郭 真，劉池洋，田建鋒

(1.西北大學大陸動力國家重點實驗室/地質學系，陜西西安 710069;2.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065)

東海陸架盆地是中國東部海域最大的一個構造單元，它位于韓國濟州島南部，中國臺灣島北部，沖繩海槽以西，中國大陸閩浙地區(qū)以東，區(qū)域上處于歐亞板塊與太平洋板塊交界處?，F(xiàn)今多數(shù)研究認為，東海陸架盆地位于與中國大陸相連的歐亞板塊陸殼之上，與弧后盆地沖繩海槽以釣魚島隆褶帶相隔［1-5］。東海陸架盆地經(jīng)歷過次構造運動，包括早古新世雁蕩運動、古新世末甌江運動、始新世末玉泉運動、漸新世末花港運動、中新世中晚期龍井運動和上新世末沖繩海槽運動(見圖1)。其中，龍井運動活動強烈，在西湖凹陷造成與油氣密切相關的反轉背斜，因而具有重要的研究意義。西湖凹陷位于東海陸架盆地東部，是東海陸架盆地最大的沉積凹陷，其面積4.27×104km2，具有11個構造帶單元(見圖1)。西湖凹陷新生代沉積自下而上包括始新統(tǒng)寶石組和平湖組、漸新統(tǒng)花港組、早中新統(tǒng)龍井組、中中新統(tǒng)玉泉組、晚中新統(tǒng)柳浪組、上新統(tǒng)三潭組和第四系東海群(見圖1)。它的構造沿NE—S向分為5個帶:西部斜坡帶、西洼陷、中央背斜帶、東部洼陷帶和東部斷階帶;沿NW—S向分為3個區(qū):北區(qū)、中區(qū)和南區(qū)(見圖2)。

圖1 東海陸架盆地西湖凹陷新生代地層構造演化圖(據(jù)文獻［8，9］修改、綜合)Fig.1 Cenozoic strata and evolvement Figare of Xihu Depression in East China Sea Basin

根據(jù)前人研究，東海陸架盆地西部拗陷帶由于受到盆地中央隆起帶的分隔，在龍井運動時期并未受到強烈的影響［6］，且西湖凹陷南部的釣北凹陷也未發(fā)生中新世強烈構造活動［7］。所以，龍井運動的影響范圍在西湖凹陷之內，使其形成強烈反轉構造。但是，在不同的研究中，龍井運動的時限標定仍有差異，有些研究者認為其發(fā)生于中新世末，而有些則認為發(fā)生于中新世中期［7-8］;作為經(jīng)受玉泉運動和花港運動改造的構造單元，西湖凹陷僅龍井運動時期發(fā)生的沉積及構造改造少有人提及，龍井運動的影響仍值得深入探討;龍井運動的動力學背景如何，為何僅西湖凹陷受到強烈影響而東海陸架盆地其他地區(qū)影響不強?這些關鍵問題的解決，不但對東海陸架盆地的勘探有所幫助，而且蘊含重要的科學意義。

1 龍井運動活動時期

如前所述，龍井運動發(fā)生在中新世晚期，但是確切的時間卻沒有定論［10-13］。它活動的確切時間可以通過地震剖面明確判斷。雖然西湖凹陷不同部位龍井運動發(fā)生的時間不盡相同，但從圖3不同位置剖面的地層關系中均可以得出下述結論。

圖2 東海陸架盆地區(qū)域構造單元劃分圖Fig.2 Areal structural unit outline of East China Sea Basin

龍井組頂面T13在中央背斜帶呈頂部削截的背斜形態(tài)(見圖3中B—B'剖面)，但大部分地區(qū)以平行不整合與上覆地層接觸。因此，早中新世末并沒有強烈的構造運動，該時期龍井運動還未發(fā)生。

玉泉組頂面T11在向斜內為平行不整合，但在斜坡上具有明顯的上超下削的特點。T11在中央背斜帶上高角度削截下部地層(見圖3中A—A'剖面)。這說明中中新世末是龍井運動活動最強烈時期，擠壓抬升活動達到高峰。

柳浪組頂面T10構造線平直而較少褶皺，大部分地區(qū)為平行不整合，僅在黃巖東構造帶和嘉興構造帶等隆起較強的地區(qū)表現(xiàn)為低角度不整合(見圖3中B—B'剖面)，低角度削蝕下部地層，上部地層平整覆蓋。此時龍井運動已經(jīng)較弱，柳浪組沉積之后該運動完全結束。

圖3 東海陸架盆地西湖凹陷各地區(qū)構造剖面圖(剖面位置見圖2)Fig.3 Structural profiles of different area in Xihu Depression in East China Sea Basin

綜上所述，龍井運動發(fā)生于中中新世，逐漸增強又逐漸減弱，至中新世末完全結束。它造成3個不整合面、新生代地層的擠壓、褶皺和中新統(tǒng)的剝蝕、缺失。

2 龍井運動造成的影響

西湖凹陷在新生代主要為拉張背景下的差異沉降，唯獨中新世的龍井運動對凹陷造成強烈的水平擠壓。龍井運動不但使凹陷內部形成褶皺和斷層配合的強烈反轉構造，而且推擠釣魚島隆褶帶至現(xiàn)今位置。

2.1 東西分帶

從圖2，3中可以看出，龍井運動的擠壓使西湖凹陷內形成一條NE—S向的中央背斜帶，造成現(xiàn)今“東西分帶”的構造格局［14］。同時，龍井運動在不同地區(qū)所造成的影響不同。

1)西湖凹陷西部斜坡帶內，僅在平湖構造帶有明顯的反轉(見圖3中B—B'剖面)，且僅上中新統(tǒng)以下地層發(fā)生彎曲褶皺。因此，龍井運動在西部斜坡帶僅對平湖構造帶產(chǎn)生較弱影響，該影響至中中新世末結束。

2)在西湖凹陷中央背斜帶內，中新統(tǒng)及以下地層均遭到擠壓褶皺，并伴有逆斷層活動，形成形態(tài)和大小不同的反轉構造(見圖3)。龍井運動對中央背斜帶影響大、范圍廣、時間長。

3)西湖凹陷東部斷階帶北區(qū)發(fā)育小型反轉背斜;中區(qū)因發(fā)育大型反轉背斜而使下中新統(tǒng)遭到剝蝕;南區(qū)未見明顯的擠壓反轉現(xiàn)象(見圖3)。而在凹陷東部邊界上，中新統(tǒng)在北區(qū)遭到強烈抬升剝蝕，在中—南區(qū)則多呈薄層超覆特征。因此推斷，釣魚島隆褶帶北部在中新世晚期有一次強烈抬升，抬升幅度向南逐漸減小，于晚中新世逐漸停止。綜上所述，龍井運動對東部斷階帶的影響具有由北到南逐漸減弱的趨勢。

從以上論述可以看出，龍井運動前期活動范圍大、強度小，影響范圍幾乎覆蓋西湖凹陷全區(qū);而龍井運動最強烈的時期為中中新世末，影響范圍縮小到西湖凹陷中央背斜帶和東部斷階帶的中—北區(qū)，這些地區(qū)也是發(fā)育反轉構造的主要部位;晚中新世，龍井運動減弱，從中央背斜帶和東部斷階帶發(fā)育的反轉構造特征及其地層抬升剝蝕厚度看(見圖3)，龍井運動的強度由北到南逐漸減小。

2.2 南北分區(qū)

西湖凹陷南北方向上，龍井運動在不同部位也有著不同的作用。這些特征對于構造成因分析具有重要意義。

1)根據(jù)平面構造特征觀察，西湖凹陷的反轉背斜由北到南可分為3個區(qū):北區(qū)和南區(qū)背斜隆起呈條帶狀分布，而中區(qū)反轉背斜范圍較大，分布不規(guī)律，仿佛被“錯斷”一般(見圖2，3)。由此推測，西湖凹陷中區(qū)有一條轉換帶，截斷并轉移龍井運動的擠壓應力，形成現(xiàn)今的構造分區(qū)特征。

2)中新世時，西湖凹陷僅在中區(qū)的寧波構造帶和黃巖構造帶發(fā)育一系列EW向的小型正斷層［15］。這些小型正斷層與龍井運動造成的大型反轉逆斷層為共生共軛關系［8］，可以體現(xiàn)龍井運動水平擠壓造成的縱彎褶皺。正斷層僅發(fā)育在中區(qū)，說明其應力條件與其南北兩端不同，可能存在應力轉換帶。

圖4 西湖凹陷化極磁異常圖Fig.4 Reduction to the pole of magnetic anomaly map of Xihu Depression

3)在西湖凹陷中區(qū)，有一條舟山國頭斷裂(帶)沿 NW 向展布(見圖 2，4)［5，16-18］。作為一條隱伏的深部斷裂(帶)，舟山國頭斷裂(帶)很早便從重磁資料中被識別出來［18］(見圖4)，但它在淺部沒有明顯影響，地震剖面上無法清晰識別。這條左旋走滑［5，8，15-16］的斷裂(帶)，在龍井運動NWW向推擠時［19］表現(xiàn)出來，不但錯斷中央背斜帶的分布，還控制淺部一系列EW向正斷層。因此，中區(qū)存在舟山—國頭深部斷裂帶(見圖4)，具有左旋走滑性質。它在龍井運動強烈活動的背景下，使西湖凹陷表現(xiàn)出“南北分區(qū)”的構造格局。該斷裂帶由3條NWW向斷裂組成，位于西湖凹陷中區(qū)，其南、北兩側斷裂可將西湖凹陷劃分為3個區(qū)塊(見圖4)。

2.3 對斷裂的影響

對于不同時期正斷裂活動特征的統(tǒng)計(見圖5)，可以分析得出如下結論。

在漸新世沉積期末(T20)，西湖凹陷斷裂方向主要為NE向，分布在整個西湖凹陷地區(qū)，且長度較大。中區(qū)上部EW向小斷層此時發(fā)育。

在龍井組沉積期末(T13)，斷裂從數(shù)量和長度方面都大幅度減少。在整個中新世時期，斷層數(shù)量處于最少的狀態(tài)。此時構造環(huán)境最穩(wěn)定，龍井運動尚未發(fā)生。

玉泉組沉積末期(T11)，小斷裂數(shù)量略增加，大斷裂數(shù)量減少。在花狀圖上表現(xiàn)出斷裂在數(shù)量和方向上都得到增加，說明此時有構造運動的影響。龍井運動此時發(fā)生，沿NNW向擠壓西湖凹陷，NE向小型正斷層再次活躍，NE向大型正斷層逆向活動。

柳浪組沉積末期(T10)，斷裂數(shù)量和方向都有萎縮趨勢。NE方向的斷層略有增加，說明龍井運動擠壓結束，正斷層小幅度活動。

圖5 西湖凹陷各時期斷裂走向及數(shù)目統(tǒng)計圖Fig.5 Statistical figure of fault trend and number in different period of Xihu Depression

2.4 對沉積的影響

2.4.1 對沉積厚度影響 玉泉組下段地層厚度等值圖顯示，該層由北向南逐漸變薄，幾乎覆蓋整個西湖凹陷(見圖6)。從地震剖面中可以看出，玉泉組下段地層沉積平整，與龍井組為平行不整合接觸，與玉泉組上段為超覆關系(見圖3)。此時龍井運動尚未發(fā)生。

玉泉組上段地層僅分布在西湖凹陷北部的杭州構造帶、寶云亭構造帶和寧波構造帶(見圖6)。從地震剖面上可以看到，玉泉組上、下段為平行不整合接觸，但上段地層與柳浪組地層呈削截不整合接觸關系(見圖3)。因此，玉泉組上段沉積受到龍井運動的抬升和剝蝕影響，南部地層缺失，北部在一些向斜內有殘留，為在擠壓背景下，邊褶皺(背斜)邊沉積(向斜)的產(chǎn)物。

柳浪組地層在西湖凹陷分布廣泛，厚度較薄且變化不大(見圖6)，受先前反轉構造的影響，地層厚度減薄;其分布總體平整，有輕微變形(見圖3)，并普遍超覆在玉泉組之上。這些特征反映此時龍井運動已經(jīng)很弱，趨于結束。

上新統(tǒng)三潭組沉積時，龍井運動結束，東海陸架盆地整體沉降，沉積環(huán)境變?yōu)楹Ｏ啵?］。

2.4.2 對沉積環(huán)境的影響 根據(jù)研究區(qū)測井曲線(見圖7)可知，龍井運動對中—上中新統(tǒng)沉積特征有小幅度影響:玉泉組上段沉積物粒度較下段變粗，即水動力增強;玉泉組上段不再出現(xiàn)湖泊相沉積，說明沉積環(huán)境相對不穩(wěn)定;柳浪組底部礫巖則說明水動力達到最強。因此，龍井運動開始于中中新世內部，構造上的擠壓和抬升造成可容空間減小且水動力增強，中中新世末龍井運動活動達到頂峰并開始減弱，該構造運動對沉積特征有一定程度的影響。

圖6 西湖凹陷各時代地層厚度圖Fig.6 Strata thickness of different period in Xihu Depression

3 龍井運動的構造背景

中新世，菲律賓海板塊向歐亞板塊俯沖的過程與東海陸架盆地龍井運動，從構造位置和時間上都有著良好的對應關系，其表現(xiàn)在于沖繩海槽的演化過程與龍井運動活動有著密切的聯(lián)系。因此，龍井運動主要動力來源是中新世末菲律賓海板塊向歐亞板塊的俯沖作用。

根據(jù)前人研究，琉球島弧和弧前臺地缺失早中新統(tǒng)，晚中新統(tǒng)與上、下地層均呈高角度不整合，晚中新世前琉球島弧為陸架外緣隆起，遭到抬升剝蝕［20］。陸架外緣隆起大約在20 Ma，受到強烈擠壓抬升，形成褶皺并且頂部被斷裂切割［21］。中新世中—晚期，陸架外緣隆起兩側發(fā)生拉張，頂部地塹內開始沉積，形成沖繩海槽、釣魚島隆褶帶以及琉球島弧等構造［22］(見圖8)。上新世中—晚期，沖繩海槽發(fā)生張裂、沉降和巖漿侵入活動，并以弧后張裂的方式分別向兩邊推擠釣魚島隆褶帶和琉球島弧，形成一個比較完整的北深南淺的裂谷［23］。這是新近紀今沖繩海槽地區(qū)構造演化的過程，與龍井運動有密切關系。

沖繩海槽在中新世演化的過程中，存在一個“拱頂裂陷擴張”的過程［24-25］。始新世—早中新世，東海陸架盆地的范圍可向東延伸至現(xiàn)今釣魚島隆褶帶以東［26］，早中新統(tǒng)向東逐漸減薄，覆蓋在下部漸新統(tǒng)之上(見圖3)，龍井運動尚未發(fā)生，沖繩海槽與釣魚島隆褶帶也未形成。中中新世，西湖凹陷遭受擠壓，龍井運動逐漸增強，原因在于陸架外緣隆起的隆升推擠。中新世晚期，沖繩海槽第一幕拉張開始(見圖8)，其北半部張裂活動強烈，沉積較厚地層［4，27］，此時為龍井運動最強活動期。

綜上所述，研究區(qū)中中新世陸架外緣隆起進行抬升，并開始向西推擠東海陸架盆地，龍井運動此時開始發(fā)生，西湖凹陷龍井組被削截(見圖3)。晚中新世，沖繩海槽北部拉張，釣魚島隆褶帶形成并且受到向西的推擠，此時龍井運動活動最強，形成西湖凹陷內強烈的反轉構造。隨后，沖繩海槽北部張裂應力向東轉移，向西的擠壓力在中新世末逐步減小至消失，龍井運動逐漸減弱至結束(見圖8)。上新世末，古呂宋弧對臺灣的碰撞以及奄美海臺大東嶺對琉球島弧的碰撞改變了沖繩海槽進一步張裂演化的過程，使得南部弧后以NNW向擴張，北部停止張裂，形成弧狀形態(tài)［23］。此時，東海陸架盆地發(fā)生整體沉降，與釣魚島隆褶帶和沖繩海槽廣泛接受上新世沉積。

圖7 西湖凹陷中新統(tǒng)測井曲線圖(據(jù)中海油)Fig.7 Well logging curve of Miocene in Xihu Depression

圖8 沖繩海槽初次張裂時間統(tǒng)計圖(據(jù)文獻［20，22，28-33］總結)Fig.8 First opening time statistics of Okinawa Trough

值得一提的是，中新世晚期沖繩海槽南半部未發(fā)生張裂，并與琉球脊一起處于陸相侵蝕剝蝕環(huán)境，同時還缺失上新統(tǒng)，僅有少量中新統(tǒng)殘留［22，27］。這是東海陸架盆地南部未遭受龍井運動影響的主要原因。沖繩海槽拉張有著北強南弱的特征，因此東海陸架盆地受到龍井運動影響的北強南弱特征，與西湖凹陷內北強南弱的反轉構造特征具有一致性［34］。從動力來源角度看，龍井運動是一期盆地區(qū)域范圍的構造運動。

圖9 西湖凹陷及鄰區(qū)中新世構造演化示意圖Fig.9 Structural evolvement sketch map of Xihu Depression and adjacent area in Miocene

4 結論

1)東海陸架盆地龍井運動開始于中中新世，中新世末完全結束。它經(jīng)歷逐漸增強又逐漸減弱的過程，造成中新統(tǒng)3個不整合面以及新生代地層整體的擠壓和褶皺。

2)東海陸架盆地龍井運動前期活動范圍大、影響小;活動最強烈時范圍則縮小至西湖凹陷中央背斜帶和東部斷階帶的主要反轉背斜區(qū);之后龍井運動逐漸減弱至結束。西湖凹陷中央NWW向舟山國頭深部斷裂帶對于龍井運動起到調節(jié)作用，使其造成的反轉背斜具有南北分區(qū)的規(guī)律性。

3)龍井運動對于西湖凹陷的斷裂和沉積均有較大影響:西湖凹陷正斷層在中中新世減弱，玉泉組上段地層遭受抬升剝蝕而分布范圍局限，中中新統(tǒng)沉積物粒度逐漸變粗，晚中新世初發(fā)育礫巖。這些改造與上述龍井運動時間吻合，是其擠壓抬升的體現(xiàn)。

4)龍井運動的形成時間與沖繩海槽初次拉張的時間及區(qū)域位置相對應，其動力主要與菲律賓海板塊俯沖造成沖繩海槽張裂而產(chǎn)生的向西推擠有關。

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