南海及邻区岩浆岩时空分布特征及机制

祝嵩，姚永坚，李学杰

1.广州海洋地质调查局，广州510760

2. 南方海洋科学与工程广东省实验室（广州），广州511458

南海的岩浆作用自始至终高度活跃，岩浆活动规模远远超出以前的想象[1-2]。长期以来，国内外学者主要从地球物理学角度对南海的形成演化做了大量研究工作，而通过岩石“探针”手段去揭示地幔深部过程，进而探讨南海形成演化的相关资料却比较缺乏。南海岩浆岩大多数根据布设在南海及邻区的地震剖面识别。以往专家总结了南海中生代和新生代岩浆活动的时空分布特征[3-5]，但他们的数据有限，近年来不断增加的岩石学数据，有助于我们进一步理解南海各个时代岩浆活动的特点。南海的研究应该扩展到南海周边区域的岩浆岩[6]，因此，对南海及邻区岩浆岩进行岩相学、年代学、地球化学研究，辨别其物质组成，反演各个时期岩浆演化历史，不仅可以了解地球深部的物质组成，而且还可以进一步了解深部的动力学过程。本文梳理了前人以及广州海洋地质调查局对南海及其邻区各个时期岩浆活动的研究成果，总结他们的认识，系统揭示南海及其邻区岩浆岩的发育时代、规模、组成以及构造特征，为今后的相关研究工作提供参考。

1 岩浆岩时空分布特征

根据地壳发展阶段及其产生的岩浆作用强度和类型的差异，结合岩石同位素年龄资料和国际地层委员会推荐年龄值（2017），南海及相邻陆区岩浆岩可分为前吕梁期（＞2 500 Ma）、吕梁期（2 500～1 800 Ma）、晋 宁 期（1 800～543 Ma）、加 里 东 期（543～410 Ma）、海西期（410～250 Ma）、印支期（250～205 Ma）、燕山期（205～65 Ma）、喜马拉雅期（65～0 Ma）8个时期。晋宁期及以前的侵入岩分布局限，位于研究区西北部的古老地块或缝合带附近，燕山期中晚期（中—晚侏罗世）中酸性侵入岩的侵位达到高峰。钻井揭示海区分布的侵入岩比陆区晚，始于加里东期，主要为海西期、印支期、燕山期、喜马拉雅期等4期。南海及邻区喷出岩自晋宁期开始发育，陆区喷出岩各个时期均有分布，海区喷出岩有燕山期和喜马拉雅期。

1.1 前吕梁期

前吕梁期南海及邻区侵入岩出露较少，在中南半岛东部三岐缝合带附近（图1），为太古宙花岗岩，包括黑云母花岗岩和紫苏花岗岩，黑云母花岗岩呈灰白色，花岗结构和块状构造，紫苏花岗岩是与高级变质作用有成因联系的前寒武纪含紫苏辉石的中酸性侵入岩或变质岩[7]。海南岛琼中也有新太古宙紫苏花岗岩[8]。

1.2 吕梁期

吕梁期古元古代南海及邻区岩浆岩分布于中南半岛昆嵩陆核中部（图1），多呈小型侵入体，岩性主要为苏长岩、紫苏花岗闪长岩、紫苏花岗岩，位于越南嘉莱省A Yun Pa区的巢锐奥地区和昆嵩省Kon Plong地区。另外，嘉莱省K Bang区的康纳杂岩露头上也有几处小的超镁铁质块体属于这一杂岩体[7]。

1.3 晋宁期

晋宁期南海及邻区侵入岩分布在广西、海南岛、中南半岛（图1）。中元古代超基性、基性侵入岩主要分布于广西九万大山和元宝山一带，是一套与基性火山喷发岩有成因联系的变橄榄岩、变辉石岩、变辉长辉绿岩等岩石组合，中性岩体分布在宝坛，为闪长岩或石英闪长岩，新元古代侵入岩有辉长辉绿岩、辉石岩、橄榄岩、闪长岩，分布于桂北的三门、龙胜、马海山3个复背斜轴部[9]。前寒武纪花岗质岩出露于海南岛西北部的戈枕地区，岩体呈北东-南西向的长椭圆状，受NE-SW向的戈枕断裂带控制，有二长花岗岩、花岗闪长岩、钾长花岗岩等，年龄约1 450 Ma[10]。中南半岛中元古代和新元古代岩浆活动分布于红河、马江、昆嵩等地区，岩浆系列一般由镁铁岩开始，以大中型酸性侵入体至小型碱性岩侵位结束，早期镁铁岩及英闪岩年龄为1 716～1 368 Ma，晚期高铝碱性花岗岩年龄为713～625 Ma[11]。

图1 南海及邻区加里东期之前岩浆岩分布图[7]Fig.1 Distribution of Pre-Caledonian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

晋宁期南海及邻区喷出岩分布在广西、广东、海南岛。广西北流、陆川一带中元古代喷出岩呈北东、北北东向条带状断续展布，呈透镜状、似层状产于云开岩群，以基性-超基性岩为主，分为洋脊型喷出岩及岛弧型喷出岩两种，其中洋中脊型变质基性火山岩为1 462±28 Ma大洋拉斑玄武岩（MORB型）[12]，龙胜和三门背斜轴部为细碧-角斑岩系[9]。广东新元古代增城凝灰岩、信宜的细碧-角斑岩系四周为断层所围限[13]，梅州972±8 Ma变质流纹岩形成于岛弧环境[14]。海南岛军营-邦溪-和盛发育一条近东西向变基性火山岩带，属超镁铁质-镁铁质岩石，其中科马提岩年龄为1 165 Ma[15]或1 687 Ma[16]。

1.4 加里东期

加里东期南海及邻区岩浆侵入活动强烈，侵入岩主要分布在中南半岛、广西、广东、南海西北部（图2）。早古生代越南岩浆规模小，有455～425 Ma奥菲奥岩组合，以高钠、贫钙、碱为特征，产于马江断裂带中，长山、昆嵩一带430 Ma闪长岩-花岗闪长岩-花岗岩呈岩株产出，属钙碱性[11]。加里东期大规模的酸性岩浆侵入广西，在桂北、桂东南形成较大的花岗岩岩基，桂西、桂东、桂中有花岗斑岩、花岗岩、花岗闪长岩、花岗闪长斑岩等岩株岩脉零星出露[9]。早奥陶世—晚志留世，广东中酸性侵入岩多呈岩基状或大型复式岩体，出露于吴川-四会断裂带、恩平-新丰断裂、瘦狗岭断裂周边，并沿北东方向展布，分布于阳江、高州等地，包括正长花岗岩、奥长花岗岩、二长花岗岩、花岗闪长岩等[17]。莺歌海盆地钻孔早志留世花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为432.7±1.6 Ma[18]。

图2 南海及邻区加里东期岩浆岩分布图[7]Fig.2 Distribution of Caledonian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent[7]

值得注意的是，张业明等[19]在海南保梅岭发现了加里东期花岗岩，时代为369～410 Ma。但如果按传统的加里东期（543～410 Ma）年龄界限，显然这不属于加里东期花岗岩，而属于海西期花岗岩。其后的地质学者，也很少接受海南岛存在加里东期花岗岩的观点。华南地区普遍发育晚奥陶世—早泥盆世花岗岩（主要形成于450～400 Ma），加里东期构造热事件（约460～420 Ma）强烈，但是这些在海南岛缺失，表明至少在晚奥陶世之前，海南岛并不是华南的组成部分。

加里东期南海及邻区喷出岩分布于广东、海南岛、广西。华南早古生代陆内造山带主要沿武夷-云开一带呈北东向展布，产出大规模同时代花岗岩，一度被认为不发育的火山岩在近年被陆续报道，广东早古生代火山岩形成于445～435 Ma[20]。震旦纪火山岩分布在广东信宜、罗定的变中基性火山岩、变安山岩、变中酸性凝灰岩、流纹岩，海南台农、尧文的基性火山岩，奥陶纪—志留纪火山岩分布在海南军营，志留纪火山岩分布在广东罗定、开平等地[17]。广西大明山和岑溪分布早奥陶世的角斑岩和早志留世的细碧角斑岩[9]，岑溪市糯垌镇发育志留纪基性喷出岩属洋中脊拉斑玄武岩，ICPMSU-Pb同位素年龄为443.7±2.9 Ma[21]。

1.5 海西期

海西期南海及邻区侵入岩主要分布在中南半岛、海南岛、广西、广东、南海西北部的北部湾盆地等（图3）。中南半岛的昆嵩-大叻，在古生代中期为闪长岩—花岗闪长岩，多为大岩基，钠高于钾，属钙碱系列，K-Ar年龄为443～360 Ma和336～246 Ma两组，高铝花岗岩主要由二长花岗岩和片麻状花岗岩组成，均为粗粒结构，富铝，年龄为310 Ma，在古生代晚期为云花岗岩、斜长花岗岩及白岗岩，富硅、铝和碱，年龄280～300 Ma[22]；越南北部I型花岗岩年龄为286～272 Ma，越南中部S型石榴子石花岗岩和斜方辉石花岗岩具弱片理化，其年龄为260～250 Ma[23]。海西期广西和广东岩浆活动重心移至桂东南-粤西岩浆分区，以中酸性岩浆活动为主，泥盆纪侵入岩位于桂东南-粤西岩浆分区，为黑云母二长花岗岩，石炭纪岩浆侵入活动基本发育于吴川-四会断裂带内，且伴有不同程度的韧性剪切变形，主要为二长花岗岩和二长花岗斑岩，均具强烈的糜棱岩化。海南岛分布海西期中酸性侵入岩（花岗闪长岩、二长花岗岩等），万宁基性侵入岩（辉长岩），琼北和琼中中性侵入岩（闪长岩），万宁岩带受控于九所-陵水断裂[17]；琼中S型石榴子石花岗岩、片麻状花岗岩年龄278～270 Ma，I型花岗闪长岩-二长花岗岩片麻状构造，其年龄为267±3 Ma，琼西北I型辉长岩-闪长岩-英云闪长岩-花岗闪长岩年龄299～282 Ma[23]。北部湾盆地WZ12-3-2井1 786.24 m、WZ12-3-3井1 536.4 m、WZ12-8-1井1 335 m和WZ12-8-2井1 352 m处，钻遇晚二叠世花岗岩[24]（表1）。北部湾盆地流沙凸起的WAN10井1 741～1 871.87 m处古生代的深红色粗晶花岗岩也可能属于海西期[25]（表1）。

图3 南海及邻区海西期岩浆岩分布图[7]Fig.3 Distribution of Hercynian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

海西期南海及邻区喷出岩主要分布在广西、广东、海南岛、台湾和中南半岛。海西期，广西和广东地壳处于相对稳定阶段，火山喷发活动趋于微弱，主要为间歇的火山喷发和溢出。广西的桂西、桂南、桂中等地分布泥盆纪、石炭纪、二叠纪火山岩，厚度小、层次多、熔岩常伴火山碎屑岩，属海底间歇性火山活动产物，与北西向的那坡断裂有关，随着时代变新，火山活动中心有由西向东或向北东方向迁移的趋势，熔岩有玄武岩类、粗面岩类和流纹岩；火山碎屑岩类有熔角砾岩、沉火山角砾岩、凝灰岩等[9]。广东恩平、开平、平远分布泥盆纪流纹岩、凝灰岩；连平分布石炭纪流纹岩、安山岩、凝灰岩；兴宁、河源、连平、广州分布二叠纪安山岩、凝灰岩[17]。海南岛屯昌县晨星农场发育石炭纪变安山质火山岩，年龄为345±4 Ma[26]；高度亏损NMORB型玄武岩年龄为328.1±2.6 Ma[27]；军营-邦溪地区晚二叠纪OIB型洋岛玄武岩指示了东古特提斯洋在海南岛的存在[28]；早石炭世，军营地区发育凝灰岩，琼中地区发育流纹岩[17]。海西期台湾以基性岩浆喷发为主，大南澳群中的变质火山岩有绿片岩和角闪岩，其原岩为基性熔岩或火山碎屑岩，属大洋拉斑玄武岩，年龄为283.7 Ma和289 Ma[29-31]。泰国清迈火山岩带的石炭纪—二叠纪火山岩含安山岩、辉石岩和凝灰岩，标志着晚古生代俯冲作用的火山弧残余[32]。

1.6 印支期

印支期南海及邻区岩浆岩主要分布在中南半岛、海南岛、广西、广东、南海西北部（图4）。

图4 南海及邻区印支期岩浆岩分布图[7]Fig.4 Distribution of Indosinain magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

印支期，印支地块与扬子地块、华夏地块发生碰撞造山作用过程称为印支运动，导致印支期岩浆岩较广泛分布于中南半岛，主要分布在长山山脉和昆嵩-大叻一带以及沿海陆架区，由岩基和岩株产出的花岗岩和花岗闪长岩组成[22]，越南北部I型闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩年龄为240.4±2.8 Ma[23]。广西印支期以花岗质侵入岩产出，规模较小，活动重心西移至桂中南岩浆分区六万大山-十万大山一带，仍以中酸性侵入为主，早三叠世岩浆侵入发生于六万大山-大容山隆起区，分布于六万大山、大容山、大隆一带，为二长花岗岩类；中三叠世岩浆活动沿灵山-藤县断裂带分布于防城、钦北、北流一线[9]。广东超基性、基性、中性、中酸性侵入岩零星分布于吴川-四会断裂和信宜-廉江断裂两侧，并受这些断裂控制，多呈小的岩株、岩墙及岩脉分布[17]。海南岛海西期—印支期花岗岩是一个较完整的演化系列，主要是花岗闪长岩和二长花岗岩，年龄为320～220 Ma[33]；海南岛北部与中部沿昌江-琼海断裂碰撞拼合于三叠纪，引发大规模的岩浆活动，形成了一系列琼中和儋县花岗岩体，如琼中岩体为237 Ma；三叠纪中基性岩分布于万宁辉长岩和辉绿岩脉、分界洲正长岩，为碱性岩浆岩[34-35]。南海西北部的北部湾盆地涠西南坳陷的WZ12-3-1钻井1 420～1 490 m处 三 叠 纪 花 岗 岩 年 龄 为237.8～243.3 Ma；莺歌海盆地的LT35-1-1（Y8）井1 715 m处花岗岩年龄为224±2 Ma；琼东南盆地YC13-1-1井3 822.19 m处花岗岩年龄为194～226 Ma[36-37]（表1）。

表1 南海侵入岩的钻孔和拖网数据Table 1 Intrusive rocks collected by borehole and trawling in the South China Sea

印支期南海及邻区喷出岩分布在广西、广东和中南半岛。该期是广西火山活动的全盛期，火山岩遍及桂西和桂南，桂中、桂东有零星分布，早、中三叠世强烈而频繁的海底火山喷发，形成一套基、中酸性火山岩，晚三叠世为海相酸性火山喷发[9]。广东印支期火山活动微弱，仅见于连县早三叠世凝灰岩[17]。老挝南部三叠纪双峰式火山岩由基性玄武岩和酸性流纹岩组成，基性火山岩起源于亏损的软流圈地幔，受陆壳物质混染作用形成，酸性火山岩来源于壳源岩石的部分熔融，流纹岩U-Pb年龄为229±2 Ma[50]。

续表1

续表1

续表1

续表1

1.7 燕山期

南海及邻区燕山期岩浆活动强烈，以中、酸性花岗岩为主，连片且广泛分布，与太平洋板块向欧亚大陆之下的斜向俯冲有关。燕山期岩浆岩普遍存在陆壳组分参与，成分多属酸性、中酸性。根据地层发育、岩浆活动和构造特征，可分为燕山早期（早侏罗世为燕山一期、中侏罗世为二期、晚侏罗世为三期）和燕山晚期（早白垩世为四期，晚白垩世为五期）（图5）。

图5 南海及邻区燕山期岩浆岩分布图[7]Fig.5 Distribution of Yanshannian magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[7]

1.7.1 侵入岩

燕山期南海及邻区侵入岩主要分布在广西、广东、海南岛、台湾、中南半岛、加里曼丹、菲律宾、南海北部、中西沙台地、南海南部。

广西燕山期超基性、基性岩体出露很少，除浦北县的香山岩体呈单独岩体出现外（由辉石岩和辉长岩组成），其余的超基性、基性侵入岩多数与中酸性岩石一起形成杂岩体，另外邕宁县也有少量晚侏罗世辉绿岩呈脉状侵入于上白垩统，而中、酸性侵入岩出露广，出露面积4 566 km2，有黑云母花岗岩、闪长岩、石英二长岩、角闪石岩、正长岩、辉绿玢岩、花岗斑岩等，主要呈岩株产出，多数呈北西-南东向展布，受博白-岑溪断裂、南丹-都安等断裂控制。此外，煌斑岩有都安、天河和沙子等岩带[9]。

广东侵入岩燕山一期分布在粤北，主要为黑云母花岗岩，钙碱性系列，年龄为161～196 Ma，河源的花岗岩年龄为200 Ma[51]；燕山二期分布在粤西、粤中和粤东北，主要为钙碱性系列的中酸性二长花岗岩，少量中基性至超基性杂岩，年龄为141～163 Ma；燕山三期遍及全省，主要为黑云母花岗岩，年龄为135～145 Ma；燕山四期分布在粤东、粤西等地，主要为二长花岗岩和黑云母花岗岩，年龄为89～137 Ma；燕山五期零星分布于全省，主要为花岗斑岩、石英斑岩等，年龄为66～97 Ma[17,52]。

海南岛燕山期花岗岩分布在屯昌、邦溪等地，多期次，主要是I型花岗闪长岩-二长花岗岩-碱长花岗岩，年龄为111～87 Ma[23,53]，基性岩墙群分布在琼海、昌江、三亚，为辉绿岩，碱性系列，年龄约101、93 Ma[34]。

台湾燕山期侵入岩分布于东部，出露面积约224 km2，为片麻状花岗闪长岩-辉长岩，年龄为97～77 Ma，属I型花岗岩，块状石英闪长岩年龄为82±1 Ma[54-55]，大仑花岗岩年龄为191±10 Ma[56]。

中南半岛侏罗纪—早白垩世，越南Song Da带岩浆岩侵入作用以花岗岩为主[37]。秀丽、大叻大型裂谷断陷中有成群的辉长橄榄岩、辉长岩、苏长岩、辉长辉绿岩、闪长岩及花岗斑岩组成的岩株、岩墙侵位，侵入体年龄为130～178 Ma[43]。晚白垩世—古近纪，越南岩浆岩分布范围广，主要集中在东南部富安、多乐、林同、宁顺、平顺等省，北部仅零星分布，以二云母花岗岩为主，还有I型闪长岩-花岗闪长岩-二长花岗岩，呈中、小型岩基、岩株产出，年龄多为98～85 Ma[11,23]。

加里曼丹岛西南部出露众多的燕山期岩基，其中施瓦纳山岩基东西长超过500 km，南北宽200 km，主要为中酸性岩浆的花岗闪长岩和英闪岩，年龄为（130.2±2.8）～（77.4±1.7）Ma[4]，闪长 斑 岩 年龄为82.1±1.7 Ma和78.7±2.3 Ma[57]，属I型钙碱系列[58]，与俯冲活动相关。

菲律宾北巴拉望岛燕山期主要以石英二长岩为代表，为晚三叠世—早侏罗世[59]。菲律宾前古近纪花岗岩类零星分布在北巴拉望岛和北棉兰老岛，多沿前侏罗纪大陆基底边缘产出，岩体规模较小，以闪长岩为主[60]，晚白垩世Cebu地区辉长岩年龄为108 Ma[61]。

南海北部湾东部海域推测存在近20个呈北东、北东东向（个别为北西向）带状排列的隐伏花岗岩体，其数量由东北至西南呈逐渐减少的趋势，它们明显受到北东东向断裂的控制（图5）。根据磁异常特征，推测这些岩体仍属于印支期—燕山期花岗岩。

珠江口盆地分布燕山期中酸性岩浆岩，年龄为70.5～153 Ma，侵入时间从西北向东南具有逐渐变晚和侵入作用逐渐加强的趋势，以晚期为主，分布较广，规模不大，侵入岩以浅成多见，主要成因有陆壳改造型（相当于S型）和过渡重熔型（相当于I型）两种，具有火山弧、板内与同构造碰撞带花岗岩的特征，属于大陆边缘活动带中期和晚期的产物，受太平洋板块向欧亚板块俯冲的影响。且此期岩浆岩主要沿基底断裂侵入或喷发，受基底断裂控制，其生长方向与断裂走向紧密相关。珠江口盆地东部的潮汕凹陷北坡LF35-1-1井附近的侵入体主要呈小规模的岩株和岩墙侵入，在地震剖面上，该时期形成的岩浆岩一般位于新生代沉积基底之下，表现为规模巨大丘状隆起，岩体两侧地层略牵引，地震反射特征为基底顶面有强反射，以下为无反射或杂乱反射（图6），LF35-1-1井在1 423～1 500 m处主要为花岗岩及花岗闪长岩，部分为闪长岩，正长岩极少，花岗岩40Ar/39Ar年龄102 Ma[40]，但杨树春等[62]认为该井2 412 m之下为火成岩侵入体，年龄103 Ma，该侵入体为一沿逆掩断裂形成的岩墙。西江凹陷ZHU1井 在1846～1847 m处粗粒花岗岩年龄73～76 Ma[39]。东沙隆起HZ33-1-1井在2 610～2 683.3 m处花岗岩年龄86.2～93.2 Ma[7,24]。珠一凹陷L2-1A井2 480～2 483.5 m处 二 云 母 花 岗 岩 年 龄 为100.38±1.46 Ma（K-Ar）和94.83±1.89 Ma（Rb-Sr）；番禺低隆起PY27-1-1井3 607～3 609 m处 石 英 二 长 岩K-Ar年 龄118.9±2.1 Ma；PY21-3-1井4 019.5～4 068 m处碎裂黑云母花岗岩年龄为89.83±1.32 Ma[38]，ZHU2井2 270.2 m处粗粒黑云母花岗岩年龄为70.6 Ma[24]，2 372 m处粗粒黑云母花岗岩为70.5 Ma[7]。珠一凹陷ZHU3井3 150.3 m处 花 岗 闪 长 斑 岩 年 龄69～70.5 Ma；珠 三 凹 陷WC2-1-1井3 594～3 641.3 m处为黑云母闪长岩，3 572 m处黑云母闪长岩年龄为118 Ma[24]（表1）。神狐暗沙隆起的KP9-1-1钻井1 662～1 774 m处碎裂花岗岩Rb-Sr等时线年龄为153±6 Ma[39,41]。琼东南盆地YING9井2 850 m处花岗岩年龄106.9 Ma；YING 9井2 850 m处花岗岩年龄156～185 Ma[24,36]（表1）。莺歌海盆地莺东斜坡YINGQ2（Y7）井689.4 m处黑云母花岗岩年龄90.41～95.51 Ma[24,37]（表1）。

图6 珠江口盆地燕山期岩墙状岩体（STM 260测线）Fig.6 Yanshannian dykes in the Pearl River Mouth Basin（STM 260 line）

西沙群岛宣德环礁的石岛上西科1井（XK1）1 261.5 m处XK1-2样品为浅灰色花岗岩，矿物晶体粗大，具典型的花岗结构，分布层段为1 260.52～1 262.72 m，锆石U-Pb年龄107.8±3.6 Ma[42]；永兴岛西永1井在井深1 251 m处变质岩基底后期贯入的花 岗 岩 年 龄 为68.9 Ma（表1）；XK1井1 262.8～1 268.02 m层段为肉红色—灰白色碱长花岗岩和二长花岗岩，为Ⅰ型花岗岩，其岩浆源在一定程度上受到了幔源组分的影响，锆石U-Pb年龄为144～158 Ma[63]。中沙海台和北部陆坡SO49-16和SO49-36采样点采获闪长岩和辉长岩，时代为140～150 Ma[41]。中沙浅滩东北端礁基上获得的花岗质岩石单矿物云母K-Ar年龄为126.63±2.02 Ma，斜长石K-Ar年龄为119.32±1.91 Ma[64]。

西南海盆东南部洋陆过渡带1yDG测站的酸性二长花岗岩年龄为153.6±0.3 Ma，2yDG测站的中性斜长花岗岩LA-ICPMS锆石U-Pb年龄为159.1±1.6 Ma和157.8±1.0 Ma[49]（表1）。1yDG测站的细粒黑云母花岗岩Ar-Ar年龄为109.7 Ma，K-Ar年龄为114.2 Ma（表1），离子探针锆石年龄为120 Ma[48]，锆石年龄为127.2±0.2 Ma[49]。1yDG测站和2yDG测站的花岗岩为Ⅰ型花岗岩[65]，与同期的西沙地块花岗岩相同，可能属于华南中生代花岗岩带的组成部分，为晚侏罗世构造-岩浆热事件的产物。

淡美然岛和亚南巴斯群岛花岗岩年龄分别为84和85 Ma[4,22]。纳 土纳岛的拉 奈 花 岗 岩年龄为73±2 Ma[43]。西纳土纳盆地Ga-bus-6井在1 301.5 m处云母角闪石英二长岩K-Ar年龄为110 Ma[22]。南沙仁爱礁西侧（SO23-23及SO27-24站）分布燕山早期蚀变闪长岩及蚀变橄榄辉长岩[45]。

湄公盆地WT-91井3 540.8 m处黑云母花岗闪长岩年龄为149±5 Ma；WT-810井3 411.8 m处角闪石黑云母花岗闪长岩年龄为135±4 Ma；WT-402井3 594.1 m处黑云母花岗岩年龄为108±4 Ma；WT-67井3 552.3 m处黑云 母花岗岩年龄 为108±3 Ma；TD-1（Tamdao-1）井3 391.5 m处浅色斑状石英闪长岩年龄为97±3 Ma；DG-9（Dragon-9）井2 597.0 m处黑云母花岗岩年龄为178±5 Ma；DG-3（Dragon-3）井3 548.3 m处黑云母微斜长石花岗岩年龄为159±5 Ma；两兄弟群岛花岗岩年龄为70±3 Ma[43]。

万安盆地AT-1X井1 768 m处黑云花岗闪长岩年龄为80±2.4 Ma；DaiHung2（DH-2）井3 685 m处花岗岩为前白垩纪；AS-1X井1 728 m处黑云母角闪石花岗闪长岩年龄为129±7 Ma；Dua-1x井4 013 m处为白垩纪花岗岩[43]（表1）。BB-2井2 805.7 m处和BB-3井3 533.1 m处花岗闪长岩和浅色石英闪长岩年龄分别为109±5和105±5 Ma[45]（表1）。

曾母盆地（加里曼丹岛西北角）花岗岩年龄75±5和75.6±4 Ma，曾母盆地AP-1X井4 199 m处花岗闪长岩年龄为79.3±4.7 Ma[24,43]（表1）。

1.7.2 喷出岩

燕山期南海及邻区喷出岩分布于广西、广东、海南岛、台湾、中南半岛、菲律宾、南海北部和西南部海域。燕山期广西晚白垩世火山岩分布较广，大部分集中在桂东南及桂南一带红色盆地内，以酸性熔岩和火山碎屑岩为主，部分为中性、中酸性火山岩，普遍受区域性断裂构造控制，组成博白-岑溪、灵山-藤县等中生代火山构造喷发带[9]，博白玄武质安山岩K-Ar年龄为99.8±2.4 Ma[66]。燕山期为广东火山活动最强盛时期，早期为海相中基性火山活动，晚期为陆相中酸性火山活动，受断裂控制，呈北东向带状分布，组成吴川-四会、恩平-新丰、河源、莲花山、潮安等主要的中生代火山构造喷发带，以中酸性为主，包括熔岩类、火山碎屑熔岩类、火山碎屑岩类、沉火山碎屑岩类和火山碎屑沉积岩类以及次火山岩类，主要发育在粤东地区，首先发源于河源喷发带，尔后向西波及、向东增强，即由西北向东南，由老到新逐渐迁移的规律。火山活动与同期岩浆侵入活动形影不离，与同熔型花岗岩类为同源关系，与重熔型花岗岩类为空间上的叠加关系，火山岩带与花岗岩带相间分布，火山岩主要位于断陷带内，花岗岩主要位于断隆带上[17]。海南岛南部分布大量白垩纪流纹岩、玄武岩、安山岩[67]。台湾岛燕山期变质火山岩主要分布在中央山脉东翼，为大南澳岩群中的变质火山岩，原岩为基性熔岩或火山碎屑岩，锆石年龄为93～103 Ma[31]。太鲁阁带北部苏花高速公路旁的变质安山岩，化学成分类似于现代大洋岛弧型中钾钙碱性安山岩，锆石U-Pb年龄为85±2 Ma[55]，澎湖地区的花屿安山岩年龄为65～69 Ma[68]。越南Song Da带的秀丽盆地发育侏罗纪—早白垩世的玄武岩、粗面岩、安山岩夹陆源碎屑砂岩和火山碎屑岩[37]；芽庄安山岩K-Ar年龄为（85.11±1.04）～（87.61±1.11）Ma[7]；大叻安山岩、英安岩和流纹岩及凝灰岩组成厚达2 000 m以上的晚侏罗世—白垩纪敦兹永（Donzyyong）火山岩[43]。菲律宾Cebu地区玄武安山质火山碎屑岩年龄为116.5～119.7 Ma[61]。

南海珠江口盆地、莺歌海盆地、琼东南盆地、西北巴拉望盆地、西纳土纳盆地分布燕山晚期基性至酸性喷出岩（表2）。珠江口盆地东部潮汕凹陷北坡LF35-1-1钻井中微体古生物、岩石组合及沉积特征，反映了该区经历了中侏罗世—晚白垩世海相和陆相沉积旋回中伴随基性和酸性火山喷发，在461～1 423 m处玄武岩（细碧岩）具典型粗玄结构、交织结构，气孔-杏仁构造，该井安山岩具斑状结构，玻晶交织结构，玻基斑状结构等，气孔-杏仁构造发育在461～720 m处和940～1 423 m处，流纹岩具斑状结构，岩石由酸性火山玻璃及火山尘组成，含石英、长石斑晶，常具熔蚀结构；在720～940 m处火山碎屑岩常见熔蚀结构[40]。珠三凹陷YJ26-1-1井1 700～1 702 m处 流 纹 斑 岩 年 龄 为89.2±1.58 Ma[39]。神 狐隆起BD6-1-1井2 133 m处火山集块岩为87 Ma[24]。莺 歌 海 盆 地YING6井2 222.4 m处 安 山 岩 年 龄 为68.24 Ma；YC14-1-1井3 158 m处 英 安 流 纹 岩 年 龄为82.8±1.7 Ma[24]。Y5井凝灰质砂岩年龄为早白垩世97.21 Ma[37]。琼东南盆地LS2-1-1井2 769 m处安山玢岩年龄为93.92 Ma[24]。西北巴拉望盆地Cadlao-1井3 191.2 m处为晚侏罗世火山凝灰岩[46]。南沙仁爱礁西侧（美济礁东部，SO23-23及SO27-24站）拖网获得燕山早期流纹质凝灰岩[47]，仙娥礁以南SO27-70拖网块状流纹岩基质属高钾钙碱性序列[4]。西纳土纳盆地Terubuk-1井在2 563.6 m处安山质变质熔岩，年龄为169±7 Ma；Af-1x井在3 048～3 094.9 m处为深灰、绿灰色安山质喷出岩，K-Ar年龄为92.4 Ma[22]。

表2 南海喷出岩的钻孔和拖网数据Table 2 Extrusive rocks collected by borehole and trawling in the South China Sea

1.8 喜马拉雅期

南海及其邻区喜山期的岩浆岩分布广泛，在南海海区、华南大陆、中南半岛及台湾-吕宋岛弧、婆罗洲等地区均有出露（图7）。根据南海钻井、拖网和IODP钻探、地震剖面岩体与围岩地层的接触关系，结合重磁异常解释和陆缘岩浆岩分布特征和活动时间，按南海海盆扩张阶段，将喜马拉雅期岩浆活动分为3期次：扩张前（＞32 Ma）、扩张期（32～16 Ma）和扩张期后（＜16 Ma），南海扩张期后的岩浆作用最强烈。侵入岩零星分布于中南半岛、广东、广西、菲律宾、加里曼丹以及南海北部等地区，扩张前侵入岩主要分布在华南沿海、中南半岛、菲律宾，扩张期后侵入岩主要分布在菲律宾、加里曼丹岛。华南大陆地区喷出岩一般为多期次间歇性的喷发活动，从喜马拉雅早期的含中酸性向喜马拉雅后期的基性岩为主转变；在空间上具有从周缘陆地往南海迁移的趋势，南海海区岩浆活动呈现由隆起区向四周减弱之趋势。

图7 南海及邻区喜马拉雅期岩浆岩分布图[89]Fig.7 Distribution map of Himalayan magmatic rocks in the South China Sea and its adjacent areas[89]

1.8.1 南海扩张前

南海扩张前的侵入岩分布在广西、广东、台湾、中南半岛、菲律宾、加里曼丹和南海北缘，岩浆侵入活动微弱。广西仅有少量超基性岩分布于南丹-都安断裂和凭祥-大黎断裂，以岩筒产出，主要为苦橄玢岩（K-Ar年龄37～47 Ma）、玻基橄辉岩（KAr年龄33～35 Ma），其次为辉绿岩、粒玄岩[9]。在粤东沿海地区较明显，以辉长岩为主，个别可见超基性岩及中性岩[52]，有莲花山岩带和惠来-汕头-饶平岩带，分别受控于莲花山断裂带和南澳断裂带[17]。台湾古近纪有辉绿岩、角闪闪长岩和石英闪长 岩[30,55]。中南 半岛越南Song Da晚白垩世—古新世岩浆侵入作用零星分布，以二云母花岗岩、浅色花岗岩为主[37]。菲律宾古近纪花岗岩类主要分布在吕宋岛东、西部沿海地区，西部花岗岩类受前中新世向西倾斜的逆冲断裂构造控制，发育辉石石英闪长岩、角闪石英闪长岩、奥长花岗岩，东部花岗岩类年龄为36～49 Ma，大部分侵入于受向西倾斜的逆冲断裂构造控制的火山岩带中，有石英闪长岩、二长岩、花岗闪长岩，其中达沃岩体为60 Ma，古马拉斯群岛的闪长岩年龄为59 Ma，宿务岛花岗闪长岩年龄为59.7 Ma[60]。加里曼丹岛的沙巴地区中新世之后形成的中酸性岩分布在达富尔湾和基纳巴鲁山，基纳巴鲁山为黑云母花岗岩和角闪石花岗岩，斑状闪长岩侵入到超基性岩中。

南海北部湾盆地乌石16-1-1钻井流沙港组二段2 695.5～2 738 m、乌石16-1-2井流沙港二段2 911～2 936 m处古近纪基性辉长岩[7]，福山凹陷古近系流沙港组二段泥岩发育大面积巨厚辉长岩类似板内拉斑玄武岩，呈现板内碱性玄武岩特征，年龄为37±1 Ma和32±1 Ma[80]，福山凹陷有浅成侵入的辉绿岩（45 Ma）[81]。珠江口盆地的侵入岩在地震剖面中展示连续、强振幅反射（图8），它与其顶、底板围岩大多平行，接触面较平坦，向边部渐渐变薄，以至尖灭；其两侧或附近均有断裂存在，断裂为岩脉的形成提供岩浆通道，岩浆经断裂向上，侵入到比较薄弱的沉积岩层中形成。珠江口盆地的珠三凹陷YJ23-1-1井1865～1 874.5 m处 花 岗 闪 长 岩 年 龄为47～55 Ma，番禺凸起PY24-1-1井4 414.3 m处石英闪长岩年龄为31.4±1.6 Ma，4 417 m处绿帘斜长角闪岩 年 龄 为45.3±2.2 Ma，4 391 m处 闪 长 岩 年 龄为42.5±2.1 Ma[7,24]（表1）。台湾海峡盆地九龙江凹陷辉绿岩出现于PA井中始新统和PC井上始新统[82]。

图8 珠江口盆地珠三坳陷岩浆侵入体地震反射特征（gzfm6_flt测线）Fig.8 Seismic reflection characteristics of magmatic intrusions in the Zhusan depression of the Pearl River Mouth Basin （gzfm6_flt line）

续表2

续表2

续表2

南海扩张前喷出岩分布在广东、海南岛、台湾、加里曼丹、南海北部、中央海盆、南海南部。广东三水、连平、河源等裂谷盆地以及粤东沿海断裂带中分布南海扩张前喷出岩，有喷溢相、爆发相、喷发沉积相、火山通道相、潜火山相等，以偏碱性为主，含熔岩类、火山碎屑岩类和次喷出岩类，主要为玄武岩，其次为安山岩、英安岩、粗面岩、流纹岩和凝灰岩，三水盆地喷出岩古近纪厚度超过1 000 m[17,83]，呈 现 玄 武岩-长 英 质 双峰 式 火 山岩 系，岩浆形成与岩石圈拉张环境中双层对流岩浆房有关[84]。粤东沿海断裂型火山岩分布在汕头-揭阳一带，沿北东向和北西向构造带的复合部位，出露橄榄玄武岩岩筒和玄武质角砾岩岩筒[17]，普宁麒麟火山岩筒Ar-Ar年龄为35±0.4 Ma，发育大量幔源包体，其与OIB型洋岛玄武岩相同或相似，均为地幔来源[85]，三水盆地拉斑和碱性玄武岩、安山岩，流纹岩、粗面岩等K-Ar年龄为63.9～38.5 Ma[86-87]。雷琼盆地在始新世的流沙港组和渐新世的涠洲组夹有多层玄武岩，琼北福7井深2 140 m处石英拉斑玄武岩K-Ar年 龄为34.78±3.16 Ma[86,88]。台湾 岛 新生代早期岩浆作用以火山喷发活动为主，一般为中心式喷发类型，主要为安山岩质熔岩和碎屑岩，澎湖列

岛的花屿岛安山质熔岩锆石裂变径迹年龄为65±3 Ma，流纹岩岩脉锆石裂变径迹年龄为61±2 Ma，石英斑岩K-Ar年龄为55 Ma，平林晶屑凝灰岩锆石U-Pb年龄为38.8±1 Ma，台湾西部新竹坳陷及北港澎湖隆起附近钻井所见古新统王功组的火山碎屑沉积岩、凝灰岩、集块岩和玄武岩，它们的K-Ar年龄为53.5～62.5 Ma，北港PC-1井、PK-2井火山碎屑岩和玄武岩K-Ar年龄为44.1 Ma[55,86]。加里曼丹 喷出岩K-Ar年龄为51.3、50、49.9、48.6、40.9、34.1 Ma，加里曼丹新生代的岩浆作用以钙碱性为主，大多数和俯冲作用有关[90]。

珠江口盆地古新统有较厚的流纹岩、英安质火山碎屑岩和部分安山岩，HZ27-1-1井3 052～3 054 m处 安 山 岩 年 龄 为57.1±2.5 Ma，YJ21-1-1井1 648～1 656 m流 纹 质 岩 屑 晶 屑 熔 岩 年 龄 为51.6±8.3 Ma；始新世珠江口盆地主要为英安质火山碎屑岩、玄武安山岩、玄武岩、英安玢岩等，年龄为37.7～49.3 Ma，分别见于HZ21-1-1、HZ33-1-1、LF15-1-1、LF21-1-1、PY16-1-1等 钻 井 中[86]（表2），L1-1-1井3 454 m处流纹质凝灰岩年龄为32.0±1.4 Ma和33.6±0.7 Ma，L4-1-1井1 779.6 m处英安质凝灰岩年龄为43.2±0.7 Ma，L21-1-1井2 446.0 m处流纹质凝灰岩年龄为49.33 Ma[71]。惠州凹陷HZ21-1-1井4 480～4 696 m处英安斑岩K-Ar年龄为37.7～41.1 Ma[38]。南海中央海盆宪北海山拉斑玄武岩K-Ar年龄为38.78±1.25 Ma[86]。台湾海峡盆地九龙江凹陷PB井2 022～2 015 m处安山岩K-Ar年龄为38 Ma[82]。德国太阳号调查船23航次在南沙危险滩上23KD取样点采集到渐新世—中新世碳酸盐之下的火山岩和辉长岩[46]，表明该处古新世—始新世可能存在岩浆活动。曾母盆地AY-1X井2 811 m处火山集块岩年龄为54.6±2.7 Ma[43]（表1）。

1.8.2 南海扩张期

南海扩张期岩浆活动在南海周边分布较少，零星分布于广东、海南岛、台湾、中南半岛和加里曼丹，海区主要分布在珠江口盆地、台湾海峡和南海中央海盆，主要是喷出岩。粤东的韭菜地和普寨等地碱性玄武岩年龄为20.2±0.1 Ma和20.8±0.1 Ma[85]。雷琼盆地这期喷发形成了下洋期玄武岩，呈夹层状产于下中新统下洋组中[86]。海南岛文昌有玻基辉橄岩、橄榄玄武岩（K-Ar年龄27.481 5±0.786 4 Ma）、粗玄岩、基性火山凝灰岩，儋县橄榄粒玄岩K-Ar年龄为28.434 8±0.878 1 Ma[91]。台湾西部新竹凹陷早中新世火山喷发，形成拉斑玄武岩、碱性玄武岩和玄武质凝灰岩[86]，Kungkuan地区的碱性玄武岩年龄为20～23 Ma[92]，东部奇美蚀变安山岩或玢岩年龄为22.8±3.5 Ma，海岸山脉集块岩年龄为29.7±4.46 Ma，兰屿喷出岩年龄为25.1±3.89 Ma[30]。泰国中部玄武岩年龄为24.1±1.0、18.1±0.7 Ma，流纹岩年龄23.7±0.3、20.2±0.4、18.8±0.2 Ma，安 山 岩 年 龄 为22.2±0.4 Ma[93-94]。晚渐新世—中中新世加里曼丹中部英安岩、花岗闪长岩、安山岩、闪长岩、玄武岩和粒玄岩为I型，其年龄为30～15 Ma，东部亚碱性二长花岗岩、白岗岩年龄为26～17.5 Ma[4]。

南海东部次海盆主要为橄榄玄武岩，为亏损型洋中脊玄武岩（N-MORB），其U1431井年龄为15.6 Ma，西南次海盆主要为斜斑玄武岩，为富集型洋中脊玄武岩（E-MORB），其U1433井为16.3 Ma，U1434井为17.3 Ma[6,95]。海盆北部玳瑁海山玄武质角砾岩年龄为16.6±0.8 Ma[96]，浅钻获得玳瑁海山4个不同标高玄武岩年龄为20～26 Ma，从山腰向上年龄逐渐变年轻，表明玳瑁海山是在海底扩张过程中多次喷发形成的，为洋岛型（OIB）碱性玄武岩[76]。宪北海山碱性玄武岩普遍低硅高碱，玄武岩斑晶为橄 榄 石 和 辉 石，K-Ar年 龄 为15.26±0.26和22.9±0.42 Ma[75,97]。西北次海盆双峰海山的样品SO9-1和SO9-2粗面岩年龄分别为23.29±0.22 Ma和23.8±0.18 Ma[57]（表2）。北部陆坡区的尖峰海山拖网流纹英安岩（ZF-1）和粗面安山质浮岩（ZFF-1，ZFF-2），KAr年龄为18.61±4.88 Ma[75]（表2）。因此，从南海洋中脊大洋拉斑玄武岩、洋岛碱性玄武岩以及靠近北部陆坡的中酸性火山岩，对应南海扩张过程中岩浆的来源不同，陆壳混染程度增加。南海扩张期岩浆岩以南海海盆大洋拉斑玄武岩（MORB）为主，伴随着洋岛型碱性玄武岩（OIB）和中酸性的岩浆岩，表明岩浆来源不同。

珠江口盆地岩浆活动由北向南呈减弱趋势[3,70]。番 禺 凸 起XJ33-2-1A井4 868.5～4 887 m处 玄 武 岩年龄为24.3±1.3 Ma[3]（表2）。珠一凹陷LH11-1-2井钠质粗面岩（有称玄武岩）年龄27.17±0.55 Ma[3,70]；白云凹陷BY7-1-1井于下中新统珠江组中见9层碱性玄武岩和玄武质凝灰熔岩，2 429 和2 432 m处玄武岩的K-Ar年龄分别为17.1±2.5 Ma和20.2±3.0 Ma[86]，该井早中新世熔岩和玄武岩厚达431 m，是珠江口盆地目前发现最厚的海底扩张期喷出岩[70]。台湾西南海域浦元海山附近拖网的碱性玄武岩样品SCS-1和SCS-2-3，40Ar/39Ar年龄分别为早中新世21±0.2 Ma和22.1±0.2 Ma[73]。西 沙 隆起的琛 航 岛 琛科1井和琛科2井火山碎屑岩为板内碱性玄武岩，喷发时间为35.5～19.6 Ma[98]。南海东南部海域晚渐新世岩浆活动较活跃，发育玄武岩、安山岩和流纹岩的大规模中基性火山。西北巴拉望陆架1口井K-Ar测年为22 Ma的流纹岩[59]。乌鲁根走滑断裂带北部是火山岩的一个发育区，以火山岩脉、玄武岩熔岩流及广泛的岩浆侵入作用为特征，火山活动时期为渐新世—中中新世[46]。其东北端含石英较多，为玄武安山岩或英安岩，化学成分也以钙碱性为主，K-Ar年龄值变大，SO49-59的长石K-Ar年龄为22～26 Ma，SO49-55的全岩或长石K-Ar年龄为11～20 Ma[47]。

1.8.3 南海扩张期后

南海扩张期后侵入岩分布于菲律宾、加里曼丹。菲律宾新近纪花岗岩类主要在吕宋岛与棉兰老岛，主要受断裂控制，以花岗闪长岩与花岗岩为主[60]。北巴拉望花岗岩体主要分布于Capoas半岛上，为I型黑云母花岗岩，锆石年龄为15 Ma，207Pb/235U平均年龄13.4 Ma[70]。加里曼丹的基纳巴卢的石英二长斑岩、石英闪长斑岩及微晶闪长岩年龄10～12 Ma[4]。

南海扩张期后喷出岩分布于广西、广东、海南岛、台湾岛、中南半岛、菲律宾、加里曼丹、南海北部、西沙台地、中央海盆、南海南部。广西喜马拉雅期为基性火山喷发岩，分布于合浦县新圩和涠洲岛、斜阳岛等地，受新生代雷琼坳陷控制，主要为橄榄玄武岩、玄武质凝灰岩[9]，碧玄岩为玻基斑状结构[99]。中新世和第四纪火山岩分布于广东雷州半岛[17,91]。海 南 岛 玄武岩 年 龄 为0.098～12.89 Ma[73]，既有小型的中心式喷发，又有大规模的面状溢出，主要为石英拉斑玄武岩、橄榄拉斑玄武岩、橄榄玄武岩、碱性橄榄玄武岩和碧玄岩等。雷琼地区以气孔玄武岩为主，局部有玻基辉橄岩[22]。越南玄武岩厚达几百米，面积约23 000 km2[100]，主要为层间的斑状结构，含有辉绿岩，16～10.5 Ma岩性主要为石英拉斑玄武岩；8～5 Ma岩性由石英拉斑玄武岩逐渐过渡到橄榄拉斑玄武岩；上新世—第四纪以碱性—强碱性玄武岩为主[101]。台湾岛东部的海岸山脉、兰屿和绿岛，为16～0.02 Ma角闪石安山岩、辉石安山岩、玄武岩、凝灰质砂岩，台湾西部宝来有玄武岩质火山岩，澎湖列岛的11.2～16.2 Ma碱性玄武岩和拉斑玄武岩以及火山碎屑岩，8.2 Ma玄武岩，晚中新世新竹基性岩浆喷发；更新世台湾北部中性岩浆喷发形成大屯、基隆和澎佳屿火山群[86,102]。菲律宾火山活动始于新近纪，延续至今，火山岩的分布与闪长岩、花岗岩带基本一致，以中性喷发岩为主，有角斑岩、安山岩、玄武岩、凝灰岩和凝灰角砾岩等[103]，上新世以后火山活动逐渐增强，中晚更新世达到高潮，以中酸性至中基性岩喷发与溢流为主，主要为安山岩、粗玄岩和英安岩，晚更新世以后火山活动范围与强度减弱，以中基性至基性岩溢流为主，主要为玄武岩、橄榄玄武岩等，吕宋岛马荣活火山至今还时有喷发[60]。北巴拉望岛Capoas山东部、Taytay城的东南部，分布一些玄武岩流，Manguao湖玄武岩样品为5 Ma，可能与南海扩张期后广泛的玄武质岩浆有关[104]。加里曼丹的沙巴喷出岩年龄为0～14 Ma[90]，其中的安山岩、英安岩属钙碱性、中、高钾火山弧序列[4]。

南海扩张期后，海区岩浆活动剧烈，分布范围广泛，以洋盆残留扩张脊为中心，岩浆作用向四周陆缘扩展，沿扩张脊及两侧发育一系列规模宏大的海山链，如珍贝-黄岩海山链，海山链两侧也有同方向的海山和海丘，北侧以海山为主，如涨中海山、宪南海山；南侧主要以海丘为主，山体小，相对高差几十到几百米不等，远离扩张脊的大小珍珠海山岩体规模相对较小。在南海尤其海盆及陆坡区，星罗棋布的火山岩体大多沿断裂向上刺穿甚至直达海底，形成高差不同和规模大小不一的海丘和海山。在地震剖面上，南海中央次海盆的黄岩海山、珍贝海山和西南次海盆的中南海山、龙北-龙南海山、长龙海山的火山岩体呈尖峰状，其顶界穿越地层界面T1，使之上隆，并刺穿海底，为喷发岩体，岩体顶界面双强轴反射明显，岩体边界较清晰（图9、图10）。

图9 东部次海盆黄岩海山地震反射特征（HYS340测线）Fig.9 Seismic reflection characteristics of the Huangyan seamount in the Eastern Sub-basin （HYS340 line）

图10 西南次海盆长龙海山地震反射特征（ZJHY560测线）Fig.10 Seismic reflection characteristics of the Changlong seamount in the southwest sub basin （ZJHY560 line）

南海海盆部分海山拖网玄武岩年龄为14.1～3.49 Ma[22,49,75,77]（表2）。中南海山碱性玄武岩初始87Sr/86Sr为0.703，轻稀土相对富集，无Eu负异常[22]，其斑晶为橄榄石和次透辉石，基质为含斜长石微晶的玄武玻璃，橄榄石和辉石晶体内还见固体包裹体和非晶质熔融包裹体，固体包裹体主要是早期结晶的一些尖晶石、橄榄石和磷灰石矿物微晶，非晶质熔融包裹体主要为多相熔融包裹体[75,77]。珍贝海山的拉斑玄武岩，稀土含量均较高，微量元素含量中Sr和Rb含量相对较高，年龄为9.5±0.92、9.9±1.4 Ma[77,97]。宪南海山ZSQD150站位岩石气孔构造发育（图11），为气孔状拉斑玄武岩，Ar-Ar年龄为15.04±1.61 Ma。石星海山ZSQD119站位为气孔状伊丁玄武岩，气孔状构造，拉斑玄武结构，Ar-Ar年龄12.4±0.21 Ma。玳瑁海山的石英拉斑玄武岩KAr年龄为14.1±1.14 Ma，Ar/Ar年龄为13.8±1.03 Ma；中南海山碱性玄武岩的K-Ar年龄为3.49±0.58 Ma[86]。黄岩海山在水深3 348 m处样品9DG粗面玄武岩K-Ar年龄为7.77±0.49 Ma[78]，表明南海海盆这些海山或海山链是在海底扩张终止后岩浆活动形成的。这些海山，除珍贝海山一个样品落在粗面安山岩外，其他均属OIB型碱性玄武岩，排除了残余MORB岩浆成因的可能性[76]。

图11 宪南海山ZSQD150站位气孔状拉斑玄武岩岩石拖网照片及镜下单偏光照片（×50）Fig.11 Photos of samples of stomatal tholeiitic basalt and photos under microscope（×50）at the site ZSQD150 in the Xiannan seamount

珠江口盆地部分钻孔于上中新统粤海组中见晚中新世玄武岩呈夹层产生[86]。莺歌海盆地北侧Y32-1-1井石英拉斑玄武岩年龄为3.85 Ma[105]，厚达115 m，如此大规模的玄武岩浆活动表明有新的裂陷作用发生[41]。西沙群岛的东岛浮岩属于中性火山岩，化学组成相当于粗面岩；高尖石岛是第四纪更新世后期火山喷发作用产物，岛上分布的火山碎屑岩具玻璃基质，玻基辉橄岩铷锶年龄2 Ma，在其邻近海底，有火山喷口或由熔岩组成的海底丘[106-107]。西沙群岛与雷琼地区喷出岩都有玻基辉橄岩成分。

越南西南海岸线的海底火山至今还在喷发形成橄榄石拉斑玄武岩和碱性玄武岩[87]。南海西南部拖网D1、D3碱性玄武岩年龄分别为0.4、4.3 Ma[4]。南海南部ODP184航次发现更新统火山灰，含英安-流纹质凝灰岩，火山灰及玻璃，1143井位样品年龄小于2 Ma，越往上火山灰越多，反映更新世以来火山活动增强，或者是因为火山玻璃的化学不稳定性使老的火山灰蚀变[70]。礼乐滩北坡斑状玄武岩（SO23-37，SO23-36），北巴拉望岸外两座孤立海山（SO23-38，SO23-40）以及卡加延海岭-苏禄海的迈安德礁（SO23-15）含橄榄石、单斜辉石和斜长石的多孔玄武岩（SO23-40），K-Ar年龄为2.7 Ma；礼乐滩北侧高度多孔的含橄榄石玄武质火山灰在上新世碳质软泥团块（站位SO23-37）上和角砾岩（SO23-36）中呈熔壳形式产出，这种橄榄玄武岩K-Ar年龄为0.4 Ma。从礼乐滩以东海山上取到的几块橄榄玄武岩（站位SO23-38，水深1 610～1 356 m）的K-Ar年龄也与之相似，为0.5 Ma；卡加延海岭的迈安德礁（SO23-15）于9 300 m水深处取得了2小块安山岩，K-Ar年龄为14.7±0.6 Ma[47]（表2）。

2 岩浆岩形成机制

2.1 断裂

喜马拉雅期之前的岩浆岩在南海北部主要分布在珠江口盆地，其夹持在NE向断裂带之间；在南海西部和西南部主要分布在中南礼乐断裂带的西部（图7），表明断裂带控制了南海岩浆岩分布。

阳江一统暗沙东断裂带为横切珠江口盆地重要的基底或岩石圈断裂，从中生代（或更早）到新近纪都有强烈活动[108]，导致珠江口盆地东西两侧岩浆岩的岩性和岩体形态有较大差异（图7），也控制了新生代晚期的岩浆活动。南海喜马拉雅晚期岩浆活动，早期通过拉张断裂进行的大规模溢流式喷发，形成石英拉斑玄武岩及橄榄拉斑玄武岩，为南海及周边火山岩主要岩石序列；之后为火山中心式喷发，形成碱性橄榄玄武岩及碧玄岩。

南海北部多个海底火山椭椎底部长轴的走向与南海北部断裂的走向基本一致，表明这些断裂为后期的岩浆提供了很好的上升通道[6,109]。Zhao等[110]综合运用地震、钻井以及岩石学等方法，揭示了岩浆通道在上地壳的表现形式，在南海北部发现了多期次长时间喷发的裂后岩浆活动，这些岩浆岩体主要发育在断层之上或沿断层发育，表明先存的断层为岩浆喷发提供了末端通道，并影响岩浆喷发的位置，导致南海张裂后岩浆活动频繁，火山分布广泛。

2.2 板块与岩石圈

早中生代中南半岛的陆-陆碰撞（印支运动）使华南在印支期处于近南北向挤压状态，在华南形成了大规模的走向近东西的推覆构造，印支期—燕山早期，中国东南部大陆边缘经历了东西向的古亚洲构造域向北东向的太平洋构造域转换，并发生了大规模的花岗岩浆活动；自燕山晚期开始，中国东南部大陆边缘又经历了古太平洋构造域向新太平洋构造域的转换，形成岩石圈减薄和拉张为主的区域构造环境[49]。华南的中生代花岗岩时代从内陆到沿海有逐渐变新的趋势。三叠纪花岗岩主要发育于桂东南的大容山-十万大山、海南岛琼中一带及西部的雪峰隆起带和东部的武夷隆起带。大容山-十万大山花岗岩呈NE向展布（年龄236～230 Ma），属同碰撞的S型花岗岩。琼中地区同碰撞的S型花岗岩年龄275～250 Ma，后碰撞A型花岗岩年龄243～239 Ma。中晚侏罗世花岗岩主要分布在南岭北部，在南岭南部有零星出露，呈EW向展布，属陆内挤压碰撞S型花岗岩；晚侏罗世—早白垩世花岗岩主要分布在南岭南部，EW向展布，属陆内挤压碰撞S型花岗岩；早白垩世花岗岩主要分布在福建、广东、浙江沿海地区，呈NE向展布，主要为I 型花岗岩。晚白垩世辉长岩-闪长岩-二长花岗岩-碱性花岗岩组合构成I-A型花岗岩组合，主要分布在浙闽沿海地区，形成于大规模拉张的环境。总之，从花岗岩的展布可见，大致从早白垩世开始，南岭地区发生了由EW向NE向的构造转换，构造环境亦大体上从挤压转向拉张，这是因为中国东南沿海在白垩纪由于太平洋板块向欧亚板块的俯冲，形成沿海一带的I型花岗岩，之后由于挤压之后的松弛，从挤压转化为拉张环境，形成沿海一带的A型碱性花岗岩，两种花岗岩在空间上紧密共生[55]。海区中生代晚期太平洋板块向西北聚合，在东亚边缘形成了宽广的挤压域。华南的花岗岩活动延伸到了南海北部陆缘，从珠江口盆地、琼东南盆地、中西沙地区到万安盆地、湄公盆地、曾母盆地形成一条北东向的岩浆岩带，以钙碱性喷出岩和中酸性侵入岩为主，构成盆地基底，这条岩浆岩带的形成与中侏罗世—白垩纪中期印支和华南东南缘古太平洋板块向欧亚板块之下的俯冲作用有关。晚中生代古太平洋板块向华南大陆俯冲，改变了该区的地温场平衡，由于俯冲作用产生的剪切热传导到两侧板块，当位于俯冲板块之上的华南板块岩石圈地温场升高达到硅铝质岩石的初熔温度，地壳温度不断增高，熔融区出现重力分异和热对流，对流花岗岩岩浆层逐渐形成[111]。

晚白垩世末期太平洋俯冲板块后撤以及古南海在古新世东南向的俯冲拖曳作用使南海北部陆缘在新生代处于伸展状态。地壳伸展减薄，花岗岩层也随之减薄。伴随新生代伸展作用，沿断裂有大量的基性及中酸性火山岩浆喷发，但是在珠江口盆地及其周围并没有发现新生代的花岗岩。一方面，伸展后的上地壳厚度一般小于10 km，较伸展前大幅减小，使上地壳等温面相对下降；另一方面，南海北部陆缘可能是以纯剪模式为主的伸展作用，只是起到了减压作用而升温作用不明显。因此伸展作用使花岗岩层减薄，但是没有再次大规模重熔形成新的花岗岩层[111]。南海北部古新世—早中新世火山活动集中在广东三水、雷琼、台湾海峡、珠江口等断陷盆地内，其中三水盆地火山活动至始新世末随盆地的消亡而结束，中新世中晚期，火山活动除了在南海北部-台湾海峡陆缘盆地中继续进行外，还扩展到福建、浙江东部，上新世火山活动范围逐渐向西缩小到南海北部和雷琼盆地。南海北部-台湾海峡及邻区新生代火山活动在古近纪喷出玄武质-长英质双模式火山岩系，新近纪—第四纪喷出玄武质（碱性玄武岩和拉斑玄武岩组合）火山岩系（除台湾北部更新世安山岩外），反映断裂逐渐深切，岩浆物质来源加深[86]。这可能是从上新世开始，菲律宾海板块对欧亚板块的碰撞加剧，台湾东部发生强烈的褶皱造山运动，导致台湾海峡裂谷盆地消亡，造成南海北部火山活动由东向西先后结束，并引起台湾北部更新世的钙碱性安山岩喷发。台湾-吕宋岛弧的形成是欧亚板块与菲律宾海板块聚合并发生俯冲和碰撞的结果，它由台湾岛南部到吕宋岛北部的数十个大大小小的火山岛构成，由北向南、自西向东火山年龄显示年轻化的趋势，台湾的海岸山脉岩浆作用主要是中新世，绿岛和兰屿主要是上新世，小兰屿为更新世，吕宋岛为现代活火山，说明板块的俯冲边界由西向东迁移。同时，新生代海底扩张期形成的南海洋壳正在向东俯冲于菲律宾板块之下，并在吕宋与台湾之间发育了弧火山链。南海海山岩浆的主量与微量元素都显示出富集组分特征，带有强烈的俯冲板块信号，南海在张-破裂过程中表现出岩浆从贫到富的转变，且推测深源岩浆体受俯冲作用的影响；印度板块在西南的俯冲引发地幔上涌，可能为南海提供新生代岩浆源[6]。西南次海盆和东部次海盆具有明显的组成差异，西南次海盆扩张期玄武岩具有富集型洋中脊玄武岩特征（EMORB），而东部次海盆同时存在富集型（E-MORB）和亏损型玄武岩（N-MORB），在Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成上，两个次海盆都属于印度洋型地幔（地球化学上称为Dupal异常），且存在明显的组成差异，说明南海的两个次海盆之间具有不同的地幔演化历史[6,95]。

板块运动与岩石圈冷却造成了陆缘和板内伸展，进而导致减压熔融，产生大量岩浆[6,112]。越南新生代玄武岩是岩石圈拉张减薄造成地幔减压熔融的产物[87,100]。Larsen等[113]通过南海大洋钻探发现在南海陆壳破裂过程中存在岩浆活动，即软流圈物质上涌造成岩石圈最终破裂过程中伴随洋中脊玄武岩类型的岩浆活动。南海扩张期间岩浆活动来自于对流地幔的减压熔融，南海的扩张造成了周缘板块处于挤压环境，因此岩浆活动只出现在南海海盆及周边海域[83]，例如珠江口盆地白云凹陷BY7-1-1井早中新世熔岩和玄武岩厚达431 m，是南海目前发现最厚的喷出岩，暗示了海盆周边岩浆活动强烈，而当南海扩张停止后，周缘板块的应力得到释放，引发南海及周边地区上地幔的熔融，因此，南海扩张期后，南海及周边地区岩浆活动强烈。而且，南海及邻区扩张期后的原生岩浆主要为碱性玄武岩，扩张期的原生岩浆为拉斑玄武岩，扩张期前的原生岩浆为碱性玄武岩和拉斑玄武岩[87,100]。华南沿海及南海晚新生代碱性玄武岩岩浆形成于较高的压力环境，拉斑玄武岩岩浆形成于岩石圈减薄的较低压力环境[88,97]。因此，可能晚新生代（南海扩张期后）南海的地壳被拉张至很薄，玄武熔岩沿裂隙喷溢，而晚更新世以来，拉张压力可能减弱，地壳趋于稳定及增厚，幔源部分熔融程度降低，使岩浆的压力增大，碱质增高。珠江口盆地新生代岩浆活动总的发展趋势是由含较多中酸性岩石的钙碱性系列发展到碱性玄武岩和拉斑玄武岩系列，岩浆成分中的深源物质逐渐增多，代表了岩石圈拉裂伸展的构造环境。

综上所述，可认为南海及邻区岩浆成因是多板块汇聚俯冲、多方向挤压-伸展造山和软流圈上涌的产物。

3 结论

（1）根据地壳发展阶段及其产生的岩浆作用强度和类型的差异，结合岩石同位素年龄资料，将南海及邻区划分为8个岩浆作用时期：前吕梁期、吕梁期、晋宁期、加里东期、海西期、印支期、燕山期和喜马拉雅期。

（2）南海及邻区岩浆岩分布广泛，主要发育于南海及周缘的广东、广西、海南岛、台湾岛、中南半岛、加里曼丹岛、菲律宾群岛，时代从前吕梁期至喜马拉雅期均有出露。南海及邻区最老的岩浆岩是在中南半岛的太古代黑云母花岗岩、紫苏花岗岩和辉长岩；最新的岩浆岩海陆均有发现，如菲律宾群岛火山喷发形成的现代火山岩。总体上，海区岩浆活动比陆区晚。

（3）南海海区岩浆岩以燕山期和喜马拉雅期为主，燕山期以中酸性侵入岩为主，广泛分布于南海陆缘，尤其南海北部和西南部最强烈。喜马拉雅期以强烈的基性、超基性岩浆活动为主，遍布整个南海海区，主要为玄武岩。喜马拉雅期晚期（晚中新世—第四纪），南海的岩浆活动较强烈，在地震剖面上，常见刺穿各个时代沉积层直达海底的岩浆活动，在海底形成海山和海丘，有的海山高出海底上千米。

（4）南海及邻区花岗岩在空间上多数岩体产于背斜构造的轴部，或分布在断裂带中及其两侧，在时间上它们多数是同期构造运动的产物，因此，南海及邻区岩浆岩与断裂、褶皱、板块运动、岩石圈扩张等构造运动有密切关系。