印度尼西亚/苏拉威西海的地质
苏拉威西海 面积为 400,000 平方公里,平均水深略高于 5 公里,地壳厚度约为 6-7 公里(Murauchi 等人,1973 年)。该盆地东部与桑吉赫岛弧和菲律宾南部接壤,南部与苏拉威西岛北臂接壤,西部与加里曼丹岛接壤,北部与苏禄群岛接壤。俯冲发生在科塔巴托海沟(东北部)和苏拉威西盆地南部(北苏拉威西海沟)。
在卡里格 (1971) 的观点中,苏拉威西海是一个弧后盆地,而李和麦凯布 (1986) 将苏拉威西盆地解释为一个古老的大型海洋盆地的碎片,其中班达海、苏拉威西海和苏禄海只是残余部分,现在被活动碰撞带和俯冲带分割。他们识别出了走向 65oE 的磁异常 30-33,代表着 65-72 Ma 的地壳年龄,表明了马斯特里赫特期海床扩张。哈奇森 (1989) 同意李和麦凯布对海洋地壳玄武岩(燧石-闪长岩组合)的解释,这种玄武岩在沙巴东南和苏禄群岛以及菲律宾的邻近地区普遍隆起,并且在测年时,它们具有晚白垩世年龄,相当于异常 30-31。线条的年龄逐渐向西北方向减小,延续了在班达海中发现的平行模式。它们的平行性和规律性表明苏拉威西海也代表了印度洋岩石圈的一部分,被困在更年轻的弧沟系统后面。西尔弗和兰金 (1991) 为苏拉威西海盆地提出了三种替代模型:一个较老海洋盆地的碎片(例如印度洋北部、西菲律宾海盆地或摩鹿加海)、一个弧后盆地或一个由大陆边缘裂谷形成的盆地(例如东南亚)。霍尔 (1996) 提出了该地区构造历史的模型,并指出苏拉威西海盆地和西菲律宾海盆地以前是相连的。尼科尔斯和霍尔 (1999) 测试了该模型,并得出结论,基底年龄、化学成分和上覆地层序列的性质与苏拉威西海和西菲律宾海盆地形成一致,它们在始新世中期(50-37 Ma)是同一个盆地的一部分。该盆地是由适应印度洋板块北移的北倾俯冲带后面的扩张形成的。苏拉威西海-西菲律宾海盆地的扩张在始新世晚期停止,到渐新世晚期结束时,这两个地区开始分离,首先是走滑断层,然后是汇聚板块边界。
苏拉威西海的地层基于 ODP 第 124 航次钻探的两个钻孔(Rangin 等人,1990 年)。第一个钻孔(767 号)位于盆地东北部最深的部分之一,水深 4900 米;连续取芯提供了从基底玄武岩开始的近 800 米沉积剖面。第二个钻孔(770 号)位于隆起的基底的较浅区域,水深略高于 4500 米,距离 767 号钻孔 50 公里。遇到了较薄的沉积层序(420 米),并且仅在下部 80 米处连续取芯,因为该钻孔的主要目标是取样基底岩石。以下地层描述摘自尼科尔斯和霍尔 (1999)。
始新世中期至中/上中新世
在两个钻孔中遇到的基底都是玄武岩,具有强烈的 MORB 亲和性,岩石的地球化学表明了这一点(Silver 和 Rangin,1991 年;Spadea 等人,1996 年)。在 767 号钻孔中钻探的层序的下部由 80 米的棕色远洋泥岩组成,其中含有放射虫、鱼齿和锰微结核。该单元的沉积速率很慢,为 2-6 米/Ma。在 770 号钻孔中,类似厚度的地层也发现了相同的沉积速率,但认为沉积发生在较浅的水中,因为钙质纳米化石的保存表明沉积在碳酸盐补偿深度或其上方。始新世至渐新世苏拉威西海的 CCD 将位于这两个钻孔之间的深度(Smith 等人,1990 年)。
中/上中新世
在 767 号钻孔中钻探的层序的特征发生了明显变化,大约在海床下 700 米处。棕色远洋泥岩被生物扰动的灰绿色近岸泥岩取代,尽管在此处粘土矿物学没有变化(Smith 等人,1990 年)。在海平面以下约 650 米处,层序中出现了第一个明显的浊积岩。大多数再沉积单元由粉砂质泥岩组成,被解释为远端细粒浊积岩沉积物(Betzler 等人,1991 年),但也有一些较厚的单元(高达 3.6 米),它们由石英砂和粉砂组成,底部清晰,呈正常分级。这些石英砂岩中含有碳质物质,主要是以细分散的煤化植物残骸的形式沿薄层出现,但也以较大的(超过 1 厘米)煤砾的形式出现。由于浊积岩的涌入,767 号钻孔的沉积速率在这个地层段中比之前高了一个到两个数量级(高达 109 米/Ma)。最有可能的石英浊积岩来源是加里曼丹岛南部和东部的隆起地形,因为它们是当时与苏拉威西海相邻的唯一大面积大陆地壳。由于北苏拉威西海沟在中新世晚期的形成,苏拉威西岛的测深变化导致浊积岩转移到盆地的南部(Nichols 和 Hall,1999 年)。除了硅质碎屑浊积岩的涌入外,再沉积的石灰岩层约占该地层段的 10%。这些石灰岩层厚度从几厘米到几十厘米不等,通常是分级的碳酸盐粉砂岩和钙质泥岩,其中含有少量陆源碎屑物质。这些碳酸盐浊积岩含有有孔虫和纳米化石,为该单元上部的年龄提供了限制。在 770 号钻孔中既没有发现富含石英的浊积岩,也没有发现碳酸盐浊积岩。这些再沉积单元的缺失可能是因为重力流限制在盆地的较深部分,尽管该钻孔的间断取芯可能意味着漏掉了浊积岩单元。
上中新世-全新世
767 号钻孔中取芯的地层层序的上半部分是晚中新世至全新世。沉积物主要由近岸粉砂和粘土组成:粉砂由火山碎屑和晶体碎屑组成,粘土部分主要由蒙脱石组成。全新世地层剖面中出现薄的火山灰层。由于该盆地这部分一直处于 CCD 以下,直到现在,沉积物中的碳酸盐含量非常低(3-4%:Smith 等人,1990 年)。这段时间的沉积速率为 33 至 60 米/Ma。770 号钻孔的这段时间的取芯不完整,但回收的泥岩中含有比 767 号钻孔更多的碳酸盐,如纳米化石和泥灰岩。因此,在这段时期内,这个较浅钻孔的沉积发生在 CCD 以上或接近 CCD。