国际大洋发现计划IODP349航次

作为新十年国际大洋发现计划的首航,IODP349航次以研究南海构造演化和深海盆洋壳为重点,在南海中央海盆深水区完成了5个站位的取芯工作,钻探总深度4317m,其中沉积岩取芯1503m,基底玄武岩取芯近100m,获得的最大井深1008m。首次获得具有极高科学价值的大洋玄武岩、火山碎屑岩、深海钙质碳酸盐岩、浊流沉积岩、基底之上的半远洋沉积红层、富含有机质的浅海砂岩等岩芯,同时还完成了2个最深站位的地球物理测井工作,在地球动力学、大洋岩石圈演化、深海沉积学、深海极端微生物学等方面取得突破性科学进展。     

南海西北次海盆及其邻区的地热流特征与研究

西北次海盆是南海海盆的一个重要构造单元,揭示西北次海盆的地热流特征对于整体认识南海海盆热状态和热结构至关重要.沿着OBS2006-1地震剖面采集的一批实测地热流数据显示,该热流探测剖面横穿南海北部陆坡、西北次海盆、中沙隆起、东部次海盆4个构造单元,结合地震解释剖面等资料对西北次海盆进行地热流特征分析及研究.结果表明:西北次海盆的平均热流密度值为104.5±9.9 mW/m2,与中沙隆起相邻的东部次海盆北部的平均热流密度值为97±2.5 mW/m2,热流密度值的空间变化与地幔埋深起伏相对应,并受地幔热源所控制;通过研究热流异常点,发现水深相近的相邻站位之间的海底表层沉积物温度差异是判别测站受海底地下水热循环影响程度和类型的依据之一;用最新海洋地热流探测成果,结合区域地质与地球物理资料,推测西北次海盆形成演化时代与西南次海盆相近,只是它的生命史比较短暂.      

中沙海槽盆地构造与沉积作用及其对远端裂陷盆地演化的启示

深水远端裂陷盆地演化是大陆边缘构造研究的热点.中沙海槽盆地位于西北次海盆和西南次海盆之间,是一个临近洋盆的裂陷盆地.根据最新的地球物理资料,揭示了该盆地的沉积层序和构造演化.中沙海槽盆地裂开后期地层厚度约为200～1500 m,可划分为6个地震层序.古近系分布局限,仅限于中沙海槽盆地和中沙南盆地的深凹部位;新近系一般厚...     

南海海底地震仪三维深地震探测的进展及挑战

获取深部速度结构是认识南海形成演化模式的基础.海底地震仪（OBS）二维与三维深地震探测技术是获取深部速度结构最成功的方法之一.OBS三维探测结果揭示:西南次海盆横跨残留扩张脊两侧洋壳不对称增生的速度结构特征;东部次海盆具有4种不同洋壳类型的速度结构;珍贝-黄岩海山链是在海盆停止扩张后6~10 Ma岩浆活动形成的;东沙隆起区显示了张裂期后的岩浆活动及其上涌通道;南海东北部马尼拉俯冲带前缘是受到张裂期后岩浆活动影响的减薄陆壳.IODP367-368钻探区实施的OBS三维探测将以建立南海洋陆转换带（COT）张裂-破裂机制模型为科学目标.OBS三维探测方法在南海各向异性、岩浆活动、形成演化等方面将继续发挥着不可替代的作用.      

南海西北与西南次海盆沉积通量及其控制因素

作为西太平洋陆源沉积"源-汇"过程的重要场所,南海海盆半封闭的构造环境使得其与开放大洋的物质交换十分有限,沉积物保存基本完整,可以建立起南海沉积过程与区域重大构造事件、气候变化、海平面变化等之间的系统联系.选取南海西南与西北两个次海盆为对比研究区,基于穿越海盆的高分辨率多道地震测线和国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program,简称IODP)在南海获取的钻井数据,井震结合划分沉积单元,计算不同地质历史时期沉积通量,从而对海盆的沉积过程进行半定量化约束,并对控制因素和可能物源进行探讨.结果表明:南海西北次海盆和西南次海盆深海盆区的沉积过程整体上受到大型构造事件(青藏高原隆升-剥蚀作用)、东亚季风演化、陆缘水系(珠江、湄公河等)发展和相对海平面变化的控制,但在不同的区域会由于所处地理位置不同,以及局部构造事件影响而变得复杂化,从而使得西北次海盆与西南次海盆沉积通量在相同的地质时期呈现出不同的特征.西北次海盆沉积物主要源自华南大陆,并有少量来自红河、海南岛、北部陆架区局部隆起(如东沙隆起)的贡献.而西南次海盆的沉积物在晚中新世之前主要来自印支半岛、南沙地区和巴拉望,而在之后主要来自于现代湄公河.      

南海西南次海盆地壳岩石圈伸展破裂过程的构造、沉积和岩浆作用记录

基于跨南海西南次海盆V型尖端区共轭被动大陆边缘的1 000 km长的深反射地震剖面的解释和分析,深入研究南海临界破裂区地壳结构、盆地构造地层格架和岩浆作用特征,阐明地壳岩石圈的伸展破裂过程.结果表明,在南海西南次海盆共轭陆缘可以识别出3条一级界面,即海底、基底（Tg/Tb）和Moho面,根据这些界面可将共轭边缘划分为箱型域、细颈域、楔型域和薄箱型域等多个地壳基底结构构造特征显著不同的构造单元;在西南次海盆V型尖端陆缘盆地充填序列中识别出岩石圈裂解分离的响应界面,即裂后不整合界面T50/Tm,该界面与基底面Tg/Tb限定了陆缘盆地的同裂陷沉积充填序列,其内发育了T70、T60两条重要的幕式构造响应界面,控制了早期高角度正断层控制的断陷盆地系（Tg-T70）、中期拆离断层控制的拆离盆地系（T70-T60）和晚期断坳转换作用控制的坳陷盆地（T60-T50）;西南次海盆V型尖端薄箱型域属于原洋洋壳域,为岩浆型地壳,代表了岩石圈临近裂解分离、但支撑稳定态海底扩张的地幔对流系统还未完全建立起来之前的“临界破裂”状态,发育于23.5~15.5 Ma（T60-Tm）期间.综合考虑地壳初始厚度、断裂活动性和不同时期的盆地原型等,运用平衡剖面技术重建了西南次海盆V型尖端共轭边缘的发育演化过程,建立了南海西南次海盆临界破裂区构造-地层-岩浆相互作用模式,揭示了南海陆缘岩石圈伸展破裂机制.本研究具有重要的理论意义,并对南海的深水油气勘探具有重大的实际应用价值.      

南海第二次大洋钻探——IODP 349航次

正由同济大学李春峰教授牵头,中国科学家于2008年10月提交了IODP735号建议书(南海张裂过程及其对晚中生代以来东南亚构造、气候和深部地幔过程的启示),在国内外众多科学家的积极支持和推动下,通过4年多的努力,该建议书经过多轮严格评审,最终于2012年12月在日本京都召开的IODP建议书评审会议上通过国际同行评审并顺利安排航次,于2014年1月29日从香港起航,3月30日在基隆靠港,顺利完成航次各项科学目标。该航次同时也是新十年科学大洋钻探国际大洋发现计划的第一个航次,备受国际同行关注。     

南海第二次大洋钻探——IODP349航次

<正>由同济大学李春峰教授牵头,中国科学家于2008年10月提交了IODP 735号建议书(南海张裂过程及其对晚中生代以来东南亚构造、气候和深部地幔过程的启示),在国内外众多科学家的积极支持和推动下,通过4年多的努力,该建议书经过多轮严格评审,最终于2012年12月在日本京都召开的IODP建议书评审会议上通过国际同行评审并顺利安排航次,于2014年1月29日从香港起航,3月30日在基隆靠港,顺利完成航次各项科学目标。该航次同时也是新十年科学大洋钻探国际大洋发现计划的第一个航次,备受国际同行关注。     

南海第二次大洋钻探——IODP349航次

正由同济大学李春峰教授牵头,中国科学家于2008年10月提交了IODP735号建议书(南海张裂过程及其对晚中生代以来东南亚构造、气候和深部地幔过程的启示),在国内外众多科学家的积极支持和推动下,通过4年多的努力,该建议书经过多轮严格评审,最终于2012年12月在日本京都召开的IODP建议书评审会议上通过国际同行评审并顺利安排航次,于2014年1月29日从香港起航,3月30日在基隆靠港,顺利完成航次各项科学目标。该航次同时也是新十年科学大洋钻探国际大洋发现计划的第一个航次,备受国际同行关注。     

南海第二次大洋钻探——IODP349航次

正由同济大学李春峰教授牵头,中国科学家于2008年10月提交了IODP 735号建议书(南海张裂过程及其对晚中生代以来东南亚构造、气候和深部地幔过程的启示),在国内外众多科学家的积极支持和推动下,通过4年多的努力,该建议书经过多轮严格评审,最终于2012年12月在日本京都召开的IODP建议书评审会议上通过国际同行评审并顺利安排航次,于2014年1月29日从香港起航,3月30日在基隆靠港,顺利完成航次各项科学目标。该航次同时也是新十年科学大洋钻探国际大洋发现计划的第一个航次,备受国际同行关注。     

南海北部陆缘的构造属性问题

以1号断裂为界,南海北部陆缘可分为东,西两段：东段包括北部湾盆地,琼东南盆地,珠江口盆地和台西盆地等,西段包拓莺歌海盆地。两者构造形变特征存在一定的差异性：东段盆地边界断层主要为NE－EW向,为分支断层通过不同类型转换坡连接而成的多支正断层系,因断层位移沿走向有规律变化,在其上盘发育相关褶皱,如横向褶皱;西段盆地边界断层也是由多条分支断层连接的多支断层系,但方向为NW向,以走滑作用为主,上盘没有发育断层相关褶皱。结合新生代岩浆作用,沉降和充填作用及地壳结构等特征分析,南海北部陆缘东段在构造活动上可以分成三个相对活跃时期,即50－40,30－28和10－5Ma左右。每一期拥有各自的特点,并具有不同的动力学来源,前两期与南海的扩张关系密切,3则与南海扩张无成因联系。南海北部陆缘虽然有一定的岩浆活动,但不是张烈的同期产物,因而它在形成机制上属于非火山型被动大陆边缘,其活动性因素是受周边板块相互作用的叠加所致。西段从成因机制上来讲并不属于南海北部陆缘,可能与印－藏碰撞关系更为密切。     

南海北部深水区油气勘探关键地质问题

南海北部深水区已经获得了重大的天然气发现,正逐渐成为全球深水油气勘探的热点区之一。通过与相邻陆架区以及世界上典型深水盆地的类比发现,南海北部深水区具有独特的石油地质特征。南海北部大陆边缘经历了从燕山期主动陆缘向新生代边缘海被动陆缘的转变,其演化过程和成盆机制复杂;陆坡深水区具"热盆"特征,凹陷发育超压,其生烃机制不明;深水区距离物源区较远,缺乏世界级大河系的注入,具远源沉积特征,未发现盐层及其相关构造,其油气成藏条件具有特殊性。此外,南海北部深水区海底地形崎岖、多火山,还面临着地震采集、处理等地球物理难题。因此,南海北部深水油气勘探需要在借鉴相邻陆架区和世界其他深水区成功经验的基础上,一方面深入研究其独特的油气地质特征,另一方面研发适应于我国深水环境的地球物理勘探新技术,切实推动深水油气勘探的进程。     

Initiation and evolution of the South China Sea: an overview

Different models have been proposed for the formation and tectonic evolution of the South China Sea (SCS), including extrusion of the Indochina Peninsula, backarc extension, two-stage opening, proto-SCS dragging, extension induced by a mantle plume, and integrated models that combine diverse factors. Among these, the extrusion model has gained the most attention. Based on simplified physical experiments, this model proposes that collision between the Indian and Eurasian Plates resulted in extrusion of the Indochina Peninsula, which in turn led to opening of the SCS. The extrusion of the Indochina Peninsula, however, should have led to preferential opening in the west side of the SCS, which is contrary to observations. Extensional models propose that the SCS was a backarc basin, rifted off the South China Block. Most of the backarc extension models, however, are not compatible with observations in terms of either age or subduction direction. The two-stage extension model is based on extensional basins surrounding the SCS. Recent dating results indeed show two-stage opening in the SCS, but the Southwest Subbasin of the SCS is much younger, which contradicts the two-stage extension model. Here we propose a refined backarc extension model. There was a wide Neotethys Ocean between the Australian and Eurasian Plates before the Indian-Eurasian collision. The ocean floor started to subduct northward at ~125 Ma, causing backarc extension along the southern margin of the Eurasian Plate and the formation of the proto-SCS. The Neotethys subduction regime changed due to ridge subduction in the Late Cretaceous, resulting in fold-belts, uplifting, erosion, and widespread unconformities. It may also have led to the subduction of the proto-SCS. Flat subduction of the ridge may have reached further north and resulted in another backarc extension that formed the SCS. The rollback of the flat subducting slab might have occurred ~90 Ma ago; the second backarc extension may have initiated between 50 and 45 Ma. The opening of the Southwest Subbasin is roughly simultaneous with a ridge jump in the East Subbasin, which implies major tectonic changes in the surrounding regions, likely related to major changes in the extrusion of the Indochina Peninsula.     

南海南部礼乐盆地结构演化及其对区域地质背景的响应

运用丰富的二维地震资料,通过构造结构与地层结构的分析,对礼乐盆地的盆地结构演化与转型过程及其对南海地区复杂动力学背景的响应特征进行研究。结果表明:受控于NNE、NEE、NW和近EW向的断裂体系,礼乐盆地现今构造格局表现为"两坳一隆"的结构特征;两个关键的区域角度不整合T70和T50将礼乐盆地新生界自下而上划分为三层结构:陆缘裂陷层、漂移裂陷层和前陆-拗陷层;响应于太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞、新南海扩张、古南海消亡和菲律宾海板块楔入等一系列周缘板块重组事件,礼乐盆地的盆地结构演化及转型经历了三个阶段:陆缘多幕裂陷阶段,盆地结构受控于NNE和NEE向断裂体系,南北坳陷连通;漂移裂陷阶段,NNE和NW向共轭断裂体系控制盆地格局,中部隆起形成,分隔南、北坳陷;前陆-拗陷阶段,前陆盆地结构形成,随后盆地因热沉降进入拗陷沉积阶段。     

深海钻探与南海

本文从南海北部陆缘，南部陆缘和南海中央海盆的地质构造与地球物理主要特下及尚未解决的重要地质问题来阐述在南海进行深海钻探的意义。南海北部陆缘是离散型大陆边缘，在陆壳与洋壳之间的磁静区是两者的过渡区。对它的研究直接关系到南海的形成演化与沉积盆地的成因，深海钻探需要解决的主要问题是了解磁静区基底下的物质是减薄的过渡壳还是古洋壳。地海南部南缘与北部陆缘不同，是聚敛型大陆边缘，它的构造与地球物理场特征与北部     

南海北部洋-陆过渡带深部结构与岩石圈破裂过程

洋-陆过渡带是理解大陆岩石圈破裂和海底初始扩张的关键位置,但是在南海北部地区仍然存在关于相关地质过程的诸多疑问.通过近年开展的国际大洋发现计划航次以及深部地质地球物理探测,取得以下4个方面的认识.（1）南海北部的洋-陆边界一般与自由空间重力异常的正-负值过渡位置对应,而更加准确地限定需要结合反射、折射地震资料.稳定大洋岩石圈生成与大陆岩石圈最终破裂之间的洋-陆过渡边界的位置比以往认为的还应往深海盆方向移动.（2）洋-陆过渡带代表了远端带构造作用减弱和岩浆作用逐渐增强的区域.陆坡地壳发育扩张后岩浆底侵、洋-陆过渡带发育同破裂期岩浆喷出结构和侵入反射体.（3）在中生代的古俯冲带弧前区域,新生代的断裂沿着早期的构造开始活动,岩石圈多处发生强烈的共轭韧性剪切作用.随着大陆岩石圈的进一步拉伸减薄,部分靠陆一侧的裂谷中心停止张裂,成为夭折裂谷,以台西南盆地南部凹陷、白云凹陷、西沙海槽为代表,而南海陆缘异常伸展和最终破裂的地方集中在南侧裂谷中心.夭折裂谷下亦发现地幔蛇纹石化,进一步反映了较弱的同破裂岩浆活动.（4）南海初始洋壳的增生沿着大陆边缘走向具有显著的变化,南海东北部洋-陆过渡带下伏地幔明显抬升和部分蛇纹石化,地震纵、横波速度以及折射波衰减特征都支持此观点,反映南海东北部是一个贫岩浆型大陆边缘.未来,南海北部洋-陆过渡带有望成为南海“莫霍钻”的理想备选钻探区.      

华南和南海北部陆缘岩石圈速度结构特征与沉积盆地成因

新近地震层析资料表明, 华南和南海北部陆缘岩石圈及下伏的软流层中存在规模宏大的低速异常带, 它们在研究区新生代演化历史中曾发挥重要的控制作用.其中, 岩石圈底面及内部的巨型NW向异常低速带表明中生代末至新生代早期的神狐运动不仅在华南与南海北部陆缘产生NE向张裂构造体系并催生出内陆-陆架-陆坡沉积盆地, 还导致南海海盆的早期扩张.软流层NNW向的异常低速带则反映岩石圈SSE向的蠕动直接导致南海中央海盆的海底扩张及陆缘地区的持续裂解.研究区深部速度结构特征是历史动力过程所残留的痕迹, 华南陆缘和南海北部新生代沉积盆地的形成和发展, 与岩石圈及软流层的结构和运动方式密切相关.      

南海南部地壳结构的重力模拟及伸展模式探讨

对南海南部地壳结构研究有助于揭示南海完整的演化历史。本研究对南海南部获取的两条多道地震剖面进行了地震 解释,并对重力数据进行了壳幔密度反演。其中 NH973-1 测线始于南海西南次海盆,覆盖了南沙中部的北段;NH973-2 测 线始于南海东部次海盆,穿越礼乐滩东侧。反演结果显示,莫霍面埋深在海盆区 10~11 km,陆缘区 15~21 km 左右,洋壳向 陆壳莫霍面深度迅速增加。海盆区厚度在 6~7 km,为典型的洋壳;陆缘区地壳厚度在 15~19 km,为减薄型地壳。进一步研 究表明(1)在西南次海盆残余扩张脊之下,莫霍面比两侧略深;(2)在礼乐滩外侧海盆区有高值重力异常体,推测为洋壳与深 部岩浆混合的块体;(3)南沙区域上地壳存在高密度带,且横向上岩性可能变化。南海南部陆缘未发现有下地壳高速层,有 比较一致的构造属性和拉张样式,为非火山型陆缘。我们对两条测线陆缘的伸展因子进行了计算,发现上地壳脆性拉伸因 子与全地壳拉伸因子存在差异,其陆缘的拉张模式在纵向上是不均匀一的。     

珠江口盆地成盆‒成烃‒成藏:代序

珠江口盆地位于太平洋俯冲的东部动力系统、印度?澳大利亚板块与欧亚碰撞或新特提斯洋俯冲的西部动力系统相互作用的中间地带,因此其构造成因及南海海盆打开机制一直存在争论;且构造对南海北部陆缘盆地群的油气成藏有何作用也不甚清晰.本专辑以珠江口盆地为例,特别是以阳江东凹为精细解剖区,结合中国东部新生代盆地的研究成果,展开了以下问...     

南海北部白垩纪—渐新世早期沉积环境演变及构造控制*

南海北部珠江口—琼东南盆地白垩系—下渐新统记录了华南大陆边缘从主动陆缘向被动陆缘的转换过程。基于盆地构造-地层、单井相、地震相等特征的综合分析,结合南海中南部的沉积环境和区域构造演化,探讨南海北部白垩纪—渐新世早期的沉积环境演变及构造控制背景。研究发现: (1)南海北部白垩系广泛分布,古新统分布极为有限; 始新世早-中期,琼东南盆地只在部分凹陷深部发育了小规模的滨浅湖相和扇三角洲相沉积,珠江口盆地白云凹陷以大规模发育的湖泊相为特征; 始新世晚期—渐新世早期,琼东南盆地和珠江口盆地白云凹陷都受到海侵作用的影响,以海岸平原相和滨浅海相为主。 (2)构造演变包括5期:包括白垩纪安第斯型大陆边缘的“弧—盆”体系发育期,古新世区域隆升剥蚀山间盆地发育期,始新世早-中期裂陷发育,始新世晚期—渐新世早期陆缘破裂期,渐新世晚期东部海盆稳定扩张期。最后,探讨了南海盆地中生代末/新生代初的动力学转换过程及特征。