郭 真，劉池洋，田建鋒

(1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069;2.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710065)

東海陸架盆地是中國(guó)東部海域最大的一個(gè)構(gòu)造單元，它位于韓國(guó)濟(jì)州島南部，中國(guó)臺(tái)灣島北部，沖繩海槽以西，中國(guó)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(rèn)為，東海陸架盆地位于與中國(guó)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(guò)次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，包括早古新世雁蕩運(yùn)動(dòng)、古新世末甌江運(yùn)動(dòng)、始新世末玉泉運(yùn)動(dòng)、漸新世末花港運(yùn)動(dòng)、中新世中晚期龍井運(yùn)動(dòng)和上新世末沖繩海槽運(yùn)動(dòng)(見(jiàn)圖1)。其中，龍井運(yùn)動(dòng)活動(dòng)強(qiáng)烈，在西湖凹陷造成與油氣密切相關(guān)的反轉(zhuǎn)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(gè)構(gòu)造帶單元(見(jiàn)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(jiàn)圖1)。它的構(gòu)造沿NE—S向分為5個(gè)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(gè)區(qū):北區(qū)、中區(qū)和南區(qū)(見(jiàn)圖2)。

圖1 東海陸架盆地西湖凹陷新生代地層構(gòu)造演化圖(據(jù)文獻(xiàn)［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(yùn)動(dòng)時(shí)期并未受到強(qiáng)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(qiáng)烈構(gòu)造活動(dòng)［7］。所以，龍井運(yùn)動(dòng)的影響范圍在西湖凹陷之內(nèi)，使其形成強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)構(gòu)造。但是，在不同的研究中，龍井運(yùn)動(dòng)的時(shí)限標(biāo)定仍有差異，有些研究者認(rèn)為其發(fā)生于中新世末，而有些則認(rèn)為發(fā)生于中新世中期［7-8］;作為經(jīng)受玉泉運(yùn)動(dòng)和花港運(yùn)動(dòng)改造的構(gòu)造單元，西湖凹陷僅龍井運(yùn)動(dòng)時(shí)期發(fā)生的沉積及構(gòu)造改造少有人提及，龍井運(yùn)動(dòng)的影響仍值得深入探討;龍井運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)背景如何，為何僅西湖凹陷受到強(qiáng)烈影響而東海陸架盆地其他地區(qū)影響不強(qiáng)?這些關(guān)鍵問(wèn)題的解決，不但對(duì)東海陸架盆地的勘探有所幫助，而且蘊(yùn)含重要的科學(xué)意義。

1 龍井運(yùn)動(dòng)活動(dòng)時(shí)期

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

圖2 東海陸架盆地區(qū)域構(gòu)造單元?jiǎng)澐謭DFig.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(jiàn)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(méi)有強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，該時(shí)期龍井運(yùn)動(dòng)還未發(fā)生。

玉泉組頂面T11在向斜內(nèi)為平行不整合，但在斜坡上具有明顯的上超下削的特點(diǎn)。T11在中央背斜帶上高角度削截下部地層(見(jiàn)圖3中A—A'剖面)。這說(shuō)明中中新世末是龍井運(yùn)動(dòng)活動(dòng)最強(qiáng)烈時(shí)期，擠壓抬升活動(dòng)達(dá)到高峰。

柳浪組頂面T10構(gòu)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(gòu)造帶和嘉興構(gòu)造帶等隆起較強(qiáng)的地區(qū)表現(xiàn)為低角度不整合(見(jiàn)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(shí)龍井運(yùn)動(dòng)已經(jīng)較弱，柳浪組沉積之后該運(yùn)動(dòng)完全結(jié)束。

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

綜上所述，龍井運(yùn)動(dòng)發(fā)生于中中新世，逐漸增強(qiáng)又逐漸減弱，至中新世末完全結(jié)束。它造成3個(gè)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(yùn)動(dòng)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(dú)中新世的龍井運(yùn)動(dòng)對(duì)凹陷造成強(qiáng)烈的水平擠壓。龍井運(yùn)動(dòng)不但使凹陷內(nèi)部形成褶皺和斷層配合的強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)構(gòu)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(yùn)動(dòng)的擠壓使西湖凹陷內(nèi)形成一條NE—S向的中央背斜帶，造成現(xiàn)今“東西分帶”的構(gòu)造格局［14］。同時(shí)，龍井運(yùn)動(dòng)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(nèi)，僅在平湖構(gòu)造帶有明顯的反轉(zhuǎn)(見(jiàn)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(yùn)動(dòng)在西部斜坡帶僅對(duì)平湖構(gòu)造帶產(chǎn)生較弱影響，該影響至中中新世末結(jié)束。

2)在西湖凹陷中央背斜帶內(nèi)，中新統(tǒng)及以下地層均遭到擠壓褶皺，并伴有逆斷層活動(dòng)，形成形態(tài)和大小不同的反轉(zhuǎn)構(gòu)造(見(jiàn)圖3)。龍井運(yùn)動(dòng)對(duì)中央背斜帶影響大、范圍廣、時(shí)間長(zhǎng)。

3)西湖凹陷東部斷階帶北區(qū)發(fā)育小型反轉(zhuǎn)背斜;中區(qū)因發(fā)育大型反轉(zhuǎn)背斜而使下中新統(tǒng)遭到剝蝕;南區(qū)未見(jiàn)明顯的擠壓反轉(zhuǎn)現(xiàn)象(見(jiàn)圖3)。而在凹陷東部邊界上，中新統(tǒng)在北區(qū)遭到強(qiáng)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(qiáng)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(yùn)動(dòng)對(duì)東部斷階帶的影響具有由北到南逐漸減弱的趨勢(shì)。

從以上論述可以看出，龍井運(yùn)動(dòng)前期活動(dòng)范圍大、強(qiáng)度小，影響范圍幾乎覆蓋西湖凹陷全區(qū);而龍井運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)烈的時(shí)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(zhuǎn)構(gòu)造的主要部位;晚中新世，龍井運(yùn)動(dòng)減弱，從中央背斜帶和東部斷階帶發(fā)育的反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征及其地層抬升剝蝕厚度看(見(jiàn)圖3)，龍井運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)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(yùn)動(dòng)在不同部位也有著不同的作用。這些特征對(duì)于構(gòu)造成因分析具有重要意義。

1)根據(jù)平面構(gòu)造特征觀察，西湖凹陷的反轉(zhuǎn)背斜由北到南可分為3個(gè)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(zhuǎn)背斜范圍較大，分布不規(guī)律，仿佛被“錯(cuò)斷”一般(見(jiàn)圖2，3)。由此推測(cè)，西湖凹陷中區(qū)有一條轉(zhuǎn)換帶，截?cái)嗖⑥D(zhuǎn)移龍井運(yùn)動(dòng)的擠壓應(yīng)力，形成現(xiàn)今的構(gòu)造分區(qū)特征。

2)中新世時(shí)，西湖凹陷僅在中區(qū)的寧波構(gòu)造帶和黃巖構(gòu)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(yùn)動(dòng)造成的大型反轉(zhuǎn)逆斷層為共生共軛關(guān)系［8］，可以體現(xiàn)龍井運(yùn)動(dòng)水平擠壓造成的縱彎褶皺。正斷層僅發(fā)育在中區(qū)，說(shuō)明其應(yīng)力條件與其南北兩端不同，可能存在應(yīng)力轉(zhuǎn)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(guó)頭斷裂(帶)沿 NW 向展布(見(jiàn)圖 2，4)［5，16-18］。作為一條隱伏的深部斷裂(帶)，舟山國(guó)頭斷裂(帶)很早便從重磁資料中被識(shí)別出來(lái)［18］(見(jiàn)圖4)，但它在淺部沒(méi)有明顯影響，地震剖面上無(wú)法清晰識(shí)別。這條左旋走滑［5，8，15-16］的斷裂(帶)，在龍井運(yùn)動(dòng)NWW向推擠時(shí)［19］表現(xiàn)出來(lái)，不但錯(cuò)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(guó)頭深部斷裂帶(見(jiàn)圖4)，具有左旋走滑性質(zhì)。它在龍井運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈活動(dòng)的背景下，使西湖凹陷表現(xiàn)出“南北分區(qū)”的構(gòu)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(cè)斷裂可將西湖凹陷劃分為3個(gè)區(qū)塊(見(jiàn)圖4)。

2.3 對(duì)斷裂的影響

對(duì)于不同時(shí)期正斷裂活動(dòng)特征的統(tǒng)計(jì)(見(jiàn)圖5)，可以分析得出如下結(jié)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(gè)西湖凹陷地區(qū)，且長(zhǎng)度較大。中區(qū)上部EW向小斷層此時(shí)發(fā)育。

在龍井組沉積期末(T13)，斷裂從數(shù)量和長(zhǎng)度方面都大幅度減少。在整個(gè)中新世時(shí)期，斷層數(shù)量處于最少的狀態(tài)。此時(shí)構(gòu)造環(huán)境最穩(wěn)定，龍井運(yùn)動(dòng)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(shuō)明此時(shí)有構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響。龍井運(yùn)動(dòng)此時(shí)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(dòng)。

柳浪組沉積末期(T10)，斷裂數(shù)量和方向都有萎縮趨勢(shì)。NE方向的斷層略有增加，說(shuō)明龍井運(yùn)動(dòng)擠壓結(jié)束，正斷層小幅度活動(dòng)。

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

2.4 對(duì)沉積的影響

2.4.1 對(duì)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(gè)西湖凹陷(見(jiàn)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(guān)系(見(jiàn)圖3)。此時(shí)龍井運(yùn)動(dòng)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(gòu)造帶、寶云亭構(gòu)造帶和寧波構(gòu)造帶(見(jiàn)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(guān)系(見(jiàn)圖3)。因此，玉泉組上段沉積受到龍井運(yùn)動(dòng)的抬升和剝蝕影響，南部地層缺失，北部在一些向斜內(nèi)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(jiàn)圖6)，受先前反轉(zhuǎn)構(gòu)造的影響，地層厚度減薄;其分布總體平整，有輕微變形(見(jiàn)圖3)，并普遍超覆在玉泉組之上。這些特征反映此時(shí)龍井運(yùn)動(dòng)已經(jīng)很弱，趨于結(jié)束。

上新統(tǒng)三潭組沉積時(shí)，龍井運(yùn)動(dòng)結(jié)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(duì)沉積環(huán)境的影響 根據(jù)研究區(qū)測(cè)井曲線(見(jiàn)圖7)可知，龍井運(yùn)動(dòng)對(duì)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(dòng)力增強(qiáng);玉泉組上段不再出現(xiàn)湖泊相沉積，說(shuō)明沉積環(huán)境相對(duì)不穩(wěn)定;柳浪組底部礫巖則說(shuō)明水動(dòng)力達(dá)到最強(qiáng)。因此，龍井運(yùn)動(dòng)開始于中中新世內(nèi)部，構(gòu)造上的擠壓和抬升造成可容空間減小且水動(dòng)力增強(qiáng)，中中新世末龍井運(yùn)動(dòng)活動(dòng)達(dá)到頂峰并開始減弱，該構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)沉積特征有一定程度的影響。

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

3 龍井運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造背景

中新世，菲律賓海板塊向歐亞板塊俯沖的過(guò)程與東海陸架盆地龍井運(yùn)動(dòng)，從構(gòu)造位置和時(shí)間上都有著良好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，其表現(xiàn)在于沖繩海槽的演化過(guò)程與龍井運(yùn)動(dòng)活動(dòng)有著密切的聯(lián)系。因此，龍井運(yùn)動(dòng)主要?jiǎng)恿?lái)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(tái)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(qiáng)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(cè)發(fā)生拉張，頂部地塹內(nèi)開始沉積，形成沖繩海槽、釣魚島隆褶帶以及琉球島弧等構(gòu)造［22］(見(jiàn)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(dòng)，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(gè)比較完整的北深南淺的裂谷［23］。這是新近紀(jì)今沖繩海槽地區(qū)構(gòu)造演化的過(guò)程，與龍井運(yùn)動(dòng)有密切關(guān)系。

沖繩海槽在中新世演化的過(guò)程中，存在一個(gè)“拱頂裂陷擴(kuò)張”的過(guò)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(jiàn)圖3)，龍井運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)逐漸增強(qiáng)，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(jiàn)圖8)，其北半部張裂活動(dòng)強(qiáng)烈，沉積較厚地層［4，27］，此時(shí)為龍井運(yùn)動(dòng)最強(qiáng)活動(dòng)期。

綜上所述，研究區(qū)中中新世陸架外緣隆起進(jìn)行抬升，并開始向西推擠東海陸架盆地，龍井運(yùn)動(dòng)此時(shí)開始發(fā)生，西湖凹陷龍井組被削截(見(jiàn)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(shí)龍井運(yùn)動(dòng)活動(dòng)最強(qiáng)，形成西湖凹陷內(nèi)強(qiáng)烈的反轉(zhuǎn)構(gòu)造。隨后，沖繩海槽北部張裂應(yīng)力向東轉(zhuǎn)移，向西的擠壓力在中新世末逐步減小至消失，龍井運(yùn)動(dòng)逐漸減弱至結(jié)束(見(jiàn)圖8)。上新世末，古呂宋弧對(duì)臺(tái)灣的碰撞以及奄美海臺(tái)大東嶺對(duì)琉球島弧的碰撞改變了沖繩海槽進(jìn)一步張裂演化的過(guò)程，使得南部弧后以NNW向擴(kuò)張，北部停止張裂，形成弧狀形態(tài)［23］。此時(shí)，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(cè)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(shí)間統(tǒng)計(jì)圖(據(jù)文獻(xiàn)［20，22，28-33］總結(jié))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(shí)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(yùn)動(dòng)影響的主要原因。沖繩海槽拉張有著北強(qiáng)南弱的特征，因此東海陸架盆地受到龍井運(yùn)動(dòng)影響的北強(qiáng)南弱特征，與西湖凹陷內(nèi)北強(qiáng)南弱的反轉(zhuǎn)構(gòu)造特征具有一致性［34］。從動(dòng)力來(lái)源角度看，龍井運(yùn)動(dòng)是一期盆地區(qū)域范圍的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)。

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

4 結(jié)論

1)東海陸架盆地龍井運(yùn)動(dòng)開始于中中新世，中新世末完全結(jié)束。它經(jīng)歷逐漸增強(qiáng)又逐漸減弱的過(guò)程，造成中新統(tǒng)3個(gè)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(yùn)動(dòng)前期活動(dòng)范圍大、影響小;活動(dòng)最強(qiáng)烈時(shí)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(zhuǎn)背斜區(qū);之后龍井運(yùn)動(dòng)逐漸減弱至結(jié)束。西湖凹陷中央NWW向舟山國(guó)頭深部斷裂帶對(duì)于龍井運(yùn)動(dòng)起到調(diào)節(jié)作用，使其造成的反轉(zhuǎn)背斜具有南北分區(qū)的規(guī)律性。

3)龍井運(yùn)動(dòng)對(duì)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(yùn)動(dòng)時(shí)間吻合，是其擠壓抬升的體現(xiàn)。

4)龍井運(yùn)動(dòng)的形成時(shí)間與沖繩海槽初次拉張的時(shí)間及區(qū)域位置相對(duì)應(yīng)，其動(dòng)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(guān)。

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