东海陆架盆地伸展率和压缩率及构造跃迁

东海陆架盆地位于欧亚板块的东南缘和西太平洋活动大陆边缘,本文选取了东海陆架盆地主要凹陷的17条地震剖面,采用平衡剖面技术,计算了主要凹陷新生代不同演化阶段的伸展率和压缩率。分析表明,东海陆架盆地构造演化总体由西向东跃迁。晚白垩世至晚古新世东海陆架盆地裂陷中心在西部坳陷带,始新世东迁至东部坳陷带,上新世东迁至东海陆架盆地东侧的冲绳海槽盆地。古新世中后期东海陆架盆地西部坳陷带北侧昆山凹陷反转;中新世东部坳陷带的西湖凹陷反转。东海陆架盆地西部坳陷带与东部坳陷带构造演化不同,证明了东海陆架盆地的东西分带。西部坳陷带北部的长江坳陷和南部的台北坳陷构造演化不同,东部坳陷带北部的西湖凹陷和南部的钓北凹陷构造演化不同,证明了东海陆架盆地的南北分块。     

东海陆架盆地形成演化及油气成藏关键地质问题

东海陆架盆地是中国近海规模最大的边缘海盆地,历次资源评价均认为其具有丰富的油气资源潜力,但迄今为止,其油气探明程度仍相对较低.因此,有必要对东海陆架盆地从区域构造背景、盆地形成机制到烃源潜力、沉积储层等油气成藏关键问题展开全面的重新研究和认识.通过对东海及其周缘构造单元基础地质资料、研究现状及存在问题的梳理,提出东海陆架盆地中生代盆地原型及其与周边区域构造演化、晚中生代-新生代裂谷盆地差异演化及其成因、沉积充填特征及其控制因素是研究东海陆架盆地形成演化的3个关键的科学问题.因各次级沉降单元差异演化,造成各区域油气成藏的关键地质要素也存在明显差异,其中储层因素是以始新统-渐新统沉积为主的东部坳陷带油气成藏的关键,而烃源岩条件是解答古新统-始新统沉积为主的西部坳陷带油气成藏的基础性问题.      

东海陆架油气勘探的新领域

基于东海陆架区的物探、化探和钻井等方面资料分析了陆架的地层结构和构造特征。东海陆架盆地具有叠合复式盆地的特征。新生代含油气盆地之下叠置了中生代和古生代的盆地和含油气层,巨厚的前第三系地层为油气提供了丰富的物质基础。化探资料以及荧光、酸解烃和甲烷等指标表明,在诸如海礁凸起等高构造区有极好的油气异常显示,油气存在于前第三系之中。钻探证明,瓯江凹陷东侧（又称丽水凹陷）的侏罗系中有烃源岩,前古生界的变质岩中有油气显示。因此,海礁凸起、渔山凸起、瓯江凹陷东侧、长江凹陷与西湖凹陷之间以及浙闽隆褶带的前第三系是东海陆架区油气勘探的新领域。     

东海盆地钓鱼岛隆褶带构造演化分析及对西湖凹陷油气勘探的意义

钓鱼岛隆褶带位于东海陆架东部,是分隔东海盆地东部坳陷带和冲绳海槽盆地的构造单元.结合东海周缘地质分析,认识到钓鱼岛隆褶带曾经是东海陆架外缘隆起的一部分.该隆起形成于白垩纪,基底为元古宙变质岩,其上还存有晚古生代—中生代残余地层,中新世分解为钓鱼岛隆褶带和琉球隆起两部分,具有“早成型晚改造”的特点.基于这一认识,认为西湖...     

南海中北部陆架-陆坡区新生代构造-沉积演化

南海中北部陆架-陆坡区作为南海地区的一个重要地质构造单元,记录了大陆张裂到海盆扩张的丰富信息。通过对研究区地震剖面的解释,分析了该地区新生代的构造与沉积特征,同时通过平衡剖面恢复工作,建立了新生代演化模型。研究显示南海中北部陆架-陆坡区新生代构造演化可以分为三个阶段：古新世—始新世的裂陷阶段、渐新世—早中新世的裂陷-坳陷过渡阶段以及中中新世以来的坳陷阶段。沉积环境经历了河流-湖泊、浅海和深海的演化过程。南海北部陆缘下NW-SE方向流动的地幔流的存在使得伸展活动具有由北向南发育的机制。同时陆坡区盆地（如白云凹陷）显示出韧性伸展的特征,这与地幔上涌热岩石圈伸展引起的该区域地壳强烈韧性减薄和颈缩变形相关。     

华南东部陆缘新生代隆升历史及其动力学机制

华南陆缘在新生代期间经历了千米量级的上覆盖层剥蚀和山脉隆升;同时,其东侧的东海陆架盆地经历多次构造应力场的反转并发育多期反转构造。东海陆架盆地内的构造反转与华南陆缘隆升的发生时间和触发机制是否一致有待研究。为此,本文对浙江地区的岩石样品进行磷灰石裂变径迹测试和热演化史反演分析其隆升历史,并通过地震剖面分析东海陆架盆地的反转时间及其反转所导致的地层剥蚀量;最后,将二者进行对比分析并研究其动力学机制。结果发现,华南东部陆缘地区至少存在晚始新世(34. 5～33. 5Ma)、中中新世(16～11. 5Ma)、上新世以来(5～0Ma)三期明显的快速隆升事件,三期隆升导致的地层剥蚀量分别为227m、593m和865m;东海陆架盆地经历了古新世末-始新世初(～56Ma)、始新世末-渐新世初(～32Ma)和晚中新世(～10Ma)三期构造反转,三期反转导致的局部地层最大剥蚀量分别可达1200m、1300m和2000m。在时间上,东海陆架盆地的始新世末-渐新世初(～32Ma)和晚中新世(～10Ma)的构造反转分别滞后于浙江的晚始新世(34. 5～33. 5Ma)和中中新世(16～11. 5Ma)的隆升时间,说明这两期挤压-剥蚀事件分别具有自西向东的迁移性,即印度-欧亚板块碰撞的远程效应可能是导致该迁移特征的原因;在强度上,东海陆架盆地的反转剥蚀量大于浙江境内的地层隆升量、挤压强度东强西弱,中新世晚期菲律宾海板块向西俯冲导致冲绳海槽弧后伸展产生向西的挤压力、这种挤压应力向陆内传递且强度变弱可能是导致该特征的原因。     

东海陆架盆地南部中生代演化与动力学转换过程

东海陆架盆地处于欧亚板块东南缘,其构造演化、动力学机制转换同太平洋板块与欧亚板块碰撞及印度-澳大利亚板块远程推挤效应有关。中生代以来,该盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期俯冲及多构造体系的叠加改造,地质构造和地球物理场复杂,盆地演化及动力学过程等一直是争论的焦点。本文利用最新调查资料,通过构造物理模拟实验、构造解析和平衡地质复原剖面等方法,结合区域构造背景,系统分析了东海陆架盆地中生代演化过程,探讨了其构造动力学转换过程。研究认为东海陆架盆地自中生代以来经历了晚三叠世前的被动大陆边缘和晚三叠世-中侏罗世活动大陆边缘挤压坳陷型盆地阶段,挤压应力来源于伊泽奈崎板块向欧亚大陆板块的低角度俯冲;早白垩世晚期-晚白垩世活动陆缘伸展断陷型盆地阶段,应力来源于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲后撤导致的岩石圈减薄作用;古近纪为弧后伸展断陷型盆地阶段。同时认为东海陆架盆地古特提斯构造域向古太平洋构造域转换的时间应该发生在中三叠世末期,古太平洋板块低角度俯冲和俯冲后撤代表华南中生代深部地质过程。     

从东海石油地质重要进展看西太平洋大陆边缘新生代盆地的构造演化——一种海沟向洋后退的残余弧后盆地演化模式

东海盆地石油地质研究在近二十年里主要取得五方面的进展 :证明了盆地是由一组大陆边缘新生界由西向东逐个变新的“盆地群体”组成 ,建立了陆架地区以组为单位的整个新生代地层单元 ,详细划分了西湖凹陷的内部地质结构 ,认定了煤和煤系沉积是东海陆架区的主力油气源岩 ,通过大量钻井验证了盆地中三类不同成因的圈闭。从环西太平洋盆地形成的地球动力学背景看 ,西太平洋是一个自北而南的沟—弧—盆 (陆缘海 )系统 ;大体以台湾海峡为界 ,东海盆地是一个由转换或被动边缘演化而来的聚敛边缘 ,而南海属于由活动或聚敛边缘转化而来的被动边缘。东海盆地与菲律宾海盆地具有相似的时空演化特征 ,由此论证了东海新生代盆地属于残余弧后向洋后退盆地     

从东海石油地质重要进展看西太平洋大陆边缘新生代盆地的构造演化--一种海沟向洋后退的残余弧后盆地演化模式

东海盆地石油地质研究在近二十年里主要取得五方面的进展：证明了盆地是由一组大陆边缘新生界由西向东逐个变新的“盆地群体”组成,建立了陆架地区以组为单位的整个新生代地层单元,详细划分了西湖凹陷的内部地质结构,认定了煤和煤系沉积是东海陆架区的主力油气源岩,通过大量钻井验证了盆地中三类不同成因的圈闭。从环西太平洋盆地形成的地球动力学背景看,西太平洋是一个自北而南的沟-弧-盆(陆缘海)系统;大体以台湾海峡为界,东海盆地是一个由转换或被动边缘演化而来的聚敛边缘,而南海属于由活动或聚敛边缘转化而来的被动边缘。东海盆地与菲律宾海盆地具有相似的时空演化特征,由此论证了东海新生代盆地属于残余弧后向洋后退盆地。     

从东海石油地质重要进展看西太平洋大陆边缘新生代盆地的构造演化——一种海沟向洋后退的残余弧后盆地演化模式

东海盆地石油地质研究在近二十年里主要取得五方面的进展:证明了盆地是由一组大陆边缘新生界由西向东逐个变新的“盆地群体“组成,建立了陆架地区以组为单位的整个新生代地层单元,详细划分了西湖凹陷的内部地质结构,认定了煤和煤系沉积是东海陆架区的主力油气源岩,通过大量钻井验证了盆地中三类不同成因的圈闭.从环西太平洋盆地形成的地球动力学背景看,西太平洋是一个自北而南的沟-弧-盆(陆缘海)系统;大体以台湾海峡为界,东海盆地是一个由转换或被动边缘演化而来的聚敛边缘,而南海属于由活动或聚敛边缘转化而来的被动边缘.东海盆地与菲律宾海盆地具有相似的时空演化特征,由此论证了东海新生代盆地属于残余弧后向洋后退盆地.     

地应力分析在东海油气勘探中的应用

本文利用应变椭球体理论,对东海陆架盆地地质应力场进行了分析,在东海陆架盆地中北西西向断裂自中新生代以来,表现了张性的特征,对油气的储盖均起着破坏作用。除北西西以外的其它方向的断裂,在长期压应力作用的情况下,最终均转变成压性、压扭性的断裂,其中反转构造对油气的储集和保存起到了积极的作用。     

东海陆架盆地新生代扩张率的估算

东海陆架盆地是位于中国大陆东部边缘大陆地壳之上的边缘海盆地。盆地新生代构造演化经历了断陷(初始沉降)和坳陷(热控沉降)两个阶段。本文利用钻井及地震反射剖面资料,通过钻井古地层剥蚀量和剥蚀时间的恢复,应用Mckenzie(1978)的均一拉伸模式和Sclater(1985)的双层拉伸模式对陆架盆地,主要是浙东坳陷的西湖凹陷进行了基底沉降和地壳岩石圈扩张率的定量估算。计算结果表明东海陆架盆地沉降速率早期较快,后期变慢。西湖凹陷新生代以来地壳岩石圈扩张率,在凹陷北部(D800测线)为40%-50%,中部(D688测线)为100%-140%,南部(G455测线)为60%-120%。     

东海陆架盆地类型及其形成的动力学环境

东海陆架盆地位于欧亚板块东南缘,处于华南陆块(包括西部的扬子地块和东部的华夏地块)之上.其基底是华夏地块在东海陆架的延伸,也是西太平洋大陆边缘构造域的重要组成部分.从全球板块构造格局分析,东海陆架盆地处于西太平洋三角带区域,是印度-澳大利亚板块和太平洋板块与欧亚板块巨型汇聚的地带,也是全球汇聚中心,其东西两侧分别与特提斯和西太平洋构造域演化息息相关.总体来说,东海陆架盆地是“欧亚板块与太平洋板块之间的碰撞、俯冲、弧后扩张,印度-澳大利亚板块与欧亚板块之间的汇聚、碰撞、楔入的远程效应,以及地球深部动力学作用”共同叠加、复合作用形成的弧后盆地.其形成机制符合被动扩张模式,向东的地幔流和软流圈下降流是导致弧后扩张的主要地球深部动力来源.     

东海陆架盆地第三纪海平面变化

东海陆架盆地是建立西太平洋新生代海平面变化的关键地区。本文以层序地层和沉积体系分析为基础,利用微体古生物带化石资料,建立了东海陆架盆地第三系相对精度较高的年代地层格架。通过古生态分析、成因相及特征沉积构造分析和反射地震剖面的海岸上超分析,辅以地球化学参数变化研究,首次编制了东海陆架盆地第三纪海平面变化曲线。自第三纪以来,能识别的长周期二级旋回海平面变化4次,短周期三级旋回变化26次,相对海平面变化幅度在0-150m.分析发现海平面变化具有不对称性,即海侵作用速度大于海退作用速度。与Haq曲线对比也有较大的差异。     

古近纪气候变化在东海盆地内的化石记录

古近纪气候演化经历了由"温室气候"向"温凉气候"转变的过程,在此期间发生了三次显著的气候事件,分别为PETM极热事件、Oi-L骤冷事件和Mi-L降温事件。利用东海陆架盆地内孢粉、有孔虫等古生物资料探讨了全球古气候变化背景下东海陆架盆地内古生物差异性变化,并根据特征孢粉组合恢复东海陆架盆地内不同时期古植被以及古气候,在此基础上将东海陆架盆地温度、湿度变化曲线与全球温度变化曲线、海平面变化作对比分析,结果显示东海陆架盆地气候演变与全球气候变化具有一定的耦合关系,并且对渐新世时期东海陆架盆地气候变化的原因进行了初步探讨,认为渐新世时期季风气候的形成导致了东海陆架盆地花港组整体呈现湿润的气候特征。     

Numerical modeling of Late Miocene tectonic inversion in the Xihu Sag,East China Sea Shelf Basin,China

The East China Sea Shelf Basin is an important oil- and gas-bearing basin in the West Pacific continental margin. This region was affected by subduction of the Pacific Plate and the Philippine Plate in Cenozoic and experienced multi-stage tectonic inversions. This paper presents results from a numerical simulation by finite element method to the Xihu Sag in the East China Sea Shelf Basin and neighboring areas in an attempt to evaluate the WNW-directed compression on the sag during Late Miocene. Based on comprehensive structural analysis of a large number of seismic profiles, we determine the structural geometry of the sag, including the basement of the basin, the sedimentary cover, and 29 major faults in the Xihu Sag. Simulation results show that under continuous WNW-directed compression, tectonic inversion occurred firstly in the Longjing and Yuquan tectonic zones in the sag. Based on quantitative analysis of vertical displacement field of the Xihu Sag and peripheral areas and its stress intensity evolution, we identify a compressional regime in the Longjing Anticline Zone with a gradually propagated uplifting from south to north; whereas the propagation of uplifting in the Yuquan Anticline Zone is from north to south. The inversion intensity decreases from north to south. The formation of the tectonic inversion zone in the Xihu Sag is not only correlated to the direction of compression and fault patterns in the basin, but also closely related to the spatial configuration of fault surfaces of the Xihu–Jilong Fault in the Xihu Sag.     

东海陆架盆地构造反转特征及成因机制探讨

通过对东海陆架盆地各二级构造单元内反转构造的梳理与分析,认为盆内新生代反转构造以形态各异的背斜为主,伴有逆断层发育。主要存在瓯江运动(T80)、玉泉运动(T30)、花港运动(T20)和龙井运动(T12)4期构造反转,在时间和空间上具有明显的差异性。在时间演变上：西部坳陷带构造反转从瓯江运动(T80)到花港运动(T20)有相对减弱的趋势,龙井运动(T12)特征不明显;东部坳陷带构造反转从玉泉运动(T30)、花港运动(T20)到龙井运动(T12)有相对增强的趋势。在空间演变上：东部坳陷带西湖凹陷和钓北凹陷龙井运动(T12)构造反转具有显著的自北向南减弱的趋势。东海陆架盆地新生代构造反转强弱分布、迁移演化是太平洋板块与欧亚板块、印度板块与欧亚板块之间汇聚俯冲速率和方向的变化在盆内叠加的局部响应。     

Evolution of the southern Taiwan–Sinzi Folded Zone and opening of the southern Okinawa trough

Recent interpretation of seismic sections and free-air gravity anomalies in offshore northern Taiwan reveals that the southern Taiwan–Sinzi Folded Zone began to form in late Middle Miocene, though it was mainly constructed in the Late Pliocene with strong reverse faulting and folding. Two westward progradational sequences were deposited in the shelf basin with sediments supplied from the southern Taiwan–Sinzi Folded Zone and the southern Ryukyu Arc. These two structures are displaced by several northwest-striking dextral strike–slip faults that were active in the early Quaternary when the clockwise-rotated southern Ryukyu Arc and the folded southern Taiwan–Sinzi Folded Zone were broken. It is believed that recent extension in the southern Okinawa Trough started in the early Quaternary because uplift on the southern Taiwan–Sinzi Folded Zone continued to latest Pliocene–early Quaternary. Paleogene–Miocene sediments of the East China Sea Shelf in the western part of the southern Okinawa Trough Basin are interpreted to indicate that the East China Sea Shelf Basin extended to the east of the southern Taiwan–Sinzi Folded Zone.     

东海白垩纪-第三纪古地理

作者据海区和周边岛屿的地质、地球物理和钻井资料描述了东海的白垩纪-第三纪古地理。并绘制了该时期的系列古地理图，从而有可能归纳出东海在某些时期具有“南海北陆”，古地貌上犹如今日渤海-黄海陆缘海盆及其周边陆地环抱等特点。同时简略地讨论了海水进退和古气候，分析了东海东部活动大陆边缘构造背景出现的时间。