南海盆地構造運動

南海盆地（）是亞洲最大的邊緣盆地之一。位於越南以東，菲律賓和呂宋海峽以西，婆羅洲以北。構造上，西鄰印度支那陸塊，東鄰菲律賓海板塊，北鄰揚子陸塊。菲律賓海板塊和亞洲板塊之間是俯衝邊界。南海盆地的形成與印度板塊與歐亞板塊的碰撞密切相關。碰撞使大陸地殼增厚，改變了從喜馬拉雅造山帶到南海，特別是青藏高原周圍的地形。由於鄰近多塊板塊，致使南海成為多個構造運動的產物。南海盆地周邊板塊從新生代早期到晚中新世都經歷了順時針旋轉、俯沖和擠壓過程。

 南海地質歷史 
南海地質歷史可順序分為五個構造演化階段：裂谷發育、海底擴張、南海沉降、南海盆地閉合、台灣隆升。

 裂谷系統的形成 
南海形成初期，是以盆地延伸活動爲主，形成兩個被動邊緣。通常公認是延伸從東北向西南擴展，但是一些專家認為西南盆地實際上更老。根據地震剖面，裂谷和多地塹在 55 Ma 左右開始形成 Clift, P. D.; Lin, J. (2001). "Preferential mantle lithospheric extension under the South China margin". Marine and Petroleum Geology. 18 (8): 929–945. doi:10.1016/S0264-8172(01)00037-X. 。由於印度板塊和歐亞板塊的碰撞，裂谷活動在 50 Ma 左右加劇。
Wang (2009) 和 Cullen (2010) 提出了兩種裂谷啟動的不同模型。
王提出了裂谷在兩個領域的發展不同。南海北部和東北部在古新世早期形成裂谷Taylor, B.; Hayes, D.E. (1980). "The tectonic evolution of the South China Sea Basin". The Tectonic and Geologic Evolution of Southeast Asian Seas and Islands. pp. 89–104. doi:10.1029/GM023p0089. ISBN 978-0-87590-023-0.。南海南部和西南部則在始新世前後出現了較晚的裂谷。這就表明南海不是一個地質均質區，其岩石圈根據構造演化可分為西南和東北兩個區域。這裂谷階段差異背後的原因可能是多方面的，可能受不同板塊的影響或不同分佈的地函熱柱。南海西部邊界的紅河斷裂被認為是一個大型走滑斷層，影響了南部和西南地區的裂谷的發育。

Cullen 指出，南海盆地的裂谷形成可追溯到晚白堊世，延伸在新生代分兩期結束。第一次在古新世早期，裂谷系統主要位於曾母暗沙Thies, K.; Mansor, A.; Hamdon, M.; Bishkel, R.; Boyer, J.; Tearpock, D. (2006). "Structural and Stratigraphic Development of Extensional Basins: A Case Study Offshore Deepwater Sarawak and Northwest Sabah Malaysia" (PDF). Search and Discovery Article #10103. American Association of Petroleum Geologist: Calgary.  和越南中部近海的 Phu Khanh 盆地。推測是由菲律賓和南亞之間的板塊分離力為主力 Fyhn, Michael B.W.; Boldreel, Lars O.; Nielsen, Lars H. (2009). "Geological development of the central and south Vietnamese margin: Implication for the establishment of the South China Sea, Indochinese escape tectonics and Cenozoic volcanism". Tectonophysics. 460 (3–4): 83–93. Bibcode:2009Tectp.478..184F. doi:10.1016/j.tecto.2009.08.002.  。後期是在始新世晚期到早中新世之間向西南擴展的裂谷形成，此階段地殼變薄，最後導致南海擴張.

 海底擴張 
可以根據磁異常条带和兩種花崗岩的分佈來討論海底擴張。理論上，海底擴張應該跟裂谷階段。然而，在本區裂谷和海底擴張運動重疊了大約5百萬年。例如，在早中新世期間。當東北地區處於海底擴張階段時，西南地區正在進行裂谷活動。

海底擴張的重建是根據磁異常条带。但海底開始擴張的確切時間尚未達成共識。布雷斯等人(1993)提出海底在 30 Ma 和 16 Ma 之間擴張。然而，在呂宋海峽地區發現的新證據表明，這種擴張可能始於37百萬年前Hsu, Shu-Kun; Yeh, Yi-Ching; Doo, Wen-Bin; Tsai, Ching-Hui (2004). "New Bathymetry and Magnetic Lineations Identifications in the Northernmost South China Sea and their Tectonic Implications". Marine Geophysical Researches. 25 (1–2): 29–44. Bibcode:2004MarGR..25...29H. doi:10.1007/s11001-005-0731-7. S2CID 73718843. 。  整個海底擴張過程可分為東北擴張和西南擴張兩部分Wang, Pinxian; Li, Qianyu (2009). The South China Sea: Paleoceanography and Sedimentology. Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-9745-4.  Cullen, Andrew; Reemst, Paul; Henstra, Gijs; Gozzard, Simon; Ray, Anandaroop (2010). "Rifting of the South China Sea: New perspectives". Petroleum Geoscience. 16 (3): 273–282. doi:10.1144/1354-079309-908. S2CID 27168015.。

在海底擴張過程中，根據磁異常条带，擴張運動可分爲的三個階段。海底擴張中心在 25.5 Ma、24.7 Ma 和 20.5 Ma 時發生了3次跳躍 。這3次跳躍把海底擴張中心的洋中脊由西沙海槽的原始位置向南移動。
 37 Ma至 25.5 Ma。較老的磁異常条带14-16在南海東北部呂宋海峽，而較年輕的磁異常条带11-7則位於盆地中西部。這種分佈表明，洋中脊從東向西遷移。此一階段結束時，洋中脊自北向南躍移50公里，形成與洋中脊平行的新擴張中心。
 25.5 Ma 至 24.7 Ma（磁異常条带 7 到 6）。第二次洋中脊跳躍發生在這階段的結尾。
 4.7 Ma至 20.5 Ma。第三次洋中脊躍遷進一步向西南方向移動。 20.5 Ma後南海盆地的幾何形態與現在的形態相似。在這個階段之後，山脊停止跳躍。20.5 Ma後，海底擴張移入南海西南海域，16～17 Ma左右結束。
 除了磁異常条带，火成岩的分佈也能確定海底擴張時間的證據。

南海幾個微塊體的岩石學分析由嚴等人（2010）完成Yan, Quanshu; Shi, Xuefa; Liu, Jihua; Wang, Kunshan; Bu, Wenrui (2010). "Petrology and geochemistry of Mesozoic granitic rocks from the Nansha micro-block, the South China Sea: Constraints on the basement nature". Journal of Asian Earth Sciences. 37 (2): 130–139. Bibcode:2010JAESc..37..130Y. doi:10.1016/j.jseaes.2009.08.001. 。南海有兩種類型的花崗岩。它們是英云闪长花崗岩和二長花崗岩。英云闪长花崗岩中鈦、鋁、鐵、鎂、鈣、鈉、磷含量較高，硅、鉀含量較低，可能來源於地幔和下前寒武紀地殼的熔融。然而，二長花崗岩是由地殼熔融形成的。因此，二長花崗岩代表南海岩石圈的延伸。這兩類花崗岩的比例變化也顯示了新生代海底擴張歷史的特徵。

 南海擴張的結束 

 澳大利亞和亞洲板塊的碰撞導致婆羅洲旋轉和南海南部邊界的結束。
 有五次較小的碰撞致使地殼增厚，並在阻塞印度尼西亞和太平洋之間的海道Hall, R, Robert (2002). "Cenozoic geological and plate tectonic evolution of SE Asia and the SW Pacific: computer-based reconstructions, model and animations". Journal of Asian Earth Sciences. 20 (4): 353–431. Bibcode:2002JAESc..20..353H. doi:10.1016/S1367-9120(01)00069-4. 。
 呂宋島弧與亞洲大陸的碰撞導致台灣隆起。自中新世以來，這碰撞一直在向西遷移。隨著板塊之間的碰撞，火山變得活躍起來。王等人。 (2000) 報導了在南海有三層火山灰，集中在10 Ma、6 Ma 和 2 Ma 左右，這些與海底擴張後，在南海東部的碰撞和俯衝運動有關。
 呂宋海峽隨著台灣的隆起而開張。呂宋海峽海水的加深，導致更多來自西太平洋的底流流入，寒冷的底流侵蝕性高，造成海峽下方的碳酸鹽的溶解。呂宋海峽的開通標誌著南海盆地開始成為半封閉盆地。

 南海沉降 
經過裂谷、海底擴張和碰撞的運動，導致南海的沉降。由於新生代南海地質位置非常特殊，東側為俯衝帶，西側為紅河剪切帶，洋中脊向南的跳躍，導致多數張性的斷裂帶。形成盆地下沉。在南海具有裂谷相關的沉降和裂谷後的熱沉降。

 在東部地區，由於南海俯衝到菲律賓海板塊之下，形成了一個弧前盆地。包括巴拉望和台西南盆地。
 在西部地區，多條走滑斷層和正斷層造成了紅河剪切帶的沉降區。在鶯歌海盆地的沉積物充填最厚達14公里厚。具典型的走滑斷層花狀構造。
 在南部地區，由於裂谷作用形成正斷層。導致該區部分盆地的沉降。形成馬來盆地和盆玉盆地兩部分。但沉降歷史在中新世16 Ma期間，被一次區域反轉劃分爲二階段。這種反轉將沉降分為同裂谷和裂谷後兩階段，而不是一個連續的沉降過程 Higg, R (1999). "Gravity anomalies, subsidence history and the tectonic evolution of the Malay and Penyu Basins (offshore Peninsula Malaysia)". Basin Research. 11 (3): 285–290. Bibcode:1999BasR...11..285H. doi:10.1046/j.1365-2117.1999.00099.x. S2CID 130723667. 。 

在 25 Ma 和 5 Ma 期間時，南海的沉降率也發生了變化Gong, Z. and Li, S. (1997). "Continental Margin Basin Analysis and Hydrocarbon Accumulation of the Northern South China Sea". China Sci. Press: 510. 。 在25 Ma時，由於洋中脊從西南跳躍，引發了南海北部的熱沉降和海侵。 在5 Ma的速率增加是由於呂宋島弧的碰撞，使東部地區沉降，同時由紅河斷層運動逆轉反向，導致在盆地西北方向的鶯歌海盆地也出現了新的沉降。

 海底擴張的構造模型 
Fyhn 等人在 2009 年說明，南海的開張和形成有三種主要模型： 碰撞-擠出模型、俯衝-碰撞模型和混合模型。
 碰撞擠出模型 
碰撞-擠出模型認為，南海盆地的開張與印度板塊和歐亞板塊的碰撞有關。當時婆羅洲和印度支那板塊仍然被認為是一個單一的板塊。當印度與歐亞大陸相撞時，該大陸的一部分被推向東南。這種地質運動被一些文章稱為“大陸脫逃”。該模型認為，海底擴張是由西部的碰撞而引發的。這種大陸脫逃結果形成一個走滑斷層通往南海盆地。在這條走滑斷層的左側部分開始了一個擴展脊，導致海底擴張。隨著擠壓停止擴也停止。由於海底擴張，婆羅洲地塊發生了旋轉。儘管該模型解釋了南海盆地在構造演化過程中的幾何變化，但在某些地方尤其是婆羅洲的旋轉方面仍然模糊不清Fuller, Mike; Ali, Jason R; Moss, Steve J; Frost, Gina Marie; Richter, Bryan; Mahfi, Achmad (1999). "Paleomagnetism of Borneo". Journal of Asian Earth Sciences. 17 (1–2): 3–24. Bibcode:1999JAESc..17....3F. doi:10.1016/S0743-9547(98)00057-9. ISSN 1367-9120. 。該模型還提出婆羅洲北側沒有發生俯衝，考慮到南海盆地東南部逆衝斷層的存在，這很難解釋。

 俯衝-碰撞模型 
俯沖模型認爲，南海的擴張是由於婆羅洲下方的一個原南海大洋板塊，向南俯衝造成的板塊拉力造成的。婆羅洲的沙巴造山運動支持了這種俯衝論點Hutchison, C.S., Bergman, S.C., Swauger, D., Graves, J.E. (2000). "A Miocene collisional belt in north Borneo, uplift mechanism and isotatic adjustment quantified by thermochronology". Journal of the Geological Society. 157 (4): 783–793. Bibcode:2000JGSoc.157..783H. doi:10.1144/jgs.157.4.783. S2CID 131353015. 。 俯衝始於古新世，結束於早中新世 Hall, R. (1997). "Cenozoic plate reconstructions of SE Aisa". Tectonic Evolution of Southeast Asia (106): 153–184. 。 該模型的缺點是無法解釋南海盆地擴張軸的變化或婆羅洲自轉過程 。

 混合模型 
混合模型可以看作是碰撞-擠出模型和俯衝-碰撞模型的混合。此論點保留了一些碰撞擠出模型中元素，例如婆羅洲的旋轉，但是，俯衝也被認為伴隨著擠出。俯衝帶向南海東南方向遷移，與原婆羅洲地塊北緣的聚合邊界相吻合。使用此模型比其他兩個模型更廣泛。

 構造運動對石油資源的影響 
南海北部和西北部被在被動大陸邊緣上的裂谷盆地包圍。 它們是珠江口盆地、瓊東南盆地、鶯歌海盆地和富慶盆地。 這些盆地的發育與南海的構造歷史密切相關。南海盆地構造運動對其周圍石油蘊藏有深淵的影響。2011 年龔再升，黃麗芬及陳培心三人Z.S. Gong , L. F. Huang and P. H. Chen (2011) NEOTECTONIC CONTROLS ON PETROLEUM ACCUMULATIONS, OFFSHORE CHINA, Journal of Petroleum Geology, Vol. 34(1), pp 1- 24 ，綜合石油鑽探，地球物理，以及陸上出露岩石等資料，探討南海盆地構造的演變對石油生儲蓋的控制因素。

這些盆地都經歷典型的 McKenzie 型McKENZIE, D. P.(1978) Some remarks on the development of sedimentary basins. Earth and Planetary Science Letters, 40, 25–32. 兩期伸展運動的階段；以差異沉降爲主的裂谷階段和以熱沉降爲主的裂谷後階段。 每個階段都能夠單獨產生一石油系統。

例如，珠江口盆地在第三紀發育了四個裂谷盆地，裂谷的形成與南海的擴張密切相關。
在裂谷期内的古新世至中漸新世的沉積主要是湖相沉積物，是裂谷盆地主要的烴源岩。在裂谷後期的沉積物中，有晚漸新世三角洲和早中新世珊瑚礁岩， 兩者皆構成了裂谷盆地的主要油藏。 近期在珠二坳陷也發現天然氣，烴源岩為始新世晚期的陸相沉積物<。

瓊東南盆地位於珠江口盆地以西，兩者的構造地層序列相近。 然而，前者的沉降歷史受到了另一個構造因素的影響，即沿紅河斷層系統的走滑運動。 該盆地有一個區域性中新世早期的不整合，分隔裂谷後層序和裂谷層序。盆地天然氣產自裂谷層序.

由於其新近紀覆蓋層較厚，鶯歌海盆地的裂谷構造尚未確定，但由於該盆地被相似年齡的裂谷盆地所包圍，因此可以預期再深部有裂谷構造FYHN, M.B. W., NIELSEN, L. H., BOLDREEL, L. O., THANG,L. D., BOJESEN-KOEFOED, J., PETERSEN, H. I, , HUYEN, N. T., DUC, N. A., DAU, N. T., MATHIESEN, A., REID, I., HUONG, D., T., TUAN, H. A., HIEN, L. V., NYTOFT, H. T., and ABATZIS, I., 2009. Geological evolution, regional perspectives and hydrocarbon potential of the northwest Phu Khanh Basin, offshore Central Vietnam. Marine Petrol Geol., 26, 1-24.  

盆地的沉降是由於印度支那地塊沿紅河斷層系統的順時針旋，而引起盆地内的走滑張力CHEN, P.H., CHEN, Z.Y. and ZHANG, Q.M., 1993. Sequence stratigraphy and continental margin development of the northwestern shelf of the South China Sea. AAPG Bull., 77(5), 842-862 Rangin et al., 1995; RANGIN, C., KLEIN, M., ROQUES, D., LE PICHON, X. and TRONG L.V., 1995. The Red River fault system in the Tonkin Gulf, Vietnam. Tectonophysics, 243, 209–222. 。然而，盆地的沉降運動比紅河斷層系統的初始的走滑運動早GILLEY, L. D., HARRISON, T. M., LELOUP, P. H., RYERSON, F. J., LOVERA, O. M. and WANG J. H., 2003. Direct dating of left-lateral deformation along the Red River shear zone, China and Vietnam. Jour. Geophys. Res., 108(B2), 1401-1421ZHU, M.H., GRAHAM, S. and McHARGUE, T., 2009. The Red River Fault Zone in the Yinggehai Basin, South China Sea. Tectonophysics, 476(3), 397-417。

與附近的瓊東南盆地相似，該盆地的早中新世不整合，分隔裂谷後與裂谷序列。 然而，由於走滑運動，這不整合在區域是非同時性的。 目前在盆地的裂谷後序列中發現了天然氣，但裂谷序列的油氣潛力尚未得到證實。

參考文獻

Category:南中國海
Category:大地構造學
Category:亚洲地质