiàn)今），南沙構(gòu)造活動(dòng)基本停止，進(jìn)入“‘安靜’蓋層”期，形成相對(duì)穩(wěn)定的蓋層。

5 “擠壓隆升幕”的大地構(gòu)造及石油地質(zhì)意義

5.1 “擠壓隆升幕”相關(guān)大地構(gòu)造問(wèn)題

雖然本文采用的“地層趨勢(shì)法”估算的剝蝕量會(huì)帶來(lái)一定的誤差，但“擠壓隆升幕”的提出，對(duì)于理解南海大地構(gòu)造演化事件格局有一定的（或者屬于非定量的）意義。

（1）南沙腹地非碰撞式隆升

南沙“擠壓隆升幕”形成的剝蝕以鄭和隆起核部最大，過(guò)去認(rèn)為的中中新世不整合或者晚中新世不整合實(shí)際上是對(duì)早中新世隆升幕的響應(yīng)，由于各個(gè)位置因隆升或者反轉(zhuǎn)的滯后時(shí)間長(zhǎng)度不同，形成了剝蝕不整合的穿時(shí)。南沙腹地早中新世“隆升幕”是和南海西南次海盆擴(kuò)張相伴生的構(gòu)造活動(dòng)，構(gòu)造反轉(zhuǎn)則是和這個(gè)“隆升事件”相伴生并存在滯后反應(yīng)的響應(yīng)，南沙漂移是和隆升及構(gòu)造反轉(zhuǎn)相伴生的，而沙巴造山是導(dǎo)致南沙地塊漂移終結(jié)的力量，本文的“隆升幕”并不排斥沙巴造山的隆升和反轉(zhuǎn)，沙巴造山的隆升和反轉(zhuǎn)主要發(fā)生在南沙的南緣，而非南沙腹地。因此，南沙腹地的早中新世“擠壓隆升幕”是由于區(qū)域擠壓應(yīng)力場(chǎng)導(dǎo)致的，而非和沙巴造山運(yùn)動(dòng)相關(guān)的碰撞成因。

（2）豐富南沙海域盆地群的事件序列

前人在大地構(gòu)造方面基本沒(méi)有建立早中新世的“擠壓隆升幕”的概念，且對(duì)中中新世不整合的成因未能很好地歸位。前人對(duì)南沙以“幕”進(jìn)行專項(xiàng)討論的不多，對(duì)“隆升期次”劃分大多沒(méi)涉及早中新世。但在南沙演化階段劃分中涉及了“隆升”的概念，如解習(xí)農(nóng)等（2011）將南海新生代盆地形成演化大致劃分為4個(gè)演化階段，即擴(kuò)張前初始裂陷階段、同擴(kuò)張強(qiáng)烈裂陷階段、擴(kuò)張后緩慢沉降階段和擴(kuò)張后快速沉降階段。姚永堅(jiān)等（2002）認(rèn)為南沙海域發(fā)生過(guò)4次重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，經(jīng)歷了隆升裂解—斷陷坳陷—擠壓改造—區(qū)域沉降4個(gè)演化階段。曾母盆地的演化可以分為4個(gè)時(shí)期（鐘建強(qiáng)等，1994），分別是漸新世—早中新世（37.0～16.5 Ma）的強(qiáng)烈沉降期，中-晚中新世（16.5～5.2 Ma）的平緩沉降期，上新世（5.2～1.8 Ma）的加速沉降期和第四紀(jì)以來(lái)的差異沉降期。這些大的時(shí)期階段的劃分均不含有早中新世擠壓隆升。一般32～17 Ma期間南沙的故事基本被“裂陷”“漂移”等概念所占據(jù)。本文討論的“擠壓隆升幕”和前人的晚中新世的“反轉(zhuǎn)”（邱燕，2005）是不同的，這種不同主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一是時(shí)間上不同，本文討論的早中新世的“擠壓隆升幕”，而不是晚中新世和沙巴造山帶碰撞導(dǎo)致的反轉(zhuǎn)和局部不整合；第二是地點(diǎn)不同，本文的“擠壓隆升幕”主要發(fā)生在南沙腹地，而不是南沙的南緣，不屬于南沙的“南緣事件”，和沙巴造山帶碰撞不是直接的成因聯(lián)系。因此，早中新世的“擠壓隆升幕”是一個(gè)全新的獨(dú)立的定位于鄭和隆起圍區(qū)的隆升事件。本文“擠壓隆升幕”的提出，豐富了南沙盆地群演化事件序列，也說(shuō)明南沙區(qū)域的構(gòu)造演化是復(fù)雜的，沉降史或埋藏史曲線并不是“單調(diào)深埋”形式，構(gòu)造反轉(zhuǎn)在南沙海域盆地群內(nèi)是多見(jiàn)的，南沙盆地群演化事件序列對(duì)于認(rèn)識(shí)南海成因模式（Sun et al.，2009；關(guān)成堯等，2020）也是重要的約束條件，關(guān)成堯等（2020）將這些模式分為“主動(dòng)”和“被動(dòng)”兩大類，似乎“主動(dòng)”類模式更容易產(chǎn)生本文討論的這種擠壓反轉(zhuǎn)隆升序列。

（3）西南次海盆擴(kuò)張的構(gòu)造后果

西南次海盆擴(kuò)張一般認(rèn)為會(huì)導(dǎo)致相鄰盆地的伸展，孫珍等（2003）、謝文彥等（2007）等基于構(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沙的幾何學(xué)實(shí)際情況較為接近。本文對(duì)“早中新世擠壓隆升幕”的研究發(fā)現(xiàn)南沙海域?qū)嶋H形成一個(gè)以鄭和隆起為核心的“碟形”剝蝕區(qū)，活動(dòng)時(shí)間與西南次海盆的擴(kuò)張時(shí)間一致，這就不得不使人們聯(lián)想到南沙海域的擠壓隆升事件是由于西南次海盆的擴(kuò)張導(dǎo)致的，西南次海盆的擴(kuò)張很有可能在南海演化過(guò)程中充當(dāng)動(dòng)力源，在近擴(kuò)張中心的地帶表現(xiàn)為“斷階裂陷”作用，而在遠(yuǎn)離擴(kuò)張中心的地帶表現(xiàn)為擠壓隆升，西南次海盆的擴(kuò)張?jiān)炀蛥^(qū)域擠壓應(yīng)力場(chǎng)，另外，南沙腹地和南沙南部盆地遭受擠壓形成逆沖和褶皺構(gòu)造，這種大規(guī)模的擠壓構(gòu)造現(xiàn)象的出現(xiàn)，說(shuō)明這個(gè)批次的隆升、擠壓、反轉(zhuǎn)很可能不是因?yàn)?6 Ma之后的沙巴造山運(yùn)動(dòng)所致，由于曾母盆地對(duì)應(yīng)的南部沙撈越造山帶（Hutchison，1996a，1996b；楊明慧等，2017）在始新世已經(jīng)形成，“隆升幕”對(duì)應(yīng)時(shí)間的南沙海槽卻處于俯沖階段，其構(gòu)造阻應(yīng)力小于西部的曾母盆地也是很自然的，西南次海盆擴(kuò)張的構(gòu)造后果還需要系統(tǒng)地研究。

（4）從“擠壓隆升幕”到“火山侵入（伸展）幕”

“早中新世擠壓隆升幕”的形成時(shí)間早于（關(guān)成堯等，2013）提出的“火山侵入（伸展）幕”，兩者是繼承關(guān)系，南沙海域盆地，從古新世—漸新世的成盆過(guò)程到25～23.8 Ma之間轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓隆升，而在西南次海盆擴(kuò)張之后的垮塌是深部地幔軟流圈活動(dòng)積蓄能量的過(guò)程，在晚中新世（15～5.5 Ma）發(fā)生的南沙海域及南海海盆較大規(guī)模的火山侵入（含噴發(fā)）事件則是所積蓄能量的集中釋放，這種釋放導(dǎo)致的動(dòng)力地貌的巨大變化，也可能是導(dǎo)致15 Ma之后南沙海域沉降遠(yuǎn)大于西沙海域沉降（關(guān)成堯等，2013）的重要因素。

（5）“鄭和隆起”需要給予大地構(gòu)造的詮釋

在早中新世的“隆升幕”南沙海域形成了以鄭和隆起為核心的“碟形”剝蝕區(qū)，那么，“鄭和隆起”的范疇、時(shí)代屬性及其變遷都需要在大地構(gòu)造領(lǐng)域有所研究和認(rèn)識(shí)。另外，鄭和隆起在早中新世擠壓隆升幕的抬升中勢(shì)必影響古地理的變遷和沉積序列的變化，圍繞著以鄭和隆起為核心的“碟形”剝蝕區(qū)的沉積古地理的研究也需要展開(kāi)，如此時(shí)的“鄭和隆起”是否抬升出海表面？是否向圍區(qū)盆地提供陸相物源？或者至少抬升導(dǎo)致本時(shí)期碳酸鹽巖臺(tái)地大規(guī)模發(fā)育具備了條件。

（6）開(kāi)始時(shí)間（23.8 Ma）本身的意義

南沙在25～23.8 Ma之間轉(zhuǎn)變?yōu)閿D壓隆升，這個(gè)開(kāi)始時(shí)間23.8 Ma本身就有很大的意義，23.8 Ma是西南次海盆擴(kuò)張的時(shí)間（Sun et al.，2009）。南海中央海盆一般認(rèn)為32 Ma開(kāi)始擴(kuò)張，而直到23.8 Ma南沙才開(kāi)始出現(xiàn)系統(tǒng)抬升和發(fā)育反轉(zhuǎn)構(gòu)造，可見(jiàn)，32 Ma開(kāi)始的中央海盆擴(kuò)張導(dǎo)致的是南沙海域的系統(tǒng)伸展，而23.8 Ma的西南次海盆的擴(kuò)張導(dǎo)致了南沙系統(tǒng)抬升和形成“擠壓隆升幕”，屬于擠壓型應(yīng)力場(chǎng)，這就反映了南海中央海盆和西南次海盆在打開(kāi)形式上和擴(kuò)張動(dòng)力學(xué)上有很大的差異，這個(gè)差異究竟是什么還有待于理論界的探討。

5.2 “擠壓隆升幕”的石油地質(zhì)意義

依據(jù)前文論述，九章盆地剝蝕前的剝蝕量超過(guò)了3 500 m，有希望接近5 000 m，殘余盆地厚度一般可保證1 500～2 500 m之間，如果平均按照殘余厚度2 000 m計(jì)算，最大埋深將超過(guò)5 500 m，有希望接近6 000 m，大于九章盆地目前埋深，因此，深埋是中中新世之前九章盆地有機(jī)質(zhì)成熟的重要影響因素。

火山加熱作用也影響對(duì)油氣理論成熟度的評(píng)判，南沙海域在晚中新世發(fā)生大規(guī)模的火山噴發(fā)，形成規(guī)模宏大的南沙盆嶺火山帶（關(guān)成堯等，2013），目前，南沙海域火山加熱作用的研究還較為薄弱。關(guān)成堯等（2013）文中討論的火山侵入事件主要分布在15～5.5 Ma之間，這是較大時(shí)間跨度的“加熱”作用，這次熱事件的時(shí)間規(guī)模和影響還需要深入的研究。圖12是九章盆地和永登盆地的隆升前深埋和火山加熱促熟作用下的盆地理論熱演化史，圖12中的“火山侵入伸展”的促熟作用本文人為地將其劃分為10 Ma和5.5 Ma兩個(gè)侵入小幕，并假設(shè)每次從侵入到噴發(fā)持續(xù)的時(shí)間大于1 Ma，在圖12中形成鏡質(zhì)體反射率Ro向右上爬升的臺(tái)階。可見(jiàn)，即使不存在后期的火山加熱作用，深埋作用也可以使得九章、永登等盆地具備了熱成熟的基本溫度條件。

圖12 九章盆地和永登盆地的隆升前深埋和火山加熱促熟熱演化史a.九章盆地；b.永登盆地Fig.12 The thermal history before uplift and the volcanic heating ripening in Jiuzhang Basin and Yongdeng Basin

雖然“地層趨勢(shì)法”估算的剝蝕量會(huì)帶來(lái)一定的誤差，但從圖12的數(shù)據(jù)來(lái)看（假使目標(biāo)盆地存在烴源巖條件），即使剔除對(duì)圖9中T70-T60殘留地層數(shù)據(jù)的借用的大約1 500 m的剝蝕量，九章盆地前T80地層有可能也具備了初步生氣的條件，而永登盆地前T80地層至少有可能也具備了生油的條件。甚至說(shuō)，由于具備了抬升作用，南沙腹地和南沙北緣的淺薄小盆地群成熟生油的熱條件存在性就是確定的。這個(gè)推斷的主要風(fēng)險(xiǎn)是目標(biāo)盆地是否存在烴源巖以及烴源巖層位的問(wèn)題，南沙腹地目前還沒(méi)有鉆井，南沙烴源巖的研究基本都是借助外圍盆地來(lái)推斷，一些學(xué)者對(duì)于南沙烴源巖的推測(cè)還是比較樂(lè)觀的（杜德莉等，1998；劉寶明等，2002；龔銘等，2004；劉振湖，2005；吳炳偉，2007）。雖然從外圍盆地?zé)N源巖向南沙腹地的推斷隨著離外圍盆地距離的增加風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大，但其可能性不可排除。針對(duì)禮樂(lè)灘的研究相對(duì)豐富，無(wú)疑增加了南沙腹地含油氣的樂(lè)觀性評(píng)價(jià)。禮樂(lè)灘盆地經(jīng)歷了早期陸緣張裂（早第三紀(jì)），后期陸塊漂移（晚新生代）兩大發(fā)育階段，泥頁(yè)巖分布廣泛，厚度大，即可生烴。本區(qū)地溫梯度較低，推測(cè)桑帕吉他-1井處的地溫梯度為2.85℃/100 m，近于盆地的平均值，盆地中新生界厚度較大（徐脈直等，1996①徐脈直，何泳軍，張吉林等.1996.南沙及其周邊國(guó)家油氣資源勘探開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)分析.地礦部海洋地質(zhì)研究所.）。南海北部存在中生界，中生界的油氣（含烴源巖）應(yīng)該也是具備條件的。禮樂(lè)灘盆地是發(fā)育在禮樂(lè)灘地塊上的陸緣張裂—裂離陸塊盆地，下白堊統(tǒng)之下可能存在侏羅系（Taylor and Hayes，1980），根據(jù)劉海齡等（2007）對(duì)中生界的研究，南沙中生界的分布范圍比較廣，那么，即使不存在新生代前T80烴源巖層系，那么也不排除存在這里。換句話說(shuō)，只要南沙腹地存在前T80地層（可以包括中生界地層）的烴源巖，那就必定是較高概率已經(jīng)成熟，后來(lái)的火山加熱促熟是使其生烴量更加樂(lè)觀而已。因此，不僅僅南沙鄭和隆起圍區(qū)的南薇西盆地、北康盆地、禮樂(lè)盆地等大盆地的沉降史需要充分論證反轉(zhuǎn)構(gòu)造的分布格局及隆升幕對(duì)區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域油氣的影響，南沙腹地和南沙北緣的“淺、薄、小”盆地群的價(jià)值也不容忽視，需要納入到南沙的勘探研究范疇中來(lái)。另外，反轉(zhuǎn)構(gòu)造本身經(jīng)常成為油氣運(yùn)移的重要驅(qū)動(dòng)條件，對(duì)天然氣的運(yùn)移成藏則更為重要，經(jīng)常形成反轉(zhuǎn)抬升期的幕式成藏（宋巖，2002），南海海域“內(nèi)環(huán)”的天然氣是相對(duì)樂(lè)觀的（張功成等，2010；Trung，2012），那么，就不排除在南沙海域存在一個(gè)“擠壓隆升幕”對(duì)應(yīng)的“油氣運(yùn)移幕”（甚至“成藏幕”）的可能性。

6 結(jié) 論

（1）在漸新世—中新世之交，西南次海盆及鄰區(qū)發(fā)生了“擠壓—隆升”事件（約23.8 Ma），產(chǎn)生了很多反轉(zhuǎn)構(gòu)造。南沙腹地的早中新世“擠壓隆升幕”是由于區(qū)域擠壓應(yīng)力場(chǎng)導(dǎo)致的，而非和沙巴造山運(yùn)動(dòng)相關(guān)的碰撞成因。

（2）“擠壓—隆升”事件導(dǎo)致鄭和隆起內(nèi)及鄰區(qū)盆地的遭受巨厚的剝蝕，并形成蝶形剝蝕區(qū)，九章盆地、永登等盆地隆剝蝕量可能會(huì)大于3 500 m，推斷南沙腹地淺薄盆地群曾經(jīng)歷過(guò)深埋，“擠壓—隆升”事件之前鄭和隆起內(nèi)及鄰區(qū)盆地的覆蓋范圍和厚度均大于目前一般之認(rèn)識(shí)。

（3）由于剝蝕前存在深埋，不僅僅南沙鄭和隆起圍區(qū)的南薇西盆地、北康盆地、禮樂(lè)盆地等大盆地的沉降史需要充分論證反轉(zhuǎn)構(gòu)造的分布格局及隆升幕對(duì)區(qū)域構(gòu)造和區(qū)域油氣的影響，南沙腹地（九章盆地為代表）和南沙北緣（中業(yè)、永登盆地為代表）的淺薄小盆地群的價(jià)值也不容忽視，不整合前（前中中新世）地層的深埋和晚中新世的火山侵入“加熱”可能是本區(qū)有利的有機(jī)質(zhì)促熟因素。