楊濤濤，呂福亮，魯銀濤，王雪峰，王 新，李 麗，張遠(yuǎn)澤

1中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院；2中國(guó)石油集團(tuán)杭州地質(zhì)研究所有限公司；3中國(guó)石油遼河油田公司勘探開發(fā)研究院

0 前言

海底地貌是指海水覆蓋的固體地球表面形態(tài)的總稱，總體可分為平坦的大陸架、陡峭的大陸坡、多樣的海底平原和巨大的洋中脊共4個(gè)大類。海底地貌是在長(zhǎng)期內(nèi)外地質(zhì)作用過程中形成的，研究其形態(tài)及分布可為進(jìn)一步掌握現(xiàn)代海底的沉積作用、過程和產(chǎn)物提供直接依據(jù)［1］，對(duì)沉積學(xué)的研究起到“將今論古”的指導(dǎo)作用；海底地貌與下伏地層有著密切的聯(lián)系，對(duì)構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究有指示作用［2］，也為鉆井和海底管線等海洋工程施工提供直接依據(jù)［3］。海底地貌是全球地形的重要組成部分，不僅對(duì)海洋科學(xué)幾乎所有分支學(xué)科的研究都有重要意義［4］，而且是維護(hù)國(guó)家海疆界的根本依據(jù)和重要保障［5］。

西沙海域位于南海西北部陸坡區(qū)，發(fā)育多種類型海底地貌。該區(qū)受北東向南海北部陸緣張裂和北西向紅河走滑斷裂的雙重控制，經(jīng)歷了斷陷和拗陷兩個(gè)構(gòu)造演化階段，受越東、紅河、海南島和西沙等4個(gè)物源區(qū)的共同影響，充填了陸相—過渡相—海相地層，發(fā)育火山、氣煙囪、塊體搬運(yùn)和水道等多種地質(zhì)體，因而孕育了多種類型的海底地貌。而且，該區(qū)受底流改造作用明顯［6-7］，使得海底地貌更加復(fù)雜。本文基于豐富的高精度二維和三維地震資料，應(yīng)用三維可視化等技術(shù)，完整直觀地展示了西沙海域海底地貌，描述了其展布特征，結(jié)合地質(zhì)條件分析了各種地貌的成因及展布的主控因素，以期為深化西沙海域地質(zhì)研究提供幫助。

1 地質(zhì)背景

南海位于歐亞、太平洋和印度—澳大利亞3大板塊的交會(huì)處，經(jīng)歷了復(fù)雜的地質(zhì)演化過程，發(fā)育陸緣斷陷盆地、走滑拉分盆地、前陸盆地和大洋盆地共4大類盆地［8］，孕育了多種類型的地質(zhì)體，蘊(yùn)含了豐富的油氣資源［8-9］。越來越多的學(xué)者認(rèn)為南海的擴(kuò)張和演化是太平洋板塊向歐亞板塊俯沖和印度—澳大利亞板塊與歐亞板塊碰撞共同作用的結(jié)果［10-12］，南海經(jīng)歷了陸緣張裂和海底擴(kuò)張兩大構(gòu)造演化階段，陸相—海陸過渡相—海相的沉積演化過程［10］。南海的海底地貌類型齊全（圖1），既有寬廣的大陸架，又有陡峭的大陸坡和遼闊的深海盆地，整體上呈馬蹄形缺口朝東展布［13］。南海北部陸架地形平緩，寬度為80～320 km，等深線呈北東向大致平行于海岸。陸坡走向趨勢(shì)與陸架總體相同，呈兩端寬、中間窄的特點(diǎn)，向深海盆呈斜坡或階梯狀下降，發(fā)育有海槽和海嶺等地貌類型［5，13］。海盆地勢(shì)寬廣平坦，向中部水深逐漸增加，發(fā)育孤立或鏈狀海山等地貌。

研究區(qū)西沙海域位于南海西北部陸坡區(qū)，該部位陸坡寬度明顯增加，最寬處達(dá)500 km；除部分島礁區(qū)水深較小外，大部分地區(qū)的水深大于500 m（圖1）。西沙海域經(jīng)歷古近紀(jì)斷陷和新近紀(jì)以來的拗陷2個(gè)構(gòu)造演化階段，具有“下斷上拗”雙層結(jié)構(gòu)特征，相應(yīng)地形成2個(gè)構(gòu)造層［14-16］。下構(gòu)造層具有半地塹或地塹控制的多凸多凹的構(gòu)造格局，以近源沉積為主，沉積物較粗，充填始新統(tǒng)、下漸新統(tǒng)崖城組和上漸新統(tǒng)陵水組，屬河湖相—海陸過渡相含煤沉積及半封閉淺海相沉積。上構(gòu)造層具有中部高、四周低、被大型凹陷所包圍的構(gòu)造格局，無大型河流供給，為遠(yuǎn)源海相沉積地層，充填中新統(tǒng)三亞組—黃流組、上新統(tǒng)鶯歌海組和第四系樂東組［17-19］。地震資料揭示研究區(qū)發(fā)育多種類型的海底地貌，前人對(duì)局部海底地貌形態(tài)有所刻畫［20-21］。

圖1 南海北部海底地貌及研究區(qū)位置示意圖（據(jù)文獻(xiàn)［22］）Fig.1 Seafloor topography and location of the study area in the northern South China Sea(cited from reference［22］)

2 西沙海域海底地貌概況

海底是明顯的波阻抗界面，在地震剖面上呈現(xiàn)為強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)性的反射界面?；谏詈^(qū)的二維和三維地震資料，追蹤海底反射界面，可獲得較高精度的海底形態(tài)數(shù)據(jù)［23］，這是海底地貌分析的基礎(chǔ)。本文使用了由中石油采集的超過1×104km的二維地震資料（道間距6.25 m）和3 500 km2的三維地震資料（線間距25 m，道間距12.5 m），地震資料品質(zhì)好，海底反射明顯，易識(shí)別追蹤。應(yīng)用三維可視化等技術(shù)，完整直觀地展示了西沙海域西部海底地貌特征。根據(jù)海底地貌的形態(tài)、展布特征和幾何參數(shù)，將位于大陸坡的研究區(qū)海底地貌細(xì)分為海底平原、海底斜坡和海槽等3個(gè)三級(jí)海底地貌，進(jìn)一步細(xì)分為深海平原、深海水道、深海蜂窩狀、深海海山、深海月牙狀、深海似圓狀、深海蝌蚪狀、深海海槽和深海條帶狀共9個(gè)四級(jí)地貌（表1，圖2，圖3）。

圖2 西沙海域海底地貌三維顯示圖Fig.2 3D visualization map of seafloor topography in Xisha sea area

圖3 西沙海域地震剖面顯示海底地貌（位置見圖2）Fig.3 Seismic section showing seafloor topography in Xisha sea area(location is shown in Fig.2)

表1 西沙海域海底地貌分類表Table 1 Classification of seafloor topography in Xisha sea area

3 海底地貌特征及成因分析

3.1 海底平原

海底平原區(qū)地貌較平坦（圖2，圖3），可分為深海平原和深海水道兩種地貌類型（圖4，圖5）。

圖4 西沙海域北三維區(qū)海底地貌三維顯示圖（位置見圖2）Fig.4 3D visualization map of seafloor topography in the northern 3D survey of Xisha sea area（location is shown in Fig.2）

3.1.1 深海平原

西沙海域深海平原十分平坦，從東北至西南地形有抬升（圖2），平均抬升幅度為5.2 m/km。深海平原頂界在地震剖面上呈強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)地震反射（圖5）。平原地貌位于瓊東南盆地西部規(guī)模巨大的凹陷群內(nèi)，是有利的沉積物卸荷區(qū)，也是盆地內(nèi)地層厚度最大的部位，殘余地層厚度最大約為12 000 m［24］。研究區(qū)的平原地貌主要受越東和紅河兩個(gè)物源的影響。西南部的越東物源在中新世最為發(fā)育，將鶯歌海盆地南部的凹陷基本填平；在上新世越過鶯歌海盆地，向瓊東南盆地西部的凹陷群輸送沉積物［25］；上新世以來研究區(qū)已完全進(jìn)入深水環(huán)境，越東物源的沉積物主要在西南部堆積，造成了西南部較高的海底地形。西北部的紅河物源，在輸送到瓊東南盆地和鶯歌海盆地交界處（研究區(qū)西北部）后，受地形影響物源轉(zhuǎn)向朝東，自上中新統(tǒng)沉積后形成“C”字形向東南開口的陸架坡折［25］，沉積物大多靠近陸架坡折堆積，形成了西北部較高的海底地形（圖2）。研究區(qū)自拗陷期以后，特別是自上新世以來以熱沉降為主，主要在規(guī)模分布的凹陷和兩個(gè)充足的物源控制下，受一定的構(gòu)造改造作用，形成了總體西高東低、平坦的深海平原地貌?；鹕交顒?dòng)僅對(duì)局部地貌有較強(qiáng)的改造作用。

圖5 西沙海域北三維區(qū)地震剖面顯示海底平原和海底斜坡地貌（位置見圖4）Fig.5 Seismic sections showing submarine plain and submarine slope in the northern 3D survey of Xisha sea area(locations are shown in Fig.4)

3.1.2 深海水道

深海水道是深海中最常見地貌類型之一，可以在陸架、陸坡和盆地內(nèi)發(fā)育，陸架和陸坡上的水道主要為限制性強(qiáng)的順直水道，盆地內(nèi)部多出現(xiàn)限制性弱的曲流水道［26］。研究區(qū)水道（北三維區(qū)東北部無數(shù)據(jù)，據(jù)水道形態(tài)及二維地震分析應(yīng)是同一條水道）上游形態(tài)較寬緩平直（圖5a，5c），兩側(cè)發(fā)育小規(guī)模天然堤，使得水道兩側(cè)稍有增高，中部相對(duì)稍低；上游寬2 500 m，最大下切深度約為50 m。下游為彎曲水道，發(fā)育過程存在“凹岸侵蝕、凸岸沉積”的沉積作用，使得彎曲度更大，表現(xiàn)出限制性水道特征，水道頂面為明顯的負(fù)地形（圖5b，5d）；下游寬約700 m，最大下切深度約為20 m。根據(jù)第四系海底地貌形態(tài)及水道的特征，推斷沉積物來自越東物源［20，27-29］。水道內(nèi)部以弱—中振幅地震反射為主，結(jié)合鄰區(qū)井-震對(duì)比關(guān)系，分析其應(yīng)以泥質(zhì)充填為主，夾少量粉砂巖，這與水道發(fā)育期已完全進(jìn)入深水且距越東物源較遠(yuǎn)的沉積環(huán)境一致［30］。

3.2 海底斜坡

海底斜坡地貌類型多樣，研究區(qū)從北到南依次發(fā)育深海蜂窩狀、深海海山、深海月牙狀、深海似圓狀和深海蝌蚪狀共5種類型海底地貌(圖5—圖7）。

圖7 西沙海域南三維區(qū)地震剖面顯示海底斜坡和海槽地貌(位置見圖6)Fig.7 Seismic sections showing submarine slope and trough in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.6)

3.2.1 深海蜂窩狀地貌

深海蜂窩狀地貌在地震剖面上呈現(xiàn)3種特征：①明顯的“V”形“微洼陷”，沿著兩側(cè)斷層面反射軸發(fā)生明顯的錯(cuò)斷，斷距40～60 m，稱為斷層型“微洼陷”，具有深度大、頂部平坦、內(nèi)壁陡峭的特點(diǎn)（圖5b，圖8）。斷層型“微洼陷”平面上多為似圓形（圖4），直徑為1～3 km。②以較大幅度的褶皺變形為主，地層錯(cuò)斷減少，海底起伏較大，洼陷深度變化較大，最深約30 m，深度多小于斷層型“微洼陷”，稱為褶皺型“微洼陷”，具有深度不等、頂部起伏、內(nèi)壁較平緩的特點(diǎn)（圖5a，圖8）。褶皺型“微洼陷”平面上多為似橢圓形（圖4），走向無明顯的定向性，直徑為1～4 km。③以較小幅度的褶皺變形為主，相對(duì)高差變化小，多數(shù)在10 m左右，稱為波浪型“微洼陷”，具有深度小、頂部起伏幅度小、內(nèi)壁平緩的特點(diǎn)（圖8）。

圖8 西沙海域北三維區(qū)地震剖面顯示深海蜂窩狀地貌（位置見圖4）Fig.8 Seismic section showing abyssal honeycomb topogarphy in the northern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.4)

深海蜂窩狀地貌由塊體搬運(yùn)形成。研究區(qū)塊體搬運(yùn)在地震剖面上呈現(xiàn)為雜亂的地震反射特征，底界面發(fā)育侵蝕溝谷，內(nèi)部發(fā)育多個(gè)侵蝕界面及斷層（圖8）?？焖俣逊e的沉積物，由于內(nèi)部壓實(shí)排水作用較弱，且未完全固結(jié)成巖，在重力作用下從南部斜坡向北部平原區(qū)滑動(dòng)（圖2），周圍的地層被不斷捕獲，經(jīng)過不斷攪拌、擠壓，在開闊地帶散開，失去動(dòng)能后逐漸沉積下來［31］，形成該類型海底地貌。

3.2.2 深海海山

深海海山在地震剖面上呈明顯的、孤立的突起狀外形特征（圖9），相較于周圍海底高出400～1 000 m，有些甚至出露地表，形成島嶼，如中建島等。由于海水與下伏地層有明顯的波阻抗差別，海山頂界面表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、強(qiáng)連續(xù)反射；其側(cè)翼地層陡峭，受地震資料成像方法的制約，地震反射連續(xù)性變差。海山內(nèi)部可見明顯的多次波反射（圖9），即具有與海山頂反射形態(tài)相似、與海山頂面到海面的時(shí)間相等或成倍數(shù)增加、向下逐漸收斂的特征，這是因地震資料處理過程中多次波去除不徹底造成的。小規(guī)模海山平面形態(tài)多呈近圓形或近橢圓型；大規(guī)模海山總體呈不規(guī)則長(zhǎng)條形，長(zhǎng)軸方向約為15～20 km，短軸方向約為5～8 km。沿著海山周圍可見由底流侵蝕作用造成負(fù)地形（圖2，圖6，圖9）。

圖6 西沙海域南三維區(qū)海底地貌三維顯示圖（位置見圖2）Fig.6 3D visualization map of seafloor topography in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.2)

研究區(qū)海山是火山活動(dòng)形成的。西沙海域晚期火山活動(dòng)頻繁，自上新世（5.5 Ma）開始了新一期與巖漿活動(dòng)有關(guān)的構(gòu)造事件［32-33］；楊濤濤等［34］基于西沙海域的地震資料識(shí)別出晚期活動(dòng)的海山。地震資料分析表明，研究區(qū)火山沿著深大斷裂發(fā)育，巖漿上涌過程中的擠壓作用，對(duì)已沉積地層進(jìn)行擠壓和抬升等改造，使得地層原產(chǎn)狀發(fā)生明顯變化。巖漿到達(dá)海底時(shí)，受海水的冷卻迅速凝固，形成陡峭的海山，若海山受到底流的長(zhǎng)期侵蝕，則出現(xiàn)向海山“內(nèi)凹”的特點(diǎn)，使其更為陡峭(圖9）。

圖9 西沙海域地震剖面顯示海底斜坡地貌（位置見圖2）Fig.9 Seismic section showing submarine slope in Xisha sea area(location is shown in Fig.2)

3.2.3 深海月牙狀地貌

深海月牙狀地貌呈明顯下凹的負(fù)地形，緊鄰海山分布（圖6，圖7c，圖9，圖10）。南三維區(qū)西北部海山周緣，月牙狀地貌的東側(cè)部分狹窄且下凹更明顯，可見次級(jí)小溝槽與南部斜坡地貌有明顯的坡折邊界，深度為100～200 m；西側(cè)部分地貌寬緩，無明顯的小溝槽，與南部的斜坡地貌自然過渡，深度約為50～90 m（圖6，圖10）。研究區(qū)月牙狀地貌平面上具有兩個(gè)特征：一是都發(fā)育在規(guī)模較大海山（北部海山和南部海山）的東南側(cè)（圖2，圖9），其他方向不明顯；二是月牙狀地貌的東側(cè)部分規(guī)模更大，如三維地震資料局部覆蓋的南部海山，其月牙狀地貌的東側(cè)部分深度約為150 m，寬度為3.6 km，而西側(cè)部分深度約為70 m，寬度為2.5 km（圖6）。

圖10 西沙海域南三維區(qū)地震剖面顯示深海海山和月牙狀地貌（位置見圖6）Fig.10 Seismic sections showing abyssal mountain and abyssal crescent in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.6)

月牙狀地貌是底流侵蝕形成的。以巴士海峽為通道，太平洋上層水（水深＜300 m）和底層水（水深＞1000 m）進(jìn)入南海后，在珠江口盆地南部的陸坡區(qū)形成了多種深水底流沉積現(xiàn)象，這已被大量研究成果所證實(shí)［6，35］。該底流持續(xù)向西南方向流動(dòng)，分成兩支，北支沿著西沙海槽流向西南，受越東陸坡的阻擋，向南流過研究區(qū)西部；南支沿著中沙海槽向西南流過研究區(qū)［6，36］。在研究區(qū)北部海山和南部海山都識(shí)別出明顯的侵蝕現(xiàn)象，侵蝕作用使得海山兩側(cè)形態(tài)有明顯的差異，表明受到了底流的改造（圖9，圖10）。來自東北方向的底流，受到北部海山、南部海山和西南側(cè)的高地形的阻擋（圖2），向南轉(zhuǎn)向，同時(shí)底流侵蝕并搬運(yùn)海山南側(cè)未固結(jié)沉積物，從而形成了月牙狀地貌。該底流對(duì)海山東北側(cè)的侵蝕最明顯，往西南側(cè)月牙狀地貌的下凹逐漸減弱。陳慧等［37］發(fā)表了在珠江口盆地的研究成果，認(rèn)為海山周圍受底流改造發(fā)育明顯下凹的負(fù)地形。

3.2.4 深海似圓狀地貌

似圓狀地貌以外形近似圓形而命名。地震剖面上，似圓狀地貌呈明顯的“V”形“微洼陷”，若其規(guī)模進(jìn)一步增大則演變?yōu)閺?fù)式“微洼陷”，呈“W”形（圖7b）；“微洼陷”深度為40～200 m。似圓狀地貌下伏地層與平行—近平行連續(xù)反射的圍巖有明顯的滑脫面分隔，滑脫面兩側(cè)地層錯(cuò)斷明顯，且產(chǎn)狀不同；其內(nèi)部反射形態(tài)較雜亂，小斷裂發(fā)育（圖11）。平面上，似圓狀地貌呈圓形—似圓形“洼陷”，與周圍平坦海底地貌明顯不同（圖6）；其規(guī)模差別大，小的直徑約為1 km，大的直徑甚至達(dá)5 km。似圓狀地貌主要分布在南三維區(qū)西部或南部西側(cè)，西部的規(guī)模大、數(shù)量少、內(nèi)壁相對(duì)陡峭，南部西側(cè)的數(shù)量多、規(guī)模小、內(nèi)壁相對(duì)平緩（圖6）。

似圓狀地貌實(shí)則為海底麻坑。海底麻坑是地層中的流體通過斷層和不整合面等通道運(yùn)移至海底，以快速噴逸或者緩慢滲漏的方式剝蝕海底沉積物所形成的凹坑［38-40］。南三維區(qū)西部和南部均可形成有效的運(yùn)移通道，使深部天然氣向上運(yùn)移，在局部聚集（表現(xiàn)為地震反射波頻率明顯變低、速度降低）。隨著氣體不斷聚集，若突破了上覆地層到達(dá)海底，由于瞬時(shí)到達(dá)的氣體量大，可在局部造成地層被大量侵蝕缺失，形成似圓狀海底麻坑；周圍未固結(jié)地層失穩(wěn)向麻坑內(nèi)滑動(dòng)，暫時(shí)封堵了氣體散逸；深部氣體不斷聚集并再次突破封閉釋放。如此重復(fù)的過程，在局部形成了規(guī)模巨大的似圓狀海底麻坑［41-42］?；撁嬗欣跉怏w運(yùn)移，因而靠近滑脫面處“微洼陷”的深度更大（圖11）。南三維區(qū)西側(cè)是深凹陷區(qū)與斜坡區(qū)的過渡帶，深部張性斷層十分發(fā)育，淺部多邊形斷層局部發(fā)育［40］，形成了數(shù)量少但規(guī)模大的似圓狀地貌；南側(cè)是凹陷和凸起的過渡帶，深大斷裂與淺部多邊形斷層均十分發(fā)育［40］，形成了數(shù)量多但規(guī)模相對(duì)小的似圓狀地貌（圖6）。

圖11 西沙海域南三維區(qū)地震剖面顯示似圓狀地貌(位置見圖6）Fig.11 Seismic section showing abyssal cone in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.6)

3.2.5 深海蝌蚪狀地貌

深海蝌蚪狀地貌以外形近似蝌蚪而命名。在垂直其走向的地震剖面上呈“V”形“微洼陷”，頂部平坦，兩側(cè)內(nèi)壁坡度大（圖7a）；在沿著走向的地震剖面上呈復(fù)式“微洼陷”，兩側(cè)內(nèi)壁坡度較緩（圖12），未見明顯的坡折，與鄰近的平坦海底呈自然過渡；下伏地層未見明顯的滑脫面。蝌蚪狀地貌深度為40～90 m，寬度約為1～2 km，長(zhǎng)度為5～10 km，主要分布在南三維的東部（圖6），總體為近南北走向，呈“北部尾小、南部頭大”的形狀。

蝌蚪狀地貌是受到底流改造的海底麻坑。研究區(qū)在拗陷早期局部有明顯的火山活動(dòng)，受火山作用的影響，斷陷期地層發(fā)生強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)抬升，斷層十分發(fā)育，上覆地層處于張性環(huán)境，使得裂隙發(fā)育。深部斷層、不整合面和淺部的裂隙帶組成運(yùn)移通道，將深部天然氣及淺部水合物分解的甲烷運(yùn)移到海底形成麻坑。微裂隙帶集中的部位氣體更容易運(yùn)移，使得其上的海底麻坑深度更大（圖12）。研究區(qū)來自東北方向的底流［43］，受到南部海山的阻擋，一部分沿著海山南側(cè)繼續(xù)向西南方向流動(dòng)，侵蝕海山形成了月牙狀地貌；另一部分則轉(zhuǎn)向近南北向流動(dòng)，改造了海底麻坑，形成了深海蝌蚪狀地貌。

圖12 西沙海域南三維區(qū)地震剖面顯示深海蝌蚪狀地貌（位置見圖6）Fig.12 Seismic section showing abyssal tadpole in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.6)

3.3 海槽

海槽地貌總體較平坦，可分為深海海槽和深海條帶狀共2種地貌（圖6，圖7，圖13）。

3.3.1 深海海槽

深海海槽地貌呈寬緩的負(fù)地形，深度約為150 m；與相鄰斜坡自然過渡，無明顯的坡折。海槽內(nèi)部十分平坦，其下伏地層多以填平補(bǔ)齊為主，呈中—弱振幅、中—強(qiáng)連續(xù)的平行反射（圖13）。平面上，研究區(qū)海槽地貌呈北西—南東走向，中部稍向北東凸出，長(zhǎng)度約為80 km（圖2）。整體來看，海槽地貌的分布具有2個(gè)特點(diǎn)：一是中部窄（約為9 km），西北和東南兩端寬（約為20 km），向東西兩側(cè)逐漸過渡到斜坡區(qū)；二是海槽西側(cè)斜坡相對(duì)陡峭，東側(cè)除少量陡峭海山外，較平坦（圖2，圖6）。

圖13 西沙海域南三維區(qū)地震剖面顯示海槽地貌（位置見圖6）Fig.13 Seismic section showing trough in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.6)

深海海槽是在斷陷期構(gòu)造格局和拗陷期沉積作用共同控制下形成的。斷陷期末海槽處于相對(duì)低部位，拗陷期壓實(shí)作用使得地形更低，是水道發(fā)育的有利區(qū)。依據(jù)豐富的地震資料，在海槽區(qū)的下伏地層中識(shí)別出4期水道（圖13）。由于水道對(duì)下伏地層進(jìn)行侵蝕，并將侵蝕的物質(zhì)向更深的地方搬運(yùn)［44］，使得海槽的負(fù)地形特征更加明顯，形成了深海海槽地貌（圖6）。

3.3.2 深海條帶狀地貌

深海條帶狀地貌因“微洼陷”呈條帶狀命名。這種地貌在垂直走向的剖面上呈明顯的“V”形結(jié)構(gòu)，與深海海槽地貌之間有較明顯的坡折，其內(nèi)壁陡峭，底部較平坦（圖13）；沿著走向的剖面上呈明顯的“U”形，具有西北側(cè)內(nèi)壁平緩、東南側(cè)內(nèi)壁陡峭、底部平坦的特點(diǎn)（圖14）。條帶狀地貌深度約為50 m，主要分布在海槽區(qū)東南部，形狀近似條帶狀，長(zhǎng)度約為5 km，寬度為2 km；北西—南東走向，具有東西成排、南北分塊的分布特點(diǎn)（圖6）。

條帶狀地貌實(shí)為海底麻坑。條帶狀地貌發(fā)育區(qū)位于凹陷內(nèi)，深大斷裂與淺部多邊形斷層組成運(yùn)移通道，深部的氣體向上運(yùn)移，到達(dá)海底形成海底麻坑。研究區(qū)發(fā)育明顯的似海底反射（bottom simulating reflector,BSR），具有強(qiáng)振幅強(qiáng)連續(xù)反射、與海底極性相反、與海底近平行及有穿層現(xiàn)象等4個(gè)明顯的地震響應(yīng)特征，指示存在天然氣水合物［19］。條帶狀地貌下伏地層中見有BSR反射，因此下伏地層中水合物分解的甲烷也是形成條帶狀麻坑的氣體來源之一（圖14）。若水合物大量分解，在地層本身的壓力下，氣體不斷排出，促使條帶狀地貌進(jìn)一步發(fā)育。

圖14 西沙海域南三維區(qū)地震剖面顯示深海條帶狀地貌（位置見圖6）Fig.14 Seismic section showing abyssal zone in the southern 3D survey of Xisha sea area(location is shown in Fig.6)

4 海底地貌對(duì)地質(zhì)研究的啟示

海底地貌受到構(gòu)造格局的控制。研究區(qū)斷陷期形成了隆坳相間的構(gòu)造格局，拗陷期沉積充填總體受控于早期的構(gòu)造格局［36］，自晚中新世以來進(jìn)入深水沉積環(huán)境，總體上物源貧乏，使得凹陷區(qū)成為海底平原，隆坳過渡區(qū)成為海底斜坡（圖2）。晚期構(gòu)造事件對(duì)海底地貌有一定改造作用。南部海山和北部海山均為火山作用形成，巖漿上涌造成地層反轉(zhuǎn)抬升（圖9），形成以海山為中心、周圍地層明顯抬升的似圓形區(qū)域（圖2），該區(qū)域由于深部斷裂及淺部裂隙均發(fā)育（圖12），形成了深海似圓狀和深海蝌蚪狀地貌，也對(duì)海槽地貌發(fā)育有一定控制作用（圖6）。

海底地貌對(duì)深水沉積研究有指導(dǎo)意義。通過對(duì)現(xiàn)今海底地貌的研究，不僅掌握了陸架—陸坡和深海盆等各海底地貌單元的特點(diǎn)，而且為深入分析深水沉積的類型、產(chǎn)物、形成機(jī)制等提供實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所［29，44］。研究區(qū)海底地貌的分析，對(duì)進(jìn)一步研究南海北部現(xiàn)代深水沉積、作用和過程有現(xiàn)實(shí)的幫助，并通過“將今論古”思想，為老地層中的深水沉積研究和油氣勘探提供依據(jù)。

海底地貌對(duì)地質(zhì)體展布和海流有明顯的指示作用。海底麻坑是下伏地層中的流體運(yùn)移到海底形成，因此形態(tài)多樣的海底麻坑可作為指示下伏地層中存在天然氣水合物或者深部有熱成因氣體的證據(jù)［45-46］。塊體搬運(yùn)（未固結(jié)的地層在重力作用下沿著斜坡向下滑動(dòng)）形成了蜂窩狀地貌，該地貌類型可指示塊體搬運(yùn)的規(guī)模、強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)方向。沿著海山有明顯的月牙狀地貌、蝌蚪狀地貌等，指示研究區(qū)底流發(fā)育，對(duì)海底地貌有改造作用。

5 結(jié)論

（1）西沙海域受陸緣張裂和走滑的雙重控制，經(jīng)歷了2個(gè)構(gòu)造演化階段，受4個(gè)物源區(qū)的共同影響，充填了陸相—過渡相—海相地層，發(fā)育火山、氣煙囪、塊體搬運(yùn)和水道等多種地質(zhì)體，孕育了多種類型的海底地貌。本文完整直觀地展示了西沙海域海底地貌，將位于大陸坡的研究區(qū)海底地貌細(xì)分為海底平原、海底斜坡和海槽等3個(gè)三級(jí)海底地貌，進(jìn)一步細(xì)分為深海平原、深海水道、深海蜂窩狀、深海海山、深海月牙狀、深海似圓狀、深海蝌蚪狀、深海海槽和深海條帶狀共9個(gè)四級(jí)地貌。

（2）深海平原、深海水道和深海海槽等3種海底地貌，主要受控于斷陷期的構(gòu)造格局和晚期的沉積充填；深海蜂窩狀地貌與塊體搬運(yùn)體系伴生；深海海山為火山活動(dòng)成因，底流有改造作用；深海月牙狀地貌是底流侵蝕的產(chǎn)物；深海似圓狀地貌、深海蝌蚪狀地貌和深海條帶狀地貌是氣體逸散造成的不同形狀的海底麻坑。

（3）海底地貌受到構(gòu)造格局的控制，坳陷區(qū)為海底平原，隆坳過渡區(qū)為海底斜坡，晚期火山等構(gòu)造事件對(duì)海底地貌有一定改造作用。對(duì)海底地貌特征及成因進(jìn)行分析，不僅為研究深水沉積、作用和過程提供依據(jù)，而且對(duì)地質(zhì)體展布和海流有明顯的指示作用，有助于深化西沙海域地質(zhì)研究。