塔斯曼海形成演化过程浅析

2020-03-26谯鹏志

科学技术创新 2020年1期

谯鹏志

（成都理工大学，四川成都610059）

塔斯曼海是西南太平洋一个重要的边缘海，是渐新世澳大利亚板块与太平洋板块的扩张作用使接合面分裂形成的小洋盆[1]，具特殊的大地构造背景，其资源环境效应也受到国内外的广泛关注。因此，明确塔斯曼海与大陆边缘的构造演化关系，不仅对理解新生代塔斯曼海地区复杂的地质演化历史意义重大，对该区域内的油气资源勘探开发也具有很大的指导意义。

1 区域地质单元

塔斯曼海是位于澳大利亚大陆东侧的一个海洋盆地。塔斯曼海盆外形近似菱形[2]，其东北边界为豪勋爵海隆，西北边界为澳大利亚东部陆缘部分，新西兰南岛和麦夸里海岭为其东南边界，塔斯曼断裂带、塔斯曼海岭、塔斯马尼亚和巴斯海峡共同组成塔斯曼海的西南边界。

塔斯曼海西北部的豪勋爵海隆包括其沿长轴方向延伸的四个平行的地质单元[2,3]：豪勋爵海台、中央裂谷区、西部裂谷区、以及丹皮尔海岭和Monowai 海岭。豪勋爵海台位于豪勋爵海隆东部，东临新喀里多尼亚盆地。它是由白垩纪裂谷中完整的前裂谷期基底岩石组成，上覆约几百米厚的新生代硅质物、碳酸盐析出物以及白垩纪- 新生代火山岩的沉积层。基底表面的起伏变化标志着其与菲尔维盆地、新喀里多尼亚盆地和东部的Aotea盆地的边界。位于豪勋爵海台以西的中央裂谷区，是由部分基底和断陷盆地的沉积中心构成，白垩纪至新生代裂谷期和裂谷期后沉积物多达4 千米。其下伏基底陆壳厚约20 千米。该区域包括北部的Faust 盆地和南部的Moore 盆地。位于中央裂谷区以西的西部裂谷区包含有大量断陷盆地的沉积中心，沉积有厚达6 千米的白垩纪至新生代的裂谷期和裂谷期后沉积物。中央裂谷和西部裂谷区的沉积物厚度和水深一般向西逐渐增加。西部裂谷区包括北部的Capel 盆地和南部的Monowai 盆地。在豪勋爵海隆中部地区，中央裂谷区和西部裂谷区连成一个整体，被命名为高尔盆地。北部的丹皮尔海岭和南部的Monowai 海岭为豪勋爵海隆和塔斯曼海盆的分界线，同时也是陆壳和洋壳的分界线。丹皮尔海岭的基底是由部分的二叠纪花岗岩所组成的。丹皮尔海岭与西部裂谷区被两个裂陷盆地隔开，分别为米德尔顿盆地和豪勋爵盆地，这些盆地均位于广阔的陆壳或海陆过渡型地壳之上。

2 塔斯曼海构造演化过程

研究过程中，利用Müller 所提供的全球近90Ma 的海洋地壳年龄数据，使用surfer 软件还原塔斯曼海的开放历史，并结合Gaina 制作的重力异常图件[4,5]，还原了塔斯曼海的形成演化过程。研究得出塔斯曼海是晚白垩世（约84Ma）开始开放，并于始新世（约52Ma）停止开放并达到现今的海洋规模，塔斯曼海的形成演化过程可以分为五个阶段：

图1 塔斯曼海洋壳年龄演化示意图

2.1 第一期陆内裂谷阶段

晚侏罗世- 早白垩世，由图1a 可知，冈瓦纳古陆东缘在90Ma 以前还未开始张开，此时的澳大利亚、南极洲和新西兰还是一个完整的大陆。但此时的岩石圈已经处于拉张状态，大陆内部广泛发育断陷盆地和走滑断层，火山活动也非常活跃，这一阶段形成的火山岩难以与基底进行区分。此时洋壳还未发育，塔斯曼海还未开始形成。

2.2 构造反转阶段

如图1b、1c 所示，在84Ma-83Ma 期间，澳大利亚大陆和西兰大陆之间开始发育裂谷，冈瓦纳古陆进入分裂阶段。这一阶段由于受东西方向上的挤压作用，发生了一期构造反演。此时主要发育逆断层和具有一定规模的褶皱，这也是豪勋爵海隆东部俯冲的最后一幕。这一阶段裂谷内充填大量的裂谷期沉积物。

2.3 第二期陆间裂谷阶段

如图1d 所示，在晚白垩世马斯特里赫特期，塔斯曼海的洋中脊还在持续增长，澳大利亚大陆与西兰大陆的裂谷继续向北扩张。这一阶段裂谷之间出现大洋地壳，塔斯曼海开始形成，澳大利亚板块和西兰板块开始分离，这也标志着冈瓦纳古陆东南部进入到最后一期分裂。这一阶段存在大量依附地形沉积填充物，沉积物的厚度大约在0-600 米，这一阶段的沉积物被视为潜在的石油烃源岩，是可行的勘探目标层。

2.4 热沉降阶段

如图1e 所示，塔斯曼海在马斯特里赫特期持续扩张，澳大利亚大陆与西兰大陆之间的洋壳宽度也越来越大，但其扩张速率相较于第二次裂谷阶段已经大大降低，这时澳大利亚与南极洲分离的趋势也越来越明显，之间的裂谷由西向东陆续张开。这一阶段主要以沉积作用为主，沉积厚度可达1500-1800 米，在一些相对较浅的海洋环境中有可能间断恢复非海洋环境，沉积部分海绿石粉砂岩。这一部分被认为具有良好的储层条件。