重磁资料揭示的冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布

冲绳海槽及邻区是强烈的构造活动区,断裂和岩浆岩分布广泛。以1∶100万重磁数据为基础,计算了空间重力异常、布格重力异常和ΔT磁异常的垂向和水平方向一阶和二阶导数,通过对比计算结果,对冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布特征进行了研究。结果表明,冲绳海槽发育平行和垂直于海槽走向的两组断裂带,其中垂直于海槽走向的NW、NWW向断裂带为走滑断裂,在东海构造演化过程中长期发育并逐渐向东前展,受不同时期构造应力场变化的影响,走向自西向东发生变化,整体呈现NE向凸出的弧形;岩浆岩呈带状分布,海槽东侧自北向南纵贯海槽的岩浆岩带与琉球火山前锋相对应;与钓鱼岛隆褶带相对应的宽阔岩浆岩带南端终止于27°N的NW向断裂带附近;海槽南段轴部岩浆岩带与海槽现今的扩张活动有关,而陆架边缘和陆坡上部的台北-钓鱼岛火山岩带的构造属性不同于北部的钓鱼岛隆褶带。     

冲绳海槽及邻区磁异常特征及其地质解释

对冲绳海槽及邻区的ΔT磁异常特征进行了定性分析和变纬度化极处理,通过对比ΔT磁异常和化极磁异常分布特征,对冲绳海槽及邻区几个构造地质学问题进行了探讨。冲绳海槽基底埋深较大,沉积中心位于海槽西部;钓鱼岛隆褶带大规模基底隆起的南端终止于渔山-久米断裂带,断裂带以南的东海陆架南部边缘覆盖了厚层沉积物;以渔山-久米断裂带、舟山-国头断裂带和吐噶喇断裂带为代表的NW-NWW向右旋平移断裂带在东海构造演化过程中自西向东逐渐前展,对构造应力场起到了重要的调节作用,是东海"南北分块"构造格局中主要的构造单元边界;中新世以来台湾碰撞造山作用引起了东海陆架南部主要构造单元的顺时针旋转;菲律宾海板块的俯冲对琉球弧前地区的磁异常分布产生了显著影响。     

冲绳海槽中段磁异常特征

磁异常显示在东海陆架坳陷带以降低负磁异常为主 ,而陆架边缘隆褶带异常区则以跳跃升高的正磁异常为主 ,冲绳海槽异常区表现出 2种磁异常面貌 :在西部陆坡表现为较平缓的负磁异常 ,而冲绳海槽底部则表现为高频跳跃变化升高异常。琉球岛弧异常区则表现为降低平缓负磁异常 ,只有在靠近冲绳海槽一带表现为高频升高正磁异常。磁力异常在这几个构造带显示出明显的条带状分布特征。在测区的中南部 (2 7°4 0′ N ,12 7°0 0′ E附近 ) ,磁异常呈现出明显的磁条带特征 ,与海底地形吻合很好 ,说明海槽中段已经进入了扩张阶段     

Aegir脊及邻区重磁异常及构造特征

为研究北极地区挪威海内Aegir脊及邻区断裂构造特征，为北极地区油气勘探提供方向，在斯克里普斯海洋研究所发布的研究区重力数据（网格数据）基础上填充最新船测数据，对已有重磁资料进行异常分离、滑动平均和重磁场边界识别。目前，研究区的特征断裂和构造单元划分尚不清楚。根据异常极值带、异常带走向、异常梯度带变化程度等，对研究区进行了断裂识别和构造单元划分。研究表明：重磁异常特征呈NNE-NW-NE向展布，重力异常呈现高低分带，反映出该区基底隆坳相间的格架。根据重磁异常与断裂对应关系，识别出4个构造走向和7条主要断裂，划分出Mohns脊、扬马延微陆块、东扬马延断裂带、西扬马延断裂带、Aegir脊、东扬马延深海盆地和挪威深海盆地等7个构造单元。     

东海陆架外缘区构造特征及其成因机制

东海陆架边缘的构造特征记录了有关冲绳海槽张裂过程的关键信息,对于进一步理解海槽的形成演化以及弧后张裂与弧-陆碰撞之间的相互作用至关重要。本文基于多道地震和重磁资料,分析了东海陆架边缘的地形和构造特征,并对冲绳海槽早期张裂过程、北西向断裂带的分隔控制作用、钓鱼岛隆起带南北构造差异和冲绳海槽的向西前展等问题进行了探讨。结果表明,冲绳海槽西侧陆坡存在的分段性,各分段在地形地貌、地层展布和构造特征等方面的不同,体现了其构造演化和现今构造活动性的差异。冲绳海槽中—北段的张裂始于陆架前缘坳陷,在晚中新世向东扩展至整个海槽,晚中新世至今以分散式张裂为主。北西向断裂带对东海陆架边缘不同分段的构造特征和构造活动起到了分隔控制和转换协调作用,控制了不同类型陆坡的形成和发育。受冲绳海槽在全宽度上向西前展的影响,钓鱼岛隆起带南段的基底隆起及其支撑的陆架边缘发生了破坏和沉降,形成基底起伏较大、地形崎岖不平的陆坡。     

冲绳海槽北段地磁场特征及其地质解释

根据磁异常的分布特征,冲绳海槽北段可以分成三个异常区：东海陆架边缘异常区、东海陆坡异常区和冲绳海槽北段异常区。在东海陆架边缘区,磁异常以正为主,最大可达＋ ３５０ｎＴ,该区所对应的磁性基底埋深较浅,一般在２～３ｋｍ 。在东海陆坡异常区,除了有ＮＮＥ向展布的负异常外,在此背景上还发育了一些沿ＮＷＷ 向展布的次级异常,推测本异常区的磁异常与ＮＷ 向的基底断裂有关。冲绳海槽北段异常区所在宽缓负异常的大背景下又有几处正异常条带分布,则是在吐噶喇断裂带控制作用下所产生的磁性较强而又不均匀的火成岩体的反应     

冲绳海槽及邻区重力异常特征及其地质意义

通过分析冲绳海槽及邻区自由空间重力异常和布格重力异常的分布特征,对其构造地质学意义进行了定性研究。冲绳海槽空间重力异常和布格重力异常较高,与其下地幔物质上涌引起的质量盈余有关;海底正向地形单元、基底隆起等具有较高的空间重力异常,而地壳浅部低密度岩浆房表现为较低的空间重力异常;布格重力异常及其上延结果反映了地壳厚度的变化,冲绳海槽地壳显著减薄,台湾地区地壳显著增厚;琉球岛弧及弧前布格重力异常受菲律宾海板片俯冲和岛弧地壳结构的共同影响,俯冲洋壳与琉球岛弧地壳的接触带位于琉球海沟以西,大致与120mGal布格重力异常等值线相对应。     

冲绳海槽断裂构造的研究

通过解释反射地震剖面,计算处理重磁资料,数学模拟构造应力场以及综合分析其它地质、地球物理资料可知,冲绳海槽是一个正在活动的弧后盆地,具有高热流、强地震、多火山、薄地壳、高重力、活断层等特征。海槽内发育了两组断裂构造,其中NW向断裂是具有分割控制作用的特殊断裂,NNE向断裂是梨形正生长断层;两组断裂从中新世活动至现代。     

东海西湖凹陷北部基底构造特征

根据最新的重磁资料,反演了西湖凹陷北部的基底深度,推断解释了火成岩和断裂构造,结合相关地质和构造方面资料,对西湖凹陷北部基底性质和基底构造特征进行了分析,深化了对西湖凹陷北部基底构造特征的认识。研究认为,区内的断裂构造主要由NE向和NW向两组断裂构成。NE向的断裂主要为年代较老的大断裂,它们在构造上被NW向的断裂错断,并被NW向断层复杂化;西湖凹陷的火成岩比较发育,火成岩主要沿着大的断裂带以及断裂带的两侧分布,形成许多串珠状的火成岩带。岩浆岩的分布受断裂控制明显,尤其是在NE向断裂与NW向断裂交汇处,更是岩浆活动的主要地区;西湖凹陷北部的古新近系基底构造主体走向为NE向,但明显受NW向断裂的改造,形成东西分带、南北分块的构造特征。西湖凹陷基底构造起伏较大,绝大部分的基底深度都在5000m以下,总体上呈南高北低、凸凹相间分布,由东到西分别为保俶斜坡、三潭深凹、浙东中央背斜带、白堤深凹和天屏冲断带5个次级构造单元。     

东海的构造运动及演化

东海新生代(包括白垩世)构造运动主要根据地震资料,反映了九次构造运动.其中六次代表了影响整个东海的全区性构造运动,对东海陆架盆地成生演化具重大影响的有三次,即基隆、玉泉和龙井运动;对冲绳海槽盆地有影响的是两次即龙井和冲绳海槽运动.东海构造运动的演化有自西向东逐渐推进之势.早第三纪断陷作用在陆架西部有较强的表现,玉泉运动时其重心移至陆架东部,龙井运动后构造及沉积作用转向钓鱼岛隆褶带以东冲绳海槽,第四纪以来运动的中心则向冲绳海槽南部海槽坳陷转移.     

冲绳海槽断裂、岩浆构造活动和洋壳化进程

讨论了冲绳海槽断裂、岩浆构造活动特征和它们之间的关系,认为雁行排列的地堑斜交于陆架外缘隆起带,海槽北段断块隆脊、龙王构造带和海槽南段"棉花构造带"可能保留了海槽各幕断陷前的火山岩浆活动特征,而现在活动的吐噶喇火山岛弧可沿海槽南段岛坡追踪到台湾。吕宋岛向台湾的碰撞挤压引起的旋张活动加强了海槽南段的地壳拉张,诱发了地堑内火山岩浆活动,在洋壳化进程中起关键作用,其中最典型的八重山地堑已经形成洋壳。断裂和岩浆活动主要是单向地向岛弧侧迁移,由洋中脊扩张产生的对称条带状磁异常模式难以解释冲绳海槽的洋壳化进程。     

滨海断裂带珠江口段的重磁资料解释

通过重磁资料系统处理、研究、解释,确认滨海断裂带珠江口段的存在,且是一条规模巨大特征明显的断裂带,深度在30 km以上,呈NEE向展布,是由滨岸断裂带和滨海断裂带界限的高重力地质块体带,重力、航磁梯度带或灰度带图像反映清楚。在浅部,它与NW和NE向断裂互有切割,不过,NW向断裂切割滨海断裂带和NE向断裂带的频度更高,图像更清晰。在10 km以深,NE、NW向断裂基本上消失,阻截在滨海断裂带内,某些资料认为,NE向莲花山断裂带往西南入海(本区)转为NEE走向,从重磁资料分析,这些NEE走向断裂其实是滨海断裂带的一部分。莲花山断裂带进入本区后,仍以NE45°左右方向,经深圳、香港,至万山群岛被滨海断裂带截断,图像清楚,不存在NE向转NEE向现象。滨海断裂带是一条活动性较强的断裂带,在珠江口段,强势不改,它与NW、NE向断裂交汇并相互切割,具备5级以上地震构造条件,尤其是与形成时代新、活动性较强的NW向断裂交切部位(如镇海湾、广海湾、崖门、澳门、担杆列岛地区)。但是,NW向断裂在本区较浅,不如粤闽、粤桂交界地区深(≥30 km),所以本研究区(段)地震强度应低于后者。     

莺-琼盆地基底控制断裂样式的模拟探讨

莺歌海盆地与琼东南盆地(即莺一琼盆地)是南海西北部2个重要的含油气盆地。莺歌海盆地走向NW,发育在红河断裂带上;琼东南盆地走向NE,与莺歌海盆地近直角相交。根据物理模拟实验,认为莺歌海盆地的演化受到了NW与近S-N向基底断裂的控制,在印支地块顺时针挤出应力场下发育和演化;而琼东南盆地则受到NE向基底断裂的控制,在SSE向伸展应力场控制下发育,NW与NE向构造带相互影响,造成了琼东南盆地北侧边界断裂走向近E—W,向南呈台阶式下掉,南侧边界断裂走向NE,莺琼过渡区隆凹格局复杂。由于莺歌海盆地NW向构造活动早于琼东南盆地NE向裂陷作用,从而导致NW向构造控制地位的形成,NW向断裂和构造表现为对NE向断裂和构造的阻截。     

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。     

渤中坳陷及邻区构造分带变形特征

根据渤中坳陷及邻区的平面构造分布特征、剖面构造特征和布格重力异常等方面的资料分析,认为渤中坳陷及邻区构造具有分带性,从西向东可分为3个带:(1)西部凸起带:发育大量的凸起和断裂,凸起和凸起之间以小凹陷相隔,布格重力异常呈不规则团块状;(2)中部凹陷带:由渤中凹陷和辽中凹陷组成,很少发育凸起和断裂,布格重力异常呈等轴斑块状、椭圆状;(3)东部凸起带:由大量的凸起和凹陷相间组成,由于郯庐断裂的影响形成大量的断层,主要为走滑断裂及分支断裂,布格重力异常主要呈线状分布。这种构造分带性受郯庐断裂带的多期构造活动控制,对油气分布具有重要的影响,目前西部凸起带和东部凸起带由于长期处于构造的较高部位,已成为有利的油气勘探区。     

冲绳海槽西侧陆坡及其邻区天然气水合物成藏构造特征

为了解特殊地质体与天然气水合物成藏构造特征之间的关系,作者以冲绳海槽西侧陆坡和槽底为例,利用地震资料和地球化学方法对该地区上新世和第四纪沉积物厚度、有机碳含量和断裂系统进行了分析。研究表明,在冲绳海槽西侧及槽底都发育了较厚的上新统和第四系沉积层,上新统厚度约为1000—1500m,第四系厚约为1000—3500m,其中海槽南段存在巨厚的第四系,而且冲绳海槽西侧陆坡沉积物中有机质含量高达0.75%—1.25%,并且沉积速率高达10—40cm/ka,有利于有机质的保存和转化。陆坡发育有与海槽走向一致的NE-SW向断裂系统,以及横切海槽的一系列NW-SE向水平错动扭性断裂系统,其中NE-SW向断层在海槽南段方向变为NEE-SWW,这些断裂系统为烃类气(流)体的运移创造了有利条件。因此,在冲绳海槽西侧陆坡发育的海底峡谷、滑塌体、断块隆脊、泥底辟等特殊地质体与天然气水合物的形成密切相关。     

利用重力资料探讨冲绳海槽海底断裂构造

根据小比例尺重力资料直接研究海底断裂构造困难较大。本文用频谱分析、平滑滤波、解析延拓、水平求导、相关分析、莫霍面计算等方法对重力资料进行处理分析,结果表明,冲绳海槽发育了北西和北北东向两组断裂构造,构成了断裂体系。     

西湖凹陷中北段花港期构造数值模拟及物源意义

在区域研究的基础之上,根据平衡剖面恢复的运动学参数,利用构造应力数值模拟技术,对渐新世花港期西湖凹陷中北段和东部的构造变形与物源进行了研究。结果表明:西湖凹陷东西向挤压在中新世玉泉期最为强烈,其次为花港期;花港期,由南向北水平缩短率逐渐变大。福江凹陷在花港期存在巨大基底裸露区,为西湖凹陷渐新统花港组的沉积提供了充足的物源。钓鱼岛隆褶带之上广泛发育花港组,厚度从南向北逐渐减薄,地质趋势法恢复的北部剥蚀厚度达1 700m。花港期冲绳海槽还未形成,钓鱼岛隆褶带与东海陆架外缘隆起连在一起,接受来自东侧的物源供给。数值模拟结果为西湖凹陷北侧、东侧物源的存在提供了构造变形的理论基础,阐明了西湖凹陷花港组内发育以轴向水系为主,多向物源供给的构造背景。     

冲绳海槽西部陆坡碎屑沉积物的搬运方式:滑塌和重力流

通过对冲绳海槽2000多公里的实测单道地震资料(95和99航次)和沉积物柱状样(92航次)分析,认为滑塌和重力流是冲绳海槽西部陆坡(东海陆坡)碎屑沉积物向海槽搬运的重要方式;分析结果表明,西部陆坡这两种作用是广泛存在的。陆坡沉积物堆积速率、地形坡度和构造活动、地震、海啸等因素造成了陆坡南、北和中段之间的滑塌和重力流发育程度存在差异。海底滑塌和重力流这两种作用可以同时发生,也可以单独发生,但柱状样揭示重力流发生得更频繁。从空间分布上看,海底滑塌主要分布于上陆坡的断裂带附近,平行海槽呈带状延伸;而重力流沉积主要分布于断裂带向下一直到槽底的部位。重力流沉积主要有4种表现形式：1)沉积物重力蠕动;2)浊积平原;3)透镜状浊积体;4)沿斜坡的碎屑流沉积。上述研究表明,滑塌和重力流不仅是陆架向海槽输送物质的重要方式,也对陆坡沉积结构的塑造起了重要的作用。     

东海陆架外缘隆褶带的形成与构造演化

东海陆架外缘隆褶带是菲律宾海板块俯冲带陆侧弧后裂陷盆地(陆架盆地与冲绳海槽)之间的水下残留火山弧.其地球物理特征、地层组成、岩浆活动及地质构造等均具有“东西分带、南北分块”之特征.本隆褶带的形成始于第三纪初,当时为陆缘弧;中新世末以后,由于琉球弧后冲绳海槽的张裂作用,遂成为古琉球弧的残留弧.其形成机理受东海构造格局控制,与菲律宾海板块的俯冲作用及俯冲带的东向迁移有关,东海隆褶带的形成和构造演化大致经历了四个阶段:(1)断隆火山弧(E₁₊₂)、(2)褶隆火山弧(E₃)、(3)褶隆残留弧(N₁)和(4)消亡残留弧(N₂～Q).最后一个阶段隆褶带与陆架盆地整体沉降,接受了厚约1500m的上新世-第四纪浅海相沉积.