珠江口盆地位于南海北部陆缘的超伸展区,在裂陷期的发育演化过程中,经历了复杂的构造演化,并受到多期岩浆作用显著的改造和影响。在全球范围内,被动陆缘盆地裂陷期演化过程普遍经历复杂且多样的构造作用和岩浆作用。本研究旨在探讨被动大陆边缘背景下凹陷构造演化规律及成盆动力学机制。研究对象为珠江口盆地珠二坳陷的白云凹陷,基于涵盖研究区的最新高精度三维地震资料和钻井资料,结合地球化学分析方法,阐明了研究区内始新世岩浆活动规律及时空分布特征,揭示了白云凹陷及次洼结构的演化规律,进一步定量恢复了三级层序下的剥蚀厚度,重建了白云凹陷始新世原型盆地,并厘定了盆源动态演化过程。通过构造物理模拟实验,明确了白云凹陷控凹序列演化过程及主次关系,最后深入讨论了其成盆动力学机制。 本文利用高精度地震资料和钻井数据,根据岩浆岩体不同的地震响应特征及与沉积地层的接触关系结合稀土元素异常和热液活动判别图识别并勾勒出了白云凹陷裂陷期岩浆活动的时空分布范围,揭示了裂陷期“三期五类”岩浆活动及其改造样式:早文昌期的岩浆活动集中分布在阳江-一统暗沙断裂带附近,呈NEE-NE向条带状展布,分布较为集中;晚文昌期的岩浆活动主要分布在白云主洼东部,云荔低隆起北部,呈NEE向条带状展布,分布较为分散;恩平期岩浆活动则集中分布在白云东部、云荔低隆起和南部隆起带上,活动范围较文昌期迅速扩大,由分散条带状展布转变为密集面状分布。文昌期岩浆活动与珠琼运动I幕的强裂陷作用相关,恩平期岩浆活动则由拉张与区域抬升叠加作用驱动,形成了广泛的底侵特征。时间上,东部岩浆活动比西部频繁;空间上,岩浆活动呈现“南多北少,自西南向东北多期复杂,逐渐年轻,由陆向海,范围变广”的特征。岩浆活动对白云凹陷的改造主要表现为洼中隆、缓坡带改造、陡坡带改造、陡缓坡底辟夹持改造和隆起高地改造五种岩浆改造类型。 白云凹陷各洼陷结构差异显著,东部结构复杂,而西部结构较为简单。白云凹陷主洼伸展强烈,岩浆作用对洼陷结构影响较弱,形成了一组由深大断裂系控制的宽深断陷,地壳伸展薄化是白云主洼发育的主要机制。白云东洼在经历早期脆性破裂后,发生了多期显著的岩浆底侵活动,改变了上地壳结构强度,并在高热背景下发生脆-韧性变形,上覆地层颈缩沉降,形成多个小型宽浅断陷,岩浆活动背景下地壳伸展减薄是白云东洼发育的主要机制。白云西洼整体表现为具有坳陷特征的对向复合断陷,岩浆活动对洼陷结构影响较小,断裂活动较为发育,裂陷早期主要表现为纯剪切变形,晚期受强烈伸展作用导致地壳进一步减薄,从而引起洼陷结构发生改变。地壳间歇性伸展薄化可能是白云西洼发育的主要机制。 白云凹陷始新世文昌组至恩平组沉积时期,盆地从强伸展背景的小盆窄湖演化为弱伸展背景的宽浅湖盆,最终过渡到稳定沉降背景的浅水广盆;剥蚀中心从早文昌期盆内轴向源区逐渐迁移到晚文昌期北部缓坡至恩平期北西部盆外区域。研究区经历了“双源三型”(近源和远源、近源-陡坡、近源-缓坡、远源-缓坡)的盆-源动态沉积充填演化。从强裂陷期文六段-文四段的盆内近源-陡坡型轴向供给转变为弱裂陷期文三段-文一段的近源-缓坡型北部缓坡带供给,直到断拗转换期恩四段-恩一二段的远源-缓坡型盆外长轴供给的转换。 构造物理模拟结果表明,白云凹陷的演化受伸展方向与先存构造交角(α)的控制,当α介于25°至30°时,凹陷趋向成熟,表现为雁列式断裂构型,此后裂陷强度逐渐减弱。断裂系统经历孤立、软连接和硬连接三个阶段,最终形成负向构造单元并控制沉积与沉降中心分布。先存断裂规模及其与区域应力夹角的关系,影响断裂复活及后期盆地构造演化。当夹角为30°至45°时,复活性最强,进而促进局部裂陷作用。南海北部珠江口盆地构造格局受中生代俯冲带先存断裂控制,表现出多种复活和改造机制。岩浆侵位受构造运动控制,在高应变速率下发生侧向流动,低速率时沿穹隆上涌,影响沉积层与地层结构,并复杂化洼陷的构造样式。综合上述影响因素,在斜向伸展作用背景下,岩石圈初始厚度和先存断裂的再活化程度显著影响盆地形变,较薄地壳更容易发育高角度断层,进而增强盆地形变。岩浆活动则通过调控地壳流动性,进一步复杂化盆地结构,从而引发地壳减薄或局部隆起现象。 白云凹陷特殊结构的成盆机制主要为周缘板块运动时,伸展区域应力方向的顺时针偏移,造就新生代岩石圈差异伸展流动,并导致重力失衡。在此状态下,因填平补齐作用引起的中下地壳差异隆升,提供了白云凹陷成盆动力的控制因素。这一过程也直接导致了中生代基底先存构造的分段再活化,进而控制了白云凹陷NE向发育展布的构造格局。与此同时,伴随发育的岩浆活动沿深部区域主控大型断裂垂向上涌运移,局部复杂精细化盆地/凹陷结构。因此,在区域持续斜向伸展为主导的前提下,岩石圈地壳差异隆升伴随先存断裂的分段差异活化为次要条件、岩浆活动局部精细化雕刻凹陷结构的多因素多期性协同作用下,最终奠定了白云凹陷复杂的凹隆相间格局。