晚中生代古太平洋板块(PPP)俯冲到华南地块(SCB)下方所引发的广泛岩浆活动在南中国海(SCS)边缘及相邻的陆上地区都有记录(图1a;Engebretson, 1985, Isozaki et al., 2010, Lin et al., 2017, Maruyama et al., 1997)。具体而言,这些岩浆作用形成的岩石在中国东南部、SCS北部和西部边缘的近海盆地基底以及印度支那半岛上均有保存(Charvet et al., 1994, Xu et al., 1982, Zhou and Li, 2000)。这些岩石主要由花岗岩、花岗闪长岩和闪长岩组成(Areshev et al., 1992, Cui et al., 2021, Liu et al., 2020, Liu et al., 2020, Wang et al., 2021)。珠江口盆地(PRMB)、琼东南盆地、珠江口盆地和万安盆地的基底在新生代沉积之前经历了长期的地壳压缩和风化作用。在这些基底的浅层风化和深部断裂带中发现了多个油气田,如白虎油田、大洪油田、HZ26-6油田和YL8气田(Hou et al., 2023, Nguyen et al., 2018, Tian et al., 2020)。大量研究表明,这些盆地的基底具有相似的构造背景和演化历史,表明在这些结晶基底中继续进行油气勘探和开发具有巨大潜力(Fyhn et al., 2009, Gao et al., 2022, Tang et al., 2017)。
作为SCS北部最大的新生代含油盆地,PRMB的油气分布具有明显特征:南部以石油积聚为主,北部以天然气积聚为主(He et al., 2012, Shi, 2013)。尽管PRMB的勘探历史主要集中在新生代沉积层,但最近的研究已扩展到中生代基底(Gao et al., 2025)。基底油气勘探主要针对PRMB东北部的惠州凹陷(Luo et al., 2019)。然而,由于上覆的新生代地层异常厚且基底钻探有限(主要集中在北部盆地的浅水区),对基底成因和构造演化的理解仍然有限。地质物理数据和有限的采样是现有解释的基础。
地质物理和钻孔数据初步揭示了基底成分。印支期岩浆复合体位于西部杨江–义同安沙断层带内,而燕山期(晚侏罗世–早白垩世)岩浆复合体分布在其东侧的北部。晚中生代前弧沉积层发育在潮汕凹陷中,变质岩则零星分布于基底中(Gao et al., 2022)。SCS北部边缘的高磁异常带可能标志着古代岩浆弧的位置(Boyd et al., 2007, Li et al., 2018, Zhou et al., 2006, Zhou et al., 2006)。钻孔数据进一步表明,朱I凹陷和中央隆起带东部的基底由燕山期花岗岩组成,形成于岩浆弧环境(Gao et al., 2022, Li et al., 1999, Liu and Wu, 2011, Luo et al., 2019, Xu et al., 2015)。此外,晚中生代前弧盆地沉积岩也发育在潮汕凹陷中(Hao et al., 2009, Lin et al., 2019)。
位于朱II凹陷东部的白云凹陷(图1b)是未来基底油气勘探的关键区域。在其新生代地层中发现的商业油气藏(如LW3-1、LH34-3和LH29-1)证实了它是PRMB中最大且最富烃的凹陷,其下伏基底中也已检测到烃类(Ji et al., 2017, Peng et al., 2024)。从构造上看,白云凹陷是一个由强烈地壳剥离和减薄形成的宽阔而深的断层控制凹陷,是PRMB的主要沉降和沉积中心。上覆的新生代地层厚度超过13公里(Li et al., 2020, Li et al., 2020, Pang et al., 2018)。尽管其重要性不言而喻,但白云凹陷基底的岩性、侵入年龄、成因和构造背景仍知之甚少。然而,从其周围隆起区新采集的基底样品为深入理解其地质演化提供了宝贵机会。
PRMB的基底位于SCS北部边缘的大陆架和斜坡上,代表了SCB基底向海外的延伸。这些连续的地壳域具有相似的构造框架和强烈的成因亲缘关系。因此,中国东南沿海地区的晚中生代花岗岩样品为理解白云凹陷的基底成分和演化提供了有价值的参考。
本研究结合了对白云凹陷新采集的基底样品的岩石学分析、U–Pb锆石地质年代学、全岩地球化学和Sr–Nd–Pb同位素数据,以及对中国东南沿海晚中生代花岗岩的对比分析,旨在:(1)描述白云凹陷基底的岩性、侵位年龄、成因和构造背景;(2)进一步明确晚中生代岩浆弧的空间范围;(3)深入了解SCS北部边缘的俯冲相关构造框架。