华北-扬子板块碰撞结构的识别:来自南黄海海域的证据

华北-扬子板块碰撞是中国东部中生代最重要的地质事件之一,碰撞形成了世界最大的超高压变质带秦岭-大别-苏鲁造山带。在苏鲁造山带向海域延伸部分,一直缺乏相关地球物理资料来约束碰撞造山带的深部特征。本文总结了华北-扬子板块碰撞的经典模型,根据南黄海海域最新二维地震反射资料和前人的研究成果,认为在造山带南缘南黄海盆地中,扬子板块上、下地壳发生拆离,形成类似"鳄鱼嘴式"形态,华北板块向南楔入到扬子板块之中。在区域重磁异常图中,千里岩隆起带与苏鲁造山带具有相似的重磁异常分布,认为千里岩隆起带为华北-扬子碰撞造山带在海域上的延伸;在南黄海盆地北缘二维地震剖面中,千里岩隆起与南黄海盆地具有完全不同的地震反射特征,南黄海盆地发育完整地层层序,而千里岩隆起内部反射杂乱,变形强烈。在南黄海盆地自西向东三条南北向地震剖面中,南黄海盆地与千里岩隆起带边界反射均具有南倾特征,表明扬子板块物质置于造山带之上;南黄海盆地北部烟台坳陷发育中侏罗统,约束华北-扬子碰撞所导致的挤压活动主要发生于晚三叠世。在千里岩隆起内部反射特征整体上具有背形形态,具有向北逆冲挤压特征,千里岩隆起内反射断续自南黄海盆地基底之下延伸至造山带近地表位置,形态类似于变质核杂岩从深部拆离到地表;千里岩隆起深部,在10 s深度附近可识别一系列近水平反射,具有莫霍面反射特征,莫霍面反射延伸至南黄海盆地北缘消失,推测千里岩隆起之下为华北板块地壳,而华北-扬子板块碰撞过程导致南黄海盆地之下莫霍面反射缺失。多方面的证据支持南黄海海域内扬子板块的"鳄鱼嘴式"地壳形态,以及华北板块地壳向南楔入到扬子板块地壳中。     

对南黄海境内扬子准地台界限和演化的探讨

本文根据近两年来在南黄海海域新获得的多次复盖数字地震剖面、重磁测量和钻井资料结合地质部第一海洋地质调查大队、航空物探大队909队的工作成果,试对杨子准地台在黄海境内的界限和构造演化(主要是中、新生代)问题予以探讨,尚希同志们指正.一、扬子准地台在黄海境内的界限关于杨子准地台在南黄海海域的位置,尚无一致意见,以往的研究者多以嘉山—响水—千里岩断裂带作为扬子准地台北界;后有人推测该界限可能位于从朝鲜临津江褶皱带经南黄海北缘至青岛、诸城一带,并提出临津江褶皱带乃是秦岭褶皱系的东延部分,后受郯庐断裂带的切割产生位移.地质矿产部第一海洋地质调查大队的同志们认为:苏北盆地的基底是所谓“鲁苏地盾”和扬子准地台的一部共同组成,二者之间,除古生界—中生界中、下三叠统盖层不断增厚、且呈过渡关系外,并无明显界限可寻.最近,江苏区测队在完成苏北地区1:20万地质测量工作后,根据基底时代、主要岩性、矿产及莫霍面深度等指出:扬子准地台与中朝准地台之间的界限应以海(州)-泗(阳)断裂带为界,详见表1.     

东海磁场及磁性基底特征

利用东海及邻域最新的磁力异常数据,分析东海的磁场特征,并利用该磁力数据计算东海的磁性基底界面,分析解释磁性界面的特征及地质特征。研究表明,从陆区、陆架盆地到冲绳海槽中部,磁力异常呈正负相间变化,最大值出现在福建沿海地区;磁性基底深度在4～11km之间变化。从冲绳海槽中部到琉球群岛,磁异常从正磁异常变为负磁异常;磁性基底深度为7～12km之间变化。从琉球弧前盆地到琉球海沟,磁力异常为正负相间变化,中部磁异常为负值,两侧异常为正值;磁性基底深度为7.5～11km之间变化。     

地震调查在南黄海崂山隆起的发现及其石油地质意义

崂山隆起位于南黄海中部,是南黄海中、新生代盆地的隆起构造单元,其调查与研究程度极低,新近系之下是否有沉积地层一直没有得到资料的证实。近年来战略性油气地质调查工作在该区新近系之下发现了层状地层,根据地震反射特征分析、重磁震联合反演和区域地质对比,推测为海相古生界,是下扬子区古生界的海上延伸。这一发现对推动南黄海海域油气新领域、新层位的调查与勘探具有重要的石油地质意义。     

黄海盆地地质构造特征及其形成机制

黄海中—新生代盆地是一个发育在前印支期基底之上的陆相断陷盆地.简要概述黄海盆地特征,分析盆地沉积建造特征、构造演化阶段的基础上,探讨了盆地的形成机制.认为华北东部地幔热柱的形成与演化,使黄海地区的构造体制从印支期末的华北地块与扬子地块的拼贴增生,转变为地幔热柱演化—幔枝构造形成—区域伸展断陷.黄海盆地是东部盆岭区的一部...     

南黄海千里岩隆起区构造属性及地质演化

千里岩隆起位于南黄海的最北部,是一个长期裸露的基底隆起区.通过对南黄海重力异常的区域分析和异常分区以及与苏鲁隆起的地质对比研究,认为两者具有同一地质成因,前者是后者的东向延伸,皆成因于印支期华北板块和与扬子板块的碰撞.早白垩世,后期太平洋板块西向俯冲使千里岩断裂带反转变化为同生正断层.     

南海北部磁静区重磁特征及成因

南海磁静区位于南海北部的洋陆结合带上,在磁异常图上位于陆架高值正磁异常带以南,海盆磁异常条带区以北。收集了南海北部的地质和地球物理相关资料,总结了南海北部磁静区的研究现状,对ΔT磁异常数据进行了低纬度化极处理,参考磁静区周围的自由空间重力异常分布,结合区域地质背景划分了南海磁静区的分布;采用小波多尺度分解方法讨论了南海北部磁静区及周围区域的重磁场特征,对主要界面的反演发现磁静区内存在磁性基底深度增加、居里等温面隆升、磁性层厚度减薄和莫霍面抬升的现象,认为南海磁静区形成的直接原因是区域内磁性层厚度的减薄,包括中生代末期地壳的拉张沉降使区域老地层断陷,磁性基底深度增加,磁异常减弱;拉张减薄促使深部地幔热物质向上运移,莫霍面抬升,磁性层发生热退磁,居里等温面抬升,磁性层厚度减薄,磁异常减弱;南海扩张期和张裂以后磁静区的热活动剧烈,深部高温物质底侵,形成高速层,进一步减弱了区域磁异常。     

下扬子区海陆盆地构造分割的深大断裂证据与地质构造意义

下扬子陆区苏北盆地在结晶基岩形态、性质、分布面积等方面与海区南黄海盆地具有显著区别;前者印支面基岩地质图NEE向窄条带状展布的构造线方向支持不对称对冲构造运动的观点,与后者主体构造线方向呈宽缓近EW向不同;由于位于传统观点划分的南黄海盆地中央隆起区,下扬子区磁异常主体与上、中扬子区四川盆地及江汉盆地磁异常主体相当,钻井和二维地震资料解释发现,该区赋存厚度超过5 000m的前中生代沉积,三叠系青龙组碳酸盐岩与新近系直接不整合接触;由此认为,下扬子区传统中央隆起区为前中生界巨大沉积坳陷区,表明海域南黄海盆地具有与中、上扬子区更为近似油气地质构造条件。但是,由于滩海区至今存在地震资料采集巨大空白带,使原本已经十分复杂的地质构造特征研究及其海陆域盆地对比研究更加困难和难以实现。笔者根据重力特别是高精度航磁资料,在江苏沿海与南黄海海域之间解释发现了一条NW向深大断裂带—陈家港断裂带,首次证实下扬子区海陆域盆地被构造分割,二者地层、沉积和构造特征海陆有别是不争的事实。     

南黄海中部隆起地层分布特征

南黄海中部隆起是南黄海盆地构造最稳定的地区之一,也是下古生界含油气远景区之一,其找油前景引起人们极大的关注。应用小波分析等方法处理南黄海重磁异常场,揭示中部隆起区结晶基底起伏特征,同时结合区域地质以及地震剖面资料,对中部隆起地层分布特征提出了几点新认识:南黄海中部隆起结晶基底的起伏特征并非"平板"一块,其平面总体轮廓可概括为"三隆两坳";受印支运动的影响,中部隆起区发育的主要地层是震旦系-下二叠统,下三叠统青龙灰岩和上二叠统龙潭煤系已基本剥蚀殆尽;下古生界沉积中心大致位于结晶基底"坳陷"部位;上古生界受火山活动和岩浆侵入的影响,分布特征是分段而不连片;中部隆起分布着火山岩,分布特征是"东强西弱"。     

南黄海盆地古潜山分类及构造特征

南黄海是下扬子的主体,奠基于晋宁期变质基底之上,构造演化历经南华纪—早、中三叠世海相地层发育期、晚白垩世—古近纪箕状断陷发育期和新近纪—第四纪坳陷发育期,为一典型地台-断陷-坳陷多层结构的复合盆地。盆地历经多次构造运动改造,古潜山发育,类型多样。在总结前人对古潜山研究的基础上,结合南黄海新近采集的二维地震剖面,对该地区古潜山类型进行了系统划分,并对典型古潜山的构造特征及生储盖匹配关系进行了初步描述。根据成因划分为剥蚀型潜山、拉张型潜山、挤压型潜山和复合型潜山四大类,每一类又可根据形态划分出剥蚀残丘型潜山、拉张翘倾断块型潜山、拉张断阶型潜山、拉张断垒型潜山、挤压褶皱型潜山、拱张褶皱型潜山和褶皱—断块复合型潜山等类型。南黄海盆地古潜山的发育具有分带性,按盆地中潜山的构造位置,分为凸起潜山带、陡坡潜山带、洼陷潜山带和缓坡潜山带,每一构造带发育了不同类型潜山。研究表明南黄海古生界和中生界古潜山数量众多,规模较大,是南黄海地区实现油气突破的一种重要油气藏类型。     

地磁日变改正中磁湾磁钩等磁扰对海洋磁力资料的影响

在海洋磁力测量过程中,磁扰形态变化复杂的特性致使地磁日变的改正仍存在着许多困难。本文根据黄海、东海和南海北部十余年采集的超过10⁴ km的海洋和陆地地磁资料,利用对比分析的方法,总结了3种磁扰现象对海洋磁力资料的影响规律:1)微扰的海陆日变值持续时间短,幅度比值接近1∶ 1,对海洋磁力资料影响很小,利用低通滤波可以完全消除其影响;2)磁钩海陆日变幅值比为1~2,持续时间在1 h以内,校正后的地磁异常值仍有较大的误差,利用最小曲率法可以基本消除其影响;3)磁湾的持续时间长,海陆日变幅值变化大,无法准确消除其影响,采用最小曲率法等插值方法处理后,仍残留假异常,需要额外关注。     

磁法勘探在井场调查中的应用

介绍了近年来磁法勘探在石油工程 (如井场、输油管线等 )调查中的应用实例和效果分析 ,并从理论上进行了分析和验证。结果表明 ,磁法勘探用于井场调查是一种十分有效的方法 ,特别是当井场周围海底表面或以下存在有铁磁性物体时 ,磁法勘探都能对其进行有效地探测 ,并能准确地确定其位置     

水下磁目标探测线间距确定方法

测线间距的确定是海洋磁探测技术设计的重要内容。从磁偶极子磁场出发,推导出一个简单的测线间距计算公式,对提高磁探测效率具有重要意义。     

海底管线磁场计算模型

为提高海底管线探测的效率，从磁偶极子模型出发，通过磁矩的轴向分解及其磁场的矢量合成，并考虑地磁背景场影响，提出了一种计算水下管线磁场的数学模型，通过仿真计算三种不同走向管线的磁场分布并与实测数据比对，证明所建模型是正确的。     

水下铁磁体磁场特征平面

分析了水下铁磁体磁场特点，并通过与实际试验数据的比对，发现在铁磁体周围磁场中存在一个具有实际利用价值的特征平面。特征平面的存在对海洋磁探测具有重要意义。     

水下铁磁体的海面磁场计算模型研究

海面磁场等值线图是海洋磁探测的最基本图件，从中可以确定水下铁磁体的位置所在。为研究水下铁磁体的海面等值线图特征，将铁磁体磁矩分解为水平磁矩与垂直磁矩，分别求出各自的海面磁场计算公式，然后进行合成得到水下铁磁体海面磁场的计算公式?     

磁法延拓在地磁背景场匹配中的应用研究

在浅海地区,由于复杂的地磁背景场会对航空磁异常探测(MAD)造成影响,导致目标识别的虚警率过高。为了降低虚警率,需要将地磁背景场从飞机探测的磁场中剥离出来。文中使用的地磁背景场通过船磁测量获得。但是MAD和船磁测量不在同一个高度/平面内,需要通过磁法向上延拓的方法,将船测磁场向上延拓到飞机飞行高度。基于海上磁测数据,通过磁法向上延拓的方法,获得飞机飞行平面内的地磁背景场,然后将实际飞行的磁测数据减去地磁背景场来完成地磁匹配,最终达到降低MAD信号识别输出虚警的目的。     

海洋磁力测量系统误差来源分析

从海洋地磁背景场特征、测量船船体磁化规律以及测量船与磁力传感器的位置关系出发,建立了船磁影响的计算模型,通过仿真试算,解释了海洋磁力测量的系统误差来源。     

近13万年来南沙沉积物中的剩磁记录

对长355 cm的南沙NS93-5钻孔连续取古地磁样品281块,进行沉积物磁性特征的研究。详细的岩石磁学结果表明,沉积物中以低矫顽磁力的磁性矿物为主,剩磁携带者主要是磁铁矿类矿物,但同时存在少量赤铁矿和磁赤铁矿等。钻孔191~206、232~248和292~308 cm记录的剩磁磁倾角出现较小的负值,根据氧同位素地层学和14C测年、火山灰层年龄,计算其对应的沉积年龄分别为65.87~68.7、73.4~80.8和108.4~113.6 kaBP。其中108.4~113.6 kaBP的剩磁异常可能是布莱克(Blake)事件在南沙沉积物中的记录。     

水下目标磁异常强度与质量磁化强度分析

提出水下磁性目标的磁异常强度和磁化强度计算模型,分析几种典型水下目标的磁异常强度和磁化强度,为水下磁探测技术设计、水下目标磁定位和磁异常定性分析提供了理论依据。