珠江口及北部湾盆地
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发布时间：2022-04-30 02:38
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时间：2023-10-08 18:36
（一）盆地源区的岩石类型
珠江口盆地北部为万山隆起区，主要是下古生界的变质岩、混合岩系以及花岗质岩系等，其中特别以酸性岩浆岩居多。南部西沙—东沙隆起区则出露前新生界深变质岩系，西部海南隆起区，为古生代变质石英砂岩、片岩、碎屑岩等夹大量花岗岩侵入体。此外，珠江口盆地古近纪时期曾发生过多次活跃的火山喷发事件，发育有凝灰质砂岩夹层；而在沉积岩石薄片中可以观察到形态极不规则，保存完好的火山晶屑或玻屑。
北部湾盆地北部为十万大山与云开大山的南端，基岩为碳酸盐岩、碎屑岩。海相碳酸盐岩为主的上古生界广泛发育。岩浆侵入与喷发活动不发育。盆地东部为古生代变质石英砂岩、碎屑岩、混合岩系以及花岗质岩等构成的雷州半岛，与珠江口盆地相隔。南部为海南岛花岗岩隆起区及古生代变质岩。源区岩性组成表明北部湾盆地源区地质背景与珠江口盆地有较大差异（图6-18）。
分析同样全部选取泥岩样品作为分析对象，共计45块样品取自盆地内15口井，其中珠江口盆地11口井；北部湾盆地4口井，时间从神狐组到珠海组，主要集中在流沙港组的一段（北部湾盆地）和恩平组以及珠海组（珠江口盆地），仅有少量样品取自神狐组和文昌组。
图6-18 珠江口及北部湾盆地周边岩性示意图
表6-10 珠江口、北部湾盆地泥岩取样位置一览表
（二）珠江口、北部湾盆地泥岩地球化学特点
珠江口、北部湾盆地泥岩中稀土元素分布如图6-19所示，同样显示轻稀土元素富集而在重稀土元素一端则较平稳，铕出现明显亏损的特点，与澳大利亚后太古宙页岩（PAAG）的分布特点相似，显示它们的母岩物质应主要来自上地壳中。从与澳大利亚后太古宙页岩稀土元素的加权平均图中可以看出（图6-20），珠江口、北部湾盆地的稀土元素要比澳大利亚页岩的含量高，除文昌组的重稀土元素比PAAG稍微偏低外，其他样品的重稀土含量均高于PAAG。由于其分布形态总体与PAAG相类似，说明珠江口、北部湾盆地沉积物母岩成分接近上地壳平均值，只是与PAAG相比，母岩含有更多偏酸性火成岩的成分。
在Th-Hf-Co三角图解中（图6-21），与渤海湾盆地泥岩样品相比，所有样品位于上地壳平均值的上方，远离地壳平均值和洋壳，同样说明母岩的岩性以偏酸性的岩石类型为主。
（三）盆地物源分析
从源区岩性组成来看，珠江口盆地与北部湾盆地在源区地质背景有较大差异。珠江口盆地沉积物源主要以变质岩、花岗质岩系等为主；北部湾盆地物源区中则含相当数量的碳酸盐岩和碎屑岩。这种差异必然在沉积物地球化学成分上有所反映，在以Hf等13种微量元素为变量所做的判别分析显示，样品的分类准确率达到89.13%（表6-11；图6-22），12个来自北部湾盆地的泥岩样品分组正确率为100%，表明北部湾盆地在物源上与珠江口盆地明显不同。在珠江口盆地内部珠一坳陷和珠三坳陷之间则相互有30%左右的样品重合误分，说明两者在沉积物源上有某种程度的共性；而以稀土元素为变量所做的判别分析，样品的分类准确率更是达到93.48%（表6-12；图6-23），在北部湾、珠一和珠三坳陷之间各有一个样品不同。在以稀土元素为变量对北部湾盆地和珠江口盆地两个地区所做的判别对比分析中，样品分组正确率为95.65%，完全证明两盆地具有各自不同的沉积物源（表6-12）。
图6-19 珠江口、北部湾盆地泥岩稀土元素分布图
图6-20 珠江口、北部湾盆地泥岩与澳大利亚页岩REE加权平均图
图6-21 珠江口、北部湾盆地泥岩成分Th-Hf-Co三角图解
表6-11 珠一坳陷、珠三坳陷及北部湾盆地之间以Hf等13种微量元素判别分类表
图6-22 珠一坳陷、珠三坳陷及北部湾盆地之间以Hf等13种微量元素判别
表6-12 珠一坳陷、珠三坳陷及北部湾盆地之间稀土元素判别分类表
图6-23 珠一坳陷、珠三坳陷及北部湾盆地之间稀土元素判别分析图
那么，北部湾盆地及珠江口盆地沉积物源在不同时间是否保持不变，也是需要解决的问题。在以微量元素为变量，11个不同时间段为单位所做的判别分析中，所有样品分组正确率为100%，说明各地区沉积物源随时间改变的特点（图6-24）。
在前面古湖泊沉积演化中谈到，珠一、珠三坳陷以及北部湾盆地在形成初期，沉积物主要来自周围的凸起，由短流径的近源河流带入，因此，这三个地区有各自独立的沉积物源区。之后随着盆地的发展，沉积物源区也发生着改变。珠一坳陷沉积物源主要来自北部万山隆起，由古珠江搬运而来，在盆地东北部还受到古韩江的沉积作用。珠三坳陷沉积源区以其周围的凸起为主，较少受到古珠江搬运沉积的影响。在凹陷北部及西部沉积物来自万山隆起南端及雷州半岛，凹陷南部则发育来自神狐隆起的沉积。由于和珠一坳陷相邻，部分沉积物源区与珠一坳陷相同，使两者之间的样品存在一定程度的混合。总体来讲，在盆地的发展演化初期，珠一和珠三坳陷之间没有一个主导的共同物源区或没有一条在两者演化过程中起主要沉积作用的河流存在。北部湾盆地由于雷州半岛的阻隔，在盆地演化过程中始终和珠江口盆地独立发展，和珠江口盆地一样，主要以自己周边的隆起区为物源，沉积物的搬运是通过较小流径的短程流水进行的。因此，在地球化学成分上与珠江口盆地明显不同。由于雷州半岛对北部湾盆地和珠江口盆地的珠三坳陷起到分水岭的作用，也构成两者的共同源区，使其样品在判别分析中存在误分的情况（表6-13；图6-24）。
图6-24 珠江口、北部湾盆地泥岩稀土随时间变化判别分析图
表6-13 珠江口、北部湾盆地之间稀土元素判别分类表
庞雄等（2006）根据ODP1148孔和PY33井等的岩石地球化学分析指出，来自古珠江的沉积物在23.8 Ma期间有着明显的变化，它代表了古珠江流域曾经有过一次重大变化，各种微量元素和常量元素都在23.8 Ma界面出现突变，以23.8 Ma为分界的聚类分析也表现出渐新世的沉积物地球化学组成与中新世明显不同（邵磊等，2005）。特别是钕同位素值的突变，从晚渐新世的-9～-11陡然降至中新世的-12～-13（图6-25），说明当时南海的沉积源区及环境发生了较大的改变（邵磊等，2004）。
珠江流域的沉积演化分析比较合理地解释了导致珠江三角洲和珠江深水扇系统沉积物地球化学特征随时间发生演变的现象。ODP1148孔和PY33井晚渐新世沉积物的钕同位素值为-9～-11，与东南沿海海西-燕山期花岗岩的钕同位素值相当（Clift等，2002），说明32～23.8 Ma的珠江流域可能以分布于东南沿海的海西-燕山期花岗岩分布区为主体，这也是珠江三角洲富砂的主要原因。随着印澳板块与欧亚板块碰撞导致的青藏高原隆升加剧，中国西高东低的古地理格局逐步形成，珠江流域向西扩展，使珠江有更广泛的物质来源。23.8 Ma的构造事件可能加剧了西部的隆升并导致古珠江突然向西部拓展，其中，渐新世末的滇西高原隆升作用（王国芝等，2000）就可能直接影响古珠江向西的拓展扩大，并使珠江沉积物钕同位素值从-9～-11陡然降至-12～-13，与青藏东麓地体的钕同位素值一致。
图6-25 ODP1148站与PY33-1-1井钕及锶同位素变化曲线及代表的可能源区
考虑到今天的长江下游及长江三角洲仅仅有数百万年的历史（Li等，2001；范代读等，2004），以及新近纪以来珠江向珠江口盆地倾泄了巨量碎屑物质（18.5 Ma以来珠江口盆地大约沉积了59×104km3的沉积物，相当于现今珠江45×104km2的流域面积被均匀削蚀了1300 m厚的碎屑物质），可以设想，珠江流域范围可能比今天要大得多。从构造-沉积体系的关联上可以明显反映出青藏高原的隆升-南海的沉积演变-区域构造事件之间的因果联系（庞雄等，2007）。
