邵 磊 魯 毅 喬培軍 崔宇馳 任建業(yè) 曹立成 馬 瓊
1 同濟(jì)大學(xué)海洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海200092
2 中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)湖北海洋地質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北武漢430074
在沉積盆地演化過程中,沉積物的充填方式與盆地的形成過程密不可分,盆地充填過程主要受構(gòu)造古地理的控制。軸向搬運(yùn)是指沉積物沿盆地長軸方向進(jìn)行的遠(yuǎn)距離輸送,往往在斷陷盆地中較為常見。沉積物沿?cái)嗔艳D(zhuǎn)折帶以橫向搬運(yùn)的形式進(jìn)入盆地,之后沿?cái)嗔褞纬傻呐璧氐筒课灰暂S向搬運(yùn)的方式進(jìn)一步輸送,是斷陷盆地中沉積物輸送的一種重要方式。在洋陸俯沖轉(zhuǎn)換帶,相關(guān)盆地類型眾多,盆地周邊構(gòu)造復(fù)雜,物質(zhì)來源充沛,一般認(rèn)為沉積物主體來自盆地周邊隆起或火山弧,從陸向海橫切盆地進(jìn)行沉積物的搬運(yùn)堆積(Blumet al.,2017;Pettitet al.,2019)。近年來,隨著沉積物源匯對(duì)比手段的不斷完善,可以精準(zhǔn)確定盆地不同構(gòu)造演化階段沉積物的來源,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)軸向搬運(yùn)在弧后前陸盆地是一種重要的、普遍的搬運(yùn)方式(Malkowskiet al.,2016;Sharmanet al.,2017)。在洋陸俯沖轉(zhuǎn)換帶,由于受俯沖帶隆凹相間的構(gòu)造古地形限制,軸向搬運(yùn)也是沉積物的一種重要搬運(yùn)方式(Shaoet al.,2019;崔宇馳等,2022),搬運(yùn)距離可以長達(dá)上千千米。在南海新生代早期的演化過程中,軸向和橫向交互搬運(yùn)對(duì)沉積物的輸送起到了至關(guān)重要的作用。
古太平洋板塊與歐亞大陸中生代發(fā)生俯沖拼合,在華南地塊東南緣形成安第斯型主動(dòng)大陸邊緣及完整的陸緣弧構(gòu)造體系,該陸緣弧向西與印支地塊和華南地塊在三疊紀(jì)末形成的陸陸碰撞帶相遇(Faureet al.,2014;Zhuet al.,2021),轉(zhuǎn)而向南延伸,在與婆羅洲地塊發(fā)生俯沖拼合后轉(zhuǎn)向東南(Hutchison,2005),在南海地區(qū)形成2個(gè)俯沖轉(zhuǎn)折帶(圖1-B,1-C)。古太平洋板塊在南海北部俯沖結(jié)束的時(shí)間為85—87Ma左右(Liet al.,2012;Cuiet al.,2021a),在南海南部俯沖結(jié)束的時(shí)間分別為中始新世(沙撈越,37Ma左右)和中中新世(沙巴,17Ma左右)(Hutchison,2007;Henniget al.,2019)。
伴隨中生代末古太平洋板塊俯沖后撤,華南大陸東南緣從主動(dòng)大陸邊緣逐步轉(zhuǎn)為被動(dòng)大陸邊緣(Liet al.,2012),中生代基底發(fā)育一系列呈NENEE向展布的先存斷裂,控制了新生代盆地的延展方向,在南北方向則形成隆凹相間的盆山格局,神狐—番禺—東沙隆褶帶把珠一坳陷、珠三坳陷和瓊東南盆地、珠二坳陷分割成南北2個(gè)互不相連的坳陷帶(圖1)。沉積盆地先后經(jīng)歷了初始斷陷、拆離斷陷及拗陷3個(gè)演化階段(任建業(yè)等,2015;高陽東等,2021;吳哲等,2022)。
圖1 南海北部地質(zhì)背景及樣品分布示意圖Fig.1 Geographic map of the northern South China Sea and samp ling locations
南海南部由于新南海的擴(kuò)張,導(dǎo)致南側(cè)邊界始終處于主動(dòng)陸緣環(huán)境,使曾母盆地和文萊沙巴盆地分別在晚始新世和晚中新世進(jìn)入前陸盆地演化階段。盡管南海南北兩側(cè)在新生代盆地類型完全不同,但在沉積物的輸送方式上則基本相同,即兩者在盆地形成早期均有短暫的近源輸送,之后都出現(xiàn)從西向東沿盆地軸部的長距離搬運(yùn),晚期轉(zhuǎn)為南北向橫向搬運(yùn)。
南海北部發(fā)育的新生代盆地主要有鶯歌海盆地、瓊東南盆地和珠江口盆地,其中瓊東南和珠江口盆地面積分別約為4.5×104km2和17.5×104km2。受中生代古太平洋板塊俯沖的影響,盆地基底發(fā)育NE-NEE和EW-NWW兩組主要斷裂,新生代盆地初始斷陷主要受這兩組斷裂控制,形成近東西展布、南北分帶的古地理格局(圖1)。瓊東南盆地西界經(jīng)紅河走滑斷裂帶與鶯歌海盆地相通,南部為西沙隆起,北鄰海南島,東側(cè)經(jīng)開平凹陷與珠江口盆地相通。珠江口盆地北依華南大陸,南臨南海洋盆,西靠神狐隆起,東接臺(tái)西南盆地,主要分為珠一、珠二及珠三坳陷(圖1)。南海北部新生代盆地基底以中生代巖漿巖為主,含部分沉積巖;在西側(cè)神狐隆起及瓊東南盆地,基底巖石發(fā)生變質(zhì),變質(zhì)時(shí)間主要在中侏羅世—早白堊世,總體變質(zhì)程度較低,在西沙隆起變質(zhì)程度達(dá)片麻巖級(jí)(Zhuet al.,2017,2021;Cuiet al.,2021a)。
南海北部古新統(tǒng)分布范圍十分狹小,明顯受地形控制,目前尚未在珠一、二坳陷發(fā)現(xiàn),極有可能是隆褶帶山間盆地的殘余沉積(吳哲等,2022)。在盆地多數(shù)地區(qū),中下始新統(tǒng)文昌組直接覆蓋在盆地基底之上,巖性以灰色泥巖為主,夾少量灰色砂巖,以湖泊相為特征(朱偉林,2009;高陽東等,2021),瓊東南盆地基本未接受沉積,為隆升剝蝕區(qū)(蔡國富等,2013)。晚始新世恩平組沉積時(shí)期,白云凹陷西部發(fā)育河流三角洲,砂質(zhì)含量比文昌組明顯增多,東側(cè)以湖相沉積為主,瓊東南盆地以河流相為特征。南海大洋鉆探U1435、U1501及U1504等站位均鉆遇晚始新世濱淺海相沉積(Shaoet al.,2017;Jianet al.,2019)。漸新世珠海組沉積時(shí)期,白云凹陷東側(cè)開始出現(xiàn)海綠石、海相溝鞭藻以及有孔蟲和超微化石,顯示海相沉積開始發(fā)育,以濱淺海相為主,凹陷中部發(fā)育濁積扇(吳哲等,2022),凹陷西側(cè)及北側(cè)發(fā)育大型三角洲堆積(龐雄等,2007),瓊東南盆地為濱淺海環(huán)境(朱偉林,2009;Zhanget al.,2021)。
南海北部古近系稀土元素從特征上可以分為2類(邵磊等,2019):第1類樣品稀土元素配分特征與上地殼平均值接近,主要分布在南海北部大部區(qū)域;第2類樣品稀土元素配分特征呈現(xiàn)Eu元素的正異常,主要分布在瓊東南盆地到白云凹陷一個(gè)狹長的范圍內(nèi),呈東西向展布,并且Eu元素的正異常強(qiáng)度以及正異常的樣品數(shù)量從西向東逐步減?。▓D2-a)。一般來講,沉積物中Eu元素正異常在地表環(huán)境比較少見,其母巖主要與基性、超基性巖漿巖有關(guān)。來自長距離搬運(yùn)大河沉積物,由于沉積物的充分混合,稀土元素含量上往往與上地殼平均值接近一致,表現(xiàn)為Eu元素的負(fù)異常,如長江、黃河以及現(xiàn)代珠江、紅河等(Yanget al.,2006;趙夢(mèng)等,2013;Shaoet al.,2015;Zhaoet al.,2015)。
圖2 南海北部不同源區(qū)沉積物稀土元素及碎屑鋯石年齡譜系特征Fig.2 Rare earth elemental distribution patterns and detrital zircon U-Pb age spectra of the potential sources of the northern South China Sea
近十余年來,南海北部地區(qū)開展了大量以碎屑鋯石年齡譜系為手段的沉積物源匯對(duì)比研究,獲取了南海北部周邊不同源區(qū)的鋯石年齡譜系(Xuet al.,2007;Zhonget al.,2017;Caoet al.,2018;Zhanget al.,2019)??傮w來說,盆地周邊古隆起(神狐隆起、番禺低突起、東沙隆起以及云開低凸起)與盆地基底鋯石U-Pb年齡一般為燕山期單峰,約100—170Ma,局部存在新生代巖漿巖,峰值年齡小于65Ma;神狐隆起部分基底鋯石年齡峰值相對(duì)復(fù)雜,碎屑鋯石年齡譜系以燕山期、印支期、加里東期為主要的年齡峰,此外還含有少量的晉寧期鋯 石顆粒(Cuiet al.,2021a;Zhuet al.,2021);古珠江來源沉積物呈現(xiàn)148Ma的主峰和240Ma的次峰,以及443Ma等弱小峰值(Caoet al.,2018);來自海南島的碎屑鋯石年齡譜系普遍表現(xiàn)出雙峰特征,年齡主要集中在燕山期(95Ma)和印支期(230Ma)2個(gè)區(qū)間(Xuet al.,2014;Caoet al.,2015;Leiet al.,2019);來自南海西部昆鶯瓊古河漸新世—中新世碎屑鋯石年齡譜系呈現(xiàn)較高的印支期233Ma和加里東期417Ma主峰、燕山期141Ma和晉寧期752Ma的次峰,以及922Ma到2500Ma的弱小峰值(Cuiet al.,2019;邵磊等,2019)。因此,南海北部西側(cè)昆鶯瓊古河及北側(cè)古珠江等大型河流沉積物碎屑鋯石年齡譜系特征差異明顯,是進(jìn)行源匯對(duì)比研究的重要依據(jù)。
圖2顯示,從始新世到中新世,伴隨南海北部新生代盆地的逐步擴(kuò)張,沉積物的母巖發(fā)生明顯改變。在早中始新世文昌期,沉積物總體以周邊源區(qū)及盆地基底為主要源區(qū);到晚始新世恩平期,碎屑鋯石年齡譜系特征與文昌期非常不同,年齡譜系跨度大,多數(shù)樣品以加里東期、印支期峰值為主峰,明顯高于燕山期峰值,還包含有晉寧期和呂梁期的信號(hào),顯示復(fù)雜的母巖類型。特別是,印支期峰值高的樣品均顯示強(qiáng)烈的Eu元素正異常,兩者呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)性,說明中南半島與華南地塊三疊紀(jì)末發(fā)生的陸陸碰撞拼合帶是沉積物的主要源區(qū),河流將拼合帶剝蝕產(chǎn)物從西向東搬運(yùn)沉積到開平—白云凹陷中,形成大型三角洲平原及三角洲前積。因此,研究區(qū)在始新世開始發(fā)育1條東西向展布的河流——昆鶯瓊古河。在早中始新世,該河流僅出現(xiàn)在開平凹陷;到晚始新世—早漸新世,其發(fā)育達(dá)到了一定規(guī)模,把沉積物沿盆地軸部由西向東進(jìn)行搬運(yùn);到了晚漸新世,由于南海擴(kuò)張,海侵范圍逐步擴(kuò)大,該河流大部分淹沒在南海中(Shaoet al.,2019;高陽東等,2021)。昆鶯瓊古河攜帶的沉積物主要來自南海西部物源,始新世及漸新世在開平及白云凹陷西側(cè)形成大型三角洲沉積(柳保軍等,2011;侯元立等,2020),其典型特征是具有印支期與加里東期鋯石年齡峰主峰、燕山期與前寒武紀(jì)古老鋯石的次峰以及沉積物Eu元素的正異常(圖2)。
古珠江來源沉積物在漸新世才開始出現(xiàn)在白云凹陷,表現(xiàn)出很高的燕山期148Ma主峰及較弱的印支期及加里東期的峰值,前寒武紀(jì)古老鋯石含量相對(duì)較低(圖2-b)。漸新世以來,白云凹陷沉積物為昆鶯瓊古河與古珠江混合沉積的產(chǎn)物,隨著時(shí)間變年輕,古珠江來源沉積物量逐步增大,顯示南海北部沉積物搬運(yùn)方式逐步由早期的軸向搬運(yùn)向橫向搬運(yùn)轉(zhuǎn)換。
Meng等(2021)研究臺(tái)灣恒春半島增生楔深海濁積巖發(fā)現(xiàn),這些晚中新世濁積巖物質(zhì)主體來自昆鶯瓊古河與珠江的混積物,由西向東通過軸向搬運(yùn)的方式輸送到馬尼拉海溝,進(jìn)而推覆到恒春半島。
根據(jù)上述沉積物物源演變特征,可以重建南海北部古近紀(jì)河流形成演化歷史。在早中始新世盆地?cái)嘞莩跗?,沉積物以盆地四周燕山—印支期巖漿巖局部隆升帶為主要物源區(qū),沉積物碎屑鋯石年齡譜系以中生代單峰為特征,并無大型河流形成(圖3-a);晚始新世—漸新世,盆地西側(cè)發(fā)育大型昆鶯瓊古河,把盆地西部沉積物向東輸送,河流剝蝕區(qū)域發(fā)育大量印支期與板塊俯沖相關(guān)的包括基性、超基性巖在內(nèi)的蛇綠巖套地層,使沉積物中稀土元素Eu呈現(xiàn)顯著的正異常,同時(shí)碎屑鋯石U-Pb年齡譜系包含大量加里東期及前寒武紀(jì)鋯石(圖3-b)。到晚漸新世,白云凹陷開始出現(xiàn)古珠江來源沉積物,顯示盆地橫向搬運(yùn)開始發(fā)育,其沉積物中稀土元素Eu呈現(xiàn)負(fù)異常,與上地殼平均值接近,碎屑鋯石U-Pb年齡譜系特征與昆鶯瓊古河流來源沉積物完全不同(圖3-c)。在中新世,古珠江來源沉積物在白云凹陷占比明顯增大,沉積物來源呈現(xiàn)昆鶯瓊古河與古珠江混合沉積的特點(diǎn)(圖3-d)。到晚中新世,橫向搬運(yùn)的古珠江沉積物與昆鶯瓊古河沉積物混合后轉(zhuǎn)為軸向搬運(yùn),繼續(xù)向東以濁流的方式進(jìn)入馬尼拉海溝,形成板塊俯沖增生濁積巖(Menget al.,2021;Cuiet al.,2021b)。
圖3 南海北部始新世—早中新世古河流演化重建Fig.3 Eocene-Early Miocene palaeo-river evolution reconstruction for the northern South China Sea
伴隨新南海的擴(kuò)張,古南海洋殼在37Ma左右與婆羅洲發(fā)生俯沖拼合,形成Rajang群與Crocker扇之間的角度不整合(Hutchison,2007;Hall and Breitfeld,2017)。Rajang群為一套上白堊統(tǒng)—中始新統(tǒng)深海濁積巖夾遠(yuǎn)洋泥質(zhì)沉積,沉積物來自中南半島及南海北部,屬古南海從北向南大陸坡前緣洋殼上的沉積產(chǎn)物(李莉妮等,2022)。Crocker扇為上始新統(tǒng)—下中新統(tǒng)大型河流三角洲沉積,在曾母盆地主要為三角洲平原、三角洲前緣沉積,在東部文萊沙巴盆地則為海底扇堆積(Ham ilton,1973)。也有學(xué)者認(rèn)為,Crocker扇為一套古南海向南俯沖增生背景的產(chǎn)物(Lambiaseet al.,2008)。中中新世沙巴運(yùn)動(dòng)(17Ma左右)標(biāo)志著古南海與沙巴俯沖拼合,形成沙巴造山帶,文萊沙巴盆地進(jìn)入前陸盆地演化階段(Hutchison,2007),堆積大量三角洲沉積(圖4)。
圖4 南海南部曾母—文萊沙巴盆地構(gòu)造—地層發(fā)育簡圖Fig.4 Schematic tectono-stratigraphic column of the Zengmu-Brunei Sabah Basin in the southern South China Sea
婆羅洲沉積物總體上穩(wěn)定重礦物含量高,普遍含有電氣石、金紅石、石榴石、十字石等變質(zhì)礦物以及鉻尖晶石,反映母巖中包括變質(zhì)巖及超基性巖等巖石類型。不同時(shí)期重礦物組成明顯不同,晚白堊世—中始新世沉積物鋯石含量占重礦物的64%~84%,晚始新世—早中新世鋯石含量明顯升高,達(dá)93%~95%,到中中新世—上新世鋯石含量下降為68%~77%(圖5),反映沉積物的母巖區(qū)或搬運(yùn)距離發(fā)生明顯改變。
圖5 婆羅洲各時(shí)期沉積物重礦物組合特征Fig.5 Heavy mineral assemblages of the Upper Cretaceous-Pliocene sediments,Borneo
曾母—文萊沙巴盆地最早沉積物為晚白堊世至早中始新世深海濁積體Rajang群,其碎屑鋯石年齡譜系呈現(xiàn)明顯的91Ma燕山期主峰和226—236Ma印支期次峰,包含少量古生代和前寒武紀(jì)鋯石(Galinet al.,2017;李莉妮等,2022),與南海北部同時(shí)期源區(qū)鋯石年齡譜系特征非常相近(圖6),顯示沉積物來自南海北部及中南半島(李莉妮等,2022)。
晚始新世Crocker扇發(fā)育初期,底部發(fā)育一套礫巖層,以角度不整合的形式覆蓋在Rajang群深海沉積之上,為一套近源底礫巖與雜色混雜堆積,礫石主要由巖漿巖及硅質(zhì)巖組成(圖7-a,7-b,7-c),碎屑鋯石U-Pb年齡顯示燕山期單峰,包含少量始新世鋯石顆粒,基本不含古生代或元古代鋯石。結(jié)合沉積特征,其應(yīng)是古南海在晚始新世(37Ma)與婆羅洲發(fā)生俯沖拼合而快速隆升剝蝕的產(chǎn)物(Henniget al.,2019;崔宇馳等,2022)。在該礫巖層之上,沙巴—沙撈越地區(qū)開始大范圍接受厚層三角洲砂巖沉積,一直持續(xù)到早中新世(圖7-d,7-e,7-f)。砂巖中碎屑鋯石年齡譜系均表現(xiàn)為典型的多峰特征,呈現(xiàn)極高的印支期主峰和燕山期次峰,還包含海西—加里東期峰值以及一定數(shù)量的元古代及太古代鋯石,與下伏Rajang群濁積砂巖樣品和Crocker扇底部礫巖樣品特征完全不同(圖6),沉積物主要來自南海西部馬來半島(崔宇馳等,2022),通過軸向搬運(yùn)的方式輸送到曾母—文萊沙巴盆地。在野外觀察測量中也發(fā)現(xiàn),該時(shí)期的沉積物搬運(yùn)方向?yàn)?0°(圖7-e),考慮婆羅洲地塊在晚中新世以來發(fā)生了45°的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)(Hutchison,2007),故其搬運(yùn)方向近90°,為從西向東方向搬運(yùn)。
在中中新世(17Ma左右),文萊沙巴盆地形成以三角洲為特征的沉積體系,沉積物碎屑鋯石U-Pb年齡譜系表現(xiàn)出非常明顯的多峰寬譜特征(圖6),以白堊紀(jì)主峰為主,還含有較明顯的二疊紀(jì)—三疊紀(jì)峰值,以及多個(gè)新元古代—中元古代(大約800Ma和900Ma)峰值和古元古代峰值(大約1800Ma,2500Ma)。該時(shí)期碎屑鋯石年齡譜系與Crocker扇三角洲砂巖的差別,主要表現(xiàn)在燕山期峰值明顯高于印支期,峰值年齡明顯偏年輕。野外沉積構(gòu)造指示古流向從南向北搬運(yùn),濱海相沉積特征明顯(圖7-g,7-h)。
圖6 南海南部及潛在源區(qū)鋯石年齡譜系特征Fig.6 Detrital zircon U-Pb age patterns of the southern South China Sea sediments and potential source areas
南海南部在晚白堊世—中始新世屬古南海的一部分,是古南海從北向南由陸架—陸坡—深海大洋的延伸部分,接受了南海北部及中南半島來源的沉積物,沉積物中重礦物含有較多變質(zhì)礦物,碎屑鋯石年齡譜系與南海北部完全相同(圖8-a)。
在37Ma左右古南海與沙撈越發(fā)生俯沖拼合,形成沙撈越造山運(yùn)動(dòng),該造山隆褶帶僅在短時(shí)間內(nèi)向曾母前陸盆地提供沉積物,組成Crocker扇底部的礫巖沉積層(圖8-b)。在晚始新世到早中新世,曾母—文萊沙巴盆地主要接受來自馬來半島在內(nèi)的南海西側(cè)物源,沉積物沿盆地長軸方向進(jìn)行搬運(yùn)。由于河流搬運(yùn)距離遠(yuǎn),沉積物重礦物中穩(wěn)定重礦物含量極高,鋯石含量達(dá)95%左右,碎屑鋯石年齡譜系表現(xiàn)為以印支期為主峰的多峰寬譜特征,在曾母盆地形成大型三角洲平原及三角洲前緣沉積,在東側(cè)文萊沙巴盆地則以深海濁積扇沉積為特征,形成世界上罕見的大型河流三角洲及深水扇組合體系(圖8-c)。
古南海在中中新世(17Ma左右)與沙巴發(fā)生俯沖拼合,形成沙巴造山運(yùn)動(dòng),文萊沙巴盆地進(jìn)入前陸盆地演化階段,沉積物碎屑鋯石U-Pb年齡譜系表現(xiàn)出以燕山期為主峰的多峰寬譜特征。由于沉積物來自盆地南部隆褶帶,該隆褶帶除新生代巖漿巖外,還包括Rajang群砂泥巖及Crocker扇砂巖等沉積巖及其變質(zhì)巖,使沉積物出現(xiàn)新生代鋯石年齡,穩(wěn)定重礦物含量有所下降,變質(zhì)礦物含量增多,沉積物搬運(yùn)方向轉(zhuǎn)為從南向北以橫向搬運(yùn)的方式進(jìn)入洋盆(圖8-d)。
圖8 南海南部晚白堊—中中新世古河流演化重建Fig.8 Late Cretaceous-middle Miocene palaeo-river evolution reconstruction for the southern South China Sea
南海在新生代演化過程中,南北兩側(cè)分別處于不同的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場。在中生代末,位于歐亞大陸東南緣的南海地區(qū),發(fā)育了完整的陸緣弧構(gòu)造體系。伴隨古太平洋板塊俯沖帶后撤,南海從主動(dòng)大陸邊緣進(jìn)入到被動(dòng)大陸邊緣演化階段(姚伯初,1996;Renet al.,2002;周蒂等,2005;任建業(yè)等,2015),在板塊俯沖拼合增生薄弱帶上首先發(fā)生斷陷,斷陷方向受中生界基底先存斷裂控制,形成一系列NE-NEE向展布的斷陷盆地,在垂直盆地展布的南北方向上則呈現(xiàn)隆凹相間的古地理背景。在南海西側(cè),中南半島在三疊紀(jì)末與華南地塊發(fā)生陸陸拼合碰撞,形成高聳山脈,使包括海南島、鶯歌海及瓊東南盆地等在內(nèi)的南海西部地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈隆升,形成西高東低的古地貌,為河流的發(fā)育提供了必要的先決條件。古太平洋板塊與歐亞大陸俯沖帶在南海西側(cè)與三疊紀(jì)末中南半島和華南地塊陸陸碰撞拼合帶相遇,發(fā)生向南轉(zhuǎn)折,造成基巖斷裂破碎強(qiáng)烈,也是河流生成的優(yōu)選位置(圖9-a),發(fā)育形成昆鶯瓊古河。到晚漸新世,古珠江逐步發(fā)育成熟,以橫向搬運(yùn)的方式向珠二坳陷輸送沉積物,兩者在白云凹陷形成混合沉積(圖9-b)。
同樣,古南海與婆羅洲發(fā)生俯沖拼合,在中南半島與婆羅洲地塊銜接地帶形成俯沖帶的轉(zhuǎn)折破裂帶,為大型河流的形成提供了理想的古地貌條件。馬來半島及Sibumasu地塊在三疊紀(jì)末和中南半島碰撞造成南海西側(cè)的強(qiáng)烈隆升及構(gòu)造熱事件(Carteret al.,2001),形成了南海南部西側(cè)的構(gòu)造隆升高地,使古巽他河將馬來半島等隆升區(qū)風(fēng)化剝蝕產(chǎn)物沿俯沖轉(zhuǎn)折破碎帶送入盆地,沿盆地長軸方向進(jìn)行搬運(yùn),形成規(guī)模巨大的晚始新世—早中新世Crocker扇,從西向東在曾母—文萊沙巴盆地組成完整的三角洲平原—三角洲前緣—前三角洲及海底扇沉積體系(圖9-c)。到晚中新世,由于沙巴運(yùn)動(dòng)造成婆羅洲強(qiáng)烈隆升,拉讓河等沿岸河流以橫向搬運(yùn)的形式向盆地輸送大量沉積物,成為盆地沉積物的主要輸送方式(圖9-d)。因此,在與板塊俯沖相關(guān)的溝弧盆體系中,由于盆地特有的構(gòu)造形態(tài),軸向搬運(yùn)在盆地演化的早期階段普遍存在,往往是沉積物搬運(yùn)輸送的主要途徑,其發(fā)育形成主要受構(gòu)造古地理控制。
圖9 南海南北兩側(cè)軸向與橫向搬運(yùn)轉(zhuǎn)換示意圖Fig.9 Schematic diagram of longitudinal transport pathways in both northern and southern South China Sea areas
南海南北兩側(cè)發(fā)育不同板塊俯沖拼合背景下的沉積盆地,分別形成被動(dòng)陸緣下的斷陷拉張盆地和主動(dòng)陸緣下的前陸盆地,但兩者的沉積充填過程卻十分相似。在盆地發(fā)育初期均以盆地周邊局部隆起為源區(qū),之后接受大型河流輸入形成的大型三角洲沉積,在南海南、北分別形成昆鶯瓊古河三角洲和古巽他河三角洲,這些河流以軸向搬運(yùn)的方式輸送沉積物,從西向東依次形成三角洲平原、三角洲前緣、前三角洲及海底扇沉積體系。在盆地發(fā)育的成熟階段,南海北部古珠江及南部的拉讓江等河流以橫向搬運(yùn)的方式把沉積物輸送入盆地,與軸向搬運(yùn)沉積物形成混合堆積。
軸向搬運(yùn)是南海形成演化過程中沉積物的一種重要搬運(yùn)方式,但它的發(fā)生究竟是受南海新生代擴(kuò)張過程的控制,還是為溝弧盆體系盆山相互作用過程中一種普遍存在的規(guī)律,則需要對(duì)更多類似的沉積盆地開展沉積物源匯對(duì)比分析,以確定沉積物的輸送方式與盆地構(gòu)造-古地理之間的關(guān)系,探討弧陸碰撞背景下軸向與橫向搬運(yùn)沉積的轉(zhuǎn)換關(guān)系及控制因素。