东海陆架盆地中生界构造样式及其动力学成因探讨

构造样式为盆内各类构造组合的几何形态表达,反映了盆地所处应力场性质变化与构造演化过程。本文基于近5年来针对东海陆架盆地所取得的地震资料解释成果,并综合盆地构造演化特征及其地球动力学背景,对盆地内中生界构造样式进行了系统的分类与总结,详细划分为5类构造样式:伸展构造样式、挤压构造样式、走滑构造样式、反转构造样式和底辟构造样式,并进一步细化为12种构造组合。同时,对东海陆架盆地内西部坳陷、中部低隆起、东部坳陷3个构造单元内的中生界构造样式发育情况分别进行了总结,各类构造样式自西至东具有各异的展布特征。综合盆内中生界构造样式几何学特点与展布特征可见,由于伊佐奈歧板块的俯冲、碰撞作用,区内处于挤压构造环境,进而形成了挤压背斜、断背斜、正反转等构造组合;大洋板块的后退翻卷及板块碰撞、俯冲的远程效应下,区内构造环境以伸展作用为主,形成了一系列NNE向裂陷盆地,发育了丰富的伸展构造组合;走滑-拉分构造的发育较好体现了构造环境的转变,地震剖面上见有花状断裂发育;岩浆底辟构造多发育于拉张环境下,与断裂展布息息相关,多沿NE-NNE向断裂展布。此外,新生代多期构造运动是影响中生界构造样式发育展布的重要因素。     

东海陆架及邻区新构造运动特征

东海位于大陆板块与大洋板块接合部位,受两大板块活动的影响,新构造期海域活动强烈。我们结合最新收集资料文献,从地形地貌、地热异常、断块体的水平位移和垂直差异升降、活动断裂、地震活动及岩浆岩活动等方面,着重论述了东海陆架及邻区的新构造运动特征。为东海海域新构造分区、地震预测、区域稳定性评价等提供若干资料及依据。     

东海陆架盆地及其邻域岩浆岩时空分布特征

基于二维地震资料和重磁资料的处理、解释,研究了东海陆架盆地及其邻域岩浆岩时空分布特征,并收集整理浙闽地区相关地质资料,将海陆连为一体进行综合解释。浙闽陆区岩浆岩非常发育,并且大致沿28°N为界,北侧岩浆岩大体呈NE向带状分布,南侧则呈NNE向带状分布,且埋深较浅,甚至在有些地区出露地表,其分布特征受区内大断裂的控制。综合地震、重磁资料研究认为,海域岩浆岩多分布在隆起部位或凹陷的边缘位置,发育情况与断裂的展布密切相关。收集整理了海域钻遇岩浆岩的15口钻井资料,沿自SW至NE一线,对岩浆岩的同位素年龄进行了统计分析,并结合其侵入关系对岩浆活动进行了期次和展布特征的划分,初步划分为4期:燕山期、四川期、华北期和喜马拉雅期;4带:浙闽隆起区、中部隆起区、钓鱼岛隆褶带和琉球岛弧带。     

东海陆架盆地西部坳陷中—新生界构造特征

东海陆架盆地西部坳陷为整个盆地内重要的二级构造单元之一,发育有多个次级凹陷,完整记录了盆地及周边晚白垩世以来的构造变形信息,能够为解决太平洋板块俯冲、东亚陆缘类型转换等相关科学问题提供参考。基于二维地震剖面解释,并综合前人研究成果,通过对东海陆架盆地西部坳陷的构造分析认为,该坳陷发育有中—新生界两大构造层,由一系列中—新生代裂陷盆地组成,为早白垩世晚期应力场由挤压环境转换为拉张伸展环境下的产物,以伸展构造样式为主,半地堑、掀斜断块、多米诺式断裂等上述伸展构造样式发育。同时,伴随晚白垩世末期的应力反转,坳陷内长江凹陷局部可见有正反转构造样式。坳陷内断裂展布具有不同时期、方向不同、性质各异的特征,而岩浆岩发育则表现出了广泛分布、不同时代、规模和岩性各异的特点,二者皆与区域构造方向基本一致。白垩纪以来,太平洋板块的漂移方向、俯冲角度的多次变化为坳陷现今中—新生代构造格局形成的主要因素,此外后期菲律宾海板块向欧亚板块的碰撞、挤压、俯冲作用使得整个构造格局更加复杂化。     

东海陆架盆地南部中生代构造-沉积演化与油气勘探方向

东海陆架盆地位于欧亚板块东南缘,中生代以来盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期洋壳俯冲及其多构造体系叠加改造,其盆地原型、构造-沉积演化与油气成藏关系一直是研究的热点。本文综合应用东海陆架盆地南部最新地震调查、钻井和临近陆域资料,通过海陆对比、中生界层序地层建立、构造-沉积演化过程重塑,探讨中生界油气成藏的关键问题和勘探方向。研究结果认为东海陆架盆地南部中生界存在2个超层序7个层序,中生代以来演化表现为晚三叠世前的被动大陆边缘基底、晚三叠世—中侏罗世活动大陆边缘拗陷、白垩纪活动陆缘断陷盆地;早期基底NE向格架控制中生代盆地结构与宏观含油气性,中生代两期构造演化造就了两套生储盖组合,基隆运动、渔山运动和雁荡运动控制早期油气的生成、聚集,龙井运动主要控制早期油气藏调整与改造、再成藏;继承性隆起(斜坡)闽江斜坡和"凹中凸"台北转折带是中生界油气主要勘探方向。     

东海陆架盆地南部中生代构造演化与原型盆地性质

东海陆架盆地南部夹持于欧亚板块、太平洋板块与印度板块之间,是发育在前中生代基础之上的中、新生代叠合盆地。其构造演化受古太平洋板块俯冲及特提斯-喜马拉雅构造域的联合影响,经历了印支末期基隆运动、燕山期渔山和雁荡运动的叠加改造。结合浙闽隆起带中生代火成岩事件、盆地构造变形、沉积学的一些证据,通过海陆对比研究,认为东海陆架盆地南部早-中三叠世可能为面向古太平洋的被动大陆边缘盆地;晚三叠世-侏罗纪古太平洋板块已对中国大陆有较强的俯冲作用,东海陆架盆地及南部原型盆地为活动大陆边缘弧前盆地;白垩纪受控于滨海断裂表现为活动大陆边缘走滑拉分盆地;古新世-始新世火山岛弧向东移动,东海陆架变为弧后裂谷盆地。     

东海陆架盆地南部生长断层活动特征

生长断层是在伸展和走滑盆地中一种重要且广泛存在的构造样式。通过地震资料定性识别出东海陆架盆地南部地区18条生长断层;根据断裂对研究区各级构造单元控制作用和纵向切穿地层情况,将其划分为一级控盆断裂、二级控凹断裂、三级控带断裂和盖层断裂;通过断裂平面分布特征研究认为研究区的断裂以NE、NNE延伸为主,少数为NEE方向;利用地震剖面在研究区识别出阶梯状组合断层带、“Y”字型组合断层、多米诺式断层带、地堑、地垒等多种断裂组合样式;又结合生长指数和断层落差两种方法对研究区生长断层的运动学特征进行了定量统计分析,发现研究区生长断层在古近纪时期活动强度具有自西向东逐渐递减趋势,区内断层活动期次自西向东逐渐变新,整个研究区内生长断层在古近纪盆地裂陷—断陷期活动强度最大,中新世后断裂活动趋于稳定。认为晚中生代以来太平洋板块西缘俯冲后撤和印度板块向亚欧板块俯冲碰撞在东海陆架盆地形成的远程蠕散效应,使东海陆架盆地形成了拉张伸展应力场环境,是研究区发育大量生长断层的首要原因。同时,加强对研究区生长断层伴生构造如滚动背斜和缓坡带阶梯状断裂组合封堵形成的岩性圈闭研究,有利于推动东海陆架中新生代盆地资源勘探可持续发展。     

东海陆架盆地中生界残留分布特征及其大地构造意义

东海陆架盆地位于西太平洋活动大陆边缘,为一典型的中、新生界叠合盆地,盆内新生界地质成果丰硕,但中生界相关研究程度较低。本文基于近10年来的中生界研究工作,并综合前人研究成果,对盆内中生界发育特征、残留展布特点等进行了系统性总结与描述。盆内中生界广泛分布、南北差异,北部分布较为分散且厚度略薄,以白垩系为主,一般厚约1 000~2 500m。南部则分布连续且广泛,厚度较大,白垩系、侏罗系皆发育较好,一般厚约4 500~6 000m,最大厚度可达7 500m,雁荡低凸起、台北低凸起及观音凸起等构造单元上皆发育有一定厚度的中生代地层,进而较大程度改变了对于东海陆架盆地构造格局的传统认识。在此基础上,进一步探讨了中生代盆地构造格局,系统讨论了中生界展布所反映的大地构造背景与东亚陆缘转换问题。这些研究不仅对盆地中生界油气勘探中的区带优选具有重要参考价值,而且对于深入研究东海陆架盆地中生代构造演化、动力学机制等具有重要的借鉴意义。     

东海陆架盆地西部中生界圈闭特征

应用构造解释与综合地质研究成果,从东海陆架盆地西部中生界断裂展布、圈闭类型、圈闭分布等方面分析了东海陆架盆地中生界圈闭特征,指出东海陆架盆地西部中生界圈闭类型主要有构造圈闭和地层圈闭,其平面分布主要受断裂发育与构造变形程度等因素控制,具有分带性,在纵向上具有相互叠置的特征。在此基础上,对不同构造单元内的圈闭发育类型与分布特征进行了分析。研究结果对东海陆架盆地西部中生界下一步勘探具有一定的指导意义。     

东海新构造与新构造运动

各种调查资料表明,东海自上新世晚期以来,新构造运动比较明显,主要表现形式有断裂、褶皱、地震、岩浆的侵入与喷发,海底热液活动以及区域构造的升降与岸线变迁等。新构造运动主要以升降作用为特征,升降具有振荡性与间断性。新构造运动的区域差异现象明显且在某些地区具有一定的继承性。同时,新构造活动还有明显的带状分布特征,它们大体上沿大陆边缘呈NE(或NEE)—NNE向分布,主要有2个带:东带沿冲绳海槽展布,西带沿东海陆架西部—沪、浙、闽、粤近海展布。在两个新构造活动带之间的东海陆架主体部位,是新构造活动的平静区。西带的新构造活动主要表现断裂与地震活动及区域升降作用;而东带的新构造活动远较西带强烈,不仅有大量的断裂与频繁的地震活动及地壳的升降运动,还出现很多褶皱构造,大规模的岩浆侵入与喷发以及海底热液活动。此一地区强烈的新构造运动表明,第四纪时期海槽的扩张作用还在加剧,它也是板块俯冲作用活跃的一种表现。     

东海陆架盆地中生代残留地层特征及其构造启示

东海陆架盆地是位于中国东部华南大陆边缘的一个中、新生代叠合盆地,具有较大油气潜力。目前东海陆架盆地油气的发现均来自于新生界,对中生代残留地层的各方面特征认识不足:在空间上通常集中于特定构造单元,且基本位于盆地西部;在时间上主要涉及白垩纪和侏罗纪,且多是定性或半定量的研究。本文在前人研究的基础上,收集、整理了研究区目前最新、最全的反射地震资料和钻井数据,从钻遇中生界井的标定出发,以地震资料的层序划分和解释为基础,进行残留地层的研究,空间上统一盆地东、西两大坳陷带,时间上统揽白垩纪、侏罗纪以及前侏罗纪三个时期。结果表明,东海陆架盆地中生代残留地层遭受了后期严重的剥蚀改造,总体呈现东厚西薄、南厚北薄的特征,残留地层范围随时间不断东扩。对比各时期残留地层平面展布特征,揭示了东海陆架盆地的演变过程:三叠纪时期盆地原型为被动大陆边缘坳陷型盆地,早、中侏罗世时期为活动大陆边缘弧前盆地,晚侏罗世—晚白垩世时期为大陆边缘弧后伸展盆地;与此相对应,古太平洋板块俯冲肇始于晚三叠世—早、中侏罗世时期,板块后撤始于晚侏罗世。东海陆架盆地在中生代的东侧边界位于钓鱼岛隆褶带的东侧。     

东海陆架盆地南部中生代断裂系统与盆地结构

以东海陆架盆地南部为研究对象,运用丰富的二维地震资料,在对中生界断裂体系精细刻画的基础上,分析了断裂的展布特征,并就断裂系统对盆地结构的控制作用进行了研究,结果表明:该区域中生界断裂系统十分发育,断层表现出张性或张扭性特征并具有多期活动的特点;根据断裂平面展布及组合特征,可划分出3类构造样式,8种断裂组合;根据断裂发育时间,可将断裂的活动期次划分为燕山期和喜山期;受控于NE和NNE向的断裂系统,中生界盆地构造格局表现为"三凹两凸"结构特征;断裂发育的时间及特点对中生界盆地的构造演化和沉积过程起着重要的控制作用。     

东海陆架盆地西部坳陷带中生界残留盆地分布特征与勘探潜力

东海陆架盆地发育在中生代晚期古太平洋板块俯冲背景下,是中国近海面积最大的中、新生代沉积盆地,目前的油气发现均来自于新生界,而中生界的分布特征及其资源潜力尚缺乏足够的认识。前人研究表明,东海陆架盆地西部坳陷带的中生界遭到后期不同程度的构造抬升和剥蚀,总体表现为残留盆地的分布特征;而东部坳陷带的中生界缺乏钻井直接揭示,受制于中深层地震的资料品质,识别难度较大。本文从东海陆架盆地西部坳陷带钻遇中生界的井震标定出发,通过区域地震剖面的中生界地震相分类和识别,划分了中生界侏罗系和白垩系的构造层序格架,梳理了中生界残留盆地的结构和平面分布特征,并结合基本石油地质条件分析,认为东海陆架盆地中生界具有不可忽视的勘探潜力。     

沙捞越盆地的盆地类型分析

针对沙捞越盆地盆地类型的不同观点,通过盆地区域构造背景、构造演化阶段、构造沉降曲线的分析以及构造地质事件的恢复,得到以下认识:①盆地的构造演化可划分为晚白垩世—晚始新世,拉让洋壳向婆罗洲基底俯冲,并在婆罗洲中部形成火山岛弧的俯冲增生期;渐新世—早中新世,拉让洋壳俯冲消减完毕,路科尼亚地块与婆罗洲碰撞,并俯冲于婆罗洲基底之下,形成周缘前陆盆地的前陆盆地期;中中新世至今,南中国海开启、婆罗洲碰撞抬升引起盆地稳定沉降的被动边缘期3个阶段。②盆地所选井的构造沉降曲线具有早期缓慢沉降、晚期快速沉降这一前陆盆地的典型特征。③盆地构造地质事件复原图表明,盆地晚期处于被动大陆边缘构造背景。由此,认为沙捞越盆地为复合型盆地,即早期为前陆盆地,晚期则转化为大陆边缘型盆地。     

东海陆架盆地中—新生界油气勘探研究进展与前景分析

东海陆架盆地为我国近海最大的中—新生界叠合含油气盆地之一,并且有着良好的油气勘探前景。为进一步分析盆地中—新生界油气前景,基于10余年来针对东海陆架盆地中生界开展的地球物理勘探成果,综合最新中—新生界研究进展,通过总结分析中—新生代地层发育特点、残留展布特征及盆地结构,理顺中—新生代盆地构造演化过程,进而探讨中—新生界油气成藏地质条件与油气勘探前景。盆内新生界已取得油气突破前提下,基隆凹陷可作为新生界油气进一步突破的重要远景区,同时东部坳陷内的西湖凹陷深盆气藏具有良好的地质条件,可作为油气勘探重点目标区。盆地南部的闽江凹陷与基隆凹陷南侧则为东海陆架盆地未来取得中生界油气勘探突破的有利构造单元。     

南海北部新生代盆地群构造特征及其成因

南海北部陆缘自西向东分布有北部湾、琼东南、珠江口和台西南等新生代盆地。前人认为这些盆地是华南大陆东南缘裂解直至南海北部被动陆缘形成过程中逐渐形成的,但大量地震剖面揭示,南海北缘主控盆断裂倾向陆地,与典型的被动陆缘的主断裂倾向海盆的特征明显不符。因而,南海北部陆架盆地成因显然不是被动大陆边缘的Mckenzie伸展机制。为此,基于大量陆地调查和海域地震剖面资料的对比,揭示了南海北部陆缘至少在34Ma之前不是被动大陆边缘,早期陆缘断裂十分发育,主控断层为NE—NNE走向,和陆地同期走滑断层具有连续性。这些NNE—NE向断裂右行右阶走滑控制了拉分盆地内的EW或NEE方向的次级断裂,并控制了盆地内部近EW向的次级构造单元展布。因此,新生代南海北部陆缘的一系列盆地是动力学成因上具有密切联系的右行右阶拉分盆地群。这个拉分成因模式与南海北部陆缘新生代盆地内部沉积沉降中心迁移、构造跃迁、岩浆展布等特征非常一致。而南海北部真正成为典型被动大陆边缘的时间是在15Ma之后,但此时南海却停止了扩张,而且大约在10～5Ma由于菲律宾海板块沿吕宋岛弧-台湾造山带逐步楔入欧亚板块导致最后的弥散性NWW向断裂切割南海北部所有构造。从盆地动力学考虑,南海北部陆架盆地的成因主要与太平洋板块的动力学联系较为紧密。     

东海南海交接带重磁场特征及新生代盆地成因

东海南海构造交接带及其邻近海区(简称交接带)位于中国东部大陆边缘,东邻俯冲板块边界。台湾以北是琉球海沟俯冲带,台湾以南为马尼拉海沟俯冲构造带。区域重磁资料分析结果表明,该东海陆架区存在3条重力高和2条重力低,重力高分别对应于闽浙隆起带、渔山低凸起和陆架外缘隆起,最大值高达50×10-5m·s-2;重力低对应于沉积盆地,最低值在台西南盆地,约为-20×10-5m·s-2。重磁特征表明东海盆地外缘台湾 钓鱼岛构造带具有明显的自由空间异常,磁场为平缓负异常,由古近系、白垩系或更老的变质岩及中新世的侵入岩组成,向南延伸至澎湖隆起。因为澎湖隆起具有高重力异常,放射性年龄表明这些碱性玄武岩形成于17 8～8MaBP,其特征同现在的琉球岛弧一样,可能是残留的古琉球岛弧。台西南盆地南侧(上陆坡)的凸起具有类似的幅度异常,呈ENE—WSW向,并消失在台西南盆地南段。新生代以来,盆地张裂活动具有不同时性,并向陆架边缘变得年轻。东海大陆边缘盆地属弧后残留盆地成因,多因岛弧的迁移而新生,但珠江口盆地则是被动大陆边缘裂陷作用所致。     

西太平洋—北印度洋及其洋陆过渡带:古今演变与论争

西太平洋-北印度洋及其洋陆过渡带是国家发展战略"一带一路"的海洋丝绸之路核心区,从地球科学的视野,科学地深度思考认知"一带一路"相关的地学基本问题,尤其相关两洋及其洋陆过渡带的地质与海洋的科学基本问题及其自然生态环境、灾害、资源能源状态、潜力、发展趋势,是当前地球科学界服务于国家重大需求的重要任务。因此,本文主要就西太平洋和北印度洋及其洋陆过渡带的相关固体海底科学的几个重要问题进行讨论:1、现代有关两洋突出的大洋地质问题。从两洋及其洋陆过渡带研究现状与发展需求思考,主要包括,(1)两洋及其中板块的起源、起始与生消演化问题,主要有,(1)初始三角型太平洋域板块起源、过程,包含Galapagos和西Shatsky等微板块差异成因等;(2)古今太平洋域的诸板块对东亚大陆作用时空演化过程和现今状态与趋势;(3)印度洋起始、演化与超大陆裂聚问题。(2)洋中脊研究最新进展与问题:(1)洋中脊-热点相互作用和洋中脊增生方式问题,如何思考洋中脊0 Ma处的千万年垂向增生行为与百万年侧向扩张关系问题;(2)弧后盆地扩张与正常大洋洋中脊的成因机制差异;(3)印度洋超慢速和太平洋快速扩张与差异扩张的根本动因,是否有主动与被动扩张之分,及其关于洋中脊推力问题等;(4)洋中脊跃迁死亡:洋内板块重建、洋中脊终止活动和空间跃迁的原因;(5)洋中脊-地幔柱相互作用。(3)洋内俯冲和洋内构造问题:(1)洋内俯冲带起因与洋内弧、洋中脊俯冲与陆缘板片窗、转换断层与转换型大陆边缘;(2)大火成岩省与海山链、洋底高原等。(4)印度洋海洋核杂岩与洋壳流变学问题等。(5)大洋板块驱动力问题研究进展,包括地幔对流、负浮力、海沟吸引力、洋中脊推力等新的评述讨论。2、两洋的洋陆过渡带问题。包含:(1)陆缘基底属性:冲绳海槽、鄂霍茨克海、新西兰东侧海底地壳是陆壳还是洋壳及洋内微小陆块的成因和来源;(2)洋陆过渡带的洋陆交接转换与耦合过程如何:西太平洋海山链记录的洋内重大转折事件与大陆边缘重大事件对比、洋陆转换带与地幔剥露、弧后盆地转换断层成因、转换型陆缘的形成与消减等问题。(3)西太平洋与东亚大陆的洋陆过渡带有无巨大平移转换断裂作用,其时空、规模如何,意义何在。(4)两洋交接转换与洋陆过渡带深浅部关联,即欧亚、太平洋和印度-澳大利亚三大板块汇聚,及其从深层地幔、岩石圈到地壳与地表系统效应问题,及在此背景下两洋的洋陆过渡带相关问题。3、古今太平洋板块与特提斯带、欧亚大陆板块、印度洋域板块关系,尤其现今它们的关系及其发展动态趋势。最后对"两洋一带"有关海洋地质、洋陆过渡带与深部地质作了瞻望。     

东海陆架盆地的区域构造背景:印度板块的影响

东海陆架盆地是以新生代为主的中、新生代含油气盆地,位于菲律宾板块俯冲与印度板块俯冲的前缘交接地带.印度板块与欧亚板块的俯冲挤压,使得欧亚板块浅部发育向东的挤出构造,同时,印度板块和华南地块深部的软流圈也沿欧亚板块下的软流圈通道向东南蠕变运移,在东海陆架盆地受阻而形成地幔上涌,驱动中国东部广泛裂解.印度板块向欧亚板块楔入...     

渤海湾盆地-东海陆架盆地-菲律宾海盆地古近纪沉降中心迁移及其动力学意义

分析了古近纪渤海湾盆地、东海陆架盆地和菲律宾海盆地的总体盆地结构和沉积特征,在此基础上对比分析了三大盆地古近纪沉降中心的迁移规律,提出了印度板块与欧亚板块碰撞的远程效应和太平洋板块后退式俯冲是导致三大盆地演化呈现规律性的原因,且前者是主导因素。印度板块与欧亚板块碰撞引起地幔流自西向东蠕动并上涌,使岩石圈拉伸、减薄、破裂,在中国东部盆地产生NE向断裂的右旋走滑,进一步影响并控制了渤海湾盆地和东海陆架盆地的构造演化。太平洋板块的后退式俯冲为亚洲东部的岩石圈向东伸展、蠕散提供了应变空间,太平洋板块晚始新世俯冲方向的改变对东海陆架盆地和菲律宾海盆地向东的构造跃迁及沉降中心迁移产生了重要影响。