板块俯冲变形过程二维离散元模拟—对东海陆架盆地成因启示

俯冲变形作用是板块汇聚过程中存在的构造地质现象,是当前构造地质研究的热点。目前对板块俯冲变形的研究尚不完善,俯冲角度变化对变形过程造成的影响还需进一步研究。位于欧亚板块东南部的中国东海大陆架盆地的构造演化特征及动力学机制与菲律宾板块向欧亚板块的俯冲作用有关。利用构造地质领域中新兴的离散元模拟方法,通过构建离散元模型模拟研究板块俯冲变形演化过程,并将实验结果与菲律宾板块向中国东海俯冲部位地层相比较,结果表明:(1)板块俯冲变形特征与俯冲角度有关,俯冲角度不同,其最终形成的变形样式也不同;(2)断层数目随着俯冲角度的减缓而增加,断层所扩展的水平距离随俯冲角度的减缓而增大,且不同俯冲角度下相同位置所形成的断距不同;(3)俯冲楔高度随着俯冲角度的减缓而增大,地壳变形幅度越大,且最终形成俯冲楔形态类型不同;(4)反冲断层形成时间随着俯冲角度的减缓而越来越晚;(5)实验模拟结果与实例具有相似的构造特征。研究结果解析了不同俯冲角度下板块俯冲变形的演化过程,有助于对板块汇聚过程中俯冲变形作用的进一步认识。     

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。     

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...     

晚始新世以来雅浦海沟-岛弧构造演化模式

雅浦海沟-岛弧构造体系是菲律宾海板块与太平洋板块、卡罗琳板块相互作用而形成的构造俯冲带,其南北两段俯冲带在海底地形地貌、地球物理场、应力场特征等方面表现出显著的差异。北段俯冲方向为近东西向,总体表现为俯冲角度较小、俯冲深度浅、俯冲速度较快、应力场呈俯冲拉张型等特征;南段由东西方向的俯冲过渡至北北西向,总体表现为俯冲角度大、俯冲深度较深、俯冲速度极慢、应力场呈俯冲挤压型等特征。这些差异的形成经历了2个主要的构造演化阶段:菲律宾海板块与太平洋板块在晚始新世至晚渐新世期间相互作用并形成了古马里亚纳-雅浦海沟;晚渐新世以来菲律宾海板块与卡罗琳板块的相互作用对古海沟构造改造,进而造就了雅浦海沟-岛弧当今复杂的构造形态。     

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。     

新几内亚-所罗门弧俯冲体系动力过程:板块起始俯冲的制约

新几内亚-所罗门弧(PN-SL)位于印度-澳大利亚板块与太平洋板块汇聚边界、新特提斯构造域东端。晚白垩世以来,逐渐演化形成复杂的沟-弧-盆-台、俯冲时序完整的俯冲构造体系。受多期次、多类型板块俯冲起始作用的制约,PN-SL俯冲体系深部结构呈现出明显的空间差异性:板块俯冲深度由500 km减小至不足100 km,板块俯冲角度则由70°减小至30°。俯冲体系东侧毗邻的翁通爪哇海台作为世界上最大的海台,其显著的"凸起"构造以及低密度结构,重新塑造了PN-SL俯冲体系的构造格局,但不同于低密度结构俯冲诱发海沟位置后移、俯冲极性反转二元经典模式,弧后所罗门海盆发生反向俯冲的同时,中新世以来呈现出NW向、NE向和SW向的多向俯冲过程。这意味着翁通爪哇海台与PN-SL俯冲体系汇聚形变过程并非仅依据板块密度变化来简单解释,需要考虑其复杂的构造环境和诸多的构造要素。特别是作为岩石圈强度的重要影响因子—俯冲体系流体活动,导致岩石圈强度减弱、熔点降低的同时,伴随板块俯冲向地球深部运移,促使板片脱水并与地幔楔发生水化交代作用,进而改变壳幔物质组成及流变学性质,诱发地幔楔部分熔融和岛弧岩浆活动,是理解板块俯冲构造动力的关键切入点。     

太阳盆地中新生代断裂特征及成因机制

太阳盆地位于北黄海盆地的东部,是一个发育在中-朝克拉通基底之上的中、新生代沉积盆地,勘探程度非常低。最新二维地震资料揭示,太阳盆地的断裂体系可以分控盆断裂、控凹(坳)断裂、控带断裂、控圈断裂和分割性断裂。盆地发育以NE向和NW向为主的的正断层和逆断层,而少量断层呈近EW或SN向。对不同类型的断裂构造特征及样式分析表明,断裂的活动期次可分为4期:晚侏罗世—早白垩世伸展断层、晚白垩世逆冲断层、始新世伸展正断层和新近纪正断层。中、新生代以来,中国东部构造演化主要受其东部太平洋板块活动控制,晚侏罗纪开始,洋壳俯冲在东部的欧亚大陆之下,伴随着太平洋—菲律宾板块的俯冲,太阳盆地发生NNE—SSW向的拉张;晚白垩世时期,由于太平洋板块俯冲方向的改变,区域性拉张变为区域性NNW—SSE向挤压,太阳盆地的一系列NW向逆断层形成;在始新世—渐新世,太平洋板块向东亚大陆作斜向减速俯冲,导致太阳盆地遭受NWW—SEE向拉张作用,再次断陷;渐新世末期,受喜山运动第Ⅱ幕的影响,太阳盆地发生再次的构造反转,形成一系列的小规模断层。     

菲律宾海板块东南边界地质过程与研究展望

晚中生代期间,由于古太平洋俯冲板片俯冲于欧亚板块之下,从而在欧亚大陆东缘存在一条巨型的类似于现今太平洋东侧的安第斯型俯冲带。岩浆活动记录显示,70 Ma左右,可能由于外来的正地形地体拼贴上该俯冲带,从而导致这条巨型安第斯型俯冲带逐渐消失,欧亚大陆东缘逐渐从主动大陆边缘变为被动大陆边缘。然而,新生代早期以来,伴随着菲律宾海板块从赤道北移,该被动大陆边缘又重新活化,变为主动大陆边缘,并逐渐形成了巨型的沟-弧-盆系统,期间西太平洋地区大致经历了三期的弧后扩张,即始新世、渐新世—中新世、上新世以来,且菲律宾海板块正好包括了这3个扩张期的弧后扩张盆地：西菲律宾海盆、四国海盆-帕里西维拉海盆以及马里亚纳海槽。本文详细总结了太平洋板块与次级的板块—菲律宾海板块及卡罗琳板块的地质演化历史,且详细探讨了以上3个主要板块之间相互作用的典型区域（菲律宾海板块东南侧）的地质学和岩石学特征以及尚存在的重要科学问题,并展望了未来该区域的研究方向。     

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。     

南海形成演化探究

通过分析前人对南海的研究,对南海扩张期次、扩张脊结构、动力来源等几个关键研究问题进行探讨。认为应将南海放入到欧亚板块、印度一澳大利亚板块和太平洋板块三大板块相互作用的统一构造应力场中进行研究。利用FLAC软件,首次对南海及邻区进行数值模拟分析,并进一步探讨了南海的形成演化机制,认为南海的打开和扩张是印度板块与欧亚板块的碰撞、地幔柱上涌以及太平洋板块向欧亚板块的俯冲共同作用的结果。     

试论东海陆架盆地的基底构造演化和盆地形成机制

本文主要根据东海陆架盆地和周边的地质、地球物理资料,分析盆地的基底岩性特征、结构特征。认为东海陆架盆地的基底除元古界片麻岩外,还分布有一定范围的中生界及古生界。基底构造特征是纵向上多层次,横向上不均一,南北有别,东西分带。构造演化上经历了张、合、压、扭等复杂过程。     

中国东部海区及邻域区域构造图的编制方法及地质构造单元划分

我国东部海区及邻域1:1 000 000地质地球物理系列图将于2008年底出版,区域构造图是其中的主要专业图件之一。讨论了该专业图件的编图方法、地质构造单元的划分方法和主要地质构造单元。首次对黄海东海区进行了全面剥皮编图,剥去了Q+N₂地层。对于沉积盆地用等厚度线表示出了新生界的厚度。地质构造单元划分方法是以板块构造理论为指导并以现今的构造特征为主要划分依据。板块内构造单元的划分是在总结国内外多种构造单元划分方法的基础上进行了修改完善,完成了对我国东部海区及邻域的地质构造单元的划分。区内一级构造单元为板块(太平洋板块、欧亚板块和菲律宾海板块),二级构造单元为构造域(东亚大陆构造域、东亚大陆边缘构造域和西太平洋构造域)。西太平洋构造域主要包括太平洋板块的西部及菲律宾海板块。欧亚板块在该区的部分可分为东亚大陆边缘构造域和东亚大陆构造域。东亚大陆边缘构造域由日本琉球岛弧、冲绳海槽弧后盆地、日本海弧后盆地等次级构造单元构成。东亚大陆构造域在该区内由中朝地块、扬子地块、华南地块等次级构造单元构成。各地块又可划分出盆地、隆褶带、隆起区等多个次一级地质构造单元。最低一级的地质构造单元为凸起和凹陷。     

ORIGIN AND EVOLUTION OF THE EAST CHINA SEA BASIN

Based on the infotmadon and samples of sediments obtained from the geophysical and bathy-metric surveys over an area about 450,000 km2 (scale 1/1,000,000) in the East China Sea by the Natonal Bureau of Oceanography this peper describes the influence on the margin of the East Asia Continent exerted by the interaction of the Eurasian Pacific and Indo Plates since the Indo-China Movement, especially by the formation of the Philippine Sea Plate, which were the factors controlling the development of the sea domain. The origin and evolution of the East China Sea Basin, and the geotectonic characteristics and subdivision of the East China Sea are discussed.     

渤海及周边地区中新生代构造演化与火山活动

渤海湾盆地作为典型的中新生代叠合盆地,构造演化历史十分复杂,经历了多期构造演化,盆地的构造演化与东亚大陆大地构造环境密切相关。本文从板块相互作用的角度出发,综合大量文献资料,划分渤海湾盆地中、新生代构造演化为3个阶段,中生代盆地发育演化阶段、早第三纪裂陷盆地发育阶段和晚第三纪坳陷盆地发育阶段。通过对渤海地区代表性火山岩样品的岩石化学分析、微量元素及稀土元素中子活化分析结果进行岩石化学和地球化学分析,综合前人研究成果,探讨了渤海及周边地区地质构造演化特征与火山活动之间的耦合关系。     

台湾岛及其邻域地层和构造特征

台湾碰撞造山带作为世界上最年青的造山带之一，具有其独特的地质环境。它位于菲律宾海板块和亚欧板块的交汇处，东北面为东北-近东西走向的琉球沟-弧-盆系，东侧为西北向运动的菲律宾海板块，向南为近南北走向的吕宋岛弧，并与冲绳海槽和马尼拉海沟的形成演化密切相关，从而造就了众多形态复杂、成因各异的区域地层和构造现象。台湾岛自东向西可划分为海岸山脉带、台东纵谷、中央山脉、西部山麓带和沿海平原带五个构造-沉积单元。以台东纵谷为界，两侧在地形地貌、地层组成、岩石性质、重力、磁力等地质地球物理特征上均表现为明显不同，分别隶属于不同的板块构造单元，西侧属于欧亚板块的中国大陆边缘，东侧的海岸山脉带则是北吕宋火山岛弧的向北延伸。     

南海北缘新生代盆地沉积与构造演化及地球动力学背景

南海北缘新生代沉积盆地是全面揭示南海北缘形成演化及与邻区大地构造单元相互作用的重要窗口。通过对盆地沉积-构造特征分析,南海北缘新生代裂陷过程显示出明显的多幕性和旋转性的特点。在从北向南逐渐迁移的趋势下,东、西段裂陷过程也具有一定的差异,西部裂陷活动及海侵时间明显早于东部,裂陷中心由西向东呈雁列式扩展。晚白垩世-早始新世裂陷活动应是东亚陆缘中生代构造-岩浆演化的延续,始新世中、晚期太平洋板块俯冲方向改变导致裂陷中心南移,印度欧亚板块碰撞效应是南海中央海盆扩张方向顺时针旋转的主要原因。     

东海陆架盆地南部构造演化及对油气的控制作用

通过对东海陆架盆地形成的动力学机制研究,分析了动力学机制控制下的盆地南部构造演化特征,提出构造演化对油气成藏的四个控制作用：（1）构造运动控制了盆地演化阶段与凹陷结构;（2）构造运动控制了盆地沉降中心迁移与地层分布;（3）构造运动决定了油气成藏关键时期和油气分带的差异性;（4）构造运动控制了油气聚集与分布。构造运动是盆地演化及油气成藏的主导因素,盆地构造演化结合油气地质综合研究是东海陆架盆地南部油气勘探工作的重点。     

南黄海盆地东北凹构造特征及伸缩率研究

通过选取南黄海盆地东北凹典型地震剖面,开展精细的构造解释,系统梳理了东北凹构造样式特征。采用平衡剖面恢复技术和伸缩率计算方法,恢复了东北凹各时期的地质演化剖面,分析了东北凹不同构造演化阶段的伸缩率变化特征。研究表明,南黄海盆地东北凹主要发育伸展构造、走滑构造(负花状)和反转构造等多种构造组合样式,经历了晚侏罗世的仪征运动和渐新世末的三垛运动,相应地在中—上侏罗统和渐新统沉积时期,东北凹处于明显的收缩阶段,伴随发育TK40和T20不整合界面。同时,本文结合区域应力场特征,探讨了南黄海盆地东北凹的构造演化历程:以两次构造运动为界,划分为3个构造演化阶段(晚三叠世—侏罗纪的初始断陷阶段、白垩纪—渐新世的裂陷-反转阶段、新近纪—第四纪的区域沉降阶段)。南黄海盆地东北凹伸缩率的时空变化及构造演化过程,是对“晚中生代以来,古太平洋板块相对欧亚板块俯冲汇聚速率和方向的改变”的局部响应。