大陆边缘作为洋陆两大巨型地质、地貌单元的过渡地带，是板块活动剧烈的作用带、地震发震带和物质交换带，汇集了全球90% 的沉积物，也是各种地质构造活动与沉积作用记录的主要载体，还是海洋资源富集和海洋经济发展的主要场所，并与大陆架海域划界密切相关，因此不仅受到地球科学界的高度重视，也受到各国政府的高度关注.大陆边缘动力学是当今地球动力学研究的前沿，已成为国际大陆边缘计划（InterMARGINS）和综合大洋钻探计划（IODP）的重点研究方向，许多国家和区域组织相继建立了自己的大陆边缘大型科学计划，如欧洲大陆边缘计划（EUOMARGINS）、美国大陆边缘计划（MARGINS）、英国的大陆边缘3D 研究、挪威大陆边缘研究网络计划以及澳大利亚大陆边缘计划等.

南海是西太平洋一个独特的边缘海，处于印-澳、欧亚和太平洋板块的交汇之处，夹持在西部的特提斯构造域与东部的太平洋构造域之间，不仅保留了大陆边缘共轭张裂到海盆扩张的丰富信息，还与青藏高原的隆升相关，是研究大陆边缘初始张裂过程和区域重要地质事件的关键地区.特别是南海四周的大陆边缘包含了大陆边缘的三大主要类型，即南北两侧的张裂型（被动型）边缘、东侧的俯冲型（主动型）边缘和西侧的剪切（转换）型边缘；在中、新生代又经历了从主动大陆边缘到被动大陆边缘性质的转变和晚新生代从扩张到俯冲过程的转变，使之成为研究大陆边缘类型、演化模式和动力学机制的理想场所.南海被动大陆边缘如何从非稳态的张裂阶段发展到稳态的海底扩张阶段？南海三个次海盆的时空演化关系及其动力过程？南海大陆边缘属性是火山型还是非火山型？南北大陆边缘共轭对比及其油气资源条件差别？中、新生代南海大陆边缘如何又从主动陆缘转变为被动陆缘？这些问题的研究不仅是区域地球动力学问题的重点，也是国际大陆边缘计划（InterMARGINS）和综合大洋钻探计划（IODP）的优先研究领域.因此，研究南海大陆边缘的地壳与岩石圈结构、构造变形、岩浆活动、沉积演化和动力学机制，揭示陆缘盆地演化动力过程及其对油气资源的控制机理，不仅是深化南海大陆边缘形成演化和油气资源分布规律认识的基础，也是揭示复杂大陆边缘演化动力过程、完善全球地球动力学理论不可缺少的关键环节，必将对海洋科学的许多前沿领域产生巨大的推动作用.为此，2007 年科技部启动了国家重点基础研究发展计划（973）项目“南海大陆边缘动力学及油气资源潜力”，对上述科学问题展开综合研究.

以揭示新生代南海大陆边缘共轭张裂模式、海盆扩张演化、陆缘性质转化机制和沉积盆地演化动力过程及其油气资源前景为目标，开展多学科综合研究.针对南海南部大陆边缘及深海盆调查观测较少的状况，在已有工作的基础上，项目重点在南海南部大陆边缘及相邻深海盆设计3条包括长排列大震源深地震、海底地震仪（OBS）测量以及重磁、测深等在内的综合地球物理探测剖面，并与北部陆缘已有的剖面衔接，构成穿越南海南、北大陆边缘及深海盆的综合大剖面（图 1，2）.同时，在南海西侧和南侧边缘的沿岸或海岛布设流动和长期地震观测站，解决南海西南区域地震射线密度不足的问题；在南海周边开展古地磁、古地理、岩浆火山活动和钻井记录等方面的研究，恢复南海形成前、后的地质发展历史；通过系统的资料处理、样品分析和动力学过程的数值与物理模拟，研究南海大陆边缘演化及其油气资源分布规律.

图 1

Fig. 1

图 1 南海OBS历史测线（黑色）与本项目测线（红色），黄圈为下地壳高速层分布区 Fig. 1 OBS lines in former researches (black lines) and in this project (red lines).Yellow circle shows the distribution of lower crust body of high-velocity

图 2

Fig. 2

图 2 长排列多道综合地球物理测线（多道地震、重、磁）位置及地震台站位置 Fig. 2 Location of the comprehensive geophysical lines (multi-channel seismic, gravity and magnetic survey)and the earthquake stations

借鉴前期边缘海973项目的研究经验，在南海西南部的越南、老挝沿岸、印度尼西亚纳吐纳岛和我国西沙岛四个地区布设4个长期观测流动（一年）和2个固定地震台站，以填补南海西南海区天然地震观测台站数据的空白，结合周边大陆边缘陆基台站的记录数据，利用体波和面波地震层析技术获取区域尺度的P 波和S 波速度三维图像和各向异性分布；利用本项目南海综合大剖面的海底地震仪（OBS）记录，结合陆基地震台站，获取地壳和上地幔顶部的精细速度结构，同时分析综合大剖面的重磁、热流测量结果，获取地壳密度、磁性和热-流变结构；综合上述各种地球物理探测的研究成果，进一步确定南海的地壳和岩石圈结构以及动力学特征.

在确定地壳和岩石圈深部结构和动力学特征的基础上，综合分析海底测深、多道地震剖面、重磁力资料，以及钻井、拖网、岩石地球化学等资料，进行多波束地形地貌与多道地震剖面的联合解释，确定地表构造与深部构造的联系；利用综合大剖面对比南海南北陆缘构造变形、岩浆作用、沉积作用等的差异，构建共轭陆缘变形模式；利用磁异常的空间域与频率域分析方法，以及三维解析信号与欧拉反褶积计算方法的实现，获得南海深部磁性层结构、居里面深度、磁异常分区、扩张年代与扩张过程、岩浆活动等方面的信息；利用剥离新生代沉积层的重磁震联合解释技术，结合与相邻陆域地质构造的对比，揭示中生代构造特征和火成岩分布规律.

利用层序地层理论和方法，通过对地震资料的精细处理和特殊处理（如波阻抗、岩性反演和时频分析等）进行地震反射特征、地震层序界面和特殊沉积体的识别；利用ODP钻孔和油气钻井资料进行过井剖面的地震层序的年代标定，建立南海大陆边缘的层序地层格架.根据现代沉积学和地震沉积学理论和方法，开展地震属性和地震相分析，利用钻井岩性、微体古生物、矿物组合、同位素地球化学和测井资料等进行沉积相、沉积模式和沉积演化研究，分析不同时期陆源物质的沉积速率和沉积通量.通过综合对比，建立南海陆架-陆坡-海盆的完整的层序地层年代格架和沉积演化模式，分析大陆边缘沉积盆地和深海盆沉积充填过程对南海及邻区有关重要构造事件的响应.

在南海大陆边缘岩石圈三维结构和综合大剖面研究的基础上，针对被动陆缘张裂过程中陆架、陆坡和深海盆等不同构造单元地壳热结构及流变结构的变化特点，建立热-流变-形变耦合的地质-地球物理模型，开展新生代共轭大陆边缘张裂的构造热演化三维数值模拟；在综合分析南海及邻区古地磁反映的块体位移历史、岩相古地理和岩浆火山活动反映的区域地质演化历史的基础上，建立南海大陆边缘块体中、新生代聚合和分裂历史，探讨南海海盆扩张停止、东部俯冲带形成和东北部弧陆碰撞的动力学背景；建立物理实验模拟的端元模型或约束条件，通过改变岩石圈流变分层结构和横向分布、初始断裂样式、加载方式，开展物理实验模拟，探讨南海大陆边缘的变形特点、演化过程和成因机制.

以盆地动力学、构造地层学、层序地层学、含油气系统、成藏动力学等理论为指导，研究岩石圈深部结构对大陆边缘盆地形成的制约，查明南海大陆边缘不同类型的沉积盆地结构构造、层序地层格架及其充填演化特征，确定沉积体系配置、富生烃凹陷发育的时空分布以及优质烃源岩与层序地层格架和沉积体系的关系，建立盆地构造-热动力学模式；油气资源潜力的预测将结合南海不同边缘盆地的特点，对比南、北两侧共轭边缘盆地性质、特征及其油气成藏条件的差异，运用含油气系统、成藏组合和油气评价系统等方法，分析生烃中心、油气运移-输导系统对形成大中型油气藏的作用和控制，评价有利区带油气资源潜力.

为促进学科融合、交叉，项目强调地质、地球物理、地球化学等多种分析研究手段的综合应用，实现项目航次新资料的处理解释以及与已有资料的结合应用，并注意将观测资料的构造现象通过数学模型的简化与动力学机制的模拟相结合，丰富南海大陆边缘及油气资源分布规律的认识.

通过天然地震面波数据反演的南海及邻区的岩石层横波速度结构表明，南海海盆的岩石圈结构横向变化不大，厚度在70km 左右，由海盆向周缘陆地和岛弧地区逐渐增加，以海区与华南大陆和吕宋岛弧之间最为明显；南海海盆的上地幔软流圈厚度比较大，达到200km 左右，中央海盆下方没有明显的地幔异常，或许表明海盆扩张终止后上地幔的热流活动已逐渐减弱；在南海的东部边缘，菲律宾海板块向吕宋岛弧俯冲下沉的迹象明显，导致岛弧地带的岩石圈厚度明显增加，但是上地幔软流圈的厚度相对较薄^[1].根据横波速度与温度的经验关系计算了南海及邻区的深部温度分布，以1300℃等温面的深度作为热岩石圈的底面，求得南海海盆的热岩石圈厚度为65~75km，与面波反演的结构相似^{[2， 3]}.

依据项目地震数据和磁异常数据，获得了南海海盆洋壳的居里等温面（磁性层底界面）深度，结合热流数据，发现南海西南次海盆的居里点深度最浅，而东部次海盆残留洋中脊北侧的居里点深度明显小于南侧的居里点深度.这种变化被认为很可能与晚期岩浆活动相关.通过磁性层顶界面的求取，并顶、底界面深度相减获得磁性层的厚度，结果表明南海大部分磁性层的厚度在15~30km 之间，在中央海盆（洋壳发育区）以及北部海陆过渡区域的磁性层厚度（一般小于23km）明显小于周边的磁性层厚度（一般大于23km）.由于南海中央海盆的洋壳厚度一般小于10km，因此，南海大洋岩石圈地幔的顶部存在平均大于10km 厚的磁性层，对海面所观测的磁异常有所贡献^[4].OBS地震剖面研究发现南海东北部海陆过渡带下存在可能由于底侵作用形成的下地壳高速层^[5]，或许这里的磁性层减薄、居里面抬升和“磁静区”的表现与底侵作用有一定的联系.然而，关于洋壳深部和上地幔磁化的机理以及对地表观测的磁异常的影响一直存在争议，早期人们一般认为磁源体的深度局限在洋壳的最顶层.而卫星磁测以及ODP钻探等研究结果发现引起海底磁异常的磁源体可以很深，在洋壳深部的辉长岩层也会对海底磁异常产生重要贡献，这就引发了洋壳生长过程中磁性层又是如何形成和起作用的问题.研究表明，南海卫星磁测超长波长的磁异常与采用300km 和400km 截止波长低通滤波后的区域航测和海测的磁异常之间具有很高的相似性，进一步印证了磁异常存在重要的深部贡献.

南海北部陆缘的构造属性一直存在火山型和非火山型大陆边缘的争议^[6~8].南海北部陆缘西段新的OBS 资料（OBS2006-1、OBS2006-2）分析结果显示地壳结构模型中没有明显的下地壳高速层，进一步证实北部陆缘的西段具有非火山型被动大陆边缘的构造属性^{[9， 10]}.南海东北部有所不同，OBS2001和OBS2006-3 等测线显示出一定厚度的下地壳高速层，重磁资料的模拟结果表明，与下地壳高速层对应的是密度为2.9g/cm³ 的高密度层，暗示了岩浆岩底侵的产物，下地壳高速层与浅部较新岩浆岩有相同的分布范围，推测其时代也相同，是南海扩张停止后形成的，再加上南海东北部的反射地震剖面上没有火山型陆缘特有的向海反射层（SDR），因而推测南海东北部仍为非火山型陆缘，只是后期岩浆活动较为强烈^[10].OBS2001 和OBS2006-3 的横波速度结构的研究也显示了下地壳高速体有较低的纵横波速比（1.73~1.78），说明高速体是岩浆成因而非蛇纹石化成因^[11].

南海南部首次获得了OBS探测资料，使我们能够开展南沙地块内部和南北陆缘地壳结构的对比研究.OBS973-1和OBS973-2测线分别位于南部陆缘的中段和东段，两者具有相似的地壳结构模型，在南沙海区莫霍面深23~24km，属减薄的陆壳结构，上下地壳的厚度相当，向北进入海盆区地壳厚度迅速减薄，莫霍面抬升到8~12km 处，属典型的洋壳结构，在洋陆过渡带没有发现下地壳高速层的存在，说明南部陆缘具有比较一致的构造属性和拉张模式^{[12， 13]}.OBS973-1 与OBS973-3 测线可作共轭对比，后者的结构剖面也没有下地壳高速层，但从海盆区到陆块区的洋陆过渡带很宽阔，莫霍面埋深总体在20km 左右，康氏面和莫霍面都有些起伏，上地壳厚度基本保持不变，只是下地壳厚度变化较大，与南边的剖面有较大差别，因而推测西南次海盆南北陆缘可能是不对称拉张的非火山型共轭大陆边缘^[12].而南沙OBS973-2 剖面可以与南海北部西侧OBS2006-1剖面进行共轭对比（图 3），两条测线具有相似的地壳结构模型，在陆壳区莫霍面深22~23km，向海盆区减薄较快，上下地壳厚度相当，下地壳没有高速层，因此我们推测南部的礼乐滩和北部的中沙隆起是扩张前的共轭点，南部陆缘的东段与北部陆缘的西段是对称的非火山型共轭大陆边缘^[13].南海东北部是一个比较复杂的区域，这里几条OBS纵波剖面都有下地壳高速层的存在，OBS横波剖面还显示可能有古洋壳的存在（较高纵横波速比，达1.90~1.94）^[11]，与南部陆缘没有可以共轭对比的地方.南海南部和北部陆缘地壳结构的共轭对比对研究南海从大陆裂解到海底扩张的演化过程有重要意义.

图 3

Fig. 3

图 3 礼乐滩与中沙块体共轭的地壳结构(OBS973-2与OBS2006-1对比） Fig. 3 Conjugative crustal structures between Reed Bank and Zhongsha Block (Left： OBS 2006-1, Right： OBS973-2)

通过对南海ODP184 航次1148 站岩芯沉积物的陆源矿物组成和堆积速率、粘土矿物组成及其化学成分、陆源碎屑物质粒度、石英氧同位素和微形貌的综合研究，结合古地磁和微体古生物建立的年代框架，研究表明，钻孔底部为深海相沉积，年代已达到34 Ma，说明南海海盆扩张的时间会比通常以为的30 Ma（对应C11磁异常）更早；通过对矿物通量及其分布变化特征及石英氧同位素等的分析认为渐新世末期（25~23.5 Ma）南海陆源物质发生了重大逆转，从之前的南向来源变为北向来源，认为这与南海海盆演化过程中新、老两次扩张交替，以及青藏高原不断隆升，中国大陆地貌逆转有关；在转折前后，陆源矿物经历从底部的快速沉积到极低速沉积阶段后又突然升高的过程，并伴随着矿物含量、比值和石英氧同位等变化和粒度变粗，指示渐新世晚期物质供应极度匮乏^[14~16].

通常，南海新生代盆地形成演化大致分为4个演化阶段，即扩张前初始裂陷阶段、同扩张强烈裂陷阶段、扩张后缓慢沉降阶段和扩张后快速沉降阶段.南海新生代构造地层组合对比研究表明，南、北陆缘沉积盆地从同扩张强烈裂陷阶段向扩张后缓慢沉降阶段的构造转型时间存在较一致的差异，南海北部珠江口盆地和琼东南盆地在23.5 Ma即已完成断拗转换进入裂后缓慢沉降期，而南海南缘盆地则在15.5 Ma才完成构造转型，其时间上南海北部早于南部.同样，南、北陆缘沉积盆地从扩张前初始裂陷阶段向同扩张强烈裂陷阶段的构造转型时间也存在差异，北部陆缘32 Ma 已经开始，而南部陆缘到25 Ma才有表现，也表现出北部早于南部.南海南、北陆缘沉积盆地构造转型存在时差的原因是，北部陆缘主要受到南海东部次海盆和西北次海盆扩张的影响，转型时间对应东部次海盆早期扩张期的开始和结束；南部陆缘主要受到西南次海盆扩张的影响，转型时间对应西南次海盆扩张的开始和停止^[17].

以往对于南海的研究由于海盆构造演化本身的复杂性，以及所使用的分辨率较差的较老数据，使得在演化模式的研究上存在较大的分歧.本次根据最新获取的高分辨率重、磁测网数据的分析，结合多波束海底地貌的构造解释，开展了南海全海盆构造动力演化模式的重新研究.研究发现南海海盆新生代经历了两期不同动力特征的海底扩张，25~23.5 Ma期间的沉积-构造事件是其重要分界.早期扩张从约33.5Ma开始至25Ma停止，在东部海盆南、北两侧和西北海盆形成了具有近E-W 向或NEE 向磁条带的老洋壳，是近NNW-SSE 向扩张的产物；晚期扩张从23.5Ma开始至16.5Ma（磁条带识别年龄）结束，在东部海盆中央区和西南海盆形成了具有NE向磁条带的新洋壳，是NW-SE 向扩张的产物.早晚两次扩张存在有约1.5 Ma的扩张间隙.南海海盆分区特点明显，南北分区，东西分段.从南到北可进一步分为3个亚区，南、北亚区由早期扩张产生，而晚期扩张的中央亚区从东到西又可进一步分为6个洋段，中间均由NNW 或NW 向断裂分割，是扩张中脊分段性的表现^[18].

南海海盆的扩张属构造主导型的海底扩张，存在一系列非均匀的构造、沉积作用现象.南海晚期扩张具有渐进式扩张的特点，排除了以往剪刀式扩张模式的可能性.这种渐进式扩张在西南次海盆表现明显，从北东向西南逐步推进，在构造机制上表现出从稳态的海底扩张，到非稳态的初始海底扩张，再向陆缘张裂的逐步转化.东部海盆与西南海盆之间的NNW 向断裂是分割两海盆的边界断裂，不仅切割了磁条带异常，控制了两海盆不同的地球物理场特征，而且还使扩张中脊左行平移约95km，造成扩张中心和磁条带不连续^[18].

根据南海南北大陆边缘上地壳脆性拉张因子与全地壳拉张因子的分析比较，发现南海陆缘伸展在纵向上也存在不均一性，以往的纯剪、单剪或者双层剪切模型均为纵向均一模式，难以解释南海陆缘这一与深度相关的拉张模式^[19].为此项目提出了一种描述上边界温度变化的第三类边界条件，并构建了包含冷却机制的张裂大陆边缘形成演化新模型，从而能够更好地模拟火山型和非火山型边缘形成演化的过程.将模型应用于西北次海盆、中央次海盆及其两侧边缘形成演化的模拟，结果表明张裂大陆边缘的伸展减薄是随深度变化，并且可能伴随有蛇纹石化的地幔出露^[20].

南海陆缘张裂结构的横向变化受构造位置控制.北部陆缘靠近华南大陆以及海南岛和中西沙等刚性地块的地区，张裂结构以半地堑和强烈不对称地堑为主，半地堑或地堑受控于延伸较长、垂向断距较大的断裂体系；陆坡区，琼东南盆地南部坳陷带和白云凹陷等表现出复式半地堑或复式地堑类型，尤其最靠近南海洋盆的白云凹陷，断裂延伸短，垂向断距较小.介于两者之间的地区，张裂表现出典型与复式的组合特点，边界断裂较大，延伸长且垂向断距大，内部断裂较小，延伸短且断距较小.物理模拟实验表明，随着岩石圈温度的升高和流变强度的降低，裂陷带的断裂体系逐渐由少数大断裂控制变为受大量小断裂所控制，且裂陷带的走向变化明显受到初始离散带形态的控制，因此海底扩张的地幔热状态是张裂结构的主要影响因素^[21].

由于不同的陆缘类型及边界条件，南海新生代形成了不同的大陆边缘盆地.新生代南海海盆扩张的迁移性是南海南、北大陆边缘盆地形成演化差异的重要控制因素，它一方面控制了南海陆缘盆地构造转型时间的迁移，即北部陆缘盆地明显早于南部陆缘盆地，另一方面也导致了南部陆缘挤压时间及强度的迁移，即曾母盆地在南海扩张期表现为前陆挠曲作用特征，而其北侧南薇西盆地和北康盆地则在南海扩张终结后由于挤压作用增强表现为前陆挠曲作用特征^[22].

南海大陆边缘由于构造演化的差异导致陆缘盆地类型、沉积充填及油气成藏条件的明显差异.研究表明，在烃源岩上，南海南、北部陆缘盆地主要发育陆相湖泊泥岩、海陆交互相煤系地层及浅海相泥岩3类烃源岩，北部离散型陆缘盆地以湖相烃源岩为主，海陆过渡相烃源岩为辅，西部走滑型陆缘盆地自北向南从以海相烃源岩为主逐渐过渡为海陆过渡相烃源岩与海相烃源岩并重，南部汇聚型陆缘盆地总体以海陆过渡相与海相烃源岩为主.在储集层上，除珠江口盆地部分油田为碳酸盐岩储层外，北部离散型陆缘盆地和走滑-伸展型莺歌海盆地储集层多为砂岩储层，而万安盆地和南部伸展-挠曲复合型陆缘盆地大都以碳酸盐岩储集为主，且以中新世发育的碳酸盐岩储集层为主.根据成藏组合与盆地构造演化阶段的对应关系，划分出扩张前裂陷期湖相成藏组合、同扩张裂陷期海陆交互相成藏组合、扩张后早期海相成藏组合和扩张后晚期海相成藏组合4种类型，南海北部陆缘盆地以扩张前期和同扩张期成藏组合为主，西部陆缘盆地以同扩张期和扩张后晚期成藏组合为主，南部陆缘盆地以扩张后早期海相成藏组合为主.由于南海南部陆缘盆地比北部陆缘盆地具有更优的烃源岩和储层条件，同时南部晚期挤压环境更易于形成有利的构造圈闭，因而具有更优的油气勘探前景^[17].

依据南海大陆边缘盆地油气成藏条件差异性研究，指出南海大陆边缘盆地具有“外油内气”的环带分布特点，而源（烃源岩）热（沉积物厚度及热流值）双重控制决定了油气的分布.石油主要分布于北部湾盆地、礼乐盆地以及珠江口盆地、万安盆地、曾母盆地浅埋藏的地区，而对于具有较厚裂后沉积物的盆地，如莺歌海盆地、琼东南盆地、曾母盆地大多以天然气藏为主^[17].

通过编制从早三叠世到新生代早期的区域岩相古地理图，研究表明，南海北部及邻区的中生代大地构造处在多阶段的演化过程中，具有三期海相成盆和三期构造破坏事件.第一个海相成盆期发生在早三叠世及其以前，早三叠世的古特提斯海在华南的影响已经开始减弱，但是此时的印支块体与华南块体尚没有完全碰撞，古特提斯海的南支可以影响到南海北部区域，因此不能排除南海北部存在早三叠世及其以前的古特提斯海相碳酸盐岩沉积的可能.但之后的中三叠世大规模区域碰撞和造山运动又几乎使得早期的海相沉积区完全隆升并遭受剥蚀.第二个海相成盆期发生晚三叠世至早侏罗世，古太平洋海侵影响了华南，形成华南较大范围的滨浅海相碎屑岩沉积，受干热气候的影响，局部形成煤层，南海北部又处在该期古太平洋海侵的通道上，因此应该形成较厚的浅海相碎屑岩沉积.尽管古太平洋俯冲与岩浆活动在中侏罗世到早白垩世强盛，但是在俯冲带火山弧的东南侧，大致在今天的南海东北部陆架区域，可能存在弧前盆地沉积，局部发育含放射虫硅质岩的混杂堆积.因此中侏罗世到早白垩世是南海北部中生代的第三个海相成盆期，形成较大的弧前沉积区域^[23].

结合华南岩浆时空分布研究，从中生代早期到晚期，古太平洋板块的俯冲模式是从平板俯冲变为陡倾角俯冲，由此引起的岩浆活动也从华南腹地向海方向迁移（距离达1300km）.在南海，从西北向东南方向，中生代岩浆活动具有逐渐年轻的趋势，中生代盆地沉积厚度则具有增厚的趋势，沉积环境则从内陆河湖相向边缘海和深海变深的趋势.而南海中、新生代由主动陆缘向被动陆缘转换的原因也主要是由于这种古太平洋板块俯冲板片角度的加大，同时伴随着俯冲带向东后撤，最终在大致早期俯冲带的位置形成大陆边缘的张裂带.转换的时间大致发生在早白垩世与晚白垩世之间（约100 Ma），这个时期南海两侧陆架沉积构造环境发生了巨大变化.

中生代南海北部陆缘和南部陆缘均为华南板块的一个部分，受到古特提斯和古太平洋构造域的联合控制.早三叠世古特提斯海仍然影响本区并逐步萎缩，至中三叠世碰撞造山，古特提斯海消亡；晚三叠世开始，古太平洋构造逐步控制华南及其南海陆缘，俯冲带动力学特征逐渐从平板式俯冲转变为高角度俯冲，并伴随着岩浆活动大规模向东南的迁移和俯冲带前锋向东南的后撤，火山弧岩浆活动在晚侏罗世至早白垩世达到顶峰；晚白垩世开始，古太平洋构造影响逐渐减弱，菲律宾海板块的影响逐渐加强，南海开始了从主动大陆边缘向被动大陆边缘逐步转换的阶段；进入新生代，南海岩石圈张裂持续加强，开始了被动大陆边缘演化的阶段.

新生代南海发生了早晚两期海底扩张.早期扩张可能从33.5 Ma就已开始，虽然目前能够识别的起始扩张磁条带年龄为32 Ma（C12），扩张持续了8.5Ma，在25Ma结束；晚期扩张经过1.5Ma的间隔和调整，从23.5 Ma重新开始，并至15.5 Ma结束，虽然目前能够识别的扩张停止磁条带年龄为16.5 Ma（C6c），前后持续扩张了8 Ma.南海新生代的两次扩张在沉积记录上有重要响应.在两次扩张间隙的25~23.5 Ma 期间，南海北部下陆坡的ODP1148井陆源物质来源经历了来自南部转而来自北部的变化，说明早期扩张的洋盆不大，南部陆源物质可以影响到北部下陆坡地区；南北两侧陆缘的沉积盆地从断陷到坳陷的构造转型时间存在差异，北部在23.5 Ma已完成转型，而南部到15.5 Ma才结束转型，说明北部陆缘的沉积盆地主要受早期扩张的控制，南部陆缘的沉积盆地主要受晚期扩张的控制.南海海盆构造上具有南北分块、东西分带的特点，也体现了存在早晚两期扩张以及扩张洋脊的分段性.早晚两期扩张均为从东向西传播的渐进式扩张，晚期渐进式扩张的特点更为典型.在晚期扩张过程中，东部次海盆和西南次海盆均受NNW向断裂控制，从北东向西南，在构造机制上表现出从稳态的标准海底扩张，到非稳态的初始海底扩张，再向陆缘张裂的逐步转化.

新生代南海大陆边缘的张裂变形似乎难以用以往的纯剪、单剪或者双层剪切等纵向均一模式来解释，岩石圈的伸展减薄具有随深度变化的特点，并且可能伴随有蛇纹石化的地幔出露.大陆边缘的共轭对比并非如前人认为的是N-S 向的，而是NW-SE向的，南部的礼乐滩和北部的中沙隆起在扩张前是共轭对应点，因此南部陆缘的东段与北部陆缘的西段是对应的共轭大陆边缘.在地壳结构上，南海的南部陆缘和北部陆缘西段均不存在下地壳高速层，虽然南海北部陆缘东段存在下地壳高速层，但由于没有向海反射层，下地壳高速层空间上又与陆缘火山、岩浆活动对应，被认为是底侵的产物，因此南海大陆边缘应属非火山型大陆边缘.南海陆缘沉积盆地受构造演化、烃源岩、储集层、成藏组合和后期改造的影响存在南北差异，总体上“外油内气”呈环带分布，并由于南海南部陆缘盆地具有更优的烃源岩和储层条件，晚期挤压环境更易于形成有利的构造圈闭，因而比北部陆缘盆地具有更优的油气勘探前景.

本文是“南海大陆边缘动力学及油气资源潜力”973项目的总结，该项目各课题负责人均做出了贡献，在这里我尤其要感谢丘学林、解习农、李春峰、李安春、阎贫、宋海斌为本文提供了素材，丁巍伟完成了部分图文编辑工作.