台湾恒春半岛深水扇来源及机制：碎屑锆石U-Pb年龄谱及Hf同位素示踪

南海北缘深水区是南海油气勘探的重要突破口，但受钻井及地震资料不足的制约，目前对南海北缘深水沉积体系的沉积机理及控制因素即"源-渠-汇"系统的构成模式还不清楚，对南海北缘深水扇的来源还存在较多的争议。由于马尼拉海沟俯冲及斜向弧－陆碰撞造山，所有台湾海峡－南海北缘珠江口盆地新生代层序（甚至于基底的一部分）都完整地出露于台湾造山带中，台湾因而成为研究南海北缘海洋地质的陆上天然窗口。而出露于恒春半岛的中新世深水扇为深入研究南海北缘陆坡深水沉积序列、沉积模式、来源及机制提供了良好的对比素材。本项目以海陆结合的研究思路，对恒春半岛深海扇的扇体结构、沉积层序、碎屑组成及碎屑锆石U-Pb年龄谱和Hf同位素进行综合分析，示踪恒春半岛深水扇的来源及时空演化。通过与珠江口盆地中新世深水扇对比，将对南海北缘深水扇的形成演化模式及机制形成更加完整的认识，进而为南海北缘深水油气勘探提供科学依据。

恒春半岛位于台湾的最南端，为南海洋壳俯冲于菲律宾海板块之下的增生楔刮积体，因最晚出露于海平面，构造运动改造较少，成为研究台湾构造演化的最佳位置。.增生楔物质是否来自华南沿海地区，可以证明恒春半岛增生楔是否为原沉积于被动大陆边缘的沉积物，在后期的俯冲过程中而形成的刮积体。然而目前恒春半岛增生楔的沉积物来源仍然存在较大的争议，包括其源区是否包含位于其北部的古中央山脉，东南侧的吕宋火山岛弧以及里龙山层和乐水层的源区是否相同。这些研究的缺失很大程度上限制了我们对台湾增生楔形成过程的认知。.本项目主要通过野外地质观察、镜下岩石学鉴定、沉积岩地球化学特征及碎屑锆石U-Pb定年研究，确定了恒春半岛中新世增生楔里龙山层与牡丹层属于同一深水扇沉积体系，其中前者为上扇或补给水道沉积，后者为中扇沉积。乐水层为独立的深水扇沉积体系，沉积环境为中扇至下扇。三套地层源区均为华南沿海被动大陆边缘。台湾出露时间约为6.5Ma, 无法提供物质到恒春半岛中新世地层(~12Ma)中，因此古台湾的假设并不成立。泥岩εNd处于-13.0~-10.5，类似于珠江口盆地及IODP 1148中新世沉积物，表明吕宋火山岛弧贡献较少。然而华南沿海地区作为物源区难以解释恒春半岛距离现今海岸线至少400公里，里龙山层却出现大量的叠瓦状砾石沉积和保存完好的树叶化石，且乐水层出现完全不同的古水流方向的。U-Pb定年结果进一步显示里龙山层与牡丹层来自福建武夷山的闽江水系，乐水层来自九龙江流域。结合晚中新世时期台湾海峡及北港高地出现的剥蚀不整合面，西部麓山带浅水沼泽-湖泊沉积环境及全球海平面变化，认为恒春半岛晚中新统是南海北坡深水扇的一部分，因晚中新世南极冰盖迅速扩张(12-5 Ma), 导致全球海水面大降, 海岸线往坡折带外移，有利于深水扇的发育，然后随着南海洋壳向东俯冲卷入恒春半岛-恒春海脊增生楔内。