南海新生代形成演化的动力学背景复杂,无论对其力学机制还是海底扩张演化历史的认识,均存在较大分歧。南海西部琼东南盆地、中建南盆地和万安盆地新生代的构造-沉积相时空演化,是揭示和追踪南海海盆演变的重要线索。但南海西部盆地分层系统不统一,过去的研究仅局限在单个盆地,严重制约了盆地间沉积演化及区域构造事件的对比。本文采用地质与球物理相结合的方法来研究南海西部盆地新生代的构造和沉积演化,对南海形成演变的认识有重要意义。利用琼东南盆地密集的测线网和丰富的钻井资料,以及万安盆地多条宝贵地震测线和多口钻井资料,搜集利用已发表中建南及万安盆地的地震测线、钻井资料和研究成果,建立了南海西部盆地统一的地层格架。在琼东南盆地中划分了11个地层界面,标定了中建南盆地6个主要的不整合面及其时代,在万安盆地识别出7个主要的层序界面。共同的主要不整合面为:T100(Tg)(~55Ma-38Ma)、T70(~30Ma)、T60(~23.3Ma)、T50(~16Ma)、T40(~10Ma)和T30(~5Ma)。南海西部盆地主要的不整合面和地层结构特征既存在相似性也有差异性。(1)Tg-T70(~30Ma):琼东南盆地处于初始裂陷阶段,发育系列地堑或半地堑结构的小型断陷,具多隆多凹的地貌格局。对于中建南盆地,其西部处于明显的越东断裂带的张扭性的力学背景中;而在盆地中东部区域处于伸展应力场,形成了较大规模的地堑-半地堑凹陷。在万安盆地,小型断陷发育不明显,盆地基本是以凹陷边缘的主控断裂带控制下的均匀拉张发育而成,沉积厚度较为均一,不出现多隆多凹的局面。T70界面是琼东南盆地的断陷幕与断坳幕分界面,也是中建南盆地西侧从早期的张扭应力状态变成压扭的界面,为一个重要的构造变革面,该界面在万安盆地也是由陆相转为海相沉积的分界面。此界面时间与南海开始扩张的年龄一致,可能可作为南海初始扩张界面——南海不整合面;(2)T70-T60(~23.3Ma):琼东南盆地,T60是裂陷作用和裂后作用的分界面,即破裂不整合面。中建南盆地和万安盆地,T60为分割断陷和断坳的解体不整合面。该界面在在三个盆地中均是一个重要的不整合面;(3)T60-T40(~10Ma):琼东南盆地处于热沉降阶段中。中建南盆地越东断裂带转变成了张扭的应力状态,而在盆地中央凹陷带,形成新的层内断裂系统,表明有新的应力状态的调整。万安盆地这一阶段早期发生断拗沉降,张性断裂仍然控制着凹陷的沉降,但生成部分层内断裂,可能应力场发生转变。中中新世万安断裂开始左旋运动,剪切应力加剧,盆地发生走滑挤压,形成一系列的断块、背斜局部构造,并在中中新世末构造高部位形成大范围的剥蚀。(3)T40-今:以T40为界,琼东南盆地裂后期沉降可以进一步划分为热沉降阶段和加速沉降阶段;T40是中建南盆地和万安盆地的破裂不整合面,在以后,两个盆地转为区域沉降阶段。5.5Ma-今时段,南海西部三个盆地总体都表现出快速的沉降及沉积物充填,充填厚度极大,为青藏高原和印支半岛剥蚀强烈所致。首次建立了南海西部盆地Tg(基底)、T60(23.3Ma)、T40(10Ma)和T30(5Ma)四个界面的构造-等时面。琼东南盆地可分为东西两个沉降带,琼东南盆地西区断裂带可能与红河断裂带的左旋走滑作用密切相关;东部区域可能与南海最早从西北次海盆近W-E向张裂有关。中建南盆地北部始新世-渐新世出现雁列式的断裂,中部越东断裂带为N-S走向,在南端与NW-SE走向的绥和断裂带结合,表明中建南越东断裂此阶段发生了左旋走滑运动,走滑量达100km以上;在盆地的东部伸展作用区,断裂主要是以NE-SW向为主,与南海的SW向扩张演化相关。万安盆地基底共识别出3套断层,分别为NE-SW、N-S和W—NW向,盆地在中渐新世以前受到N-S向的拉张应力作用,受万纳走滑断裂控制,而之后受到NW-SE方向的应力作用,与南海扩张形成的大应力场相一致。沉积环境演变方面,南海西部盆地均经历了由陆相至海相的沉积环境转变阶段,但是海陆相转变的时间存在差异性,琼东南盆地在早渐新世崖三段晚期开始受明显海侵作用影响,可能是三个盆地中最早发生初始海侵作用的盆地。中建南盆地东部凹陷区在早渐新世出现少量海侵,在晚渐新世则开始接受广海相沉积,其西侧及万安盆地直到中新世早期,才广泛受海水影响。在单井相分析的基础上,结合地震剖面解释及地震相研究,首次绘制了连通三个盆地的各时期的岩相古地理图。(1)琼东南盆地在始新世发育冲积扇-湖相沉积,早渐新世盆地南北边缘为海水受限制的泻湖和海湾发育地区,而在盆地中央凹陷带以滨海相沉积为主;此时,中建南盆地主要以河流-冲积扇-湖相沉积为主;万安盆地,此时在西北部和西南部发育河湖三角洲,在盆地内部发育巨厚的湖相沉积。(2)晚渐新世时,琼东南盆地大部分区域为浅海和滨海相,海陆过渡相进一步退缩直至消失;而在中建南盆地,盆地东部凹陷区发育滨浅海相沉积,而西侧仍以扇三角洲-湖相等陆相沉积为主;万安盆地此时也在东部有海水侵入,总体为三面环陆的小型海湾,在东南部发育海岸平原,而湖相范围进一步缩小,河湖三角洲进一步向盆地中心推进。(3)早中新世,随着南海西南部扩张的开始,西部三个盆地海侵空前加剧。琼东南盆地开始以内浅海转为广海相沉积为主,南部隆起带被海水淹没,由北向南发育辨状河三角洲、半深海相沉积及深海浊积扇和滨浅海相沉积;中建南盆地,盆地西侧边缘已见海水入侵,西北陆坡发育两个大型的碳酸岩台地,盆地西南部发育滨海相沉积,在盆地西北部及西南部开始有火山喷发;万安盆地,形成规模较大的三角洲沉积体系,此时海水从盆地东北部及西南部进入,海相沉积占据大部分凹陷带,碳酸盐岩台地不发育。(4)中中新世,琼东南盆地海平面有所下降,以浅海相沉积为主,盆地中央大部分区域覆盖浅海相沉积,发育多处辨状河三角洲,西北部发育浅水台地沉积;中建南盆地,此时期碳酸盐岩台地总体达到繁盛时期,中中新世中后期北部碳酸盐岩台地在开始被淹没,而西南部却开始发育大片的碳酸盐岩台地,中部沿着越东断裂带见多处的火山喷发;万安盆地,中中新世以来,西南部三角洲沉积已经完全消失,西北部的三角洲也向后退缩,盆地开始主要发育滨浅海相沉积体系,该时期碳酸盐岩台地也空前繁盛,盆地东端开始发育半深海相。(5)晚中新世,三个盆地的沉降速度快,从而使琼东南盆地以半深海和浅海沉积为主,中央凹陷带西部发育有巨大的浊积扇;中建南盆地的半深海相已经占领了盆地大部分区域并在北部与琼东南盆地连通。北部孤立的台地也开始被陆续淹没,盆地西南部的碳酸盐岩台地处于鼎盛时期,在西侧的滨海-浅海陆坡开始较大范围地向东侧推进,盆地中西部的火山喷发也在继续;万安盆地,因碎屑的大量注入而使碳酸盐岩台地开始被淹没,半深海相开始覆盖盆地东北部的大部分区域,浅海相覆盖盆地中部区域,三角洲相沉积进一步向西北方向后撤。(6)上新世,南海西部盆地均发生剧烈热沉降,而且沉积物供给充沛,冲积充填较厚,沉积相趋于单一。琼东南整个盆地以浅海、半深海沉积为主,西北部发育陆坡推进带,在盆地中央发育一条规模巨大的东西向下切水道;中建南盆地,从西向东依次发育冲积扇-滨海相沉积、浅海相-陆坡推进带和半深海相沉积,陆棚前端的陆坡和半深海区见大型浊积扇。万安盆地浅海陆架沉积范围继续扩大外,陆坡-半深海沉积亦开始占据主要地位,也发育陆坡推进带但厚度较小,在陆坡推进带前缘发育浊积扇,三角洲和碳酸盐岩台地尚存零星残余。总之,南海西部盆地新生代构造和沉积环境的演化史在时间上存在差异,具有随时间向南迁移的特点,具体表现在断裂活动由北部向南迁移,同一属性的不整合面由北向南逐渐变新。沉积环境的演化也存在类似特征,北部的琼东南盆地由陆相至海相的转变时间最早,发生在30~32Ma左右,可能与南海形成之初萌芽阶段有关。之后海水逐渐向南扩展,海水自东向西或向西南侵入,渐新世晚期到达中建南盆地西侧和万安盆地东侧。到早中新世,南海西部盆地出现大范围的海相沉积,代表了南海洋盆向西南方向扩张的结果。南海西部盆地新生代的构造-岩相古地理演化,是南海自渐新世以来扩张演化的结果。从该地区由北向南逐渐海侵的发展历史来看,南海的形成不应该由西南和西北向东扩张而成,与中南半岛挤出造成南海扩张形成的观点相悖。