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.      

被动陆缘洋陆转换带和岩石圈伸展破裂过程分析及其对南海陆缘深水盆地研究的启示

作为伸展陆壳和正常洋壳之间重要的过渡和衔接,洋陆转换带(ocean-continent transition,简写为OCT)蕴含有丰富的地壳岩石圈伸展破裂过程的信息。文中通过系统的资料调研,在总结OCT研究历史、现状和发展趋势的基础上,阐明了OCT的现代概念、类型及其识别标志;详细介绍了以OCT为基础而建立的被动陆缘地壳岩石圈结构构造单元划分方案、表层沉积盆地构造地层格架及重要的构造变革界面特征;分析了大型拆离断层在地壳岩石圈薄化、地幔剥露过程中的控制作用;揭示了陆缘变形集中、迁移和叠合的规律,建立了被动陆缘岩石圈伸展、薄化、剥露和裂解模式。最后,论文对比了国际非岩浆型被动大陆边缘与我国南海OCT的研究,介绍了南海OCT和陆缘深水超深水盆地研究的新发现,提出深入研究南海OCT将为南海陆缘构造演化、洋盆扩张过程和深水超深水盆地的成因机制研究提供新的启示。     

羌塘盆地中生代构造属性

通过对羌塘盆地南北两侧构造带地质特征、构造演化历程及盆地内部中生代地层充填特征的分析,探讨了羌塘盆地中生代构造属性及地球动力学机制。研究表明:羌塘盆地经历了早、中三叠世前陆盆地,晚三叠世早、中期被动陆缘盆地,晚三叠世晚期—侏罗纪羌北前陆盆地和羌南陆被动陆缘裂陷—坳陷盆地及早白垩世前陆盆地等地质演化历程;盆地南北边界构造带复杂而有序的地球动力学环境和构造演化,决定了羌塘盆地中生代为一复杂的多旋回叠合盆地。     

南海西南次海盆两侧陆缘中生代晚期构造接触关系

为探究南海西南次海盆两侧陆缘地块在中生代晚期构造接触关系及其对南海形成演化的影响,利用过南海西南次海盆两侧陆缘采集的地球物理资料以及公开发表的数据资料,对两侧陆缘的地壳结构及前新生界构造变形特征进行了研究.研究结果显示,西南次海盆两侧陆缘的地壳结构及物质组成存在差异,属于性质不同的两个微地块;两侧陆缘前新生代地层在晚中生代经历了来自不同方向的挤压作用,且遭受抬升剥蚀.结合南海及邻区中生代花岗岩分布特征及区域构造背景,进一步推测两侧陆缘地块在晚中生代以俯冲碰撞的方式完成拼贴缝合,该俯冲碰撞带是南海北部俯冲带在南海西南方向的延伸,并且新生代南海的扩张可能与该俯冲碰撞带这个先存的软弱带有关,是南海海盆初始破裂的部位.      

东亚陆缘带构造扩张的深部热力学机制

近年来,我国地球科学家提出“陆缘构造扩张”观点,较好的解释了亚洲东部大陆边缘于新生代发生扩张离散运动的原因。本文基于“陆缘构造扩张”观点,探讨东亚陆缘带构造扩张的深部热力学机制。东亚陆缘带是具有强烈岩浆活动和构造变形的扩张带,此构造带的主要地球物理特征是频繁的地震活动和明显的地热异常。东亚陆缘扩张带地震层析成像显示,太平洋板块低角度俯冲到欧亚板块之下并平卧于670km相变界面之上。这种图像可能是俯冲后撤导致陆缘扩张的结果。热模拟及地球动力学计算表明:俯冲后撤时间距今约76Ma,海沟带后撤为陆缘壳体的生长留下空间,并形成东亚陆缘壳体增生扩展的前沿带,陆缘扩张量约700km。     

欧亚大陆北部盆地发育历史——来自东西向跨洲剖面的证据

板块演化控制了盆地的形成与演化,盆地的性质和地质特征由其所处的板块构造单元决定.本文从大地构造背景角度出发,沿北纬60°±5°绘制了欧亚大陆东西向跨洲剖面,西起北海内伊湖—阿兰盆地,东至北鄂霍茨克盆地,全长为11000km.剖面将构造单元划分为不同级别(超大陆与构造域—板块与造山带—陆块与构造带—盆地与拱起),进而将构...     

南海中北部陆架-陆坡区新生代构造-沉积演化

南海中北部陆架-陆坡区作为南海地区的一个重要地质构造单元,记录了大陆张裂到海盆扩张的丰富信息。通过对研究区地震剖面的解释,分析了该地区新生代的构造与沉积特征,同时通过平衡剖面恢复工作,建立了新生代演化模型。研究显示南海中北部陆架-陆坡区新生代构造演化可以分为三个阶段：古新世—始新世的裂陷阶段、渐新世—早中新世的裂陷-坳陷过渡阶段以及中中新世以来的坳陷阶段。沉积环境经历了河流-湖泊、浅海和深海的演化过程。南海北部陆缘下NW-SE方向流动的地幔流的存在使得伸展活动具有由北向南发育的机制。同时陆坡区盆地（如白云凹陷）显示出韧性伸展的特征,这与地幔上涌热岩石圈伸展引起的该区域地壳强烈韧性减薄和颈缩变形相关。     

川西地区上三叠统须家河组前陆盆地可容空间变化特征与油气成藏研究

本文利用川西盆地"安县"运动产生的不整合面,对存在多个地层划分分区的川西盆地上三叠统须家河组地层进行了岩性地层和层序地层的对比和划分。在具体分析了前陆盆地逆冲断层的幕式活动基础上,提出了前陆盆地中可容空间变化的不统一性,并且进一步在总结Posamentier(1992)利用盆地中构造沉降速度的分带现象将前陆盆地二分理论的基础上,提出了前陆盆地可容空间变化带分为四带:消失带、减小带、增加带、产生带。进而从构造运动、气候变化、物源供给和河流平衡剖面迁移四个方面对影响前陆盆地可容空间变化特征的因素进行了分析,认为河流平衡剖面迁移在前陆盆地中起到比断陷湖盆中更为重要的作用。     

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。     

中国西部新生代陆内前陆盆地迁移过程及其构造指示意义

中国西部新生代陆内前陆盆地的迁移过程反映了与其耦合的造山带的缩短隆升历史。通过综述恢复前陆盆地迁移过程的研究方法及其与地壳缩短过程的定量关系,阐明了前陆盆地迁移过程的构造指示意义。横跨前陆盆地的地震反射剖面可显示盆地内的地层上超或砾岩—砂岩过渡带迁移,反映盆地迁移过程;结合磁性地层学约束的地层年龄,可获得迁移速率;该速率的变化对应前陆盆地基底相对造山带的俯冲速率变化,反映造山带吸收的地壳水平缩短速率变化。通过对比分析西昆仑山北侧及天山南、北侧的陆内再生前陆盆地的迁移过程,发现约30 Ma以来西昆仑山和天山的地壳缩短速率变化趋势和变形模式均不相同,可能反映二者造山的动力学机制差异。该方法未来还有望应用于青藏高原东北缘以恢复高原生长过程。     

南海南、北陆缘中生代构造层序及其沉积环境

新生代海底扩张,使南海陆缘分为南、北两部分。南部礼乐地块与南海北缘在扩张之前构成了统一的活动陆缘。通过对南、北陆缘的钻井研究和井旁地震剖面解释,发现二者的中生界均具有4 个地震层序及3 个构造层。南北陆缘构造层序及物源分析表明,早白垩世礼乐地块与南海北缘曾发生碰撞拼贴。早白垩世的南海北缘地区沉积环境由海陆过渡相向陆相演化,相应的礼乐地区是由浅海相向滨海相演化,二者反映出相同的向上变浅旋回,说明在南、北陆缘拼贴之后,两者具有了统一的构造沉积背景。到晚白垩世末,两区均隆升为陆,且遭受剥蚀; 南海北缘地区上白垩统部分被剥蚀,而距俯冲边界更近的礼乐地区上白垩统则被剥蚀殆尽。     

孟加拉湾地区大陆边缘盆地勘探概况与油气富集主控因素

孟加拉湾位于印度大陆以东、缅甸-安达曼-苏门答腊以西、孟加拉国南部海上地区,该区存在主动和被动两种不同类型的大陆边缘,并发育众多大陆边缘含油气盆地。根据板块位置和构造特征将其划分为三大类,分别是:被动大陆边缘盆地(马哈纳迪、K-G和高韦里盆地);主动大陆边缘盆地(若开、缅甸中央、马达班、安达曼和北苏门答腊盆地);残留洋盆地(孟加拉盆地)。根据火山岛弧带分布情况进一步将主动大陆边缘盆地划分为:①海沟型——若开盆地;②弧前型——缅甸中央盆地;③弧后型——马达班、安达曼和北苏门答腊盆地。对这些盆地油气勘探情况的统计与分析表明,该区大陆边缘盆地的油气分布主控因素为:烃源岩类型与有机质丰度决定了流体性质与资源强度;大型河流—三角洲形成富油气区;盆地类型、性质及晚期构造活动强度决定区带勘探潜力。     

关于古亚洲洋构造演化研究的几点思考

古亚洲洋不是西伯利亚陆台和华北地台间的一个简单洋盆,而是在不同时间、不同地区打开和封闭的多个大小不一的洋盆复杂活动(包括远距离运移)的综合体.其北部洋盆起始于新元古代末-寒武纪初(573~522Ma)冈瓦纳古陆裂解形成的寒武纪洋盆.寒武纪末-奥陶纪初(510~480Ma),冈瓦纳古陆裂解的碎块、寒武纪洋壳碎块和陆缘过渡壳碎块相互碰撞、联合形成原中亚-蒙古古陆.奥陶纪时,原中亚-蒙古古陆南边形成活动陆缘,志留纪形成稳定大陆.泥盆纪初原中亚-蒙古古陆裂解,裂解的碎块在新形成的泥盆纪洋内沿左旋断裂向北运动,于晚泥盆世末到达西伯利亚陆台南缘,重新联合形成现在的中亚-蒙古古陆.晚古生代时,在现在的中亚-蒙古古陆内发生晚石炭世(318~316Ma)和早二叠世(295~285Ma)裂谷岩浆活动,形成双峰式火山岩和碱性花岗岩类.蒙古-鄂霍次克带是西伯利亚古陆和中亚-蒙古古陆之间的泥盆纪洋盆,向东与古太平洋连通,洋盆发展到中晚侏罗世,与古太平洋同时结束,其洋壳移动到西伯利亚陆台边缘受阻而向陆台下俯冲,在陆台南缘形成广泛的陆缘岩浆岩带,从中泥盆世到晚侏罗世都非常活跃.古亚洲洋的南部洋盆始于晚寒武世.此时,华北古陆从冈瓦纳古陆裂解出来,在其北缘形成晚寒武世-早奥陶世的被动陆缘和中奥陶世-早志留世的沟弧盆系.志留纪腕足类生物群的分布表明,华北地台北缘洋盆与塔里木地台北缘、以及川西、云南、东澳大利亚有联系,而与上述的古亚洲洋北部洋盆没有关连,两洋盆之间有松嫩-图兰地块间隔.晚志留世-早泥盆世,华北地台北部发生弧-陆碰撞运动,泥盆纪时,在松嫩地块南缘形成陆缘火山岩带,晚二叠世-早三叠世华北地台与松嫩地块碰撞,至此古亚洲洋盆封闭.古亚洲洋的南、北洋盆最后的褶皱构造,以及与塔里木地台之间发生的直接关系,很可能是后期的构造运动所造成的.     

Evolution of sedimentary basins from Mesozoic times in Australia's continental slope and shelf

Three basic tectonic styles are described from structural trends and sedimentary sequences within sedimentary basins in the Australian continental slope and shelf. These tectonic styles are related to sea-floor spreading events and plate-tectonic movements within the adjacent ocean floor. The same tectonic styles occur within sedimentary basins of different ages; Mesozoic and early Tertiary basins contain rift valley sequences and late Cainozoic basins contain geosynclinal sedimentary suites.Northwestern, western and southern continental margins reflect spreading events explained by an Atlantic-type model in which there are rift-valley sedimentary sequences. The oldest rift valleys in the northwest and the youngest rifts in the south formed ahead of Gondwanaland break-up. After sea-floor spreading commenced, the rate of continental margin collapse varied from place to place. The eastern and northeastern slopes and shelves border marginal seas and do not contain recognizable rift-valley sequences, except for tensional splays (triple junctions) in the Tasman Sea. Short-lived spreading within marginal seas started in the Late Cretaceous in the south and in the Paleocene in the northeast. The tectonism of the northern margin is mainly recorded on land in Timor, Irian Jaya and Papua New Guinea, where, in the Neogene to Holocene, the Australian continent collided with the Asian Plate at the Banda Arc and the sub-plates of the western Pacific at the Louisiade and Bismarck Arcs.     

塔里木盆地及邻区寒武纪——三叠纪构造古地理格局的初步重建

塔里木陆块寒武纪——三叠纪主要经历了从东冈瓦纳大陆西北缘裂解、到向劳亚大陆聚合的演化过程,北部长期为被动大陆边缘环境,南部主要为裂谷、持续裂解以及漂移过程中陆块地体增生拼合,主要为弧后前陆盆地或隆起。塔里木盆地一级层序地层、区域不整合事件、次级构造单元的构造演化等,与板块边界上构造活动及其板块运动轨迹的变化具有明显的一致性,板块边界上的挤压造山活动,造成盆地隆升以及盆地岩相古地理格局的剧烈变化。引发塔里木盆地早二叠世大火成岩省的地幔柱活动,垂向上也造成石炭系穹隆状剥蚀抬升。塔里木叠合盆地的形成是小陆块上不同时期不同盆地类型复合的产物,而在世界其他大板块上,它们在横向上可能处于不同位置,不会发生垂向叠合,而以不同时代的不同盆地出现。塔里木陆块较全球典型克拉通盆地规模小,在与周边陆块碰撞汇聚时受改造强烈,构造变形程度大并由陆块边缘向陆块内扩展,南、北两侧陆块边界上的强烈构造作用易于对整个盆地产生强烈影响,发育挤压期盆地隆起和前陆盆地等。     

西藏康托地区早—中侏罗世木嘎岗日群沉积盆地分析及构造演化研究

沿班公湖—怒江结合带中西段出露的早—中侏罗世木嘎岗日群,自创名以来,其代表的年代地层各异,岩石组合宏观上较固定,内部为总体无序局部有序的一套组成成分复杂的构造混杂地层体。通过对木嘎岗日群沉积组合、盆内沉积层序、岩石地球化学、岩相、物源区、碎屑模型、盆地分类及其构造演化分析,将沉积盆地视作一个整体进行地球动力学综合研究。康托地区中特提斯洋盆早—中侏罗世为深海—次深海沉积环境,属被动大陆边缘型弧前深水盆地复理石碎屑沉积组合。沉积构造演化可分为2个阶段:盆地扩张阶段和盆地双向俯冲阶段,包含3个活动期:扩张期、向南俯冲期与双向俯冲期,并将该地区木嘎岗日群地层划分为3个岩性组。     

沉积大地构造相划分与鉴别

沉积大地构造相是反映陆块区、洋区、洋与陆块之间的陆缘区(活动和被动陆缘)形成演变过程中, 在各个演化阶段及其特定的大地构造环境中形成的沉积盆地及其充填序列, 是表达大陆岩石圈板块在离散、汇聚、碰撞、走滑等动力学过程中形成的不同类型沉积盆地及其综合产物, 具有恢复陆块区和造山系形成演化的功能.为从大地构造环境和沉积盆地分析角度系统剖析中国大陆新元古代以来纷繁复杂的大陆增生历程, 根据中国大陆形成演化特点, 提出一套沉积大地构造相(沉积盆地类型)划分方案, 并简述其大地构造环境鉴别标志.该划分方案分4级(相系、大相、相和亚相): 一级为陆块区(含地块)相系和造山系相系.陆块区按构造古地理位置和区域构造应力场进一步划分出二级和三级单元.造山系由弧盆系、叠接带和对接带大相构成, 是岩石圈板块大规模水平运动, 在洋陆转换过程中岛弧增生、弧-弧碰撞、弧-陆碰撞、陆-陆碰撞和陆内俯冲的产物, 常表现为复杂岩石组成、复杂褶皱和断裂构造的巨大山系; 叠接带大相主要由弧-弧碰撞和弧-陆碰撞时, 在陆缘形成的洋-陆转化增生带, 是软碰撞产物; 对接带大相由陆-陆碰撞形成, 是硬碰撞产物.在造山系的弧盆系、叠接带和对接带大相之下, 按洋盆演化-洋陆转化历程所产生的系列构造古地理环境和建造, 进一步划分出洋盆、弧前盆地、弧间盆地、弧后盆地、残余海盆、周缘前陆盆地、弧后前陆盆地等大地构造相单元.      

Insights about the structure and development of Zhongsha Bank in the South China Sea from integrated geophysical modelling

ABSTRACT

We construct a complete density transection based on the velocity structures across the Zhongsha Bank in the South China Sea. Gravity modelling of the lateral density contrasts between tectonic units helps us to determine the structural attributes and boundaries between continental blocks and deep basins. The configuration of the continent–ocean boundary (COB) around the Zhongsha Bank is mapped based on the gravity/magnetic anomaly and crustal structures. A low-density mantle is found beneath the Zhongsha Bank and the oceanic basins, and this mantle is associated with the high heat-flow background. The COB orientation is northeast-east in the north of the bank, with faulted linear structures. In further southeast, where there is a more intact crust, the COB orientation changed to north-northeast. The reconstructed density model and gravity/magnetic map indicate that the Zhongsha Bank is conjugated with the Liyue Bank by a rifted basin, where the crust had experienced localized deformation before the seafloor spreading. Because of the insufficient magmatism in the oceanic basin, the spreading ridge propagates into the weakened continental lithosphere between the two continental blocks, thus completely separating the Zhongsha Bank from the Liyue Bank. Seafloor spreading ridge jumps within the South China Sea may also be affected by the heterogeneous lithosphere beneath the continental blocks and oceanic basins.     

中国东部中—新生代大陆构造的形成与演化

20世纪60年代提出的"威尔逊旋回"以关闭洋盆两侧板块的碰撞作为板块运动旋回的终结,然而板块构造学说"登陆"20多年来的实践说明这种认识是不全面的。大陆弥散而宽广的陆内变形说明洋盆闭合两侧板块的碰撞并未终止板内构造作用。古亚洲大陆形成后中国东部中—新生代广泛发育的板内构造变形、岩浆活动、克拉通内盆地的形成都和古亚洲大陆南、北,印度洋和北冰洋洋脊的持续扩张、西太平洋和菲律宾洋壳的俯冲相关。本文拟厘清中国东部中—新生代大陆构造形成与演化的重大事件、构造性质、形成背景及其时空展布:(1)晚海西—印支期古特提斯洋关闭陆块拼合碰撞古亚洲大陆雏形形成;(2)晚侏罗—早白垩世蒙古—鄂霍茨克海闭合,陆-陆碰撞古亚洲大陆形成,挤压逆冲推覆构造在陆内变形中形成高潮,西太平洋伊佐奈岐洋壳板块的斜俯冲叠加了自东而西的影响;(3)早白垩世晚期—古近纪加厚地壳-岩石圈减薄、转型,陆内伸展变形达到高潮,大陆克拉通泛盆地、准平原化;(4)始新世晚期—早中新世(40~23 Ma)太平洋板块运动转向对东亚大陆NWW向的挤压和印度洋脊扩张印—澳板块对古亚洲南部陆-陆碰撞挤压的叠加,形成中国东部新生的构造地貌;(5)中-上新世—早更新世受东亚—西太平洋巨型裂谷系和印度洋中脊扩张的叠加影响,中国东部岩石圈地幔隆升、地壳减薄,陆缘、陆内伸展变形相继形成边缘海、岛弧、裂谷型盆地和剥蚀高原地貌;(6)早更新世晚期(0.9~0.8 Ma)—晚更新世末(0.01 Ma)中国东部大陆构造地貌基本形成。