盆地形成的动力学机制
构造背景是盆地形成机制的决定因素。三水盆地位于东南沿海,欧亚板块与太平洋-库拉板块碰撞的地方,同时也受到印度板块对欧亚板块的碰撞作用的影响(图6.11)。
晚白垩世至古近纪,印度板块与欧亚板块强烈碰撞(乔汉生等,1999),形成雅鲁藏布江缝合带;郭凌志等人(2001)认为印度板块与欧亚板块的碰撞始于古新世,大约在44Ma左右开始对峙。古新世晚期至始新世,印度板块与欧亚板块在东北-西南方向的碰撞速率从古新世晚期的约170mm/a下降到始新世末的约60mm/a。但他们都接受相同的观点,即由于印度板块的向北俯冲,羌塘等中国西部地块的挤压作用日益加强,其间的印支期和华南地块先后被向东挤压(P.Tapponnier,1982;张启明等人,1993)。而且乔汉生等人(1999)认为,晚白垩世,印支地块被挤出,比华南地块向东运动更快,表现出左旋走滑的特征。古近纪,印度板块向北俯冲加剧,华南地块被挤出,比印支地块更快地向东南移动,成为右行走滑。
仅考虑印度板块的向北俯冲和华南的东移,对三水盆地构造背景的认识是不完整的。白垩纪以来,中国东部一直处于活动大陆边缘,其特征是太平洋-库拉板块向欧亚大陆俯冲,在大陆边缘形成海沟、岛弧和盆地系统。早白垩世至晚白垩世,东海大陆边缘受到库拉-太平洋板块的明显影响。晚白垩世晚期-始新世早期(74 ~ 53 Ma),太平洋板块向北西向俯冲东亚大陆边缘,始新世早中期(54 ~ 48 Ma)沿近正北向减速斜向俯冲(周等,2004)。郭凌志等人(2001)认为晚白垩世太平洋板块开始向欧亚板块俯冲,两个板块的会聚速率从晚白垩世的130mm/a下降到始新世的38mm/a。Northrup等人(1995)认为,会聚率的降低与太平洋板块和欧亚板块之间水平应力传递的减少有关,这导致欧亚大陆东缘从晚白垩世到始新世的扩张。由此看来,“始新世太平洋板块与欧亚板块碰撞减少”的认识是一致的。
三水盆地位于东南大陆边缘的南端,其构造应力场不同于中国东部大陆边缘的中、新生代盆地。因为新生代中国东南大陆边缘南侧南海的构造演化也极大地影响了三水盆地形成过程中的应力场(图6.12)。
Taylor & Hayes (1983)在南海东部盆地确定了东西向磁异常带,并在此基础上提出南海在32 ~ 17 Ma期间南北向扩张。然而,南海北缘盆地的基底裂陷始于晚白垩世,具有幕式裂陷的特征(Ru K,Pigott,1986)。由于南海的扩张,南海北部的大陆边缘从北到南逐渐变小,地壳从北到南迅速变薄。地壳断陷的范围从陆地向海洋转移,规模逐渐增大,形成洋壳。晚白垩世-始新世,断陷主要发育在两广大陆。古新世-早渐新世断陷主要发育在靠近两广大陆的珠江口盆地北部断陷带。晚渐新世-早中新世断陷主要发育在西沙北海海槽-白云凹陷-台湾西南盆地一带(乔汉生等,1999)。
从上述三个方向的构造背景分析可以看出,三水盆地在白垩纪(充填层序FSQ1发育期)主要受印度板块与欧亚板块碰撞产生的走滑效应影响,使华南板块和南侧的中南半岛板块向东挤压。由于印支地块比华南地块受挤压向东移动的速度快,所以表现出左旋走滑的特征。同时,太平洋-库拉板块与欧亚板块的碰撞使其所处的应力场具有挤压性,因此该盆地为左旋走滑挤压盆地(图6.13)。在古近纪(充填层序FSQ2发育期),三水盆地不仅受到印度板块与欧亚板块碰撞产生的走滑效应的影响,而且东部的太平洋-库拉板块与欧亚板块的碰撞减弱,而南部南海的扩张使三水盆地处于张性构造环境。更重要的是,华南地块被挤出,以比印支板块更快的速度向东南移动,成为。
图6.12南海构造轮廓(B. Taylor & D. Hayes,1983)
图6.13白垩纪三水盆地形成机制示意图
图6.14三水盆地古近纪形成机制示意图