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 Martin2016 2020-09-21

海南省是个典型的海洋群岛省,拥有岛礁600余座,分为四大群:海南岛及其周围岛群,西沙群岛,中沙群岛,南沙群岛。陆地面积354万多平方千米,海洋面积约200万平方千米。海南岛是海南省陆地主体,平面呈雪梨状椭圆形,长轴作东北—西南走向,长240千米,宽210千米,面积约344万平方千米,为国内仅次于台湾岛的第二大岛。由于海南在地质上处于板块构造学说所揭示的太平洋板块、欧亚板块、澳—印板块的交汇处,地壳运动十分活跃。自地质史上的中元古代以来,经历了中岳运动、晋宁运动、加里东运动、海西运动、印支运动、燕山运动、喜马拉雅运动和第四纪冰川活动等地质构造运动,造成雷琼之间多次发生断陷,使海南岛与大陆分离,成为位于南中国海北部大陆架上的“大陆型岛屿”,并分别留下各自的构造形态。海南省的大地构造单元,以东西向的九所—陵水构造带为界,此界以北至王五—文教断裂带之间地区属于华南褶皱系五指山褶皱带;此界以南的三亚地区和南海海域广大地区属于南海地台;王五—文教断裂带以北至琼州海峡属于雷琼断陷。

一、陆地空间构造格局

    海南岛地质构造形态在空间分布上,以各种不同的方向、形迹和性质的构造组合,形成东西向构造、南北向构造、北东向构造、北西向构造等主要构造体系,成为陆地的主要构造格局,控制着岛陆沉积建造、岩浆活动、成矿作用及晚近时期的山川地势的展布。

    ()东西向构造形态

    东西向构造从北往南有下列4条构造带:

    1.王五—文教构造带  位于海南岛北部约北纬19°45′,横贯儋县、临高、澄迈、定安、琼山、文昌等地,西端沉入北部湾,东端没于南海,岛陆延伸210千米,由王五—文教断裂带及一系列东西走向的断裂带组成。断裂带以北的地质沉陷区还构成雷琼自流盆地,故海口附近打井常有地下水喷出。地表形成大面积分布的玄武质熔岩,发育有新生代东西向的长坡、福山—多文和海口拗陷,形成木棠、东英、多文、白莲、雷虎、龙发等火山岩;分布有王五、雷鸣等东西向白垩纪盆地,燕山期九紫岭、东阁、龙楼等花岗岩体,白垩纪旺商、洛基等火山岩;西端分布有白马井隐伏闪长岩侵入体。

    2.昌江—琼海构造带  约位于北纬19°05′,横贯东方、昌江、白沙、琼中、屯昌、琼海等县,是一条规模巨大的以断裂带为主夹有近东西向褶皱带的断褶构造带,断续延长达200多千米。分布有珠碧江、昌江—白沙、昌江—琼海等一系列东西向断裂带,东西向中生代昌化江盆地、白沙盆地和阳江盆地,燕山期九架岭、大岭、三猴岭、马岭、长坡等东西向花岗岩穹隆构造带。

    3.尖峰—吊罗构造带  约位于北纬18°40′~18°52′之间,横贯乐东、通什、保亭、陵水、万宁等县,东西长约190千米,分布有印支期花岗岩和二长花岗岩组成的阜堡笔和尖峰岭两大花岗岩基;燕山期以基性辉长岩和橄榄辉石岩组成的有南流岗、金竹园等东西向分布的岩体,以酸性花岗岩和花岗闪长岩组成的有保城、东岭和吊罗山等岩体,形成一条巨大的东西向花岗岩穹隆构造带。

    4.九所—陵水构造带  约位于北纬18°15′~18°30 ′,横贯乐东、三亚、陵水等县,东西长100多千米,分布有海西期牙笼角岩体,燕山期罗蓬、千家、保城、税町、高峰、南林、陵水等岩体,形成一条东西向花岗岩穹隆构造带;还有燕山晚期的同安岭、牛腊岭等火山岩;在大茅村附近和田独村尾岭的寒武系和奥陶系岩石、大曾岭的花岗岩、陵水英州坡附近的花岗岩中,都可见东西向的断层带。

    ()北东向构造形态

    北东向褶皱和断裂构造比较发育,在空间分布上可分为北东和北北东2组构造带。

    1.北东组构造带  主要由古生代岩层褶皱和断裂带构成,包括位于保亭南好到三亚雅亮长30多千米,宽10多千米的南好褶皱带;位于三亚市到南田农场长40多千米,宽10多千米的三亚褶皱带;位于万宁龙滚、东岭、三更罗一带的东岭褶皱带;位于屯昌、澄迈、儋县、白沙等县境的南坤园褶皱带;位于昌江乌烈至白沙大岭农场至儋县红岭农场的红岭一军营断褶带;位于土外山、经戈枕岭、二甲红甫门岭、观音崩岭至尧文一带长50多千米的戈枕断裂带。

    2.北北东组构造带  主要分布在海南岛中部,北起澄迈,经儋县、琼中、白沙,到乐东一带,长约180千米,宽2030千米,总体走向为北东25°~30°,又称为潭爷断陷构造带,由潭爷(白沙)断陷的东、西两侧断裂带及夹于其中的白垩纪潭爷盆地、南门营盆地组成;西侧断裂带有新开田—抱界断裂、松涛断裂,东侧断裂带有乐东—黎母山—文儒断裂。

    ()北西向构造形态

    分布于海南岛西南部、中部和东北部地区,主要有下列构造带:

    1.尖峰岭—石门山断裂带  从东方县的不磨经尖峰岭岩体到乐东县石门山一带,总体走向北西偏北,沿断裂带脉岩和破碎带广泛发育,构成脉岩—破碎带;往北西延伸到冲碎岭地段,在断裂带中性岩脉密集成群发育于抱板群混合岩中。

    2.乐东—田独断裂带  从东方县江边马眉,往南东方向经乐东、志仲到三亚市田独,由一系列北西向断裂带组成,其北西段的乐东至江边马眉一带基本沿昌化江流域分布,南东段的乐东经志仲至三亚市田独地区,沿此段断裂带上的高峰断裂带断续见到破碎带、断层角砾岩带和温泉分布。

    3.白沙—陵水断裂带  从儋县富洋经白沙、什运到陵水一带,北西段在八一农场推顶岭一带以破碎带和角砾岩带出现,宽达数百米;南东段在白沙、什运至陵水一带,断续分布角砾岩带,有燕山晚期花岗斑岩脉和石英脉充填,还有什运、陵水南平等温泉分布。

  4.儋县—万宁断裂带  自那大以西往南东经蓝洋、黎母山、乌石到万宁兴隆一带,总走向北西偏北。北西段在蓝洋一带称为冰岭断裂带,呈破碎角砾岩带、石英脉带、花岗斑岩脉带并发育高温温泉;南东段乌石至兴隆一带,断续出现破碎角砾岩,尤其在兴隆一段最发育,并有温泉延伸数千米。

    5.龙坡—翰林断裂带  自澄迈龙坡向南东经南蛇岭、翰林直到中瑞一带,长70多千米,宽510千米。沿途包括南蛇岭、银瓶岭、翰林、博文等,断续发育有宽达50米左右的断裂破碎带、石英脉带和构造角砾岩发育带,银瓶岭一带破碎角砾岩带更宽达130 米,并充填石英脉,成为控制温泉出露和金银铅锌矿等多金属矿化的断裂带。

    6.东寨港—清澜断裂带  从琼山东寨港往南东经潭牛镇直达文昌清澜港,该断裂带控制着断裂带西南侧新生代琼北自流水盆地和玄武岩分布边界,其形成当在喜马拉雅运动期。

    ()南北向构造形态

    南北向构造,可分为琼东部、中部和西部3条构造带。

    1.琼东南北向构造带  位于东经110°00′~110°45 ′,纵贯文昌、琼山、澄迈、定安、屯昌、琼海、万宁等县,南北长120多千米,东西宽60多千米。由南北隆起构造带和文昌迈号、铺前长坡、蓬莱烟塘、长昌黄竹、琼山仙沟、瑞溪白莲、山口南坤等一系列近乎平行的南北向断裂带组成,主要岩体为花岗岩,其次为玄武岩。

    2.琼中南北向构造带  位于东经109°25′~109°35′,纵贯儋县、临高、白沙、琼中、通什、保亭、三亚等地,由走向南北的褶皱带、断裂带和岩浆岩带等组成。北段分布大成褶皱带、洛基一南丰断裂带,有石英脉群充填,还有洛基火山岩喷发;中段分布有元门鹦哥岭断裂带、细水什运断裂带,充填有钠长斑岩脉及元门岩体;南段分布有番阳高峰断裂带。

    3.琼西南北向构造带  位于东经108°55′~109°15′,自儋县红岭经白沙、昌江、东方、乐东等县,向南到三亚市梅山至崖城一带,主要由金波断裂带、燕窝岭断裂带、抱伦断裂带和洋淋岭断裂带组成,沿断裂带岩石破碎,分别充填有花岗斑岩体和石英脉等,部分含金银和铜铅锌等多金属矿化,是一条蚀变矿化强烈断裂构造带和规模巨大具有开发远景的成矿带,也是海南主要的金矿成矿带。

二、陆地深度构造特征

    海南岛纵深地质构造表现为地幔隆起背景上的凹陷区,幔凹中心在琼中至乐东一带,幔凹深度为30多千米。由于岛内陆壳结构和深部构造的差异,在地质构造、沉积建造和岩浆活动等方面,都呈现出许多不同的特征。

    ()构造变化带

    1.万宁陵水三亚陡倾带  位于海南岛东南部,该带在莫霍面等深度图上表现为北东向等深线密集变化带,故称为陡倾带,莫霍面深度值为3133千米,在莫霍面等深度图上也反映为一条北东向的幔坡带,东南侧为幔隆,西北侧为幔凹。

(注:①莫霍面,莫霍洛维奇界面的简称。指地壳与地幔的界面,是1909年奥地利地震学家莫霍洛维奇(18571936)根据研究地震波所得资料发现的,它的深度在各地不同,在大陆上的平均深度是3040千米,其中在褶皱山系区域可达5075千米,在岛弧地区约为2030千米.在大洋地区只有510千米。)

    2.琼海万宁缓倾带  位于岛东部,在莫霍面等深度图上表现为一条近南北向的缓幔变化带,其南北两端分别与万宁陵水三亚陡倾带和昌化屯昌缓倾带交汇,地壳厚度西厚东薄(由西部厚33千米向东逐渐变薄到31千米),莫霍面缓幔西倾。

    3.昌化屯昌缓倾带  位于岛中部,深度变化表现为一条近东西向的缓幔变化带,而其南北两侧地壳厚度的变化趋势是由南向北逐渐变薄,从33千米减少到3175千米,即莫霍面是向南倾的。

    4.昌江感城缓倾带  位于岛西部,根据莫霍面等深度线所反映的深部构造变化趋势看,这是一条走向为北东的缓幔变化带,地壳厚度由东向西从33千米逐渐变到32千米,为一向南东倾的幔坡带,与北东向的戈枕断裂带一致。

    5.梅山南林缓倾带  位于岛南部,等深度图上表现为一条东西走向的缓变带,东部在南林附近与万宁陵水三亚陡倾带交汇,

    西部延伸入海;南北两侧地壳厚度由南向北逐渐增大,从3225千米增至3325千米,构造带向北倾。

    以上5条较大的构造倾变带显示,海南岛地壳厚度以琼中乐东凹陷为中心向四周逐渐变薄,呈环形深部构造格局,在凹陷中心莫霍面深度最大约35千米,四周深部的陡变带或缓变带在地表都表现有规模较大的断裂带。

    ()深部构造带

    1.王五文教幔隆带  走向近东西向,由东、西2段组成:西段王五东江地段为平缓幔隆带,地壳厚度315千米左右;东段东江文教地段以幔隆出现,厚度约31千米。沿此带由西向东逐渐减薄,而南、北2侧逐渐增厚,是王五文教断裂带的深部表现。

    2.昌化屯昌幔坡带走向近东西向,等深度图上表现为密集变化带,南侧地壳厚度逐渐增大,与昌江琼海东西向构造带相一致,是该构造带在地壳深部的表现。

    3.东方琼中龙滚幔凹带莫霍面深度由西向东呈起伏状,表现为幔坡幔凹幔坡形式,幔凹中心在南溪附近,地壳厚达335千米,向东、西两侧逐渐变薄。

    4.尖峰万宁幔凹带  由尖峰和保亭2个幔凹区组成,由尖峰幔凹区往东经乐东小幔隆区至保亭幔凹区,近东西走向。再往东就到南北向的万宁一琼海幔坡带。

    5.九所陵水过渡带位于岛南部,为幔坡区与幔凹区的过渡带,以北为幔凹区,以南为幔坡区,与九所陵水断裂带相吻合。

    上述从地幔变化带所显示的规模巨大的东西向深部构造带,构成海南岛古老的基底构架,制约着该区的构造活动、岩浆侵入和喷发以及沉积建造等,在地表形成横贯海南全岛的5条东西向构造带,即王五文教断裂带、昌江琼海断裂带、东方琼中构造带、尖峰吊罗断裂带、九所陵水断裂带。

三、南海地台构造形态

    南海位于欧亚板块、太平洋板块和印澳板块交汇处,属西太平洋边缘海,介乎大陆型地壳构造域和大洋型地壳构造域之间,大陆型、过渡型、大洋型3种地壳类型齐备(地壳厚度分别为30千米、2822千米、8千米)。周缘被不同时代、不同性质和不同方向的构造单元所环绕。大地构造单元以东西向的九所陵水断裂带为界,在该带以南的三亚地区和西南中沙群岛所在海域广大地区属于南海地台区,结晶基底为长城纪抱板群。

    ()基底与盖层

    大陆成因的基底在南海水域之下占有很大面积,不仅延伸到大陆架和大陆坡区,还延伸到发育大型水下高地和岛屿的地区。位于南海地台北部大陆坡区的西沙群岛永兴岛地下,前寒武系沉积变质岩为花岗片麻岩、黑云母二长片岩、片麻状花岗岩、变斑晶混合岩组成深变质岩系,测得年龄为627Ma;深变质岩系之上为厚28米的风化壳,由灰绿色、棕绿色、棕褐色泥质粉砂岩和细砂岩组成,有花岗岩贯入,年龄约为689 Ma。南海中央海盆的刚性基底主要出露在海底山脉地区,大多数具备火山特征,主要是碱性玄武岩及介于拉斑玄武岩和碱性玄武岩之间的不同岩石。南海南部陆缘有晚侏罗早白垩世的滨海浅海相含煤碎屑岩或半深海相页岩、晚三叠早侏罗世三角洲浅海相砂泥岩和中三叠世深海相硅质页岩等3套地层。

    基底构造控制盖层构造。沉积盖层广泛发育,在三亚地区见有地台型沉积的含磷、锰、硅质、碳酸盐沉积建造和含三叶虫、笔石页岩建造及陆屑式碎屑岩建造,组成寒武纪至奥陶纪的地台盖层。在地质构造运动影响下,形成南海地台北缘陆地部分即三亚台褶带,土地面积约1720平方千米,重力场以变化平缓、等值线多呈东西走向,到东部转为北东走向为其特征。在该台褶带上分布着北东向的三道晴坡岭荔枝沟复式向斜及其次一级褶皱构造组成的三亚褶皱构造带。在南部陆缘区的礼乐滩南沙海槽一带,下构造层主要由古新统一始新统组成,其具体时代下限始于晚白垩世,上限为中始新世。可分上、下2个层组,皆为海相沉积:上层组为超覆披盖层,位于礼乐滩附近的属早中始新世,以半深海相页岩为主;下层组半地堑充填层属古新世,为三角洲河流相碎屑岩。上构造层可分为上、中、下3个层组,上层组为中新世一现代深海相泥质沉积或浅海生物沉积;中层组为晚渐新世早中新世台地相层状碳酸盐岩,厚0206千米;下层组在大部分地段缺失或很薄,为晚始新世早渐新世滨海、浅海相碎屑沉积。

    与南海形成演化密切相关的西南海盆沉积厚度为15千米,海盆西部边缘和南部地区的沉积厚度可达2千米,但南部边缘的沉积厚度变得很薄,仅约1千米,这是因南沙群岛地区沉积物源不多,沉积速率较小所致。在整个南沙群岛地区,除南缘的沙巴文莱盆地和曾母盆地外,新生代沉积皆为断陷式沉积。南海中央海盆水深一般为37004400米,海盆内新生界产状平缓,其底部覆盖在崎岖不平的大洋基底之上,一般不随基底的起伏而起伏,其厚度变化为海盆南、北厚,中间薄;中央北海盆的新生界分布面积较广,最厚可达3千米。中央南海盆的范围较小,沉积厚度显著减薄,一般小于08千米,最厚可达12千米。总之,南海新生代的沉积序列从早第三纪以来表现为一个巨大的海侵序列,下第三系中、下部为陆相沉积,上部中、上渐新统为海陆交互相,中新统以上为海相沉积,表现出从陆到海的演化序列。

    ()断裂构造

    南海断裂构造十分发育,主要活动时期是晚中生代至新生代。按断裂展布方向,大致分为北东向、北西向、近东西向和近南北向断裂4组;按断裂切割深度,分为岩石圈断裂、地壳断裂、基底断裂、盖层断裂4种;按断裂力学性质,可分为张性断裂、剪性断裂、压性断裂、张剪性断裂和压剪性断裂几种。

    1.北东向断裂  发育较早、分布较广,是南海地台最主要的断裂,控制着南海构造格局和地形轮廓;以张性断裂为主,在东南边缘有少部分为压性断裂。最有代表性的是陆坡北缘张性岩石圈断裂、南沙海槽南缘压性岩石圈断裂和广雅滩西张性岩石圈断裂等。

    2.北西向断裂  形成时间晚于北东向断裂,多为剪性或剪切性质,并多数切割北东向断裂,如东南缘的巴拉巴克岩石圈断裂;北部形成沉积层巨厚的红河断堑盆地和莺歌海断堑盆地;西南部为晚白垩世“古南海”洋底向巽他地块东北缘俯冲的聚敛带岩石圈断裂。

    3.近东西向断裂  主要分布于南海中央海盆和南海北部,以张性断裂为主,中央海盆北缘断裂和中央海盆南缘断裂都是南海洋壳与陆壳的分界,属岩石圈断裂;在南海东南部中新世三角洲沉积时形成的同沉积断层也有东西向断裂,由南向北逐渐变新,属盖层断裂类型。

  4.近南北向断裂  以剪性断裂为主,主要分布在南海东西两侧,其次在中央海盆区,东侧的马尼拉海沟断裂为压剪性岩石圈断裂,西侧的越东滨外断裂为张剪性岩石圈断裂,该2条大断裂与南海南、北部的北东向岩石圈断裂构成南海总体为北东向的菱形轮廓;中央海盆的一些南北向断裂是南海晚渐新世早中新世扩张时的产物,起着转换断层的作用;西南部的泰国湾是晚白垩世开始活动的基底断裂。

    ()地质构造区

    南海位于欧亚板块的东南缘,是东亚陆缘一系列的边缘海地堑系之一。根据其地壳类型、沉积、构造及地球物理特征,南海陆缘地堑系可划分为下列5个二级构造单元。

    1.南海北部陆架陆坡拉张地堑系  华南陆缘晚白垩世至早第三纪地壳拉张断裂,形成一系列的地堑(断堑)和地垒(断隆),构成陆架和陆坡的拉张地堑系,包括北部湾地堑、海南断隆、莺歌海地堑、琼东南断堑、万山断隆带、珠Ⅰ地堑、珠Ⅲ地堑、神弧断隆、珠Ⅱ地堑、东沙断隆、陆坡下部断阶、台西南地堑等。

    2.南海西部陆坡断阶带  位于越东狭窄大陆架与南海中央海盆之间,呈北东向展布,从西北向东南逐阶下降,西沙群岛、中沙群岛分别位于水深12001500米和20002500米的台阶上,陆坡的沉积层基底为前寒武纪褶皱基底;西部陆坡断阶带可划分出以下更次一级的构造单元——西沙海槽断堑、西沙岛块、中沙海槽断堑、中沙北浅滩断块、中沙北海槽断堑、中沙岛块、中沙南海槽断堑等。

    3.南海南部陆坡断阶带  位于巽他陆架、南沙海槽与中央海盆之间,呈北东向展布,水深15002000米,与北面水深4000米的中央海盆形成明显的地形反差,南沙群岛就分布在这个广阔的断阶带上,岛礁也明显分4排呈北东向分布,各岛礁之问有许多海底沟、槽,地形复杂,素称航海“危险地带”。

    4.南海中央海盆断扩拗陷区  海盆基底为玄武岩,可分为中央海盆和西南海盆2部分,中央海盆为中、北部的主体部分,是晚渐新世早中新世南海南北向海底扩张的产物;西南海盆为西南部的北东向楔状部分,主要是中中新世南海第三次海底扩张的产物。

    5.南沙海槽挤压拗陷带  位于南沙岛块与加里曼丹西北岛架和巴拉望岛架之问,呈北东向展布,由东南向西北逐渐变窄。南沙海槽是由挤压形成的拗陷带,其下面不存在前中中新世时期逐渐向南俯冲且其沉积物被刮离的洋壳,广布的渐新世至早中新世的碳酸盐岩层可从南沙群岛东部向东穿过南沙海槽连续延伸到沙巴以西陆架区。 

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