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。     

南海北部陆缘地壳结构探测结果分析

深部地震和重力资料反演揭示了南海北部陆缘地壳结构在总体上由北部的华南沿海（厚约30km）向南部的洋盆（5──8km）逐渐减薄。南海的近SN向拉张不仅造成南北方向地壳结构的巨大变化，也造成东西向的明显变化。在南海北部陆缘的西部，局部拉张产生了一系列裂谷构造。西沙海槽作为一条狭窄的陆内裂谷向西延伸，海槽南北两侧地壳厚度超过25km，海槽中部地壳减薄至不足10km。西端的莺歌海盆地地壳厚仅5km，缺少明显的壳内反射－折射。在珠江口盆地中部，地壳厚度在下陆坡明显减薄，地壳下部存在较薄的（3──4km）高速层（地震波速7．2──7．5km·s－1）；在珠江口盆地东部，地壳底部存在约 10km厚、300km宽的高速层。在台湾地区，由于弧陆碰撞，曾经减薄的陆壳在碰撞带增厚，莫霍面深度超过30km。南海北部陆缘在裂谷拉张和海底扩张期间岩浆活动平静，表明南海北部陆缘为非火山型陆缘。     

中中新世以来南沙海槽前陆盆地演化模拟

为了理解南沙海槽前陆盆地演化过程及其动力学特征,基于中科院南海海洋研究所过去数十年获得的地球物理数据和最新国内外研究成果,在深入分析盆地构造史、沉积特征等之后,建立了中中新世以来南沙海槽前陆盆地弹性岩石圈板挠曲模型,并采用有限差分数值方法来模拟盆地演化.通过模拟重建了盆地沉积沉降、构造活动、挠曲变形动态演化过程,预测了...     

南海东北部陆缘地壳结构特征及下地壳高速层成因

南海东北部陆缘构造演化信息丰富,对于理解南海的演化过程至关重要。本文收集了南海东北部的深反射地震和海底广角地震成果剖面,提取地壳和下地壳高速层的厚度结果,并结合水深、重磁异常和岩石圈的流变学等地质地球物理资料,对南海东北部的地壳减薄特征、吕宋-琉球转换板块边界的性质和下地壳高速层的分布及成因进行了分析和讨论。南海东北部的地壳减薄在横向和垂向上都存在不均匀性,以下地壳减薄为主,在台西南盆地存在极端减薄地壳;南海北缘的白云凹陷、西沙海槽和西缘的中建南盆地也存在类似的极端减薄地壳,且都与刚性地块共轭或邻近,推测刚性地块的存在导致地壳初始破裂时下地壳流动和地幔上隆是局部出现地壳极端减薄的主要原因。吕宋-琉球转换板块边界两侧在海底地形、新生代反射和重磁异常等方面均存在差异,与中生代岛弧引起的高磁异常大角度相交,其可能是中生代古特提斯构造域向太平洋构造域转换的边界断裂。下地壳高速层在南海东北部广泛发育,结合其分布特征和波速比V_p/V_s的分布区间,认为其是多期次岩浆底侵形成的铁镁质基性岩。     

尼日利亚南部大陆边缘重力场特征及解释

利用中国-尼日利亚国际合作航次获得的船载重力数据,分析了尼日利亚南部大陆边缘的自由空间重力异常和布格重力异常特征,并通过两条从陆架—陆坡—陆隆一直延伸到深海盆地的重力剖面拟合出地壳密度结构。研究结果表明,地壳厚度总体上从陆架、陆坡至深海平原呈现阶梯状减薄的趋势,东侧的减薄幅度大于西侧,东侧从24 km减小到10 km,西侧从21 km减小到14 km。     

南海北部洋陆转换带地震反射特征和结构单元划分

张裂大陆边缘和盆地主要通过岩石圈的伸展作用形成,被动大陆边缘岩石圈的减薄导致了岩浆的减压熔融,最终形成了洋壳和减薄的转换带。处理和分析了2010年中国科学院南海海洋研究所"实验2"号采集的南海北部地球物理调查的多道地震数据(MCS2010-1),总结了南海北部洋陆转换带的地震反射特征。转换带主要由北部裂陷期下沉区段,中部海山或埋藏海山隆起带和靠近海盆一侧的掀斜断块带组成。通过对比以前南海北部采集的反射地震数据和折射地震波速度模型,圈定了洋陆转换带的分布范围,洋陆转换带的宽度在南海东北部是225km,中部是160km,西北部是110km。依据零星的大于6级地震震中分布,揭示了南海北部洋陆转换带目前仍是一个地震构造活跃带。     

南海北部大陆边缘深水盆地成因机制与油气资源效应

南海北部陆缘深水油气及天然气水合物等多种资源分布及资源潜力与其深部地壳岩石圈结构构造特征,尤其是地壳浅表层沉积盆地类型及成盆机制等存在时空耦合配置关系及成因联系,亦是目前油气及水合物地质勘探研究调查部门和学术界重点关注领域。基于海洋地质调查地质地球物理资料和油气勘探开发成果,综合分析了南海北部陆缘深部岩石圈地壳结构构造特征,借鉴陆缘伸展地壳拆离薄化新模式的理念,阐明深部地壳结构构造特征与深水盆地的时空耦合配置关系,进而揭示了深水盆地成因及其与深水油气及水合物成藏等的成因联系及资源效应;预测陆坡-洋陆过渡带深水及超深水盆地油气资源潜力与勘探前景优于陆架浅水盆地,且水合物资源潜力巨大,是我国海洋油气勘探可持续发展与油气储量接替的重要战略选区。     

南海北部陆缘西部的地壳结构

通过中美科学合作,在南海北部陆缘西部采集了一条地壳剖面,从阳江地区开始,经珠三坳陷、神弧-东沙隆起、西沙海槽至西沙-中沙台地.结果表明,珠三坳陷的地壳已减薄至23km,去掉新生代沉积,则只有15km厚.西沙海槽的地壳结构已具备裂谷特征,地壳强烈减薄,厚14.47km;下地壳有高速地壳层,层速度为7.1km/g,厚6.7km.说明在新生代,南海北部陆缘西部受过强烈拉张,地壳减薄;上地幔部分熔融物质沿强烈拉张处侵入到地壳底部,使其地表形成裂谷.在西沙海槽的南部和北部,地壳结构差异很大,推测这里可能是由两个古老地块沿西沙海槽缝合起来,新生代早期的张性事件,又将这条古缝合线拉开,形成新生代裂谷──西沙海槽.     

东海莫霍面起伏与地壳减薄特征初步分析

收集、整理大量由地震剖面提供的沉积层厚度资料,得到东海沉积层等厚图。对完全布格重力异常进行沉积层重力效应改正后,得到剩余重力异常,利用地震资料揭示的莫霍面深度值来约束界面反演得到东海莫霍面埋深。结果表明,东海陆架盆地莫霍面深度在25～28 km之间平缓变化,地壳厚度为14～26 km,西厚东薄;冲绳海槽盆地莫霍面深度为16～26 km,地壳厚度为12～22 km,北厚南薄。东海陆架盆地东部与冲绳海槽盆地南部地壳减薄明显,拉张因子分别达到2.6和3。初步分析认为冲绳海槽地壳以过渡壳为主,并未形成洋壳。     

南海北部磁静区重磁特征及成因

南海磁静区位于南海北部的洋陆结合带上,在磁异常图上位于陆架高值正磁异常带以南,海盆磁异常条带区以北。收集了南海北部的地质和地球物理相关资料,总结了南海北部磁静区的研究现状,对ΔT磁异常数据进行了低纬度化极处理,参考磁静区周围的自由空间重力异常分布,结合区域地质背景划分了南海磁静区的分布;采用小波多尺度分解方法讨论了南海北部磁静区及周围区域的重磁场特征,对主要界面的反演发现磁静区内存在磁性基底深度增加、居里等温面隆升、磁性层厚度减薄和莫霍面抬升的现象,认为南海磁静区形成的直接原因是区域内磁性层厚度的减薄,包括中生代末期地壳的拉张沉降使区域老地层断陷,磁性基底深度增加,磁异常减弱;拉张减薄促使深部地幔热物质向上运移,莫霍面抬升,磁性层发生热退磁,居里等温面抬升,磁性层厚度减薄,磁异常减弱;南海扩张期和张裂以后磁静区的热活动剧烈,深部高温物质底侵,形成高速层,进一步减弱了区域磁异常。     

南海海域新生代沉积盆地的油气资源

南海新生代经历过大陆张裂与分离、海底扩张和地块碰撞等构造演化历史,南海北部为被动大陆边缘,南部是碰撞挤压边缘,东部为俯冲聚敛边缘,西部是走滑边缘。在这种构造体制下,形成了许多沉积盆地。北部和西部边缘上发育着张性沉积盆地和走滑拉张盆地;在南部边缘上,其北部发育着张性盆地,南部为挤压环境下形成的盆地,如前陆盆地、前孤盆地;东部边缘上发育着前孤盆地。目前油气勘探实践证明,南海南部的油气资源比北部丰富。究其原因,南海北部为被动大陆边缘,张性沉积盆地的烃源岩体积较小,而南部挤压环境下形成的沉积盆地的烃源岩体积大;北部的地热流较南部小,因此地温梯度也较小,故南部边缘烃源岩的成熟度比北部高;由于南部边缘处于挤压构造环境,在沉积盆地中形成了许多挤压构造,而北部边缘一直处于张性构造环境,形成的构造较少且较小;同时,南部边缘沉积盆地中,烃源岩生烃与构造形成在时间上搭配较好。因此,在南海南部边缘沉积盆地中形成了许多大型油气田,而南海北部边缘沉积盆地中,大型油气田较少,中小型油气田较多。     

南海北部与南部新生代沉积盆地热流分布与油气运聚富集关系

南海处于欧亚、印度澳大利亚及太平洋三大板块相互作用的特殊构造位置,区域地质背景及地球动力学条件复杂,不同类型大陆边缘盆地深部地壳属性与大地热流分布均差异明显:北部大陆边缘以拉张裂陷型为主,形成了具典型断坳双层结构的断陷裂谷盆地,由于处在减薄型陆壳及洋陆过渡型地壳位置,深部地壳自北向南逐渐减薄,大地热流值由北至南逐渐递增...     

东海南海交接带重磁场特征及新生代盆地成因

东海南海构造交接带及其邻近海区(简称交接带)位于中国东部大陆边缘,东邻俯冲板块边界。台湾以北是琉球海沟俯冲带,台湾以南为马尼拉海沟俯冲构造带。区域重磁资料分析结果表明,该东海陆架区存在3条重力高和2条重力低,重力高分别对应于闽浙隆起带、渔山低凸起和陆架外缘隆起,最大值高达50×10-5m·s-2;重力低对应于沉积盆地,最低值在台西南盆地,约为-20×10-5m·s-2。重磁特征表明东海盆地外缘台湾 钓鱼岛构造带具有明显的自由空间异常,磁场为平缓负异常,由古近系、白垩系或更老的变质岩及中新世的侵入岩组成,向南延伸至澎湖隆起。因为澎湖隆起具有高重力异常,放射性年龄表明这些碱性玄武岩形成于17 8～8MaBP,其特征同现在的琉球岛弧一样,可能是残留的古琉球岛弧。台西南盆地南侧(上陆坡)的凸起具有类似的幅度异常,呈ENE—WSW向,并消失在台西南盆地南段。新生代以来,盆地张裂活动具有不同时性,并向陆架边缘变得年轻。东海大陆边缘盆地属弧后残留盆地成因,多因岛弧的迁移而新生,但珠江口盆地则是被动大陆边缘裂陷作用所致。     

南海西部海域新生代地质构造

南海西部海域地质构造复杂,以北东、北西和近南北向断裂构成区域性格架,重力异常和磁力异常具有明显方向性,地震剖面反映新生代地层可划分出上、中、下三套构造层,深部地壳结构变化较大,地壳强烈减薄,甚至出现了洋壳。此外,南海西部海域发育了一系列新生代沉积盆地,是南海地区一个重要的油气聚集带。本文通过收集多年来的地质一地球物理调查成果,从宏观上综合研究了这一地区的地球物理场和地质构造特征及地壳结构,为评价这一地区的油气资源潜力提供基础背景资料。     

冲绳海槽地壳结构与性质研究进展和新认识

冲绳海槽是张裂于东亚大陆边缘的弧后盆地,对其地壳结构性质的研究具有重要的理论和现实意义。本文在总结冲绳海槽重力场、广角反射/折射地震探测、海底磁异常条带以及火山岩和岩浆作用这4个方面研究成果的基础上,对海槽的地壳结构、地壳性质和所处的构造演化阶段进行了探讨。认为冲绳海槽绝大部分地区地壳厚度大于正常洋壳,应属减薄的陆壳,由裂陷作用形成;但海槽中段和南段中央地堑地壳速度结构与洋壳类似,发育条带状磁异常,且已有大量幔源物质参与了地壳的组成,具备初始扩张作用的特征。对于海槽内是否存在洋壳,仍需进一步调查和研究。     

南海及其周缘中新生代火山活动时空特征与南海的形成模式

根据南海海区、华南和中南半岛的地面露头、钻井、拖网及地球物理资料,分析了南海地区火山活动的时空分布特点。在南海陆缘和周边陆区中生代末期花岗岩分布非常广泛。新生代火山岩活动规模较小,主要是海底扩张之后在洋盆扩张脊、北部陆缘的陆洋边界附近、雷琼地区和中南半岛南部的玄武岩。在南海北部陆缘的深部地震调查中发现,在地壳下部存在小规模的高速异常体,结合浅部的晚第三纪一第四纪火山活动,认为该高速体形成于南海扩张之后。这些特征表明,在南海的拉张过程中岩浆供应不丰富,在陆缘未形成大规模的侵入和喷出岩。南海陆缘属于岩浆匮乏型被动大陆边缘。南海海区残留多个刚性断裂陆块,反映了裂谷拉张过程中脆性破裂。根据这些特征,南海形成难以用印藏碰撞引起的软流圈物质上涌导致岩石圈破裂这样的模式来解释。     

南海北部大陆边缘从裂谷到扩张的演化过程

由于南海是西太平洋区域众多边缘海的主要组成部分，故了解南海从同裂谷到海底扩张的发展史对阐明西太平洋的构造演化是非常重要的。本文阐述了通过综合利用新获得的和已有的地球物理资料研究南海北部大陆边缘从裂谷到扩张过程的变迁。南海的最北部地区是中日合作项目(JCCP)一部分，该项目分1993年和1994年两个阶段。JCCP调查的目的是揭示大陆壳和深海盆间的过渡地区的地震与磁力特征。南海磁力和海洋重力资料表明了其张裂陆壳和汇聚边缘过去与现在的构造特征。全磁和三维磁力资料清楚表明海盆的线型磁异常特征和变化的海盆边缘磁异常特征。南海重、磁及地震资料和其他地球物理、地质的分析可以得出如下结论： (1)N-s向海底扩张始于早始新世。它至少有四个独立的演化阶段，其扩张的方向和速率是不稳定的．扩张从32Ma一直持续到17Ma； (2)陆洋边界(COB)的东西两边在现代构造形式上的明显差异暗示东部陆壳的破裂受走滑断裂的控制； (3)下地壳的地震高速层似乎被俯冲到伸展的陆壳下； (4)最上层的沉积和覆在第三纪火山上的下地壳的上部以大陆边缘区的磁力异常体为基底； (5)位于大陆边缘的磁力平静带(MQZ)对应COB； (6)无磁或弱磁层可能导致MQZ，地磁退磁的一个原因是当高温地幔物质被俯冲时地热的变化．另一种解释是每个往返磁极玄武岩的横向连续消失在上部合成磁场。 我们正建立一个包含地震数据、潜在油田、地壳和地热结构与其它地球物理数据的人工数据库系统。以便更好地对过去、现在和将来环日本的深海环境的变化进行研究，即海沟、海槽、俯冲带、边缘盆地和岛弧。该数据库的一些特征是对来源不同的全球数据的多方面研究和有目的定向搜集资料。     

东海陆架盆地与冲绳海槽盆地构造活动的差异性

东海陆架盆地和冲绳海槽盆地在区域地质构造上虽然同属下沉区,但它们的重力异常（其中包括布格异常,空间异常和均衡异常）,地貌特征沉积环境,地壳类型,应力分布,构造活动,成因机制上均存在着本质的差别,从而揭示了两者决不是简单的“块体”下沉,而是两个性质完全不相同的构造单元。     

曾母拉分盆地的油气成藏规律:廷贾-西巴兰线断裂的控制

南海南部廷贾-西巴兰线断裂是一条规模巨大的北西向走滑断裂,渐新世开始活动,早期具有强烈的右旋走滑特征,晚中新世以来走滑方向变为左旋,更新世至今,走滑方向变为右旋,是曾母盆地与北康盆地、南沙海槽的分界。为了理清廷贾-西巴兰线断裂特征与曾母盆地油气成藏的关系,通过对断裂两侧地震剖面特征、重磁特征、地热流分布特征以及地壳性质和岩石圈厚度的分析,探讨该断裂在曾母盆地形成演化及油气成藏中的控制作用。研究表明:断裂活动为曾母盆地后期的沉积提供了丰富的物源,断裂走滑作用导致曾母盆地具有良好的圈闭,后期的反向走滑使得盆地的沉积中心由南向北迁移;断裂沟通深部热源,有利于油气生成,形成的伴生断层是盆地油气运移的主要通道。     

琼东南盆地深水区长昌凹陷地壳结构特征

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区,向东通过西沙海槽与南海西北次海盆相通,其近东西向的展布形态明显异于深水区其他凹陷的NE-NEE向形态,为了弄清其地壳结构,从而更好地分析凹陷的结构和演化机制,这里根据深反射地震资料、VSP资料和最新重力资料对长昌凹陷的地壳结构进行了综合地球物理模拟.结果显示:长昌凹陷北侧地壳厚度为22～24 km,南侧地壳厚度约20～22 km,从两侧向长昌凹陷中央地壳厚度逐渐减薄,最薄处只有2.8 km;莫霍面深度与沉积基底呈镜像关系,沉积基底最深的地方莫霍面深度最浅,最浅深度距海平面13.8 km;凹陷中央东部存在一层厚约4 km的下地壳高速层,该层在地震剖面和层速度剖面上均可识别.