国际上, 大陆边缘的研究备受重视。国际上目前最活跃的综合大洋钻探计划和未来国际大洋发现计划 (IODP)、国际洋中脊计划 (Inter-Ridge) 和国际大陆边缘计划 (Inter-Margins) 三大研究计划都将大陆边缘演化和成因机制作为重要研究主题 (Cawood, 2005；李三忠等, 2009a, b；李家彪, 2008), 并取得了显著成果。如俯冲工厂的提出, 打破了单一学科的局限, 运用系统论的研究方式和方法, 特别是对活动大陆边缘的各种复杂地质过程进行了综合分析。同时, 大陆边缘也是十分重要的资源富集区带。据统计, 全世界80%的石油储量和70%的天然气储量聚集在大陆边缘附近 (蔡乾忠, 1999)。边缘海是活动大陆边缘复杂系统的重要组成, 主要集中在西太平洋活动大陆边缘。晚白垩世以来, 西太平洋活动大陆边缘沟-弧-盆体系表现出来的自西向东的演化趋势等基础科学问题逐步被高度重视。我国东部海域作为西太平洋活动大陆边缘沟-弧-盆体系的重要组成部分, 蕴含着丰富的大陆边缘形成与演化的信息, 其形成与演化也成为认识西太平洋地区板块相互作用、大陆边缘演化、边缘海动力机制及其资源形成的重要窗口 (李家彪, 2008), 特别是从中国大陆到西太平洋大陆边缘的新生代板内盆地、陆架盆地到边缘海盆地的成因是紧密相关的, 是研究洋-陆相互作用的重要场所, 因此, 本文选择中国东部及邻区作为研究对象, 拟从构造迁移的角度来探讨这些盆地的构造成因联系。

地质部地质科学院 (1962)最早提出构造迁移的概念, 构造迁移是盆地发展演化过程中十分普遍的地质现象。它系指在一定的地球动力环境中, 盆地的构造变形、岩浆活动、沉积作用、成油过程、油气运移与聚集机制等随着盆地的演变而遵循一定的方向的变化规律 (王同和, 1998；姜春发, 2009)。可见, 构造迁移是各种迁移现象的综合, 根据地质作用不同, 构造迁移可以划分为变形 (作用) 迁移、岩浆 (作用) 迁移、沉积 (作用) 迁移、变质 (作用) 迁移和成盆、成藏/成矿 (作用) 迁移等多种类型, 其中每类又包括各种次级迁移现象, 如变形迁移包括断裂迁移 (拓展)、褶皱迁移、断陷迁移、拗陷迁移等。姜春发和朱松年 (1992)基于中国及邻区的实际资料创立了构造迁移论。构造迁移论提出了构造迁移区、构造迁移期、构造迁移方向等基本概念, 并对构造迁移定量研究、地球动力学及热力学研究等进行了详细论述 (姜春发和朱松年, 1992；环文林等, 1982)。该理论被广泛应用于地质学的各个方面 (王同和, 1986, 1990；Giacomo et al., 2010；Oleg et al., 1994), 对于探明全球板块的基本运移方向等科学问题的理论研究, 对于寻找矿产、油气、天然气水合物等资源实际工作的开展, 均有十分重要的意义。

构造迁移论提出, 中国及周边邻区被划分为中亚-蒙古、塔里木、青藏高原和滨太平洋四个迁移区 (姜春发和朱松年, 1992), 但滨太平洋迁移区研究程度较低, 除自西向东即由陆向洋的侧向迁移之外的其他特征尚不清楚。作者近10年来对中国东部海域渤海湾盆地、南黄海盆地、东海陆架盆地和南海盆地都开展了大量研究工作, 基于我们对这些盆地的长期研究积累, 并综合部分前人的研究成果, 本文下面对滨太平洋迁移区中最具有代表性的中国东部及邻近海域的构造迁移特征进行了系统讨论。

自晚白垩世以来, 中国东部及邻区濒临太平洋区域广泛发育着一个规模宏伟、活动强烈的北东-北北东向沟-弧-盆体系, 该体系自北向南由海沟 (千岛、日本、琉球、马尼拉、吕宋和马里亚纳等)、岛弧 (日本、琉球、菲律宾、伊豆-小笠原等) 及边缘海盆地 (鄂霍次克海、日本、冲绳、南海、四国-帕里西维拉和菲律宾等) 组成 (孙肇才, 2004；刘海龄等, 2001)。该体系的发育是印度-澳大利亚板块、太平洋板块、菲律宾海板块向欧亚板块下俯冲、聚敛或碰撞的结果, 一系列岛弧将位于大陆与大洋岩石圈过渡地带的以洋壳为基底的边缘海盆地和太平洋分割开来 (刘雪松等, 2002)。除这些边缘海盆地外, 中国东部广阔的大陆及其边缘上, 自北向南还发育松辽盆地、渤海湾盆地、黄海盆地、东海盆地和珠江口盆地等 (图 1), 这些盆地都形成在陆壳上, 不属于边缘海盆地, 但都是欧亚板块东部的重要组成部分, 且都形成于新生代。其中, 东海的冲绳海槽和南海海盆属于边缘海盆地, 但渤海湾、苏北-黄海、东海陆架、珠江口、北部湾、琼东南等盆地都属于板内或板缘断陷盆地。一般认为, 大兴安岭-太行山-武陵山重力梯度带以东的这些盆地都与太平洋板块自晚侏罗世以来的俯冲作用密切相关, 可能具有动力学成因上的联系, 构成一个从板内到板缘的盆地群或盆地组合 (李三忠等, 2000)。

图 1

Fig. 1

图 1 中国东部及邻近和海域盆地群分布 Fig. 1 Distribution of basins in East China and its adjacent areas

中国东部海域盆地虽然发育时间有先后之分, 盆地性质、盆地基底、应力场随时间变化等方面也存在一些异同, 并逐步形成各自独立的沉积体系和构造类型。但是, 构造迁移方式却存在一些相似之处, 富有特色。这里, 侧重选择研究程度较高的渤海湾盆地、黄海盆地、东海陆架盆地和南海北部盆地群进行阐述。

渤海湾盆地是中、新生代发育起来的板内断陷盆地, 自西向东划分为冀中坳陷、黄骅坳陷、济阳坳陷、渤中坳陷、下辽河坳陷等多个次级构造单元 (蔡乾忠, 1998)(图 2)。这些坳陷及其周缘发育有燕山中期的逆冲推覆断裂体系, 这些逆冲推覆构造现分布高程一般在1500~3000m高度, 据此, 判断现今渤海湾盆地区在燕山中期应高于这个高度, 但是从渤海湾盆地区上白垩统广泛分布分析, 晚白垩世末的燕山运动, 却使该区在前期抬升剥蚀的基础上遭受了准平原化作用和断陷湖盆。随后的新生代构造演化经历如下：古新世裂陷开始发育, 始新世裂谷作用加剧, 受先存基底断裂系统制约, 相继发育一系列沿北东向、北北东向和北西西向断裂分布的地堑、半地堑系；始新世孔店事件是明显的拓展裂解阶段, 渐新世初济阳运动事件进入地堑式拉分断陷阶段, 渐新世末东营运动 (也称“渤海湾升降运动”) 逐步转入箕状断陷阶段, 随后, 盆地由断陷转为坳陷即进入后裂陷阶段, 中、上新世热沉降期导致碟状挠曲拗陷形成 (李三忠等, 2011), 盆地内部的断块差异升降运动基本停止 (徐杰等, 2001；漆家福等, 1995；杨克绳和钱承康, 1996)。随着时间, 盆地类型和格局都在不断变化；空间上, 盆地新生代活动中心的构造迁移特征也十分明显。空间上的构造迁移总体规律表现为：随着时间的推移, 盆地的断裂活动性、沉积作用、断陷的萎缩与消亡等自西向东逐步演化 (王同和, 1988), 具体表现如下。

图 2

Fig. 2

图 2 渤海湾盆地构造区划 (据李三忠等, 2010简化) Fig. 2 Structural division of the Bohai Bay Basin (simplified after Li et al., 2010)

(1) 变形迁移之断裂活动性：据盆地伸展量分析, 古新世孔店组和始新世沙四段时期盆地东部的下辽河坳陷、辽东湾坳陷和渤中坳陷的伸展率明显小于其它坳陷, 渐新世东营组时期, 渤中坳陷、济阳坳陷和黄骅坳陷的伸展率高于其它坳陷, 断裂活动中心迁移到盆地中东部, 说明新生代的张裂可能是从盆地西部逐渐向东部拓展的 (郭兴伟等, 2007；漆家福等, 1994；苏惠等, 2000；田在艺和韩屏, 1990；肖焕钦等, 2002), 即断裂活动性自西向东迁移。

(2) 变形迁移之断陷迁移：新生代期间, 盆地断陷的萎缩与消亡自西向东演化。如始新世-渐新世沙四段为冀中坳陷西部断陷带的主断陷期, 渐新世沙三段至沙一段为黄骅坳陷西部断陷带的主断陷期, 此时冀中坳陷断裂活动则逐渐萎缩, 渐新世末以来盆地的断陷区从西部迁移至渤中坳陷 (王同和, 1988)。

(3) 沉积迁移之沉积-沉降中心的变化：渤海湾盆地新生代沉积-沉降中心受断裂控制作用, 具有自陆向海、从南向北不断迁移的过程。其中古近纪表现为南部的不断抬升, 尤其是鲁西隆起, 构造活动和沉积中心逐渐向北迁移。新近纪因太行山脉的不断隆起, 构造和沉积中心自冀中向黄骅及渤中坳陷迁移 (李三忠等, 2004)。据新生代层序地层学和沉积研究, 拉张断裂作用的不断活动导致渤海湾盆地新生界的沉积范围不断扩大, 渐新统沙河街组沉积范围要比始新统孔店组沉积范围大, 新近纪沉积范围要比古近纪的大, 且盆地的沉积边界依次东扩, 盆地的沉积中心也自西向东迁移 (漆家福等, 1995；郭兴伟等, 2007；谯汉生等, 2002；徐杰等, 2004；丁增勇等, 2008；安作相和马纪, 2001；李德生, 1980)(图 3)。盆地断陷期的沉降量具有越向东部越大的趋势, 如孔店组和沙四段时期沉降中心主要分布在济阳坳陷等大型断裂部位, 沙一段至东营组时期沉降中心随时间向东北部递进渐变式迁移 (任凤楼等, 2008)。整体盆地的向东迁移与宏观区域的西太平洋俯冲系统的后撤相关；盆地自南向北的迁移与新生代期间沧东、郯庐断裂的右形走滑、局部断块的掀斜和旋转密切相关 (高战武等, 2000；李三忠等, 2004)。

图 3

Fig. 3

图 3 渤海湾盆地新生代沉积中心迁移轨迹 Fig. 3 Migration of Cenozoic depo-centers in the Bohai Bay Basin

此外, 何海清等 (1998)还进一步证实了新生代渤海湾盆地各个坳陷中这种比较明显的构造-沉积-沉降-油气藏迁移性, 总体呈现出向东北、向海迁移的过程。

黄海海域新生代盆地可以简单划分为北黄海和南黄海盆地, 北、南黄海分别属于华北和扬子地块。它们共同经历了长期的区域隆升、剥蚀的地质演化历史, 均属于以地垒、地堑和掀斜断块为特征的中、新生代伸展断陷盆地, 二者的构造属性基本一致 (龚再生, 1997；梁瑞才等, 2001；李文勇等, 2006；王衍棠等, 2008)。北、南黄海盆地自西向东均可以划分为西部坳陷、中部坳陷和东部坳陷等北东向的负向构造单元。

(1) 变形迁移之断裂活动性：北黄海盆地的断裂活动和受断裂控制的局部构造的发育具有东强西弱的趋势 (陈玲等, 2006)。

(2) 变形迁移之断陷：据南黄海盆地的剖面伸展率分析, 晚白垩世末至早古新世, 西部和中部坳陷伸展率相对较大；古新世时期中部坳陷较大；始新世早期, 伸展率最大的区域转移至东部坳陷, 始新世晚期伸展率较大的区域又转移至盆地东端 (刘东鹰, 2010)。盆地的断陷作用自西向东迁移。

(3) 变形迁移之褶皱：受多期构造运动的影响, 北黄海盆地地层变形强烈, 褶皱构造发育与断裂活动密切相关。东部坳陷褶皱变形最为显著, 中部坳陷、西部坳陷依次变弱 (王后金等, 2006)。

(4) 沉积迁移之沉降-沉积中心的变化：北黄海盆地渐新世以后沉降作用有向东迁移的趋势 (李文勇等, 2006)；中新世开始沉积中心向东迁移, 新生代地层东厚西薄 (陈玲等, 2006；田振兴, 2005)。

南黄海盆地古近系及中新统顶部大面积遭受剥蚀。新近纪至中更新世末, 南黄海盆地地层中发育大量张性断裂, 沉积中心在北部向东北转移, 南部向东南转移, 总体有向东迁移的趋势 (李廷栋和莫杰, 2002)。

东海盆地是一个中、新生代复合盆地, 盆地自西向东依次划分为闽浙隆起区、东海陆架盆地、钓鱼岛隆褶带、冲绳海槽和琉球隆褶区。以东海陆架盆地为例, 盆地自陆向洋迁移的构造特征十分清晰。

(1) 变形迁移之断裂活动性：根据断裂切割的最高层位分析, 盆地西部坳陷主控断裂的活动时期为古新世, 东部坳陷主控断裂活动时期为始-渐新世和中-上新世, 主要控盆断裂由北向南拓展生长, 断裂活动西早东晚 (杨香华和李安春, 2003；张远兴等, 2009)。

(2) 变形迁移之反转褶皱：盆地内的反转活动大致可以分为古新世、渐新世和中新世三期。西部坳陷北部古新世的反转活动导致古新统地层卷入褶皱变形, 西部坳陷南部渐新世的反转活动导致渐新统甚至更老的下伏地层卷入褶皱变形, 东部坳陷中新世的反转活动导致中新统地层卷入褶皱变形 (王锋等, 2005；张胜利和夏斌, 2005；宋岳雄和周铭锋, 1995)。反转时间西早东晚。

(3) 沉积迁移之地层：根据地层的残留分布和残留厚度分析, 盆地西部坳陷以较厚的古新统为沉积主体, 而东部坳陷以巨厚的始渐新统地层占主导, 新生代地层西老东新。

由老到新, 整个东海盆地不同时期地层的沉积范围也依次西缩东扩 (图 4)。

图 4

Fig. 4

图 4 东海盆地不同时期地层分布范围 (据朱伟林等, 2010修改) Fig. 4 Distribution of the strata at different times in the East China Sea Basin (revised after Zhu et al., 2010)

(4) 沉积迁移之沉降-沉积中心的变化：根据不同阶段沉积相分布和残留厚度, 盆地的沉降-沉积中心总体表现出自西向东、自北向南的迁移规律 (杨香华和李安春, 2003；陈斯忠, 2003)。

(5) 岩浆迁移：根据地震剖面揭示的岩浆侵入最高层位和分布及前人资料统计, 盆地的岩浆活动自西向东大致可以划分为三个带：古新世、始新世和渐-中新世岩浆活动带, 岩浆活动西早东晚 (李廷栋和莫杰, 2002)。

南海盆地群包括陆架盆地和中央海盆, 其中中央海盆是西太平洋活动大陆边缘最重要的边缘海盆之一。南海盆地群内所有类型的构造运动、沉积作用、岩浆活动、变质作用和成藏作用皆具有向洋迁移的规律。从时间推移来看, 强烈扩张区和海进层位的加积均具有向洋迁移的趋势 (王同和, 1988；张健等, 2001；杨兆宇等, 1984)。以南海北部盆地群为例, 盆地群在张裂活动过程中存在着明显的构造迁移现象 (夏斌等, 2007)。

(1) 变形迁移之构造运动：根据断裂分布和切割地层时代分析, 自西向东构造事件发生的时间逐步变晚 (图 5)。

图 5

Fig. 5

图 5 南海北部陆缘新生代构造迁移轨迹 Fig. 5 Cenozoic tectonic migration in the north margin of the South China Sea

(2) 沉积迁移之地层：从自西向东的地层新老顺序分析, 自西向东, 盆地相同性质层序发育层位的形成时间逐渐变晚 (闫义等, 2005；杜德莉, 1994；朱伟林等, 2004)。

(3) 沉积迁移之沉降中心：根据地层厚度等综合分析, 自西向东, 盆地主要沉降发生的时段和快速沉降期发生的时间逐渐变晚 (夏斌等, 2007)。

综上分析, 中国东部海域新生代盆地存在着很大的相似性：北东向控盆断裂, 近东西向控坳断层, 地堑、半地堑的断陷结构, 东西分带、南北分块的总体构造格局等。它们都具有自西向东变新的宏观构造迁移规律。

新生代构造作用控制着不同地壳或岩石圈断块的相对隆升和沉降。在一个断陷结构的含油气盆地内, 构造迁移往往使基底断块呈阶梯状沿一定方向逐渐沉降, 盆地沉积作用的发生和演化也必然沿着同一方向迁移, 因而, 盆地的油气分布、生-储-盖-圈-运-保六大成藏要素等也存在同一方向迁移的规律, 油气藏分布也具有分带性 (王同和, 1988；漆家福等, 1995)。如从已发现的油气分布情况来看, 渤海湾盆地的油气分布具有自西向东迁移的特点：孔店组含油气体系的油气主要分布于盆地中西部, 沙一段至东营组含油气体系的油气主要分布在盆地的东北部 (贾志斌等, 2003)。

构造迁移对烃源岩的影响至关重要：盆地形成和裂陷期发生越早, 烃源岩的发育层位越老；沉降幅度越大和裂陷期持续时间越长的盆地, 烃源岩发育规模也越大。如在南海北部新生代盆地中, 自西向东烃源岩的发育层位越新、发育规模越小、埋藏深度越浅 (夏斌等, 2007)。东海陆架盆地亦如此 (姜亮, 2003)。

研究表明, 在断陷盆地内往往发育有沉积坡折、构造坡折和侵蚀坡折三种坡折类型, 这三种坡折类型控制了盆地的砂体即储集层的类型、展布、进积方向和规模, 总体表现出“三坡折控砂”的特征。其中, 砂体 (即储集层) 的分布受盆地内以主控断裂为主的构造坡折的影响较大, 如宏观上半地堑形态的斜坡是一个大型沉积坡折, 有利于储集层的良好发育。由于中国东部海域盆地大多由自西而东一个比一个发育晚的不对称式的箕状断陷组成, 故这些半地堑西部斜坡均为储集层发育的良好地带, 储集层的分布总体表现出西老东新的规律。

区域盖层往往发育在构造不活跃的时期, 在两两构造运动期间都存在一个宁静期, 该宁静期的沉积岩层往往是盖层发育的优先层位。在南海盆地中自西向东由早而晚的构造事件导致了盆地的盖层也有西老东晚的特点。

盆地中常见的构造圈闭类型有背斜圈闭、断块圈闭、潜山圈闭等。在向洋迁移的大地构造背景下, 我国东部海域的含油气盆地的圈闭类型也具有自西向东的分带性。如在渤海湾盆地西部冀中坳陷, 由于断裂发育早、切割基底深, 生油岩直接与基岩接触, 古潜山圈闭发育；渤海湾盆地中部的黄骅坳陷多为沉积构造, 背斜、断块圈闭占主导；东部的渤中和济阳坳陷断裂活动晚, 披覆背斜圈闭占优势 (王同和, 1988)。

在多次构造运动的影响下, 中国东部海域断裂和不整合面发育, 这些断裂和不整合面成为油气运移的良好通道。如东海陆架盆地西部坳陷, 断裂与断裂之间的构造转换带上“凹中隆”的沉积地形有较强的油气运聚能力, 同时也因隐伏构造长期发育而成为油气长期运移的有利指向, 中新世和中新世稍晚期是油气主要运移期 (杨文达等, 2010；张升平等, 2007；王毅, 1999)；东部坳陷早期正断层形成垂向疏导通道, 晚期的逆冲反转断层构成了油气运移的通道, 油气运移主要发生在中中新世以后 (陈琳琳和向昱, 2009), 油气的运移时间晚于西部。

保存条件是指盆地中油气能否赋存、成藏和富集的重要因素, 影响油气保存的因素主要有盖层条件、断层作用、岩浆活动、构造运动及超压异常等 (叶佳仁和顾惠荣, 2004)。在断层发育的盖层中, 油气因封堵能力降低而逸失。在构造圈闭中, 断块圈闭因油气沿断层的侧向和垂向散失而保存条件最差, 背斜圈闭中油气封堵能力完全由盖层决定, 保存条件最好 (熊斌辉等, 2008)。如东海陆架盆地西部坳陷的构造圈闭多定型于晚始新世, 早于中新世排烃高峰期, 且有良好的区域盖层, 是油气保存的有利区域 (张胜利和夏斌, 2005)；东部坳陷西湖凹陷中央一系列反转背斜发育, 背斜幅度自南向北加大, 背斜顶部断裂发育程度也越来越大, 油气保存条件也逐渐变差。

中国东部海域盆地是西太平洋活动大陆边缘的重要组成部分。从全球板块构造格局分析, 西太平洋活动大陆边缘的形成和演化是太平洋向欧亚板块下的俯冲和弧后扩张的结果, 同时, 印度板块-欧亚板块之间的陆-陆碰撞、青藏高原隆升、造山和挤出的远程效应和台湾-菲律宾岛弧与欧亚大陆的弧-陆碰撞和随后的楔入作用在该区域的叠加、复合, 从而产生了宽阔的弧后盆地系统。从西侧的菲律宾海盆 (55~34Ma)(臧绍先和宁杰远, 2002；Hall, 2002；Hall, 1996；Honza and Fujioka, 2004) 到中部的四国-帕里西维拉海盆 (30~18Ma)(臧绍先和宁杰远, 2002；Okino, 2000；Okino et al., 1994；Okino et al., 1998) 直至东侧的马里亚纳海槽 (8~3Ma)(臧绍先和宁杰远, 2002；Hoza and Tamaki, 1985；Taylor, 1990；Yamazaki et al., 1993), 该系统的形成年龄自西向东逐个变新 (表 1)。这种大的构造格局和构造演化趋势导致了我国东部海域盆地自西向东构造迁移的必然趋势。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 西太平洋沟-弧-盆体系形成年龄 (据Honza and Fujioka, 2004修改) Table 1 Ages of the West Pacific arcs and back-arc basins (revised after Honza and Fujioka, 2004)

表 1 西太平洋沟-弧-盆体系形成年龄 (据Honza and Fujioka, 2004修改) Table 1 Ages of the West Pacific arcs and back-arc basins (revised after Honza and Fujioka, 2004)

西太平洋边缘海盆地的形成机制一直是地学界关注的热点和解析西太平洋活动大陆边缘构造演化过程的关键, 同时, 也可以用来解决中国东部海域盆地构造迁移的动力学机制问题。关于西太平边缘海盆地的形成, 前人提出了多种模式, 如基于板块构造背景下的Karig (1971)的“弧后扩张模式”, Taylor and Hayes (1983)的“大西洋型扩张模式”, Miyashiro (1986)的“热区注入模式”, Ben-Avraham and Uyeda (1973)的“捕获模式”等。近年来, 就地球深部的地质过程, 尤其是地幔流对岩石圈的演化变动, 用于探明边缘海盆的深部动力过程也取得了一定的新认识 (赵会民等, 2002；Zhao et al., 2007；Maruyama et al., 2007；Liu et al., 2007)。

古新世 (65Ma) 以来, 印度板块-欧亚板块的碰撞速率和西太平洋板块-欧亚板块的汇聚速率持续降低 (Tamaki, 1995；Flower et al., 1998), 并于中始新世 (42Ma) 之前, 前者的碰撞速率一直保持大于后者的汇聚速率, 该时期内中国东部以印度板块的影响占主导；之后, 印度-欧亚板块的碰撞速率持续降低, 太平洋板块-欧亚板块的汇聚速率开始持续增高并大于印度板块-欧亚板块的碰撞速率, 中国东部以先期的印度板块影响占主导转变为以太平洋板块影响占主导, 但仍保持为右旋张扭应力场, 该种应力状态导致了中国东部两次大的构造事件：东部陆块的向东挤出和微陆块的东南运移, 这是中国东部陆缘发生裂解及向东构造迁移的主要板缘背景和动力学原因。直至中中新世 (10Ma) 太平洋板块-欧亚板块汇聚速率的急剧增加, 导致右旋张扭应力场转变为左旋压扭应力场 (Northrup et al., 1995)(图 6), 这种应力场性质的转变恰可以用来解释个别盆地中中新世期间构造迁移方向向西回撤、中新统甚至更老地层缺失及边缘海的闭合和构造反转等现象 (周蒂等, 2002), 如南黄海盆地中新统及古近系顶部大面积遭受剥蚀、东海陆架盆地内西湖凹陷大规模的反转及中新统地层的剥蚀。

图 6

Fig. 6

图 6 三大板块碰撞速率 (据郭令智等, 2001修改) Fig. 6 Rates of India-Eurasia collision and Pacific-Eurasia subduction (revised after Guo et al., 2001)

早侏罗世早期, 中国北部阴山-燕山造山带开始强烈挤压和收缩；南部华南板块和华北板块也已碰撞, 同时, 在西南特提斯构造域和东南滨太平洋构造域的共同作用下, 中国东部华北和华南陆块仍在发生进一步的陆内俯冲变形；西部阿拉善地块在特提斯构造域近南北向的挤压作用下向南东逃逸, 在这种构造格局的控制下, 华北与扬子陆块的一些三角形地块在NW-SE向的挤压作用下分别发生了北东和南西方向的逃逸, 这种逃逸过程可以持续到晚白垩世 (李三忠等, 2005)。

晚侏罗世-早白垩世期间, 太平洋板块向欧亚大陆的俯冲, 在中国东部形成了大规模的总体NNE向具有走滑性质的区域横压断裂系统, 也相继发育了一系列受这些横压系统约束的局部断陷盆地, 从而形成了由拉分盆地 (如渤海湾和南黄海盆地)、断陷盆地 (如松辽盆地) 和挠曲盆地或类前陆盆地 (如鄂尔多斯盆地、合肥盆地) 组成的走滑逃逸盆地群 (李三忠等, 2010；陆克政和戴俊生, 1994；尚彦军等, 1999；尚彦军等, 1997；郝天珧等, 2002, 2003；孙晓猛等, 2005)(图 7)。

图 7

Fig. 7

图 7 中国东部中生代构造格局 (据李三忠等, 2010修改) Fig. 7 Cenozoic tectonic framework of East China (revised after Li et al., 2010)

晚白垩世-古新世, 太平洋板块以120~140mm/a的平均速率呈NNW向向欧亚大陆之下俯冲, 板块的俯冲角度由早期的10°逐渐变为80°(李显武和周新民, 1995)；太平洋板块的高角度潜没和回卷产生的地幔楔内对流以垂向上涌为特征, 使欧亚大陆东部地壳逐渐拉伸、垮塌、变薄。同时, 印度板块以100~110mm/a的平均速率呈NNE向向欧亚板块运移并初始碰撞, 同时雅鲁藏布江洋开始向北俯冲、闭合, 这些区域性构造事件导致中国东部处于SE-NW向的右旋张扭应力场作用下 (Tian and Du, 1987；Ren et al., 2002) 并开始大规模伸展裂陷, 裂陷中心位于华北中东部和华南陆内沿海, 这在岩浆岩分布、年代学和地球化学方面均有资料证实 (闫义等, 2005；朱炳泉等, 2002), 这也是华北克拉通东部破坏和东海陆架盆地西部开始张裂的主要板缘动力学背景的陆内响应和调整。同时, 太平洋板块俯冲角度的变化使中国东部大陆由低角度俯冲下的压扭变为高角度俯冲下的伸展, 在此背景下, 渤海湾盆地内的岩浆活动、控盆断裂和断陷盆地也向东迁移, 同时, 郯庐断裂性质的转变 (由左行走滑转变为右行走滑) 导致了渤海湾盆地沉积-沉降中心自南向北的迁移 (孙晓猛等, 2005)。此时, 北黄海盆地所依属的东中朝地块构造应力场由区域性拉张变为区域性NNW-SSE向挤压, 盆地开始发生挤压反转 (李文勇等, 2006)；南黄海盆地所依属的扬子地块仍处于伸展状态, 区域应力场进入拉张环境, 并持续断陷 (李廷栋和莫杰, 2002；侯方辉等, 2008)。

始新世晚期, 印度与欧亚大陆开始发生硬碰撞, 造成欧亚大陆岩石圈向东南的蠕散及板内块体间的大规模滑移 (Tapponnier et al., 1982, 1986)；西太平洋俯冲开始向东后撤, 这种动力学背景使欧亚东南陆缘的右行张扭应力场更进一步发展, 并导致了陆壳的进一步破裂和强烈裂解区域向东继续迁移 (Zhou et al., 1995)。中始新世 (42Ma), 太平洋板块的运动方向由NNW向转为NWW向, 板块俯冲速度增大, 华南内陆沿海隆起, 裂陷中心南移并发生顺时针旋转, 南海北部陆缘裂陷活动达到高峰, 裂陷中心自西向东扩展, 构造特征相应逐渐向东迁移。中始新世-晚始新世 (42~35Ma), 华南陆块逐渐减薄, 南沙地块、中沙地块依次从华南大陆裂离, 开启了南海西北次海盆。

早渐新世, 印度洋东西向洋中脊的快速扩张, 导致加里曼丹微板块快速北西向运移, 其推挤作用制约了西北次海盆的扩张, 南海地区发生区域性沉降 (闫义等, 2005)。晚渐新世, 印支地块东南向挤出 (陈文寄和李齐, 1996；Wang et al., 2000), 印度板块向北楔入欧亚板块产生的右旋应力场对东亚大陆边缘的作用增强, 南海扩张方向发生逆时针旋转, 菱形中央海盆出现 (图 8)。

图 8

Fig. 8

图 8 中国东部构造格局 (据Ren et al., 2002修改) Fig. 8 Tectonic framework of East China and its adjacent areas (revised after Ren et al., 2002)

中中新世以后, 随着印度的楔入和青藏地区岩石圈的韧性形变和增厚, 印度-欧亚板块的碰撞速率进一步降低；菲律宾岛弧向南海仰冲, 同时, 受澳大利亚板块不断向北推挤作用的影响, 东亚陆缘进入左行压扭应力状态, 日本海和南海开始关闭, 渤海湾盆地、东海陆架盆地等发生构造迁移特征的向西回撤、反转和地层剥蚀等现象。

利用P-波地震层析成像研究欧亚板块下的地幔结构, 发现低速软流圈从青藏高原延伸到中国东部, 大量的地幔岩石圈物质沿印度-澳大利亚板块与欧亚板块的碰撞带处持续注入, 约50Ma后, 软流圈地幔物质侧向流动明显。正是这种深部塑性的地幔流动驱动着上覆刚性块体整体向东和向南的运动 (这在GPS观测结果上有所显示), 从而导致中国东部弥散性的软流圈上涌、岩石圈裂解、广泛的火山活动和盆地群总体向东、向南的跃迁 (李显武和周新民, 1995；Zhao, 2009；张培震等, 2002)(图 9)。

图 9

Fig. 9

图 9 中国东部深部背景及浅表现今应力状态 (据Zhao, 2009修改) Fig. 9 Present-day shallow stress and deep tomography of East China and its adjacent areas (revised after Zhao, 2009)

此外, Maruyama et al.(2007) 提出印度和太平洋两大板块同时向欧亚大陆下俯冲, 携带大量水分的俯冲洋壳随着俯冲深度增加逐步脱水, 导致该区地幔楔出现地幔水化, 加速地幔熔融, 形成地幔楔内热异常, 甚至形成小型地幔柱, 或直接导致边缘海盆地形成。

总之, 关于东亚及其大陆边缘的构造迁移和盆地的成因机制还存在巨大争论, 上述几个方面的板缘、板内和深部因素是非常重要的制约因素。总体上分析, 大兴安岭-太行山-武陵山重力梯度带以东的盆地成因早期可能与太平洋板块和欧亚板块的相互作用密切相关；但新生代以来, 上述种种迹象表明, 盆地成因的动力机制受印度-欧亚大陆碰撞的影响更大 (图 5)。

(1) 东亚及其大陆边缘作为西太平活动大陆边缘的重要组成部分, 在其大的构造背景下, 新生代的构造特征总体表现出自西向东的迁移规律。这些迁移规律具体表现在盆地的断裂活动性、沉积作用、断陷的萎缩与消亡等自西向东逐步演化。

(2) 受控于构造格局和构造演化的制约作用, 中国东部海域新生代的生、储、盖、圈、运、保六大油气成藏要素也表现出西早东晚、自西向东迁移的特征。

(3) 盆地的新生代构造机制是板缘、板内和板下地质过程的联合效应, 与北西向壳内伸展、印度和欧亚板块碰撞激发的软流圈东扩及太平洋俯冲带的跃迁式东撤-区域性“西进东退”的深部机制有关。其中, 盆间构造迁移的动力机制可能受印度-欧亚板块碰撞的影响更大。