南沙海槽—西北巴拉望構(gòu)造特征及其意義

摘要：南沙海槽－西北巴拉望構(gòu)造對(duì)認(rèn)識(shí)南海成因與演化至關(guān)重要。綜合南海南緣地質(zhì)地球物理資料分析認(rèn)為：南沙海槽極薄地殼可能不是古南海的殘余，是夭折的擴(kuò)張中心;南沙海槽存在擠壓逆沖作用，形成時(shí)間很晚，與南海擴(kuò)張無(wú)關(guān)，是南海形成后擠壓的結(jié)果。南沙海槽擠壓作用與西北巴拉望Pagasa楔變形對(duì)比表明，南海南緣的擠壓作用停止時(shí)間東部早于西部;中、南巴拉望蛇綠巖來(lái)自其南部往北逆沖的產(chǎn)物，可能表明古南海由南往北俯沖。綜上認(rèn)為南巴拉望蛇綠巖可能來(lái)自新特提斯洋殼，中巴拉望蛇綠巖來(lái)自古南海洋殼；不同時(shí)期洋殼俯沖殘余最終被逆沖至島弧系之上；巴拉望蛇綠巖是長(zhǎng)期由南往北逆沖的結(jié)果，最后就位時(shí)間可能是中晚中新世。

關(guān)鍵詞：南海南緣；南沙海槽逆沖構(gòu)造；古南海；巴拉望蛇綠巖

doi：10.13278/j.cnki.jjuese.20220343

中圖分類號(hào)：P548

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

收稿日期：20231215

作者簡(jiǎn)介：李學(xué)杰（1964—），男，教授級(jí)高工，博士，主要從事海洋基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查與研究工作，E-mail： xuejieli@yeah.net

基金項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局項(xiàng)目（DD20160138，GZH201300502，DD20190378）；南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)重大專項(xiàng)（GML2019ZD0207）

Supported by the Project of China Geological Survey （DD20160138，GZH201300502，DD20190378） and the Key Special Project for Introduced Talents Team of Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory （Guangzhou） （GML2019ZD0207）

Tectonic Characteristics of Nansha TroughNorthwest Palawan and Its Significance

Li Xuejie，Wang Jun，Wang Zhe，Yao Yongjian，Zhu Song

Guangzhou Marine Geological Survey/Key Laboratory of Marine Mineral Resources， MNR，Guangzhou 511400， China

Abstract： The tectonics of the Nansha troughNorthwest Palawan is important for understanding the origin and evolution of the South China Sea （SCS）. Based on the analysis of geological and geophysical data in the southern margin of SCS， we suggest that the very thin crust of the Nansha trough may not be the remnant of the Proto South China Sea （PSCS）， but may be an abandoned spreading center. As a result of a compressional event after the formation of the SCS， the thrusting structures developed very late on the Nansha trough and were not related to the opening of the SCS. The comparison between the extrusion of the Nansha trough and the Pagasa wedge in Northwest Palawan shows that the time of compressional termination in the east is earlier than in the west in the southern margin of the SCS. The ophiolite in South and Central Palawan was the product of its southern northward thrusting， indicating that the PSCS may subduct from south to north. It is suggested that the Southern Palawan ophiolite may derive from the oceanic crust of Neo-Tethys and the Central Palawan ophiolite may come from the PSCS. The subducted remnants of oceanic crust in different periods were finally overthrusted onto the island arc system. The Palawan ophiolite is the result of a long-term thrusting from south to north， and the time of the final emplacement may be the Middle-Late Miocene.

Key words： Southern margin of South China Sea; Nansha trough thrust structure; Proto South China Sea; Palawan ophiolite

0 引言

南海作為西太平洋的邊緣海，受到多種構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)的作用，新生代經(jīng)歷復(fù)雜的構(gòu)造演化，改變了周邊構(gòu)造環(huán)境，使得其成因的認(rèn)識(shí)難度增大。近幾十年來(lái)，南海持續(xù)受到多方關(guān)注，進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查與研究，包括1∶100萬(wàn)海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和各種資源調(diào)查[1]，以及3輪大洋鉆探（ODP-IODP） [2]。2010年開(kāi)始，國(guó)家自然科學(xué)基金委資助“南海深海過(guò)程演變”重大研究計(jì)劃，以多學(xué)科、多視角對(duì)南海深海過(guò)程及其演變進(jìn)行研究，取得世界矚目的成果，但南海的形成與演化至今仍存在很大的爭(zhēng)議[3]。

南海南緣中南海海槽—西北巴拉望構(gòu)造對(duì)于南海成因至關(guān)重要。南海影響最廣的成因模型擠出模型[45]和古南海俯沖拖曳模型[67]對(duì)南海南緣有截然不同的認(rèn)識(shí)。李學(xué)杰等[8]提出南海成因“弧后擴(kuò)張—左旋剪切”新認(rèn)識(shí)，南海南緣構(gòu)造特征是支撐的關(guān)鍵。

南海張開(kāi)過(guò)程中南海南緣南沙—禮樂(lè)地塊裂離華南大陸往南漂移，其俯沖消亡洋殼邊界一直存在爭(zhēng)議。國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量研究[913]，但觀點(diǎn)不一，差異很大[14]。Haile[15]最早提出南沙海槽存在俯沖作用；Hamilton[16]認(rèn)為南沙海槽是新近紀(jì)俯沖的海溝；Hinz等[17]認(rèn)為海域褶皺逆沖帶是陸—陸碰撞的反映，推測(cè)區(qū)域性擠壓導(dǎo)致主逆沖作用持續(xù)至今。這種觀點(diǎn)已被一些學(xué)者所接受[1820]。通常認(rèn)為南沙海槽是古南海洋殼俯沖的海溝，洋殼于古近紀(jì)—中新世早期往東南俯沖于巴拉望和北婆羅洲之下[1314，21]，這也導(dǎo)致南海洋殼擴(kuò)張的停止[22]，并形成沙巴的Crocker群沉積出現(xiàn)變形和隆升，得到巴拉望蛇綠巖與沙巴蛇綠巖可對(duì)比的支持[12]。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，南沙海槽不是古俯沖帶，而與巴拉望類似，為仰沖楔狀推覆體的前緣，南沙海槽下伏的是陸殼[17，2324]。Hall[25]認(rèn)為古南海位于巴拉望南側(cè)，南沙海槽—西北巴拉望是沉積物供給饑餓型前陸海槽，沒(méi)有證據(jù)表明有海溝橫穿整個(gè)西北巴拉望大陸架[13，26]。Hall[27]認(rèn)為西北婆羅洲—巴拉望地區(qū)沒(méi)有板塊匯聚，新生代大部分變形是拉伸幕，而非擠壓的結(jié)果。一些學(xué)者將海域褶皺逆沖解釋為重力滑塌[12]，類似于尼日爾三角洲的深水褶皺逆沖帶[28]。Hesse等[29]展示褶皺帶外側(cè)收縮量，不完全與區(qū)域拉伸量匹配，必然有構(gòu)造縮短成份，且往北增大，認(rèn)為是重力變形與區(qū)域擠壓的結(jié)合[3031]。

總之，對(duì)南沙海槽的成因有截然不同的認(rèn)識(shí)，既有古俯沖帶觀點(diǎn)，也有仰沖推覆觀點(diǎn)，還有非構(gòu)造擠壓的重力滑塌觀點(diǎn)。此外，南沙海槽的地殼性質(zhì)是否存在洋殼殘余也是爭(zhēng)論的要點(diǎn)。俯沖觀點(diǎn)通常認(rèn)為是古南海俯沖消亡的殘留洋殼[7]，逆沖推覆觀點(diǎn)及重力滑塌觀點(diǎn)認(rèn)為南沙海槽下伏的是陸殼[17]。姚伯初[32]、蘇達(dá)權(quán)等[33]通過(guò)地震剖面及重磁震聯(lián)合反演認(rèn)為南沙海槽西南段為洋殼，東北段為陸殼。本文試圖通過(guò)對(duì)南海海槽西北巴拉望海域及相鄰島嶼地質(zhì)地球物理數(shù)據(jù)揭示該地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征，為認(rèn)識(shí)南海成因及其演化提供約束。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

南海南緣涵蓋南海海盆以南的南沙海域以及婆羅洲（加里曼丹島）、巴拉望等島嶼（圖1）。巴拉望以南為蘇祿海和蘇拉威西海，東面隔菲律賓群島與西菲律賓海相望。在新生代演化過(guò)程，南海南緣形成極為復(fù)雜的構(gòu)造，許多問(wèn)題尚沒(méi)有答案，長(zhǎng)期以來(lái)成為地質(zhì)構(gòu)造研究的熱點(diǎn)。

南沙海槽位于南海西南部西沙海域與婆羅洲之間，呈北東走向，長(zhǎng)約400 km，水深通常大于2 800 m，南起廷賈斷裂，北至巴拉巴克斷裂，再往東北水深急劇變淺，又稱西北巴拉望海槽，但缺乏明顯的海槽地形（圖1）。

巴拉望以南為蘇祿海和蘇拉威西海。蘇祿海以卡加延脊為界可分為水深差異很大的西北蘇祿海和東南蘇祿海，兩者的地殼性質(zhì)明顯不同。西北蘇祿海與南沙海域一樣為減薄的陸殼，地球物理資料與深海鉆探表明，西北蘇祿海盆新近紀(jì)沉積厚度為0.5～3.5 s（雙程走時(shí)）[34]。西北蘇祿海盆曾被看作沙巴－巴拉望造山帶的東延，或婆羅洲－蘇祿碰撞帶的一部分[35]。東南蘇祿海盆沉積厚度為1.0～2.0 s，ODP資料揭示，蘇祿海形成于20～15 Ma的海底擴(kuò)張，基底之上最老沉積為晚中新世放射蟲(chóng)紅泥，其下伏250 m厚的酸性火山碎屑凝灰?guī)r，再往下是枕狀熔巖和輝綠巖[36]。

東南蘇祿海磁異常與卡加延脊不平行，最老磁條帶難以識(shí)別[3738]，且大部分洋殼已沿內(nèi)格羅斯海溝和蘇祿海溝俯沖消亡于蘇祿脊和菲律賓群島之下，因此東南蘇祿海的形成時(shí)間和成因均存在較大爭(zhēng)議。

蘇祿海以南的蘇拉威西海，Weissel[39]在該海盆中識(shí)別出20、19和18號(hào)磁條帶，走向北東，年齡為47～ 42 Ma，屬始新世洋殼。Lee等[40]對(duì)該海盆磁條帶的識(shí)別結(jié)果不同，認(rèn)為其時(shí)代屬晚白堊世—早第三紀(jì)（76～62 Ma）。

Hall[41]認(rèn)為，40～31 Ma期間，菲律賓海順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并向北運(yùn)動(dòng)，當(dāng)時(shí)的西菲律賓海盆擴(kuò)張脊往西延至蘇拉威西海，因此蘇拉威西?？赡苁俏鞣坡少e海的一部分。但姚伯初等[34]根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料分析，認(rèn)為蘇拉威西群島和蘇祿群島地質(zhì)時(shí)期曾為同一火山弧，中始新世分離為蘇祿弧和蘇拉威西弧，其間擴(kuò)張為蘇拉威西海盆，因此海盆為弧間盆地。

蘇拉威西東南的馬古魯海峽曾擁有寬廣的洋殼，現(xiàn)分別往東西俯沖于哈馬黑拉島弧和桑義赫弧之下，形成反U形雙向俯沖帶，洋殼消亡，形成弧—弧碰撞。

南海東緣的菲律賓活動(dòng)帶為近南北向的大型走滑斷裂帶，其東側(cè)菲律賓海板塊是新生代海底擴(kuò)張的產(chǎn)物，在形成過(guò)程中不斷往北運(yùn)動(dòng)就位。古地磁研究表明菲律賓海板塊始新世以來(lái)往北運(yùn)動(dòng)近20°（約2 000 km）[4244]。

2 南海南部地球物理場(chǎng)特征

重、磁異常特征可以為深部地質(zhì)構(gòu)造特征提供豐富的信息。利用我們歷年對(duì)南海進(jìn)行的大量船測(cè)數(shù)據(jù)，補(bǔ)充收集全球衛(wèi)星重力異常和磁異常數(shù)據(jù)，通過(guò)反演可揭示南海南部及其鄰區(qū)的深部地質(zhì)構(gòu)造特征。

南沙海槽具明顯的重力低特征，空間重力異常主體為-50～-20 m Gal，其西南終止于廷賈線，往東北延伸至美濟(jì)礁斷裂，地形上南沙海槽東北方向大致終止于巴拉巴克斷裂，地形與重力異常特征兩者在南沙海槽北延部分明顯不同（圖2）。南沙海槽南側(cè)的西北婆羅洲陸架有一帶狀重力高，gt;50 mGal，與南沙海槽平行。

西北巴拉望海域，西南端巴拉巴克斷裂與美濟(jì)礁斷裂之間存在重力低，而美濟(jì)礁東北缺乏低重力異常。但巴拉望東南，西北蘇祿海存在明顯的重力低特征，主體為-40～ -10 mGal，與西沙海槽相當(dāng)；其東南的卡加延脊重力高，為50～100 mGal，局部更高，與西北婆羅洲陸架相當(dāng)。

卡加延脊對(duì)應(yīng)的磁異常以低值為主，通常lt;-50 nT，與之相當(dāng)?shù)牡痛女惓３霈F(xiàn)在其南側(cè)的蘇祿群島（圖3），推測(cè)兩者可能存在相似性，并與增生楔有關(guān)?？友蛹鼓喜康奈鞅碧K祿海有明顯的磁異常高值區(qū)，推測(cè)為裂谷基底的侵入巖漿巖。

重磁反演的結(jié)晶地殼厚度顯示，南沙海域總體厚度比正常陸殼?。▓D4），一般為14～20 km，屬于減薄的陸殼[16]，這是南海演化過(guò)程中陸緣張裂地殼減薄的結(jié)果。南沙海槽南段及其南側(cè)的增生楔下出現(xiàn)厚度很小的區(qū)域，厚度為8～12 km，局部lt;8 m，接近正常洋殼厚度，且厚度最小位置不在南沙海槽的最深處，而是在偏南側(cè)處于增生楔之下。

南沙海域可見(jiàn)多條NE向地殼減薄帶，結(jié)晶地殼厚度為13～16 km，與南沙海槽及西南次海盆擴(kuò)張中心大致平行，南沙海槽可以看作這些減薄帶中深度最大的一條（圖4）。

3 南沙海槽西北巴拉望構(gòu)造變形特征

盡管不少學(xué)者將南沙海槽—西北巴拉望看作南海南緣往南俯沖的邊界[1920]，但不論地形還是重磁圖例下同。

特征，南沙海槽往東北無(wú)法延伸至西北巴拉望海域，而巴拉望島地質(zhì)具親華南的特征，也揭示其來(lái)自其北側(cè)的亞洲大陸。這里通過(guò)不同位置的地震剖面揭示其構(gòu)造變形特征。

3.1 南沙海槽構(gòu)造特征

從地震剖面（圖5）看，南沙海槽東南緣存在明顯的逆沖作用，其逆沖時(shí)間很新，逆沖推覆面大致相當(dāng)于T3不整合面，即中—晚中新世分界，與國(guó)外的SCSU不整合面（南海不整合）[45]或MMU不整合面（中中新世不整合）[17]相當(dāng)。推覆面存在穿時(shí)現(xiàn)象，由東南往西北變新（圖5）。這表明南沙海槽東南緣的逆沖是在南海擴(kuò)張停止后才開(kāi)始發(fā)育的，與南海擴(kuò)張無(wú)關(guān)。而且逆沖構(gòu)造面之下地層沒(méi)有明顯擠壓變形，主要發(fā)育正斷層（圖5—7），表明中中新世之前沒(méi)有出現(xiàn)大規(guī)模擠壓和俯沖，而以拉伸構(gòu)造為主，為同裂谷構(gòu)造。此外，南沙海槽逆沖推覆構(gòu)造由東南往北西明顯不同（圖5—7），東南部褶皺緊密，傾角較陡[47]，往北西逐漸平緩，與俯沖帶構(gòu)造不同。因此，南沙海槽不可能是古南海的俯沖前緣，是后期逆沖的產(chǎn)物。

南沙海槽東北端（圖8）頂部沒(méi)有逆沖擠壓，而在中部出現(xiàn)雜亂反射[13]，特征與西北巴拉望相似，逆沖擠壓作用未持續(xù)至現(xiàn)在。

3.2 西北巴拉望構(gòu)造特征

西北巴拉望地震剖面（圖9）揭示，從陸坡至深海區(qū)主要發(fā)育鏟狀斷層和半地塹等拉張構(gòu)造，無(wú)明顯的匯聚特征。陸架區(qū)三維地震剖面（圖10）顯示，白堊紀(jì)基底之上發(fā)育始新世半地塹同裂谷沉積，巴

剖面位置見(jiàn)圖1。據(jù)文獻(xiàn)[12]修編。 TWT.雙程走時(shí)。

剖面位置見(jiàn)圖1。

剖面位置見(jiàn)圖1。據(jù)文獻(xiàn)[46]修編。

剖面位置見(jiàn)圖1。據(jù)文獻(xiàn)[13]修編。

剖面位置見(jiàn)圖1。

拉望陸地同期沉積Panas組濁積巖。海域Panas組之上不整合覆蓋晚漸新世－早中新世Nido灰?guī)r，北巴拉望陸地同期為St. Paul灰?guī)r。Nido灰?guī)r之上為Pagasa組，鉆井揭示其為泥巖、頁(yè)巖、粉砂巖、砂巖偶夾礫巖沉積組合，與陸地Isugod組相當(dāng)[49]。

該區(qū)Pagasa組出現(xiàn)明顯變形，呈雜亂不連續(xù)反射，發(fā)育大量?jī)A向南的低角度逆沖斷層，形成逆沖疊瓦狀構(gòu)造（圖10），稱為Pagasa楔狀構(gòu)造。該楔體最大厚度超過(guò)2 500 m，逆沖前緣往北西方向，至西北外陸架，逆沖褶皺變形消失，Pagasa組反射趨于平靜，因此是由東南往西北擠壓逆沖的產(chǎn)物[14]。

Pagasa楔頂部不整合上覆為變形的晚中新世－更新世淺海相碎屑沉積和碳酸鹽巖，與陸地地層Alphonso ⅩⅢ組和Iwahig組相當(dāng)[14]。上下界面很好地限定了Pagasa楔的變形時(shí)間，即晚于Nido灰?guī)r，早于披蓋層形成時(shí)間。

4 中、南巴拉望蛇綠巖

西北巴拉望與禮樂(lè)灘之間沒(méi)有明顯的構(gòu)造邊界，巴拉望－民都洛與南沙屬同一地塊，地殼性質(zhì)均為減薄的陸殼。巴拉望島呈北東向展布，長(zhǎng)約600 km，寬約50 km，可分為南北兩個(gè)地質(zhì)構(gòu)造單元（圖1）。前人[5051]認(rèn)為中、南巴拉望蛇綠巖是俯沖洋殼的殘余，被后期逆沖的結(jié)果；北巴拉望地塊MMU. 中中新世不整合。圖b據(jù)文獻(xiàn)[48]修編。

由大陸成因沉積物和變質(zhì)巖組成[52]，兩者間的構(gòu)造邊界仍有爭(zhēng)議，通常以烏魯根斷裂為界。

中、南巴拉望主要由白堊紀(jì)—始新世蛇綠巖體（稱為巴拉望蛇綠巖）和混雜巖組成[50]。巴拉望蛇綠巖體分析表明，晚白堊世至始新世洋殼形成于巴拉望南側(cè)，由南往北逆沖推覆的結(jié)果。

最近對(duì)巴拉望中部和南部蛇綠巖中火山巖的詳細(xì)研究[53]認(rèn)為，兩者的巖石學(xué)、地球化學(xué)特征、形成時(shí)代和成因類型明顯不同，將巴拉望蛇綠巖分為中巴拉望蛇綠巖（CPO）和南巴拉望蛇綠巖（SPO）（圖11）。

4.1 南巴拉望蛇綠巖

南巴拉望蛇綠巖體，從奎松（Quezon）的馬拉特高（Malatgao）至巴塔拉薩（Bataraza）的庫(kù)蘭丹（Culandanum）（圖11），主要由地幔方輝橄欖巖、含純橄欖巖、輝石巖巖墻、中細(xì)粒層狀輝長(zhǎng)巖、枕狀和塊狀熔巖、凝灰?guī)r和燧石組成，位于始新世Panas組濁積巖之上[14，53]。

南巴拉望蛇綠巖典型火山巖包括堿性玄武巖、似高鈮（Nb）玄武巖及玻古安山巖系列火山巖[53]。根據(jù)南巴拉望蛇綠巖中所含超微化石組合特征，時(shí)代確定為早白堊世阿普第期至阿爾必期[54]。Dycoco等[55]對(duì)其中橄欖石輝長(zhǎng)巖和正長(zhǎng)巖樣品中的鋯石進(jìn)行UPb測(cè)年，平均年齡分別為（100.73±1.07）Ma和（102.97±1.07）Ma，與超微化石年齡吻合，屬早白堊世晚期。

4.2 中巴拉望蛇綠巖

中巴拉望蛇綠巖，從普林塞薩港（Puerto Princesa）地區(qū)的烏魯根灣延伸至納拉（Narra）的卡拉塔加斯（Calategas）（圖11）。其主要成分為方輝橄欖巖夾純橄欖巖透鏡體、侵入輝綠巖和輝石巖類巖墻、中－粗粒層狀枕狀和塊狀熔巖夾燧石和泥巖，其變質(zhì)基底角閃巖、石榴石角閃巖、綠片巖和藍(lán)晶石片巖代表中巴拉望蛇綠巖等。

中巴拉望蛇綠巖露頭構(gòu)成較完整的蛇綠巖序列，其巖性表現(xiàn)出不同的地球化學(xué)特征，構(gòu)造環(huán)境從據(jù)文獻(xiàn)[53]修編。

洋中脊（MOR）到俯沖帶上板塊（SSZ） [56]。對(duì)中巴拉望蛇綠巖中火山巖地球化學(xué)特征研究[53]認(rèn)為，這些火山巖具有類似弧后盆地玄武巖（BABB）特征，是虧損MORB地幔部分熔融的產(chǎn)物。其中角閃巖、石榴石角閃巖中角閃石和白云母40Ar39Ar年齡為（34.2±0.6）Ma[56]，斜長(zhǎng)花崗巖UPb鋯石年齡為（35～34）Ma[53，56]。最近Dycoco等[55]提供207Pb校正的斜長(zhǎng)花崗巖UPb鋯石平均年齡為（40.01±0.54）Ma，因此中巴拉望蛇綠巖應(yīng)形成于晚始新世弧后盆地。

5 討論

5.1 南沙海槽—西北巴拉望構(gòu)造特征

北巴拉望塊體被認(rèn)為具親華南大陸特征，與禮樂(lè)之間屬同一地塊，是南海擴(kuò)張過(guò)程中裂離華南大陸，這已從各種地質(zhì)與地球物理特征得到證實(shí)。西北巴拉望海域地震揭示不存在古俯沖帶[29]。因此，將南沙海槽—西北巴拉望海域看作南海南緣的俯沖消亡邊界[1920]，顯然不合適。同樣，古南海俯沖消亡的位置必然在北巴拉望的東南側(cè)，殘余洋殼仰沖至南巴拉望之上[57]。不論是地形地貌、重磁異常特征，還是地質(zhì)構(gòu)造特征，南沙海槽往東北無(wú)法延至西北巴拉望海域，巴拉巴克斷裂和美濟(jì)礁斷裂的走滑作用對(duì)兩者起到應(yīng)力的調(diào)節(jié)作用。因此，將南沙海槽—西北巴拉望海域整體作為南海南緣逆沖邊界是不合適的。

南沙海槽地殼明顯減薄，西南端地殼極薄，與正常洋殼相當(dāng)，前人推測(cè)可能屬古南海的殘余[7，32]。南沙地塊整體為減薄的陸殼，其上發(fā)育一系列與西南海盆擴(kuò)張中心平行的減薄帶，南沙海槽是最深的一條（圖4）。這一系列深的減薄帶可能與西南海盆擴(kuò)張有關(guān)，很可能是擴(kuò)張前裂谷發(fā)育的結(jié)果。

從地震剖面來(lái)看，地殼減薄帶大致對(duì)應(yīng)于基底裂谷帶，南沙海槽下部地層主要發(fā)育鏟狀斷層和半地塹等拉張構(gòu)造[57]，顯然不具俯沖構(gòu)造特征，不可能代表古俯沖帶位置[29]。因此，南沙海槽極薄地殼不應(yīng)是古南海俯沖消亡的殘余，而可能是新生代發(fā)育最深的裂谷，其西南段地殼厚度與洋殼相當(dāng)，可看作夭折的擴(kuò)張中心。

5.2 南沙海槽東南緣與西北巴拉望海域變形對(duì)比

地震剖面揭示，南沙海槽的逆沖推覆作用出現(xiàn)在T3或MMU之后[45]，至今仍在活動(dòng)，南沙地塊與婆羅洲之間現(xiàn)在仍處于擠壓狀態(tài)，表明南沙海槽的逆沖擠壓與南海擴(kuò)張無(wú)關(guān)，是擴(kuò)張停止后擠壓的結(jié)果。南沙海槽不是古南海俯沖消亡的縫合線，這表明南海擴(kuò)張時(shí)古南海的俯沖消亡應(yīng)在其南側(cè)。盧帕爾線白堊紀(jì)蛇綠巖可能是古南海消亡的縫合線，但與南海擴(kuò)張無(wú)關(guān)，因?yàn)楸徽J(rèn)為是俯沖增生楔的Rajang群深海沉積，在始新世約37 Ma已隆升，表明南海擴(kuò)張前曾母地塊與北婆羅洲已經(jīng)碰撞。廷賈線東北地塊（塊體）被認(rèn)為是古南海俯沖增生楔的Crocker群深水沉積，時(shí)代從晚始新世至早中新世[58]，與南海擴(kuò)張時(shí)間吻合。

西北巴拉望海域的擠壓，形成Pagasa楔，介于晚漸新世－早中新世Nido灰?guī)r與早中新世Tabon灰?guī)r之間，Nido灰?guī)r和Tabon灰?guī)r可以對(duì)楔體的形成年齡提供較好的約束。Nido灰?guī)r的頂部和Tabon灰?guī)r的底部將楔體的發(fā)育限定在18～7 Ma之間。AboaboA1井，Tabon灰?guī)r的底部直接位于楔形上，其年代約9 Ma[21]，Tabon灰?guī)r為楔體變形結(jié)束的年齡提供更合理的約束（9 Ma）[21，49]。因此，Pagasa楔是南海擴(kuò)張即將停止和停止后擠壓的結(jié)果，即南海南部的南沙地塊與其南部地塊（卡加延脊？）的碰撞導(dǎo)致南海擴(kuò)張停止，并在停止擴(kuò)張后的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)擠壓，形成Pagasa楔。

兩者變形特征表明，東部變形結(jié)束時(shí)間較早，9 Ma以后擠壓作用停止，隨后出現(xiàn)張性特征，發(fā)育正斷層，而西部的南沙海槽至今仍處于活動(dòng)中。這表明不僅南海擴(kuò)張是從東往西，南海南緣碰撞導(dǎo)致擴(kuò)張停止以及停止后的擠壓作用也可能從東往西。其間巴拉巴克斷裂和美濟(jì)礁斷裂起到應(yīng)力調(diào)節(jié)作用。東段擠壓作用停止可能與南海板片往東沿馬尼拉海溝俯沖于菲律賓群島之下有關(guān)。

5.3 南海南緣巴拉望蛇綠巖成因

巴拉望蛇綠巖的構(gòu)造成因尚有較大爭(zhēng)議，有多種不同的解釋，有認(rèn)為屬卡加延脊弧前盆地[59]或弧后盆地（古南海）的一部分[60]，也有認(rèn)為是俯沖過(guò)程圈閉于卡加延脊弧前的年輕洋殼巖石圈[56]。因中、南巴拉望蛇綠巖特征與形成時(shí)代不同，一種觀點(diǎn)認(rèn)為兩者來(lái)自不同的洋殼[23，57]，另一觀點(diǎn)認(rèn)為兩者代表存在于白堊紀(jì)始新世的單一洋殼巖石圈[55]。

Liu等[59]提出的雙板塊模型，認(rèn)為巴拉望和西北蘇祿?；椎纳呔G巖，以及三寶顏發(fā)現(xiàn)的蛇綠巖，都是古蘇祿海的殘余。古蘇祿海是白堊紀(jì)始新世洋殼巖石圈，位于古南海的南測(cè)。古南海往南俯沖于古蘇祿海之下，形成卡加延洋脊和東南蘇祿海盆，蛇綠巖就位于晚始新世早漸新世。這似乎可以解釋不同時(shí)代的蛇綠巖并置現(xiàn)象，但其中不合理的推測(cè)太多。該模型要求巴拉望以南存在兩個(gè)時(shí)代不同的洋殼，北部緊鄰巴拉望島的是白堊紀(jì)的古南海，南部為始新世的古蘇祿海。晚始新世早漸新世，古南海洋殼俯沖于古蘇祿海洋殼之下，同時(shí)其南側(cè)擴(kuò)張形成現(xiàn)在的蘇祿海洋殼，該機(jī)制極不合理。

鑒于上述雙板塊模型的不合理性，Dycoco等[55]更趨向于支持單一洋殼巖石圈模型，將中、南巴拉望始新世和白堊紀(jì)蛇綠巖看作同一洋殼的產(chǎn)物，認(rèn)為中、南巴拉望蛇綠巖可能代表白堊紀(jì)古南海內(nèi)的始新世弧后盆地。印澳板塊往北俯沖于古南海洋殼之下，導(dǎo)致洋內(nèi)擴(kuò)張形成弧后盆地。這種洋—洋俯沖以及洋殼內(nèi)再擴(kuò)張形成弧后盆地的機(jī)制，顯然與常理不符。

Gibaga等[53]對(duì)中、南巴拉望蛇綠巖中巖漿巖地球化學(xué)和同位素特征進(jìn)行詳細(xì)研究認(rèn)為，兩者不僅年齡不同，其地球化學(xué)特征也明顯有別。中巴拉望蛇綠巖中

火山巖具有弧后盆地玄武巖地球化學(xué)特征，是虧損MORB地幔部分熔融而成；南巴拉望蛇綠巖熔巖表現(xiàn)為地球化學(xué)大幅度的變化；這進(jìn)一步支持了巴拉望島存在兩種蛇綠巖。中巴拉望蛇綠巖代表晚始新世古南海俯沖的弧后盆地的碎片，而南巴拉望蛇綠巖代表早白堊世俯沖地質(zhì)體的殘余。

白堊紀(jì)—始新世蛇綠巖不僅出現(xiàn)在婆羅洲北部和中、南巴拉望，而且在巴拉望東北—東部多地出露。民都洛島中央山脈出露3條蛇綠巖帶：白堊紀(jì)Mangyan、始新世的Lubang-Puerto Galera和中漸新世Amnay蛇綠巖體[52]。班乃島的安蒂克山脈出露晚白堊世安蒂克蛇綠巖，與民都洛晚白堊世的Puerto Galera蛇綠巖可對(duì)比[61]。因此，晚白堊世—始新世蛇綠巖不僅從婆羅洲東北的沙巴延伸至中、南巴拉望[12，50]，而且延伸至巴拉望東北的民都洛和班乃島，橫跨整個(gè)南海南緣。

南巴拉望蛇綠巖與中巴拉望蛇綠巖不僅年代不同，成分也明顯有別。南巴拉望蛇綠巖中典型火山巖包括堿性玄武巖、似高鈮玄武巖及玻古安山巖系列火山巖等，而中巴拉望蛇綠巖中火山巖具有類似弧后盆地玄武巖（BABB）特征[53]。中巴拉望蛇綠巖在增生階段（漸新世）以傾向南變形為主[49]，表明洋殼很可能是由南往北俯沖。因此，我們更趨向于認(rèn)為兩者來(lái)自不同洋殼，但與Liu等[59]不同，我們認(rèn)為南巴拉望蛇綠巖來(lái)自新特提斯洋殼，中巴拉望蛇綠巖來(lái)自古南海洋殼。不同時(shí)期洋殼俯沖殘余最終被逆沖至島弧系之上。

中、南巴拉望蛇綠巖可能是長(zhǎng)期往北推覆的結(jié)果。蛇綠巖覆蓋于Pagasa楔東南之上[49]，其最后運(yùn)動(dòng)時(shí)間與Pagasa楔形成時(shí)間相當(dāng)。

6 結(jié)論

綜合南海南緣地質(zhì)地球物理資料分析表明，理清南沙海槽—西北巴拉望構(gòu)造特征對(duì)南海成因機(jī)制的認(rèn)識(shí)極為重要。本次取得以下結(jié)論：

1）南海南部南沙海域整體為較薄陸殼，發(fā)育一系列與西南海盆擴(kuò)張中心平行的減薄帶，南沙海槽是最深的一條，這可能表明南沙海槽極薄地殼不是古南海的殘余，而是夭折的擴(kuò)張中心。

2）南沙海槽存在擠壓逆沖作用，但不是古南海俯沖消亡的縫合線，其形成時(shí)間很晚，與南海擴(kuò)張無(wú)關(guān)，是南海形成后擠壓的結(jié)果。南沙海槽擠壓作用與西北巴拉望Pagasa楔變形對(duì)比表明，南海南緣的擠壓作用可能存在由東往西的遷移特征。

3）中、南巴拉望蛇綠巖是其南部往北逆沖的產(chǎn)物，可能表明古南海由南往北俯沖，不同性質(zhì)的洋殼可能來(lái)自不同洋殼，認(rèn)為南巴拉望蛇綠巖來(lái)自新特提斯洋殼，中巴拉望蛇綠巖來(lái)自古南海洋殼。不同時(shí)期洋殼俯沖殘余最終被逆沖至島弧系之上。巴拉望蛇綠巖是長(zhǎng)期由南往北逆沖的結(jié)果，最后就位時(shí)間可能是中晚中新世。

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