探究南海地球物理场及深部地质构造

2015-03-31张匡华陈飞

地球 2015年7期

关键词：海盆异常现象磁场

张匡华　陈飞

（海南省海洋地质调查研究院海南海口570100）

探究南海地球物理场及深部地质构造

张匡华陈飞

（海南省海洋地质调查研究院海南海口570100）

南海处于亚欧板块上，一直以来受到太平洋的复杂地质的影响，逐渐形成了独特的地质结构。南海根据区域的不同分成的四块独特的区域有不同的重力磁场特征。本文主要对南海的重力场和磁场特征进行阐述，同时研究了南海的深部地质构造。

南海地球物理场深部地质构造

南海的面积为356平方公里，是世界第三大海域，仅次于南太平洋汇总的珊瑚海以及印度洋中的阿拉伯海，其面积为中国渤海、黄海以及东海的面积总和的三倍。南海主要包括大陆、岛屿、干出礁以及这些陆地沿岸的区域，这是一片蓝色的国土。

1　南海地球物理场

1.1南海重力场

根据中国海区及领域地质地球物理系列图为基础，可以得出南海自由空间以及南海布格的重力异常。南海西北部主要形成负值空间异常与低值布格异常，南海的东南部则相反，以正值空间异常与高值空间异常为主。两种差异的形成主要是由于深海岩石结构的不同。其中空间异常主要表现为华南地区西低东高，印支地区北西低东南高，北部大陆架边缘西低东高，中沙地区以北东向为主，均为地区变化异常，南海中央海盆地区为正值区出现变化异常，东部边缘海域正负变化异常。布格异常主要变现为，从四周大陆岛屿开始向中央海盆地区逐渐增高，其中北部具有负值异常。在正的异常值中，水越深，异常值越大，与地形形成的镜像关系越明显。

1.2南海磁场特征

南海海域可以根据重磁场分为四个部分，为南海北缘、中西沙、南沙和南海海盆，每一部分都具有特殊的重磁场。南海中磁场中有很多的类型，通常会出现南正北负的的异常现象，也有伴生现象并不明显的正异常和负异常、锯齿状叠加异常等。其中，伴生异常在磁场中占有很重要的位置，表明了磁场中的特点，异常现象出现十分频繁，南海地区岩浆的活动十分频繁且复杂。

磁场异常现象涉及面较广，从陆地开始向海面延伸，从外围逐渐向中央地区过渡，其磁场强度逐渐增大，可以从50nT一直上升到200至300nT左右。主要原因还是与南海底部的岩石成分有关，南海中央底部的构成是由玄武岩作为基地，四周延伸逐渐变成变质岩、花岗岩等，这种岩石的变化也是磁场变化的原因之一，从中央的强磁场到四周的弱磁场。南海北部从东往西的区域变化也能感受到磁场由弱至强，而且梯度越陡，其磁场的异常越明显，磁场的形成越复杂，从开始简单的负磁场区到逐渐形成波纹的负磁场区到正负交替变化的磁场区，这些变化与周围海域的磁场变化相对应，例如在华南中部，酸性磁场活跃形成磁场；浙江福建等沿海地区磁场的变化向东北方向走，主要是火山的分布特征，从西到东的岩浆活跃度加强，说明南海海底的岩石性能越来越复杂。南海海底从陆地到海底的磁场变化也具有梯度增加，变化幅度升高，磁场异常现象从平缓到剧烈变化，这也表明了南海底部地壳运动变化有着密切的关系。

南海海盆中存在十分明显的磁条带，这种异常现象成正负相间的带状分布，幅度较大，并且具有一定的宽度，可以延伸到数百公里，梯度非常陡。在南海中央位置的磁条带成南北对称方式排列，这种特征具有大洋磁场的特征，表明在南海底部出现过海底扩张，同时可以推出海盆形成的大致时间。在南海的海盆的条带状的磁场中存在着磁静带。

南海中存在高值正异常现象，具有宽度大，延伸长等特点，在分布上由北东向东西分布，探测出来十分醒目。在东沙东南海域到台湾海域存在一个高磁的异常带，这种异常有学者认为是由于在中生代的一种岩石的存在现象。但也有人认为是古火山弧，即海洋板块沉入另一板块时喷出的岩浆而形成的山脉。

南海南部的大陆架所在的磁场区在曾母暗沙附近，从万安滩到曾母暗沙之间的磁场十分平缓，其幅值在150nT左右，呈一个弧形出现，但是在纳土纳群岛附近存在一个正负伴生的椭圆形磁场，受到叠加之后发生剧烈变化，高幅度高频率异常，形成串珠状。海底区域与陆上的类似，由于花岗岩和火山岩的共同作用导致此区域的磁反应异常。这种地貌类型，在其他海域也常见。

在南海中的西沙中沙群岛周围出现正磁异常，其变化幅值在50至100nT之间，其中有花岗岩侵入，由于周围火山岩的出现，测得磁场的变化十分剧烈。同时测得其中的火山角砾岩石磁化率较小，而玄武岩的磁化率较大。再向北部延伸一直到南海的中央海盆，磁异常带的上方。通过测得的数据，可以表示其断裂层的性质，在西沙中沙群岛附近可能存在一部分为曾经陆地上的碎片。与西沙中沙群岛类似的有在南沙周围一带，存在一段宽缓的磁场异常区，也可能是由于陆上碎片引起的。

2　南海深部地质构造

利用OBS对南海深部地质构造进行实测计算，主要对南海东北部进行探测，从汕头开始一直到巴士海峡，进行物理的反演对南海深部地质构造有了新的认识。

通过对南海地区的地质构造进行物理资料的整理，在这一海区做OBS来了解剖面的地壳结构，进行地球物理反演，对深度地质构造有一定的新的认识。根据重力异常，利用重力研究南海的深部地质构造，通常采用压缩质面法以及线性回归等方法。根据之前学者对此的研究，对数据的异常关系的分析，可以得出关于深度与重力异常的关系式。通过充分的利用地震中的反射数据，同时结合剖面以及钻井得出的资料，可以反映出海底的地势以及发生沉积的海底区域。

从三叠纪中晚期开始，南海就形成了东西方向的海域，受到周围海域的拉伸和挤压的作用，其中的生物群也受到周围海域的影响，由于太平洋板块对华南地区的挤压形成褶皱，成为一系列的断陷沉积，海水从华南的陆地上退出，并且受到地壳运动的影响，之前存在的地层由于受到挤压变形，之后的一段时期台湾海峡附近受到周围力量的压迫导致成绩，岩石厚度增加。这种演化并不是两个不同部分的简单合并，而是两个不同在相遇时受到力后的挤压碰撞，从而形成了一种新的构造特征，这种特征也可以说明两个区域生物物种的亲缘性。

区域内的中新生代沉积盆地在不断的演化，由于盆地性质的复杂，在每一层的上一层都发育出一部分新生代沉积盆地。中新生代二者的形成方式还有一定的差异，需要进行分别研究。