被动大陆缘由于岩石圈破裂造成其两侧陆缘盆地断陷结束，并开始热沉降坳陷所形成的断坳转换面称作破裂不整合面(Falvey, 1974)，其形成时间、空间分布及构造属性对认识被动陆缘构造演化沉积过程及共轭陆缘对比具有重要意义.与大西洋型陆缘发生在大陆破裂的基础上不同，南海的形成演化发生在古太平洋(或古南海)的俯冲背景上(Zhou et al., 1995)，受到古南海向南侧加里曼丹岛下俯冲作用的影响(Taylor and Hayes, 1980；Holloway, 1982).南海的形成演化主要与新生代以来陆缘张裂和海底扩张构造事件相关，海盆磁异常条带分布揭示了多期次、沿不同方向的海底扩张过程(Briais et al., 1993; Barckhausen et al., 2014; Li et al., 2014)，并在南海周缘形成了一系列新生代沉积盆地.与南海北部离散型断陷盆地不同，南部陆缘盆地还受俯冲碰撞作用影响而具有汇聚或叠合性质(李思田等，1997；金庆焕和李唐根，2000)，表明南海南部陆缘盆地构造转换面可能具有多重构造属性.因此，本文将岩石圈破裂和板片挠曲作用造成的裂陷结束，具有断坳转换性质的不整合面称作裂陷结束不整合面.

由于南部陆缘构造演化过程和地质条件复杂、不同类型盆地的沉积充填样式、沉积相横向的较大差异，以及勘探程度不同带来的深浅水钻井分布不均、旧地震资料中深层品质差和分辨率较低等问题的制约，从而造成南海南部陆缘中新生代地层划分混乱，目前尚无统一地层划分对比方案(Hinz and Schlüter, 1985；Madon，1999；丁巍伟等，2011；姚永坚等，2013)，致使裂陷作用结束相关的不整合面地质时代厘定和构造意义的认识不清，主要表现在以下几方面：(1)由于对比方式差异，南部陆缘东南海域破裂不整合地质时代尚存争议.拖网、钻井和多道地震资料证实了南沙东南部Nido灰岩与海底扩张时期吻合(Taylor and Hayes 1980；Kudrass et al., 1986)，依据碳酸盐岩台地与之下裂陷期地层接触面具有断坳转换性质，通过不整合界面上下地层古生物信息、同位素测年约束破裂不整合形成时代.Grötsch和Mercadier(1999)认为南部陆缘东北部破裂不整合时代为29.3 Ma，而Steuer等(2013)约束结果显示西北巴拉望盆地为33~32 Ma，礼乐盆地和西南巴拉望盆地破裂不整合时代为晚渐新世(28~23 Ma).利用距离L1地震测线30 km的西南巴拉望盆地的Penascosa-1井，孙珍等(2011a)提出，礼乐盆地的破裂不整合时代在23.8 Ma前后，该界面与海盆NE-SW方向磁异常C6A对应的洋中脊跃迁时代23 Ma相符(Briais et al., 1993; Barckhausen and Roeser, 2004).然而，礼乐滩Sampaguita-1井揭示下渐新统灰岩与碎屑岩的不整合面时代为29~30 Ma(Taylor and Hayes, 1980).(2)如何认识南海南部裂陷结束不整合由东北破裂不整合往西南穿时为碰撞不整合？西南次海盆地南部的南薇西、北康盆地演化过程与西南次海盆和婆罗洲有关.Hutchison(2004)根据北康盆地深水区同裂陷期下中新统砂岩地层之上披覆海相泥岩底部浮游有孔虫年龄为16 Ma，提出一个重要的中中新世破裂不整合面(MMU)，时代为16 Ma.根据陆架区不整合面的沉积间断，他推测这里海盆扩张开始年龄为19~21 Ma.Thies等(2006)和Madon(1999)认为该界面具有10 Ma沉积间断，形成时间为18~20 Ma，为早中新世不整合.Cullen(2010)利用钻井资料控制较好的地震剖面，将很多问题进行了重新梳理，得出了更可信的认识，比如他将裂陷期与裂后期之间的这个破裂不整合面定义为南海不整合(SCSU)，根据南海扩张磁条带出现的时间早晚不同，认可了Hutchison(2004)关于界面穿时的提法，穿时范围没有给出具体结论，但最晚截止在15.5 Ma.然而目前还尚不清楚破裂不整合是如何由东北部礼乐、西南巴拉望盆地30或23.8 Ma穿时到西部北康盆地MMU界面的16 Ma.(3)另外，对南部陆缘构造不整合识别和命名面临的一个问题是将不同地质时代同一构造性质界面当作一个构造事件，例如破裂不整合，但由于其穿时现象和具有局部构造响应的特征，又不能将其命名为特定时间的不整合面，例如MMU，中中新世不整合.其次，由于南部陆缘构造演化复杂，同一地质时期在不同构造部位可能发生不同性质的构造事件形成不同性质的不整合面或具有构造叠加作用.

上述构造事件相关的不整合面构成了南部陆缘盆地演化的骨架层位，其时空分布规律、构造属性的厘定，对认识南海局部和区域构造演化、沉积响应以及南海扩张动力学机制和演化模式具有重要意义.为明确南部陆缘裂陷结束不整合面构造属性，本文以我国30年积累的大量多道地震为基础，运用最新公开的钻井信息，重点对构造属性争议较大的南沙东部海域开展研究，厘定主要不整合面的构造特征和时空分布规律，以期为南海构造演化历史和资源勘查提供理论支撑.

晚白垩纪华南陆缘发生陆缘张裂，形成一系列断陷盆地，并于早渐新世发生岩石圈破裂开始海底扩张，直至20或16 Ma陆缘南侧与婆罗洲地块发生碰撞，南海扩张停止，之后进入热沉降阶段(Li et al., 2014).其中，南沙地块位于南海南部陆缘，包含一系列多属性并存、多期次叠合的新生代盆地群(李思田等，1997；姚伯初，1998)，并且海山、岛礁和海槽发育，地貌单元复杂.本文研究区位于廷贾断裂以东，与南海北部陆缘共轭的南沙地块的东部(图 1).其中，东南部为南沙地块与逆冲推覆的婆罗洲—巴拉望块体组成汇聚边缘和南海东部俯冲汇聚边缘的构造交接区，主要由“下断-上挤”的文莱—沙巴、西南巴拉望和南沙海槽盆地叠合型盆地组成(Schlüter et al., 1996)，并具有完整的前陆结构(Hinz and Schlüter 1985).研究区北部分别与西南次海盆和中央海盆相连接.中部为伸展减薄南沙地块，包括礼乐、安渡北、九章和西北巴拉望盆地，主要为张裂盆地(Schlüter et al., 1996)(图 1).礼乐盆地发育规模较大，可进一步划分西北凹陷、中部隆起、东北半地堑、南部凹陷四个构造单元，形成“三坳一隆”的构造格局(张莉等，2004；刘海龄等，2017).研究区被两条NW-NNW走向断裂分割.NW向巴拉巴克断裂西侧为九章、安渡北、南沙海槽盆地，东侧为礼乐、西南巴拉望盆地，该断裂与N-S向的中南—礼乐断裂相连(刘海龄等，2002；Li et al., 2014).乌鲁根断裂分隔礼乐、西南巴拉望盆地与西北巴拉望盆地(金庆焕和李唐根，2000)，往西北方向消失在洋陆边界附近，往西南延伸过巴拉望岛.

图 1

Fig. 1

图 1 南沙东部海域盆地与测线分布图 其中，黑色粗线为本文使用的地震测线，浅蓝色细线为研究区联络解释线，浅灰色细线为公开发表文献(Hinz and Schlüter 1985; Schlüter et al., 1996; Ding et al., 2011; Franke et al., 2008; 2011; 2014; Steuer et al., 2013; 2014)；COB为洋陆边界(3000 m水深线；Briais et al., 1993). Fig. 1 Distribution of basins and seismic lines used in the East of Nansha Block The black thick lines mark the position of illustrated seismic sections in this study. The light blue lines are cross-lines for seismic interpretation. The light gray lines are published seismic profiles from Hinz and Schlüter, 1985; Schlüter et al., 1996; Ding et al., 2011; Franke et al., 2008; 2011; 2014, and Steuer et al., 2013; 2014. The blue line showing the continent-ocean boundary locations in the southeast South China Sea margin as previously interpreted by Briais et al., 1993.

本次研究所使用的地震剖面(位置见图 1黑色加粗线)是广州海洋地质调查局多年来采集的二维多道反射地震数据.原始资料经过以下流程的重处理，包括振幅补偿、静态校正、增益、反褶积、压制多次波、速度分析及频谱分析等基本处理，然后进行了叠前时间偏移处理，以及叠后反褶积、滤波处理，本次使用的地震剖面(图 1)，自动增益控制(AGC)为120.另外，C1测线(位置见图 1)为菲律宾石油公司1993年采集多道地震，礼乐滩和西北、西南巴拉望盆地钻井(位置见图 1黑圈点)、分层等信息均来自东盟石油地质协会收集.

本文基于研究区大量多道地震资料，对收集的古生物化石及钻井、拖网获取的岩性及地层测年资料进行详细的分析，结合前人对该区地层解释和反射界面的标定结果(Hinz et al., 1985; Schlüter et al., 1996; Hutchison, 2004; Franke et al., 2008; Cullen, 2010; Ding et al., 2013; Vijayan et al., 2013; Steuer et al., 2013, 2014)，选取跨越研究区不同构造单元的L2、L3、L4三条NW向和C1、C3两条NE/NNE向的骨干地震测线，结合收集L1、C2两条地震剖面(图 1)，通过连井地震剖面反射特征的对比，建立盆地内和盆地间构造-地层精细解释剖面.在其约束下，重点追踪识别T7、T6和T5三个关键不整合面特征，并解释了Tg(新生界基底)、T8(上始新统底界)、T3(上中新统底界)和T2(上新统底界)四个主要的区域不整合面(图 2).以乌鲁根断裂、中南—礼乐断裂和巴拉巴克断裂为界，将研究区划分为东部、中部和西部三个大区(图 1)，分析T7、T6和T5三个不整合面在不同构造单元的地震反射特征及横向变化规律，根据盆地构造和变形特征，重新厘定不整合面构造属性.

图 2

Fig. 2

图 2 南沙东部海域地层柱状图 其中，南沙海槽盆地参考Schlüter et al., 1996；Franke et al., 2008; 礼乐盆地参考Taylor and Hayes, 1980; 丁巍伟等, 2011; 西南、西北巴拉望盆地参考Hinz and Schlüter 1985；Steuer et al., 2013. Fig. 2 The comprehensive stratigraphic section in the East of Nansha region Chronostratigraphic chart with ages, sequences, geomagnetic chronology, lithology, and major unconformities interpreted on Nansha trough basin are based on Schlüter et al., 1996 and Franke et al., 2008, Liyue basin are adopted from Taylor and Hayes, 1980 and Ding et al., 2011, and Southwest and Northwest Palawan basins in reference to Hinz and Schlüter 1985, Franke et al., 2011, and Steuer et al., 2013.

东部区包括西北巴拉望盆地—礼乐盆地东北半地堑-洋陆过渡带(图 1).通过西北巴拉望盆地L1(NNW向)测线(Fournier et al., 2004)与C1(NEE向)剖面拼接(图 1)，以及两者地震剖面的构造-地层对比与解释，可见乌鲁根断层以东的西北巴拉望盆地，T7界面表现为上超下削的角度不整合特征，界面之下地层受一系列NW向(向海)倾斜的正断层控制，地层分割性明显，呈现凸凹相间分布的特点，并充填在箕状半地堑内(图 3).在L1测线上，Cadlao-1井和Malapaya-1/2井揭示，T7-T5界面之间为上渐新统-下中新统Nido灰岩，地震剖面反映为一套强反射波组，该套灰岩直接超覆在T7界面之上，往凹陷方向厚度逐渐减薄，未识别出T6界面.

图 3

Fig. 3

图 3 西北巴拉望盆地—礼乐盆地东北半地堑构造-地层解释图(剖面位置见图 1) 其中，左侧为C1测线，右为L1测线(据Fournier 2004)；西北巴拉望盆地T7为裂陷期地层与Nido灰岩分界面，具有断坳转换性质；礼乐盆地东北半地堑，Nido灰岩不发育，T7为裂陷内不整合，T6界面具有断坳转换特征. Fig. 3 Structural and stratigraphic interpretation of a regional seismic profile across Northwest Palawan basin and northeast half-graben of Liyue basin(seismic profile position shown in Fig. 1) The left profile is line C1, while the right one in reference to Fournier 2004 is Line L1. In the northwest Palawan basin, the T7 is shown as breakup unconformity separating the wedge-shaped syn-rift sedimentary infill and the upper overlapped Nido carbonate sequences. The T5 is characterized by a syn-rift to post-rift sequences unconformity in the northeast half-graben of Liyue basin, where no clearly Nido carbonate sequences reflections developed between Tg and T5. The syn-rift sequences exhibit the most important sedimentary expansion and most of the faults stopped activity near the T7 sequence boundary.

沿C1测线往礼乐盆地东北半地堑方向，在乌鲁根(Ulugan)断裂带右侧，T7界面以下地层呈现反向掀斜，半地堑规模明显增大，与下伏地层呈角度不整合.在乌鲁根断裂带东侧，T5-T7界面之间地层沉积充填特征与C1测线明显不同(图 3)，T7与Nido灰岩之间明显增加一套碎屑岩反射特征地层，表现出平行、中-高频、半连续、弱-空白反射，并逐渐超覆在T7界面之上.Nido灰岩与该套地层呈现平行整合接触.我们将此区域碳酸盐台地底部界面命名为T6不整合面.乌鲁根断层以西礼乐盆地东北半地堑，T5-T6之间地层与Nido灰岩地震反射特征不同，为一套中-高频、平行、连续、中-强反射波组，表明岩相已发生变化，可能主要为碎屑岩，具有坳陷充填特征，且沉积厚度增大(图 3).

礼乐盆地东北半地堑内垂直C1方向的L2测线显示(图 4)，Tg与T7之间地层为一系列正断层控制的掀斜断块，大量断层至T7界面停止活动，局部断层延续到T5界面.T5-Tg之间地层整体往NW方向(海盆)呈楔状减薄，以T5为界呈现明显下断上坳特征，界面之上为一套稳定的空白-弱反射，而T7界面表现为裂陷内不整合.另外，垂直洋陆过渡的BGR109测线也显示(Franke et al., 2011, 位置见图 1)，在陆缘盆地到外缘隆起区，断坳转换特征表现出由BU界面(T7)逐渐变为Nido界面(T5)的迁移现象.

图 4

Fig. 4

图 4 礼乐盆地东北半地堑L2测线构造-地层解释图(剖面位置见图 1) 该测线垂向洋陆过渡带走向，剖面显示大部分断裂活动到T5界面，并且T5-Tg之间地层呈现楔状特征. Fig. 4 Structural and stratigraphic interpretation of the L2 seismic profile in the northeast half-graben of Liyue basin(seismic profile position shown in Fig. 1) The line L2 is almost perpendicular to the continental-ocean boundary in the southeast of South China Sea margin. The number of active faults showed diminish markedly across the T5 surface. The sedimentary fills between T5 and Tg exhibit thickening into the footwalls of faults and thinning into the ocean directions in the northwest.

中部区包括礼乐盆地和西南巴拉望盆地(图 1)，是研究区的主体.基于台地和坳陷不同构造部位可进一步划分为两个亚区：西南巴拉望盆地—礼乐盆地南部坳陷和礼乐滩.

西南巴拉望盆地Albion Head A-1X和Aboabo A-1X井和C2剖面显示，该盆地以T5、T6为界可划分上、中、下三个构造层(图 5，位置见图 1).其中，T5界面以上发生逆冲推覆，反映前陆构造特征.T5-T6界面之间为一套平行、连续的下中新统Nido灰岩(Forbes et al., 2011).T6界面以下为多个断层控制的箕状半地堑.Aboabo A-1X和Albion head A-1X井揭示逆冲推覆体由中下始新统或白垩纪碎屑岩与Nido灰岩组成(Schlüter et al., 1996)，因此推测下构造层(T6-Tg)可能为裂陷期中下始新统.

图 5

Fig. 5

图 5 西南巴拉望盆地C2测线构造-地层结构剖面(据Forbes et al., 2011, 测线位置见图 1) T6界面为裂陷期地层与Nido灰岩分界，具有断坳转换性质，T5为逆冲推覆体底界面，之上为前陆沉积. Fig. 5 Structural and stratigraphic interpretation of the C2 line in the Southwest Palawan basin(seismic profile location shown in Fig. 1 and modified from Forbes et al., 2011) The T6 exhibits a separation sequence boundary between the wedge-shaped syn-rift sedimentary infill and the upper overlapped Nido carbonate. The T5 formed the base of thrusted Palawan wedge, and the forland sedimentary infill on lapped this interface.

L3测线与C2剖面垂直，沿NW方向穿过巴拉望海槽到礼乐盆地南部凹陷，其最东南端距离C2剖面约4 km、Albion head A-1X井18 km(图 1).地震解释结果显示，由SE往NW方向L3测线包括前渊区(西南巴拉望盆地陆坡到深水区)、前隆区和隆后区(礼乐盆地南部坳陷带)三个构造单元(图 6).其中，前渊区(西南巴拉望盆地)以T5、T6为界可划分上、中、下三个构造层，而前隆区和隆后区主要以T6为界上、下两层结构.前渊区中、下构造层与C2测线一致，但上构造层与C2测线T5界面以上的逆冲推覆体特征不同，主要为前陆充填沉积.在前隆区和隆后区(礼乐盆地南部坳陷)，下构造层(T6-Tg)厚度较西南巴拉望盆地明显增大，可识别出T7、T8两个裂陷期不整合面，被NW向断裂分割成三个掀斜断块，断块内发育大量次级板式正断层，且大部分断层终止在T6附近.在前隆区，T6界面以下地层产生挠曲变形，板式正断层呈现反向断阶，部分断层沿NW倾向方向发生断面下凹，地层顶部被T6界面削蚀，呈现角度不整合.中构造层Nido灰岩沿L3测线由前隆往前渊方向逐渐减薄，并往T6界面上超覆.而隆后区，T5-T6界面之间主要为中-高频、较好连续性、中等程度反射，与Nido灰岩反射明显不同，地层主要为超覆充填的特征，厚度较前隆区明显增厚.T5界面以上地层主要为披覆充填为主.

图 6

Fig. 6

图 6 过礼乐盆地南部凹陷、西南巴拉望盆地L3测线构造-地层解释图(测线位置见图 1) 其中，T6界面在前隆和隆后区为上下构造层分界，在前渊区T5、T6分别具有前陆沉积底界和破裂不整合性质. Fig. 6 Structural and stratigraphic interpretation of the L3 seismic profile in the south graben of Liyue basin and Southwest Palawan basin(seismic profile position shown in Fig. 1) The T6 interface exhibits a regional syn-rift to post-rift unconformity in the foredeep, forebulge, and backbulge. The T5 interface is shown as a base of forland sedimentary fills in the foredeep.

C3测线由礼乐滩到礼乐盆地南部坳陷，经巴拉巴克断裂到西部区南沙海槽盆地(图 1).礼乐滩Reed Bank B-1井(Schlüter et al., 1996; Steuer et al., 2014)及C3测线显示(图 7)，T7界面为裂陷期碎屑岩与上渐新统灰岩分界面，呈现平行不整合，而T8与Tg界面上下地层也表现出平行不整合特征，礼乐滩受F4、F5控坳断层控制作用，表现地垒形态台地，T7界面不具有典型的断坳转换性质.礼乐滩西南部5个拖网站位在孤立的水下隆起上获得了上渐新-下中新统灰岩，沉积环境以浅海-开阔海相为主(Kudrass et al., 1986).其中，SO27-26站位投影到C3测线，可以确定T7和T5界面分别为上渐新-下中新统灰岩底和顶界面(图 7).在掀斜断块上，T7界面以下地层厚度分布稳定，而T5-T7界面之间地层厚度变化大，显示T5界面形成后可能再次发生垂向抬升，使得上渐新-下中新统灰岩现今仍出露水底.在凹陷内，局部可识别T6界面，并超覆在T7界面.T5界面以上超充填为特征，与L3测线礼乐盆地南部坳陷反射特征类似.整条测线上，T7界面具有最显著的不整合面特征，但断坳转换界面特征不典型.C3测线南段巴拉巴克断裂带附近，出现前隆构造，但主要为挠曲作用形成的掀斜断块或晚期海山作用影响，前隆宽度较L3测线窄(图 7).

图 7

Fig. 7

图 7 横穿礼乐滩、礼乐盆地南部坳陷带、南沙海槽盆地C3测线地震结构剖面 Fig. 7 Structural and stratigraphic interpretation of the C3 seismic profile across the Reed Bank, south graben of Liyue basin and Nansha Trough basin(seismic profile position shown in Fig. 1)

西部区包括南沙海槽、安渡北和九章盆地，L4测线横穿以上三个盆地(图 1).根据L3测线解释方案以及各界面反射特征，L4测线最东南侧南沙海槽盆地内，T6界面以下地层受NW倾向断层的控制，呈半地堑结构(图 8)，多数断层终止在T6界面.T5-T6界面之间为一套平行、连续、强反射波组，相当于Nido灰岩，但纵向仅延续2~6个相位，约40~160 ms，表明Nido灰岩厚度较东北部的西南巴拉望盆地明显减薄.T3-T5界面之间地层以杂乱、扭曲变形为主，类似于西南巴拉望盆地逆冲推覆体的反射特征(Aurelio et al., 2014).往NW方向该套地层主要为连续、平行、中-弱反射，具有前陆充填特征.往NW方向安渡北和九章盆地，T5界面与T6界面逐渐合二为一，成为下部裂陷期地层和上部披覆充填地层分界面.该界面为NW方向掀斜断块顶界，部分地层被削截，大部分断层基本终止在该界面之下.纵向上，以T5为界呈现“下断上坳”双层结构，T5界面之下一般具有箕状半地堑特征，且坳陷规模大小不一，可追踪T7和T8界面，但主要表现出裂陷内部不整合.T5界面之上为一套稳定披覆沉积，与研究区其他区域反射特征一致(图 8).

图 8

Fig. 8

图 8 横跨九章、安渡北、南沙海槽盆地L4测线构造-地层解释图(测线位置见图 1) 其中，T6界面在南沙海槽盆地逆冲推覆带为裂陷期地层与Nido灰岩分界面，T5为逆冲推覆体底界面，T6界面由逆冲推覆带往NW前渊、隆后区逐渐与T5界面重合，在安渡北和九章盆地(隆后区)T5具有断坳转换性质. Fig. 8 Structural and stratigraphic interpretation of the L4 seismic profile across the Jiuzhang basin, Andubei basin and Nansha Trough basin(seismic profile position shown in Fig. 1) The T6 exhibits a separation sequence boundary between the wedge-shaped syn-rift sedimentary infill and the upper overlapped Nido carbonate and The T5 interface is shown the base of thrusted wedge in the thrusted belts of Nansha trough. The T5 and T6 interfaces are overlapped where no Nido carbonate reflections are identified in the forebulge and backbulge. The T5 is characterized by a syn-rift to post-rift transition unconformity in the backbulge.

通过系统对研究区东部、中部和西部不同构造单元T7、T6和T5三个关键不整合面地震反射特征和横向变化识别追踪对比，结合研究区已有地震剖面和公开发表的剖面，在平面上刻画了南海岩石圈破裂后南沙东部海域三个不整合面的构造属性特征及分布规律(表 1).

表 1 (Table 1)

表 1 南海南部陆缘不同构造单元不整合面构造属性 Table 1 Tectonic significance of three related rift-terminate unconformity surfaces in the south margin of South China Sea 构造单元 T7 T6 T5 数据来源 洋陆过渡带 裂陷内不整合 裂陷内不整合 断坳转换/裂陷结束 Franke et al., 2011; Ding et al., 2013 西北巴拉望盆地 断坳转换 未识别 台地顶界面 Fournier et al., 2004; Steuer et al., 2013 礼乐东北半地堑 裂陷内不整合 断坳转换 裂后不整合 本文；丁巍伟等，2011 礼乐滩 裂陷结束 未识别 碳酸盐岩内部界面 本文；Steuer et al., 2014 礼乐盆地南部坳陷 裂陷内不整合 断坳转换 台地顶界面 本文 西南巴拉望盆地 未识别，可能与T6重合 断坳转换 逆冲底界面，前陆底界面 本文；Forbes et al., 2011 南沙海槽盆地 裂陷不整合 裂陷结束不整合 前陆底界 本文；Franke et al., 2008 安渡北、九章盆地 裂陷内不整合 与T5重合 裂陷结束 本文 北康、南薇西盆地 裂陷内不整合 裂陷内不整合 碰撞不整合/裂陷结束 孙珍等，2011b；Savva et al., 2014 文莱—沙巴盆地 裂陷内不整合 未识别 逆冲推覆底界 Cullen, 2010

表 1 南海南部陆缘不同构造单元不整合面构造属性 Table 1 Tectonic significance of three related rift-terminate unconformity surfaces in the south margin of South China Sea

综上分析可以看出，T5、T6、T7界面在不同构造单元作为断坳或构造性质转换的不整合面(图 9，表 1)，造成界面之下的地层不同程度发生抬升剥蚀、断块掀斜、挠曲变形、拆离滑脱、沉积相突变等，从而使具有裂陷结束作用的界面表现为区域或局部最为强烈的不整合现象.裂陷结束作用不整合主要具有以下几方面相似特征：(1)上下构造层的分界面，除逆冲推覆带，上构造层主要为坳陷充填特征，下构造层主要为裂陷充填，或发生挠曲变形；(2)在大部分区域，尤其是盆地边缘，该界面表现出明显的角度或平行不整合特征，造成地层缺失，具有上超下削现象；(3)大部分断层，包括板片挠曲变形产生的断裂大部分终止在该界面之下；(4)除Nido灰岩区域上大面积发育外，该界面多具有连续、强反射特征.在西南巴拉望盆地，该界面之上为逆冲推覆体，之下为裂陷期地层，代表一个断层拆离面，逆冲推覆地层往陆方向逐渐拆离到该界面之上(图 5).

图 9

Fig. 9

图 9 南沙东部海域新生代裂陷结束不整合面时空分布图及构造属性 其中，红色断线为区域断裂；黄色带三角形线为俯冲或逆冲推覆边界；灰色虚线为盆地边界，具体见图 1；白色细线为磁异常条带(Taylor and Hayes, 1980; Briais et al., 1993). Fig. 9 Timing, distribution and tectonic significance of the rift-terminate unconformity surfaces in the east sea area of Nansha Block The red dotted lines are the boundary faults. The yellow lines with triangles are subduction or thrust boundaries. The gray dotted lines are basin boundaries, see locations in Fig. 1. The thin white lines are magnetic anomalies in reference to Taylor and Hayes, 1980 and Briais et al. 1993.

(1) T7不整合面地质时代

西北巴拉望盆地，钻井同位素测年和古生物地层资料揭示Nido灰岩开始发育时间在盆地不同构造部位有差异.盆地西北部Malapaya气田⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素约束T7界面年龄29.3 Ma，而东南隆起Cadlao-1井24 Ma(Williams, 1997；Steuer et al., 2013)(图 3)；往西北盆地深坳处，T7界面和Nido灰岩之间发育一套断坳转换性质的碎屑岩(图 3)，该套地层(Pre-Nido)同样存在于东南部Linapacan坳陷(Williams, 1997).东北部Busuanga-1井T7界面年龄32.4 Ma(Steuer et al., 2013)，略早于盆地北部南海洋盆磁异常条带C11对应的31 Ma(Barckhausen and Roeser 2004)(图 9).多口钻井揭示了T7界面之下地层分别为上始新统、中下始新统、古新统和中生界，反映了坳陷中心往隆起区地层缺失更明显(Williams, 1997).由此可见，西北巴拉望盆地T7界面时代总体上具有坳中隆或掀斜断块顶部时代老，往盆地边缘隆起区时代新的特点，与其所处的构造位置以及其隆升剥蚀时间有关，不代表T7界面开始形成的时代.结合钻井和磁异常条带定年，T7不整合面地质时代约为32.4~31 Ma，基本对应南海岩石圈初始破裂时间.

礼乐滩Reed Bank B-1井在2450~2560.3 m深度灰岩中发现浮游有孔虫化石带N2(P21)-N4(图 7a).该层段底部记录了标志化石Globigerina ouachitaensis ouachitaens，相关资料显示该化石末现事件对应P21带中下部，指示地层时代为28.5 Ma(Bolli and Saunders, 1985).在2560.3~2755.4 m深度段内，碎屑岩中发育浮游有孔虫化石带为P17-P20(N1)含钙质底栖有孔虫(图 7a)，含货币虫，其中标志化石Nunnulites fichteli/intermedius末现于该层段顶部，P20带顶部地层时代为29.5 Ma.以上生物化石年龄表明，T7不整合面在礼乐滩存在约1 Ma沉积间断，推测不整合面形成于29.5~28.5 Ma.礼乐滩南部SO27-26拖网站位获取上渐新统-下中新统灰岩最老的钙质超微化石带为NP24(26.7~30.2 Ma)(Kudrass et al., 1986)，但未见标志化石，不能准确约束该界面的地质时代.因此，T7不整合面在礼乐滩—礼乐盆地南部坳陷形成的时间约为早渐新世末29.5~28.5 Ma，也可能与南海岩石圈破裂有关.

(2) T6不整合面

根据古生物地层和沉积速率，西南巴拉望盆地Nido灰岩开始发育时间为23.5~24 Ma，并将底界面BU(T6)定义为破裂不整合面(Steuer et al., 2012).该盆地前渊区(未进入逆冲推覆体)钻穿Nido灰岩底部的3口钻井岩性、地层和生物地层资料揭示(表 2、图 1)，Nido灰岩开始发育时间为25~20.5 Ma.Nido灰岩下伏地层为上始新统砂岩、下白垩系泥岩和变质页岩，表明T6不整合面具有较大的沉积间断.在前隆和隆后区(礼乐盆地南部坳陷)，T6不整合面可以连续追踪(图 6).根据逆冲推覆体混杂岩和西南巴拉望盆地Nido灰岩消亡时间，认为逆冲推覆过程开始发生在18~16 Ma(Steuer et al., 2013)，逆冲推覆体主要形成于16~12 Ma(Aurelio et al., 2014).随着逆冲推覆作用，构造前隆位置不断往前渊区方向迁移(孙珍等，2011a；Steuer et al，2014).在前隆区，T6界面及下覆地层明显受构造前隆迁移影响，T6不整合面构造发生改造.根据Nido灰岩开始发育时间，推测T6界面形成于晚渐新世末，约25 Ma，可能与洋脊跃迁事件有关.根据Nido灰岩消亡时间，推测T6界面受晚期逆冲推覆作用改造，地质时代应为18~16 Ma.

表 2 (Table 2)

表 2 西南巴拉望盆地Nido灰岩及下覆地层地质时代表 Table 2 Age and stratigraphic data of Nido limestone and the overlaying strata in the Southwest Palawan basin 井名 台地顶面深度(m) 微体古生物化石带 顶面地质时代(Ma) 台地底面深度(m) 微体古生物化石带 底面地质时代(Ma) 下覆地层 深度(m) 数据来源 Penascosa-1 3215 N5 18.5 3709 N4B 20.5 下白垩统泥岩 4267 Rehm, 2003 Santiago A-1X 2792 N7-N9 16 N.A 3230.4 东盟地质协会收集 Sarangani-1 2407 上始新统砂岩 2443 Schlüter et al., 1996 P296-1X 2868 N6 17.5 3025 N4 23.03 N.A 3025 东盟地质协会收集 Catalat-1 3200 N6-N5 19.0 4037 25 下白垩统变质页岩 4362 Steuer et al., 2013 Anepahan-1 2603 N9 16.4 2743 N.A 2743 Rehm, 2003 Cacbolo-1 3815 N8-N9 16 N.A 古新统黑色泥页岩 3815 东盟地质协会收集 注：N.A表示地质时代或地层信息不详.

表 2 西南巴拉望盆地Nido灰岩及下覆地层地质时代表 Table 2 Age and stratigraphic data of Nido limestone and the overlaying strata in the Southwest Palawan basin

(3) T5不整合面

在西北和西南巴拉望盆地Nido灰岩分布区，T5界面相当于灰岩台地顶界面.基于西北巴拉望盆地7口钻井古生物资料，Nido灰岩顶面地质时代为26~14.5 Ma(Steuer et al., 2013).Malapaya气田Nido灰岩上覆Pagasa组底部样品⁸⁷Sr/⁸⁶Sr同位素年龄为18.8~17.3 Ma、15.1~13.7 Ma(Grötsch and Mercadier, 1999)(图 3).因此，西北巴拉望盆地Nido灰岩停止发育时间变化较大.西南巴拉望盆地Nido灰岩顶面时代为19~16 Ma(表 2).Steuer等(2014)认为Nido灰岩顶界面在南沙海槽西南部具有较薄沉积，并与Cullen(2010)标定的DRU(Deep Regional Unconformity)为同一界面，时代为18~14 Ma.

在西部区T5界面与北康盆地MMU界面具有相似的反射特征以及上部地层充填结构.MMU界面为早中新世和中中新世多期构造事件形成的不整合面，时代为18~19 Ma和16 Ma(Hutchison, 2004；Hutchison and Vijayan, 2010).根据地层岩性、沉积环境和构造应力场变化，北康盆地、曾母盆地该不整合面与南海扩张停止有关，时代为15~17 Ma(姚永坚等，2013).Ding等(2013)认为在研究区西北部岛礁区和洋陆过渡带与T5界面特征相似的裂陷结束面时代为19~17 Ma.

以上分析表明，由于构造事件作用、沉积环境变化以及钻井揭示的地层缺失程度不同，致使T5界面地质时代存在一定差异.综合Nido灰岩古生物地层和上覆地层同位素测年结果，结合沉积速率和南沙西南部界面属性对比，推测T5不整合面主要形成于早中新世，18~15 Ma.

晚白垩世-晚古新世期间，由于区域构造应力场的转变，南海北部由挤压环境变为拉张环境，陆缘张裂在南海北部形成了一系列NE-SW向断陷盆地(Zhou et al., 1995; Schlüter et al., 1996)(图 10a).随着伸展作用的持续岩石圈不断减薄，早渐新世(约33 Ma)南海东部发生岩石圈破裂(Briais et al., 1993；Li et al., 2014)，并造成了南、北两侧陆缘地块大规模抬升剥蚀(图 10b).受此影响北部陆缘珠江口盆地珠一坳陷裂陷作用结束(图 10b)，礼乐—西北巴拉望地块相继裂离华南陆缘，由于岩石圈破裂的抬升作用，大面积区域出露地表遭受剥蚀，T7不整合面形成(图 10b).随着应力释放、岩石圈冷却下沉，礼乐—巴拉望地块开始由北向南逐渐没入水下，由于物源匮乏，环境适应，在构造高点Nido灰岩开始由北向南发育，大多数超覆在T7不整合面上(图 10c).岩石圈初始破裂时(约33 Ma)，南海西部的琼东南、安渡北、九章盆地以及南沙海槽盆地下构造层均仍处于持续的张裂伸展环境，并未裂离华南陆块发生漂移.岩石圈初始破裂作用形成的不整合面(T7)，尤其在凹陷边缘具有明显构造转换的不整合特征，例如莺歌海、琼东南盆地(任建业和雷超，2011)和南沙地块(Ding et al., 2015).

图 10

Fig. 10

图 10 南海新生代构造演化过程与南沙东部海域裂陷结束不整合面关系 Fig. 10 The relationship of tectonic evolution process of SCS and the rift-terminate unconformity surfaces in the east sea area of Nansha Block

晚渐新世(28.5~25.5 Ma)，中央次海盆以N-S向持续扩张，25.5 Ma以后发生洋脊跃迁(Briais et al., 1993；Li et al., 2014).23.6 Ma后，新的扩张作用以NW-SE向由东往西从中央次海盆往西南次海盆渐进式传递, 该扩张过程造成南沙地块裂离华南陆缘，开始向南漂移(Briais et al., 1993；Li et al., 2014)，使南海北部陆缘珠江口盆地珠二坳陷和西部的琼东南盆地裂陷作用结束，开始裂后热沉降，形成了破裂不整合面T6(Ru and Pigott, 1986；Pang et al., 2009)(图 10c).与北部陆缘不同，共轭的南沙地块(中南—礼乐断裂以西)并未识别出与该构造事件相关的大规模裂陷结束现象，T6界面可能与南沙地块与婆罗洲16 Ma碰撞事件的构造改造作用有关(图 8).洋脊跃迁事件后礼乐—西北巴拉望地块部分区域开始热沉降使得Nido灰岩没入水下停止发育，钻井显示Nido灰岩顶界面(T5)在西北巴拉望盆地为26~23 Ma(Franke et al., 2011)，在毗邻洋陆过渡带的礼乐盆地东北半地堑形成断坳转换性质不整合面(T6)(Ding et al., 2013).此外，该事件也造成礼乐盆地南部坳陷部分区域形成断坳转换性质的不整合面(T6)，在西南巴拉望盆地T6界面之上开始大规模发育Nido灰岩(图 10d).因此，洋脊跃迁事件形成的破裂不整合面(T6)，与礼乐滩北部的C10磁异常条带时代不一致，而C10与礼乐滩钻井揭示的初始破裂作用29~28.5 Ma不整合面T7界面基本吻合.

至晚渐新世末(25~23.6 Ma)，随着古南海持续向南俯冲，南沙地块、礼乐—巴拉望地块受拖曳作用影响，西北巴拉望盆地、西南巴拉望盆地和礼乐盆地大部分区域持续发育Nido灰岩(Steuer et al., 2014)，而研究区西北部靠近洋盆一侧主要以持续的断裂活动为主(图 10e)，并且碳酸盐岩主要发育在隆起和岩浆岩体之上(Chang et al., 2017).早中新世(约20 Ma)古南海在婆罗洲北部俯冲消亡，沙巴造山运动开始.随着婆罗洲逆时针旋转古南海自西南往东北开始剪刀式闭合，南沙地块与婆罗洲、西南巴拉望岛开始全面碰撞，碰撞作用呈现西南强东北弱(孙珍等，2011b)，并造成南沙西部的北康和南薇西盆地形成了碰撞不整合面(孙珍等，2011a).在古南海俯冲和陆陆碰撞过程中，南沙地块东南部由于上板块的负重载荷而发生挠曲变形，表现以逆冲推覆作用为主，在南沙海槽—巴拉望海槽形成前陆盆地(Hinz and Schlüter，1985).逆冲推覆作用，造成下板块的南沙地块、礼乐—巴拉望地块挠曲前隆并不断往西北方向迁移，沉积环境发生了变化，Nido灰岩于早中新世(20~18 Ma)逐渐停止发育，T5界面具有往西北方向变年轻趋势，前隆迁移作用也改造了T6不整合面属性，由洋脊跃迁作用形成的破裂不整合转变为前隆迁移作用的挠曲变形不整合.16 Ma，随着碰撞作用结束，Nido灰岩顶面T5在西南巴拉望盆地逆冲推覆带成为逆冲推覆体底界面，具有拆离滑脱性质(Cullen, 2010)，前渊区为前陆盆地的底界面，前隆区T5界面逐渐超覆在T6界面，往西南与T6界面合二为一.南沙地块西部区的隆后区到洋陆过渡带，由于持续受到古南海拖曳作用，裂陷作用直到海底扩张停止(约16 Ma)才结束，形成T5断坳转换面.因此，形成了西部区作为断坳转换面T5(16 Ma)地质时代与其共轭的琼东南盆地和西沙地块裂陷作用结束时间(约23 Ma)和磁条带异常C6A不一致的现象.

在综合分析南沙东部海域主要盆地新生代主要反射界面和构造性质基础上，新生代地层主要在不同区域分别以T7(早渐新世不整合)、T6(晚渐新世不整合)、T5(早中新世不整合)界面为裂陷结束前后的断坳转换或构造转换面.

(1) T7与南海岩石圈破裂事件相关，为分割箕状半地堑结构的裂陷期地层与上覆披覆沉积层的断坳转换面.该特征界面主要分布在乌鲁根以东的西北巴拉望盆地到洋陆过渡带、礼乐滩和礼乐盆地南部坳陷区，其他区域该特征不明显，主要呈现出裂陷内不整合特征.钻井和拖网资料约束，该界面在西北巴拉望盆地时代为33~32 Ma，在礼乐滩和礼乐盆地南部坳陷带为29 Ma.

(2) 西南巴拉望盆地生物地层约束显示T6不整合面时代为25 Ma左右，推测与洋脊跃迁事件有关，为裂陷期地层与Nido灰岩分界面.另外，该界面在礼乐盆地南部坳陷前隆和深洼带也有分布，并往安渡北盆地和南海海槽盆地该界面逐渐与T5界面重合，其构造特征由逆冲推覆作用的挠曲变形转变为断坳转换作用的裂陷结束性质，推测该界面在前隆区受南沙地块往巴拉望岛逆冲推覆，岩石圈挠曲变形改造，可能为多次构造事件作用形成界面.

(3) T5界面在南沙东部海域广泛分布，在Nido灰岩连续分布区域为构造、沉积环境变革面.在西南巴拉望盆地—南沙海槽盆地为前陆沉积底界面，而在逆冲推覆体之下为上覆构造变形与裂陷和漂移期地层分界面.沿洋陆过渡带和中南—礼乐断裂带西南部隆后区，裂陷作用持续到南海扩张结束，约18~16 Ma，并以T5界面为断坳转换面.

(4) 裂陷结束不整合面的时空差异性表明，南部陆缘受岩石圈破裂、洋脊跃迁、古南海持续拖曳和陆陆碰撞事件的综合影响，使得南部陆缘穿时破裂现象更为复杂，并表现出与北部陆缘不对称、与磁条带异常不对应的现象.