南海陸緣盆地沉積演化特征獲揭示

中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室構(gòu)造與模擬學(xué)科組副研究員李付成、研究員孫珍聯(lián)合自然資源部第二海洋研究所研究員丁巍偉，香港中文大學(xué)教授楊宏峰，中海石油（中國）有限公司深圳分公司龐雄、鄭金云、李洪博，以及廣東海洋大學(xué)副教授謝輝等在南海實際地震剖面解釋的基礎(chǔ)之上，運用熱-力學(xué)地球動力學(xué)模擬方法疊合了珠江口盆地“同張裂+裂后+盆地反轉(zhuǎn)”三期構(gòu)造階段，揭示南海陸緣盆地沉積演化特征。相關(guān)研究近日發(fā)表于《地球物理研究快報》。

珠江口盆地作為南海北部陸緣最大的含油氣沉積盆地，其構(gòu)造及沉積演化史一直是油氣資源勘探的基礎(chǔ)。自晚中生代以來，以珠江口盆地為代表的南海北部陸緣盆地至少經(jīng)歷了神狐運動、兩期珠瓊運動、南海運動及東沙運動。其中，東沙運動被認(rèn)為是局部的構(gòu)造事件，僅僅發(fā)生在珠江口盆地西部的東沙隆起附近，主要表現(xiàn)為區(qū)域削截型構(gòu)造不整合面（如最明顯的T32界面），東沙隆起大部分地區(qū)地層遭受強烈的抬升和剝蝕，甚至出現(xiàn)沉積的缺失與基底的剝露。

與東沙隆起的表現(xiàn)截然相反的是，在中新世時，以白云凹陷為代表的盆地中西部不僅未出現(xiàn)抬升剝蝕，反而表現(xiàn)為異?？斓某练e特征（快達(dá)400 米/百萬年），進(jìn)而演化成為沉降中心，新生代沉積厚度厚至>10千米。長期以來，研究者認(rèn)為隆起-剝蝕、斷層再激活等是盆地反轉(zhuǎn)的基本響應(yīng)，所以大家通常將東沙運動的活動范圍局限在東沙隆起，而對白云凹陷出現(xiàn)的異常沉降則一直用其他動力或機制來解釋。

研究人員以南海陸緣的演化過程為基礎(chǔ)，在實驗室開展了相關(guān)的地球動力學(xué)模擬研究，實現(xiàn)了陸緣沉積盆地的完整演化過程。模擬根據(jù)不同歷史時期的應(yīng)力變化，先開展盆地的同張裂、裂后熱沉降過程模擬，在第三階段對盆地進(jìn)行反轉(zhuǎn)擠壓。模擬研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：受熱冷卻的影響，不同伸展程度的陸緣盆地，在盆地反轉(zhuǎn)階段具有不同的沉積表現(xiàn)。

當(dāng)受到強烈伸展后，如伸展后盆地地殼厚度<10 千米時，反轉(zhuǎn)階段的盆地中心相對于兩側(cè)將下凹，接受更多的沉降量;反之，當(dāng)?shù)貧ず穸冗_(dá)16 千米或者更厚，盆地中心將會被擠壓抬升，進(jìn)而出現(xiàn)沉積的剝蝕。這個結(jié)果很好地解釋了白云凹陷、東沙隆起現(xiàn)象，實際反射及折射地震資料揭示白云凹陷最薄處地殼厚～4 千米、東沙隆起則厚于21千米，他們在東沙運動期間分別表現(xiàn)為異常沉降和剝蝕抬升。

簡言之，以東沙運動為代表的盆地反轉(zhuǎn)不僅可以導(dǎo)致抬升剝蝕，同樣可以造成異常沉降。

該研究發(fā)現(xiàn)了同張裂期珠江口盆地的不同伸展程度導(dǎo)致了白云凹陷、東沙隆起在中新世時出現(xiàn)截然相反的沉積響應(yīng)。不僅定量驗證了盆地反轉(zhuǎn)（如：東沙運動）可以造成沉積的抬升與剝蝕，更為重要的是提出了異常沉降亦是盆地反轉(zhuǎn)的另一重要表現(xiàn)形式。

（來源：中國科技報）