台湾岛与吕宋岛之间的马尼拉海沟北段地壳结构和变形

菲律宾海板块沿台湾岛和吕宋岛之间东倾的马尼拉海沟向欧亚板块仰冲。板块汇聚边缘自南而北逐渐由南海岩石圈的正常俯冲过渡到台湾造山带的初始碰撞。与俯冲相关的地震遍及台湾附近，往台湾方向增生体急剧增宽。为了认识这种以俯冲一碰撞转换带为特征的汇聚板块边缘，我们分析了12条位于吕宋岛与台湾岛之间横切马尼拉海沟的地震反射剖面。结果显示，南海海盆北部基底通常向东和向南倾。在马尼拉海沟北段，海沟充填沉积物南部比北部多，t0层序界面是近海沉积与海沟充填沉积物的界面。可能由于台湾地区的碰撞作用，t0层序北部坡度更平缓或者被抬升。构造分析显示，马尼拉海沟北段俯冲地壳具有三个特征带：正断层带（NFZ）、原始逆冲带（PTZ）和逆冲带（TZ）。正断层带主要由俯冲地壳顶部或上部的一系列正断层组成，在接近深海沟的部位，这些正断层逐渐被海沟充填沉积物所覆盖，暗示正断层带发生在地壳开始弯曲、并引起上部沉积层重力变化的地方。由于增生体附近板块边缘强烈的汇聚作用，一些被埋藏的正断层而被活化为隐伏逆冲断层。原始逆冲带位于正断层带和增生体的前缘逆冲带之间，含隐伏的逆冲断层或者褶皱而不是逆冲断层。海沟区正断层、隐伏逆冲断层和逆冲断层在地壳结构中的连续分布，指示隐伏逆冲断层是沿着之前拉张正断层的位置发育的。上部沉积层的脆性变形很可能是强烈的挤压作用和水分较少的原因所致，最终隐伏逆冲断层可能向上发展，成为海底逆冲断层。     

台湾及其附近海域区域地质特征与新构造运动

台湾位于欧亚板块与菲律宾海板块的交界带,中中新世开始的吕宋岛弧与欧亚大陆边缘碰撞造山运动形成了现今台湾及其附近海域的基本构造格局和特有的区域地质特征。通过对台湾岛地质考察和研究区各种调查资料的分析,总结台湾及其附近海域区域地质特征,具有出露地层新、构造活动年轻且强烈、受马尼拉和琉球两个俯冲带共同影响等特点;研究区的新构造运动主要受到弧陆碰撞的影响,表现出各种断裂作用极其发育、逆冲-褶皱带多见、火山和地震活动频发、地热温度比较高等特征,研究区中西部麓山带和台东纵谷-海岸山脉以及台湾南部和东北部海域是新构造运动的活跃区。     

深水褶皱冲断带的构造变形和油气地质特征

深水褶皱冲断带是目前全球油气勘探的重要领域,其构造变形和油气地质特征是勘探研究的主要内容。通过对不同地区深水褶皱冲断带的地震剖面解释和综合分析,结合沉积特征对其构造样式、变形特征和石油地质特征进行了研究。研究表明,在主动大陆边缘和被动大陆边缘存在4种不同构造样式的深水褶皱冲断带,即:主动大陆边缘型深水褶皱冲断带;被动大陆边缘背景下的泥岩滑脱型、盐岩滑脱型和重力垮塌滑动型深水褶皱冲断带。由于他们具有不同的驱动机制、构造特征和演化特征,导致了其含油气性差别较大。主动大陆边缘背景下发育的深水褶皱冲断带主要发育倾向陆地的逆冲断层、叠瓦构造以及相关的褶皱构造,缺乏有效的烃源岩和储层。被动大陆边缘背景下发育的深水褶皱冲断带可以划分为伸展区、过渡区和挤压区3部分,并发育相关构造,其中泥岩滑脱型和盐岩滑脱型深水褶皱冲断带已经有大量的油气发现。     

台湾弧前盆地构造反转的数值模拟

台湾造山带是世界上最年轻的活跃的造山带之一,位于欧亚板块和菲律宾海板块的交界处,具有独特的地质环境。海岸山脉位于台湾岛的最东侧,由残留的弧前盆地和火山岛弧组成,前者为北吕宋海槽弧前盆地经两期强烈的挤压剪切构造演化而来。利用FLAC6.0软件模拟了台湾弧前盆地逆冲构造反转的演化过程。通过模拟结果分析发现,台湾弧前盆地中逆冲构造的反转是由东向西逐渐发育而来,由局部向西倾斜的次级褶皱构造最终演化为整体向西的逆冲构造。地层厚度和岛弧基底的坡角对于褶皱的形成演化方式都起到了明显的控制作用。     

南海北部晚中生代逆冲断裂带厘定与构造转换

古南海的构造演化对研究大陆边缘张裂和盆地形成模式有重大意义。关于南海的构造演化过程尚存有争议,基于对前人研究成果的收集及综合比对,同时结合地震剖面分析,对逆断层和褶皱等挤压构造进行识别以及展布的刻画;并对南海北部古逆冲断裂带的展布及活动进行了深入研究。在确定晚中生代南海北部区域构造应力背景的基础上,在研究区内识别出了一条中生代逆冲断裂带,并对其位置、展布、活动停止时间进行了分析,对南海晚中生代以来的构造演化提出了新的模式:晚中生代以前,南海北部地区构造应力以挤压为主,存在着碰撞造山过程,形成了岛弧型活动大陆边缘;晚白垩世至始新世,盆地应力背景由挤压向张裂过渡,并存在至西向东的转换延迟;渐新世以后逐步转为拉张应力背景。     

南海的“山根拆沉成因观”——南海成因新议

南海成因问题至今仍众说纷纭。作者以寻求南海形成演化的内因为着眼点,在大量地震剖面地质解释的基础上,运用构造解析法对南海南北陆缘前新生代基底地质构造变形形迹进行了系统的构造恢复和组合分析,发现了残存于南海南北陆缘中生代基底中的断层-褶皱具有碰撞造山带特有的背冲断褶构造特征,指出该古造山带的中轴位置大致沿现今双峰-笔架海山连线分布,并称之为古双峰-笔架碰撞造山带。结合南海地区新生代岩浆岩地球化学特征分析和南北陆缘新生代伸展构造特征分析,提出该造山带在新生代发生了山根拆沉的解体过程,并明确提出了该"山根拆沉"机制是诱发南海形成的根本原因。     

北美落基山脉Alberta逆冲断层带特征

北美落基山脉Alberta逆冲断层带是世界著名的逆冲断裂带之一。该断裂带从美国境内一直延伸到加拿大西部。由于其逆冲作用，导致古生代海相地层重复出现，也构成了北美复杂多变的褶皱带和油气构造，其中的密西西比亚系地层是该区主要的油气勘探目的层。     

中国东部大陆边缘中生代晚期增生过程的数值模拟:以那丹哈达为例

许多现存造山带中均发现了洋岛玄武岩(OIB)和地幔柱型蛇绿岩记录,因此洋底高原增生是大陆生长的重要方式,但目前对控制洋底高原增生过程的机制仍不清楚。采用热-机械-岩石学模型数值模拟研究洋底高原的陆缘增生过程,结果显示洋底高原向大陆边缘增生具有3个控制因素:(1)减薄的大陆边缘;(2)海洋岩石圈中的"薄弱"层;(3)年轻的洋底高原。模拟结果与中国东北地区那丹哈达地体的野外构造解析结果和地球化学特征结合,揭示了洋底高原和东北亚大陆边缘的强烈挤压引起俯冲带的应变集中,产生与阿尔卑斯型褶皱相关的高角度逆冲断层和背冲断层,并伴随低级变质作用的构造折返过程。     

逃逸构造和阿拉斯加的挤出：过去、现在和将来

大部分北太平洋边缘带是以侧向压缩地壳“侧向压缩流或称为造山流-译者注orogenicstream”为特征的。边缘带块体沿着西加拿大和阿拉斯加中部的大规模弯曲走滑断层向阿留申群岛-白令海俯冲带移动。在阿拉斯加链西部，整个中生代期间（可能更长）北太平洋边缘造山流发生构造逃逸。在移动过程中，相关的刚性块体发生古地磁旋转，雁列式断层边界通过这个系统从初始位置朝阿留申群岛一白令海俯冲带的自由边界移动。北太平洋边缘造山流模式含经典的地体构造，并为北美西部离散板块边界的移动提供了构造格架模式。     

渤海海域印支期构造变形分带性及其特征的数值模拟研究

印支运动为现今渤海海域构造格局的形成奠定了基础,导致渤海海域内部发育3个主要逆冲带。渤海基底内部的先存断层与滑脱层在此过程中可能起到了极为重要的作用,但其如何影响渤海海域印支期的构造变形与分带特征的机制尚不清楚。为了解决上述问题,本文基于地震剖面数据,结合二维热力学数值模拟代码LaMEM对渤海海域印支期的构造变形展开了详细研究。模拟结果揭示,在先存断层存在的条件下,当基底内部无滑脱层或未呈阶梯式在渤海海域分布时,渤海海域内部不会形成相应的逆冲中心;而当基底内部的滑脱层呈阶梯状分布在渤海海域西南部、渤中坳陷以及辽东坳陷3个区域时,应力通过滑脱层在基底内部进行传导,使海域形成了3个逆冲中心,并导致渤海内部大规模的逆冲断层与褶皱变形的发育,与地震剖面具有较好的一致性。数值模拟实验结果证实,基底内部的先存断层与滑脱层是控制渤海海域构造分带性及构造变形特征的重要因素。同时,多逆冲中心演化模式也为解释现今龙门山和四川盆地的形成与演化过程提供了重要的借鉴。     

褶皱调节断裂

褶皱调节断裂是一种在褶皱发育过程中形成的、与构造和地层位置有关的、调节应力变化的二级断裂。最常见的褶皱调节断裂有四种类型。伸出向斜的逆冲断裂和进入背斜的逆冲断裂主要是由褶皱核部不断增加的地层曲率所引起的，虽然层面方向不同级别的差异应力也影响了断裂的断距。根据主要褶皱动力学演化机制的不同，这些逆冲断裂可以沿不对称褶皱的陡翼或缓翼延伸，也可以沿对称褶皱的枢纽延伸。楔状逆冲断裂主要是由于刚性地层中相邻地层之间层面方向的刺穿应力变化而形成的。翼部楔主要表现为断弯褶皱或断倾褶皱的上盘和，或下盘，而枢纽楔则主要表现为趋于加厚刚性较强的地层的多重嵌套断裂。前翼逆冲断裂和后翼逆冲断裂具有一系列的形成机制。前翼空间调节逆冲断裂是一种断距较小的逆冲断裂，它所调节的是由褶皱核部不断增加的地层曲率所引起的应力不连续性。前翼切变逆冲断裂形成于褶皱作用的晚期，主要成因是褶皱陡倾前翼的地层旋转和平行于层面的拉张作用。大多数的后翼逆冲断裂均起源于伸出向斜的逆冲断裂。最终，这些断裂还可以与前翼逆冲断裂一起组成前翼-后翼逆冲断裂。背冲断裂所调节的是断裂相关褶皱形成过程中的上盘应力，它们可以形成于刚性地层之中，还可以以主逆冲断裂的发育速度穿过地层。虽然褶皱调节断裂是一种二级构造，但是，它们却是确定褶皱-逆冲断裂构造中构造圈闭的几何形态及规模的重要因素。因此，在解释褶皱和逆冲断裂带的构造几何形态时，对这些构造进行的准确成图将是非常关键的。     

阿肯色北部南奥扎克穹丘的相关走向滑动和正断层作用:晚古生代前陆变形

虽然大陆前陆地区的应变低于相邻的边缘造山运动带 ,但由于它们对①同构造期沉积 ,②从造山运动带驱出的碳氢化合物和成矿流体通道及③地下水资源分布具有潜在的控制作用 ,所以前陆岩石构造是十分重要的 ,前陆变形也为克拉通边缘构造史提供了有价值的见解 ,尤其是邻近造山带保存不完整时更是如此。奥扎克穹丘位于晚古生代沃希托褶皱冲断层带前陆 ,形成了北美克拉通南部边缘的侧翼。穹丘以塞勒姆高原和圣弗兰西斯山脉顶部穿过 ,向西南进入阿克玛前陆盆地和沃希托褶皱冲断层带。综合整个区域来看 ,阿肯色北部的奥托克穹丘南翼被描绘成典型的由…     

基底流压上升对构造的控制作用

我们使用临界楔形体力学理论揭示了深水尼日尔三角洲中位于脆弱的基底滑脱面之上的趾状逆冲断裂系统由高孔隙压力所引起的变形。尼日尔三角洲中的沉积岩具有相似的岩石性质，但其锥度（海底斜坡和基底滑脱面的倾角之和）却比大多数造山褶皱带的要小得多。这种低锥度表明，尼日尔三角洲具有一个非常脆弱的基底滑脱面——一套含有基底滑脱面的前三角洲海相页岩，我们解释认为，这种脆弱的基底滑脱面反映了Akata组内上升的孔隙流体压力（λ≈0．90）。该脆弱基底滑脱带对深水尼日尔三角洲中的褶皱带具有很大的影响作用。超压的脆弱Akata组页岩在背斜核部和趾状褶皱与逆冲断裂构造的上盘中发生塑性变形，并导致切变断弯褶皱和滑脱背斜的形成，这些切变断弯褶皱和滑脱背斜正是深水尼日尔三角洲褶皱带中的主要圈闭类型。此外，低锥度还导致了背冲断裂带的广泛发育，以及位于深水褶皱和断裂带之间的大型的、变形相对轻微的地区的形成。在证明上升的基底流体压力对深水尼日尔三角洲的结构和构造的影响的同时，本项研究还将临界锥形楔力学概念的应用领域扩展到被动边缘背景中。     

地中海西部阿尔沃兰拉张盆地裸露海底中的减压及高温-低压变质作用

地中海西部的盆地均是晚渐新世(27Ma)的以来拉张生成的．其中之一的阿尔沃兰海盆位于地中海的最西面，在欧一非碰撞带的最窄处，第三纪时期会聚俯冲了约300km。现出露于西班牙南部陆区的早第三纪碰撞造山带的残留部分包含有快速剥露的高压变质岩，其中有榴辉岩，蓝闪石片岩及麻粒岩相岩石（它们与有高温高压史的大块的地慢二辉橄榄岩共生）．阿尔沃兰海盆是于早、中中新世时期在该碰撞造山带处拉张形成的，其四周环绕着同期活动的逆冲带（外Behc－R河弧）．没有什么直接的迹象表明该地区在第三纪的任何时期存在着大洋岩石围，因此该盆地的…     

南海北部陆缘古双峰-笔架碰撞造山带空间展布特征

为了解南海北部陆缘古双峰-笔架碰撞造山带空间延伸范围、褶皱和断裂构造发育特征,通过对研究区22条多道反射地震剖面资料的地层-构造解释,结合钻井岩石地层资料的综合解释,运用构造解析分析法、筛选法以及回剥法对位于南海北部陆缘的古双峰-笔架碰撞造山带的构造几何学基本特征进行了研究。综合分析筛除了新生代构造沉降量后的新生代地层底界面(反射地震Tg界面)的空间起伏形态特征和前新生代地层变形特征发现,古双峰-笔架碰撞造山带呈NEE向展布,其核部位于珠江口盆地东南部的陆洋过渡带下陆坡位置,即06号测线所在位置及其附近,琼东南盆地为造山带的NWW翼。此研究结果可为南海地区前新生代晚期大地构造格局重建、南海成因机制研究提供构造事实观测依据。     

IODP南海海槽地震带实验2阶段——IODP332、333航次

<正>日本南海海槽地震带实验(NanTroSEIZE)是一个并列和复合勘探项目,通过沿俯冲逆掩带的直接取样、现场测量、与实验室相连接的长期监测以及数字模拟,调查和研究断层力学和地震成因。南海海槽地震     

南海中—西沙地块前新生代构造变形特征

为确定南海西部的中—西沙地块是否存在前新生代地层与构造,对研究区内多道反射地震剖面资料进行了地层-构造解释,并结合围区钻井、拖网等岩石地层资料,在研究区北部发现了前新生代地层-构造变形形迹。运用回剥法、去断层恢复法和地质反序法对前新生代地层的构造变形进行了古恢复。结果表明,研究区的地层可划分为上、中、下三套构造层,其中属于前新生界的下构造层可见褶皱、逆冲等挤压构造样式,前新生代末期,其构造形态表现为一系列连续的宽缓褶皱,结合断层逆冲推覆方向可判断其主要挤压应力来自于东南方向,并推测该挤压作用与古南海的扩张有关。     

台湾利吉混杂岩中蛇纹岩岩石学和U-Pb年代学及其地质意义

台湾利吉混杂岩位于吕宋岛弧与欧亚大陆发生碰撞(弧陆碰撞)关键地带,是菲律宾海板块和欧亚板块结合带重点研究的区域,其中出露的蛇纹岩可以为研究弧陆碰撞造山过程提供重要细节信息。利吉混杂岩中蛇纹岩岩块原岩为橄榄岩,通过锆石U-Pb年代学分析,得到代表洋壳年龄的橄榄岩形成年龄为17.7±0.5Ma,结合南海洋壳、菲律宾海洋壳年龄和构造背景,判断利吉混杂岩中的蛇纹岩(蛇纹石化橄榄岩)来自马尼拉俯冲系统的弧前盆地,是在利吉混杂岩形成过程中经第二次逆冲混入利吉混杂岩系统的。明确蛇纹岩岩块来源可以为利吉混杂岩形成提供细节信息,为研究弧陆碰撞造山活动和板块运动提供可靠依据。     

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。     

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。