碳酸盐台地的研究经历几何形态描述、成因分析、地震三维刻画及碳酸盐岩沉积模拟等重要阶段，Ahr、Wilson、Read、Tucker等提出的典型沉积模式对认识古代碳酸盐台地起着引领作用^[1-4]，镶边陆架、孤立台地、缓坡模式得到了广泛应用。随着不同地质背景下碳酸盐台地被深入认识，越来越多的学者发现，经典模式已不足以描述全部的碳酸盐台地地貌和层序。近年来，许多研究者根据具体构造背景、成因等参数，提出了更具体的分类方案及模式^[5-10]。离岸碳酸盐台地为远离浅水大陆架的台地，其台地斜坡伸向浅水区，类似于Flügel提出的“附属台地”，金振奎等认为离岸台地指距离海岸有一定距离、与海岸之间有碎屑岩浅海相隔的碳酸盐岩台地，并将离岸台地进一步划分为离岸陡坡台地和离岸缓坡台地。位于南海西北陆坡前缘隆起带上的琼东南等盆地因其独特的地貌位置，其碳酸盐台地有别于镶边陆架、孤立台地等经典模式，更符合离岸台地地貌条件。

南海西北部大陆边缘经历了被动大陆边缘的演化过程，拗陷期以来，在拗陷早期北部大陆架的沉积物沉积在西沙海槽，为陆坡前缘隆起带碳酸盐岩发育提供了清水的环境，在构造高部位发育碳酸盐岩沉积。西永1井、西科1井证实新近纪以来西沙群岛发育碳酸盐岩沉积^[11]，但西沙群岛以外的西北海域是否发育碳酸盐台地有待证实，三维地震资料揭示梅山组沉积期广泛发育丘状地震反射，其成因仍是研究热点^[12-14]，在无井区，寻求新模式指导，将地质-地震有机结合，排除地震多解性，应用离岸台地，并进行台地边缘细分，关注其成因分析，为该区碳酸盐台地进一步深入研究提供思路，丰富碳酸盐台地研究实例。

1.   地质背景

南海西北部主要发育了莺歌海盆地、琼东南盆地和中建南盆地(图 1)，它们都是新生代沉积盆地。莺歌海盆地位于印支半岛与南海北部大陆架交接区，属红河断裂带在海域的延伸，盆地长轴走向北西向；琼东南盆地呈北东向，发育在海南岛和古近纪的西沙隆起之间，盆地东侧通过西沙海槽与南海西北海盆沟通，西侧则与北西走向的莺歌海盆地交接，其受近东西和北东向断层的控制，具有“南北分带、东西分块”的结构特征^[13]；中建南盆地位于南海中央海盆以西的中—西沙地块之上，向北与琼东南盆地的华光凹陷以隆起隔开，北部坳陷地区整体呈北东向展布，分为“三凹二低凸”，即建北、建西、建东凹陷和建中、建北低凸起。建西凹陷总体表现为南断、北超的半地堑结构，中部受中建岛火山隆升活动的影响而复杂化；建中低凸起为双断式地垒结构；建东凹陷总体表现为北断、南超的箕状凹陷形态，在深洼区又具双断式地堑结构。

图  1  南海西北部构造单元分布

Figure  1.  Tectonic map of the study area in northwestern South China Sea

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西沙隆起上钻探了西永1井、西琛1井、西永2井、西石1井和西科1井，5口井均钻遇了生物礁(图 2)，其中西科1井梅山、黄流、莺歌海、乐东组均发育生物礁，并经历了6次暴露、2次淹没^[15-17]。

图  2  西沙碳酸盐台地连井对比

(据文献[19](修改)

Figure  2.  Stratipraphic correlation for Xisha carbonate platform

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2.   南海西北部碳酸盐台地类型及分布

碳酸盐台地类型是由古地貌背景、相对海平面变化、气候条件和碳酸盐岩沉积速率、清水环境共同控制的及相对海平面升降等适合的条件下，一种台地类型会演化成另外一种台地类型。同一时期，在地台区的不同区域，因地貌背景不同也可能发育不同类型的台地。目前碳酸盐台地分类考虑的因素有：构造背景、地理位置、镶边、台地的坡度、台地的封闭性、强调障壁条件等。西北深水陆坡区地貌较为复杂，具有“隆坳相隔，凸凹相间”的特征^[18]。两个陆坡前缘隆起带控制着沉积体系格局(图 3、4)，中新世开始，围绕着隆起发育碳酸盐岩沉积，形成碳酸盐台地。

图  3  北西向地质剖面图

(测线位置见图 2中的L1)

Figure  3.  A geological section in NW direction

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图  4  东西向地质剖面图)

(测线位置见图中的L2)

Figure  4.  A Geological section in EW direction

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在三维、二维地震资料解释、构造演化分析基础上，基于对台地影响因素的分析，并考虑与碳酸盐岩台地经典分类的衔接、继承和发展，以构造背景、地理位置、镶边性、坡度(Ⅳ)为主控因素，并结合动态演化思想，建立本区碳酸盐台地分类方案。该方案将本区碳酸盐台地分为2大类、6小类、7台地类型(表 1)。

表  1  工区碳酸盐台地分类

Table  1.  Classification of carbonate platforms in the study area

分类参数								类型
构造 背景	地理 位置	镶边性	坡度	环绕台 地水深	方向		阶段
					走向	倾向		大类	亚类
与大陆 不相连	北礁凸起	镶边	陡	浅水	北东	南西	中中 新世	北礁离岸台地	镶边
		无镶边	缓	浅水	北西	北西		北礁离岸台地	缓坡
	中建凸起	镶边/陡坡	陡	浅水	北西	南东		中建离岸台地	镶边/陡坡
		缓坡	缓	浅水	北西	北西		中建离岸台地	缓坡
	永乐隆起	镶边/陡坡	陡	浅水	东西	东		永乐离岸台地	镶边/陡坡
		缓坡	缓	浅水	北东	北东		永乐离岸台地	陡坡
	西沙隆起			深水			晚中新世	西沙孤立台地

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2.1   梅山组沉积早期碳酸盐台地展布

梅山组沉积早期，由于盆地的整体沉降和迅速海侵，研究区的大部分地区由三亚组沉积期的浅海―潮坪沉积演化为碳酸盐岩沉积，围绕凸起、隆起开始发育碳酸盐台地沉积，主要环绕凸起发育缓坡台地、台地与浅海相间的古地理格局(图 5)。除了西沙隆起此时表现为局限台地外，陆棚之间为缓坡台地，缓坡台地边缘发育生物礁、滩沉积。围绕北礁凸起发育碳酸盐台地(北礁台地)，台地边缘发育生物礁，在地震剖面表现为中振幅、丘状反射特征(图 6)。围绕中建低凸起发育碳酸盐台地(建中台地)，台地边缘发育生物礁及生物滩(图 7)。永乐隆起此时为缓坡台地，其边缘主要发育滩沉积(图 8)。北礁台地边缘发生滑塌，碳酸盐岩碎屑被潮汐作用搬运，在缓坡地带形成潮汐沙脊。

图  5  中中新世早期碳酸盐台地相分布

Figure  5.  Distribution of carbonate platforms in Early Middle Miocene

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图  6  过北礁台地边缘地震剖面

Figure  6.  A seismic profile across Beijiao platform

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图  7  过建中台地边缘地震剖面

Figure  7.  A seismic profile across Jianzhong platform

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图  8  过中建台地边缘地震剖面

Figure  8.  A seismic profile across Zhongjian platform

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2.2   梅山组沉积晚期碳酸盐台地展布

梅山组沉积晚期，总体上继承了梅山组沉积早期的岩相古地理格局(图 9)，但台地斜坡相更为发育，生物礁和滩分布及规模有了较大变化。中建台地、建中台地及北礁台地仍为开阔台地，其分布面积有了变化，建中台地和中建台地面积在缩小，体现了台地向构造高部位退积。北礁台地范围缩小，但仍呈北西向展布与西沙隆起不相连。西沙台地仍为局限台地，其面积有所减小，其斜坡相面积在增加。

图  9  中中新世晚期碳酸盐台地相分布

Figure  9.  Carbonate platforms in Late Middle Miocene

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此时，中建台地边缘仍发育滩，建中台地滩不发育，华光凹陷斜坡带滩不发育，北礁台地南零星发育滩沉积。建中台地生物礁仍在发育，北礁台地南生物礁发育规模减小，而北礁台地北生物礁规模较大，并向构造高部位退积。西沙台地仍以潟湖、礁坪相为主。

2.3   黄流组沉积期碳酸盐台地展布

黄流组沉积期，因早期沉积充填作用及海平面上升，古地理格局发生了重大变化，全区发育开阔台地(图 10)。此时，西沙台地被深水陆棚环绕，形成了典型的孤立台地。西沙孤立台地古地理格局呈北东—南西向展布，北东向地势低，南西向地势高，由北东向南西发育有深水陆棚、浅水陆棚、台地斜坡、台地边缘礁及开阔台地等沉积相单元，北东边缘仍处于较强的水动力环境，以台地边缘生物礁发育为主，台地南西部古地貌复杂，构造高部位有利于造礁生物的生长繁殖，开始形成环礁。中建台地以孤立台地的形式持续发育碳酸盐岩，期间沉积厚度较大，其台地边缘地震相呈中强振幅、亚平行、席状反射，未发现丘状反射。建中台地已被淹没，结束了碳酸盐岩沉积，开始形成深水沉积，其在地震剖面呈强振幅、高频、平行反射，斜坡部位发育下切充填沉积。北礁台地大部分地区被淹没，北礁台地北部与西沙台地相连，构成西沙孤立台地北东翼的台地边缘。受古地貌背景、沉降速率及海平面升降等主要因素的控制，中中新世、晚中新世形成了不同的沉积格局。

图  10  晚中新世碳酸盐台地相分布

Figure  10.  Carbonate platforms in Late Miocene

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3.   碳酸盐台地控制因素

碳酸盐岩台地沉积受控于构造运动、相对海平面升降、碳酸盐岩产率和气候变化。本地区碳酸盐台地最具特色控制因素在于陆坡隆起二级古地貌、凸凹相间三级古地貌及相对海平面升降。中中新世，西沙隆起和中建隆起控制着物源体系及水流体系。碳酸盐台地主要依附于该隆起、凸起发育，并随着海平面的升降而合并、迁移。晚中新世，随着快速沉降，围绕凸起发育起来的碳酸盐台地被逐渐淹没，并发育深海沉积。两大隆起开始进入孤立台地演化阶段，西沙台地开始广泛发育环礁及潟湖相沉积，中建台地开始产生大规模的加积作用。

3.1   古地貌控制碳酸盐台地类型及横向迁移

3.1.1   被动大陆边缘的构造演化层序界定碳酸盐台地发育时间

本区经历了断陷、断拗和整体热沉降等盆地演化过程，宏观上，拗陷期碳酸盐台地开始发育，即中新世是研究区碳酸盐台地发育最早时间，但由于古地貌差异，东部地区生物礁的繁盛期滞后于西部，隆起带的生物礁繁盛期滞后于凸起带生物礁的繁盛期。西沙碳酸盐台地西永1井的钻探揭示，西沙台地内生物礁最早形成时间为早中新世^[19-21]，这与盆地构造演化层序相吻合。

3.1.2   古地貌控制碳酸盐台地分布及迁移规律

西北部受海槽切割和裂陷作用的影响形成三隆多坳的构造格局(图 11)。海槽减少了大陆架物源对碳酸盐台地发育的影响，三大隆起(西沙、中建、建中)成为碳酸盐岩建造的区带，并决定了三大孤立台地性质，自西向东形成的多个构造台阶，使得碳酸盐台地发育过程中，形成了随着相对海平面上升向西迁移的演化模式。

图  11  三亚组沉积期古地貌

Figure  11.  Carbonate platforms in Sanya Stage

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3.1.3   局部构造控制碳酸盐台地高能带分布

本区东北部受北西向断层控制，沿其上升盘形成碳酸盐台地高能带；铲式断层控制的地垒往往形成高能礁带；地堑斜坡高部位形成高能带滩相；火山凸起上易形成塔礁，揭示了局部构造对礁体、滩生长发育的控制。

3.2   海平面控制碳酸盐台地规模及纵向叠加

3.2.1   全球海平面变化控制碳酸盐台地迁移

自中新世以来，南海西北部整体上经历了一个海侵的过程(图 9)。在相对海平面的上升早期，西沙隆起和中建隆起并未发育大规模的生物礁，而凸起带发育大规模生物礁。晚中新世，凸起带的生物礁已终止发育，而西沙隆起带发育大规模的环礁。海平面的相对变化对碳酸盐台地的影响主要表现为：控制台地的类型，早期为缓坡台地，晚期为孤立台地；导致小型缓坡台地的合并；导致了碳酸盐台地由西部向东部迁移(图 6)。

3.2.2   次级海平面变化影响生物礁类型及层序

大规模海平面的变化是一个短暂的事件，只能导致碳酸盐台地的淹没与迁移，而台地内部的高能相带更多地受次级海平面变化的控制。据礁生长速率对海平面升降速率的响应关系，生物礁的生长方式分为退积、加积和进积。生物礁的生长方式在地震剖面常表现为S型前积、叠瓦状前积等地震反射构型和上超、下超等同相轴接触关系^[22]。通过生物礁旋回性分析，其生长与次级海平面变化一致，当海平面上升时，生物礁体内部地震反射同相轴构造高部位叠置、上超，反之向陆棚方向形成下超。中建台地内部地震反射同相轴呈平行反射而无迁移方向，表明其在发育过程中与相对海平面保持并进关系(图 5)。

4.   结论

(1) 南海西北部渐新世以来，发育碳酸盐台地，其类型分为碳酸盐离岸台地(中中新世)和碳酸盐孤立台地(晚中新世以来)两种。离岸台地又细分为离岸台地镶边岛架、离岸台地缓坡和离岸台地陡坡。台地几何形态、地震反射终止方式和地震相特征是识别3个碳酸盐台地(西沙孤立台地、中建台地和永乐台地)的主要依据。

(2) 南海西北部台地经历了由西向东的迁移过程。古地貌和海平面变化是该地区碳酸盐台地生长、持续、消亡的两大主控因素。陆坡隆起控制碳酸盐台地发育范围、规模和迁移方向；凸起控制碳酸盐台地类型、相带和迁移速度；半地堑作为外源容纳空间和输出通道而保证了碳酸盐台地发育的“水清”环境；台地边缘形态决定碳酸盐台地高能相带的分布、类型和规模。海平面上升导致碳酸盐台地由西向东迁移，台地面积减小，环礁越来越成熟。