南海热流特征及其构造意义

根据南海 592个热流数据 ,为克服热流站位分布不均及局部异常热流的影响 ,结合各单元的地质史及其地壳厚度等资料对研究区热流特征进行了详细分析。结果表明 ,具拉张背景的区域如北部陆缘、湄公盆地以及北巴拉望盆地具有中等偏高热流 ;海沟区热流相对较低 ,东部海沟区除台西南盆地外均为低热流区 ,而南部边缘东段古海沟区处于热恢复中 ;南部边缘西区因边界断裂的扭张及深部热源的异常补给而具高热流 ;属于剪切断裂带的西部陆缘也具高热流特征 ;中沙—西沙地区热流中等偏高 ,并由NW往SE方向增加 ,而南沙地区热流较低 ,约为 60mW·m- 2 ;海盆的热流基本满足随洋壳年龄增加而降低的规律 ,东部次海盆实测热流与理论预测基本一致 ,而西南次海盆实测热流普遍低于预测值 ;在南海北部下陆坡区识别出一条高热流带 ,该带与前人给出的海盆北缘断裂带位置基本一致。研究区不同区域地热特征直接或间接地受控于其所处的构造环境。据此 ,给出了研究区的热流趋势图。     

南海中央海盆热流特征及成因

对南海中央海盆70个热流观测值的统计结果表明,南海中央海盆属于高热流区,热流平均值可达89.9mW/m2。其中西南次海盆热流平均值为96.6mW/m2,东部次海盆热流平均值为86mW/m2,西南次海盆比东部次海盆更＂热＂。高热流值的主要原因是岩石圈的构造拉张减薄以及壳内高导层埋深较浅。而局部存在的热流高值异常其根本原因是断裂和岩浆活动的结果。通过对研究区热流分布以及高值特征的分析,不仅可以对洋壳年龄和扩张年代进行估算,还可以对构造特征以及沉积环境进行有效推测。     

南海的形成、演化与油气资源(英文)

一、南海是在欧亚板块上发生发展的.其区域板块主要是元古代(2300—1288Ma)以来多个时期形成的地壳块体构成.其基本格局:西北为印支、华南元古代一古生代陆壳微板块拼合区;中部是白垩纪—中新世洋壳或过渡壳扩张区;东及东南部是由垩纪以来过渡壳复杂聚敛区.它们先后经历了7个旋回的构造作用,形成了7个微板块区34个地块(带).二、南海的形成主要导源于中中生代开始的大洋板块作用下,欧业板块东南缘发生张裂和海底微扩张的结果.白垩纪(126—120Ma)南海第一次海底扩张,产生北东向M8-M17线状磁条的洋壳海盆以及海盆两侧北东向被动陆缘沉积盆地等造海构造系列和自垩纪—始新世西北婆罗州和菲律宾聚敛构造系列.渐新世—中新世(32一17Ma)第二次海底扩张在中央海盆出现近东西向5d一11线状磁条的洋壳,南海南、北两侧地壳减薄,异常地幔发生及被动陆缘沉积盆地等造海构造系列和迭加在婆罗州和菲律宾前期聚敛带上的聚敛构造系列等,均是这个时期产物.后期吕宋等菲律宾聚带发生逆时针旋动并向北迁移35°,使南海的洋壳从马尼拉海沟向东消减,从而导致南海边缘海的形成.三、南海两次海底扩张和相应的沉积作用,形成了各种类型沉积盆地,特别是南、北西陆缘区白垩纪—始新世、晚渐新世一中新世两套生储盖组合相迭置的陆缘含油     

南海西南次海盆被动陆缘构造单元划分及伸展演化过程

南海西南次海盆被动陆缘洋陆转换带位于陆缘强烈伸展区,蕴含着岩石圈临界伸展破裂和洋盆扩张过程的丰富信息。本文利用多道地震剖面和重力异常数据,对西南次海盆被动陆缘构造单元进行划分,研究陆缘南、北部洋陆转换带结构构造特征,探讨陆缘伸展演化过程。多道地震剖面资料显示,北部洋陆转换带发育有裂陷期断陷和向海倾斜的掀斜断块;南部发育有低角度正断层控制的裂陷期断陷、海底火山以及局部隆起;从陆到洋方向,重力异常值变化明显。根据上述结果南海西南次海盆被动陆缘划分为近端带、洋陆转换带和洋盆三个构造单元,分别对应了其伸展演化过程的三个阶段：前裂谷阶段、陆缘裂陷阶段和海底扩张阶段。     

南海海盆扩张机制的动力学模拟

南海处于印度—澳大利亚、欧亚和太平洋三大板块汇聚中心,地理位置独特,地质作用复杂,经历了拉张、张裂到海底扩张的演化过程,是水平拉张和地幔上涌共同作用下的被动扩张结构。以南海中央海盆的地质构造为背景建立二维有限元模型,对具有先存薄弱带情况下岩石圈在水平拉张力和上涌力共同作用下的减薄扩张情况进行动力学模拟。计算结果表明:(1)岩石圈在受到拉张作用时,薄弱带和断层的存在会使该区域发生应力集中,优先减薄破坏;(2)岩石圈在单纯的拉张力条件下很难发生破坏,如果同时施加一个较小地幔上涌力反而能引起较大的变形,说明地幔上涌力在海盆扩张中起着重要的作用;(3)由于下地壳的流变性,下地壳比上地壳发生了更大程度的减薄,而且下地壳的流变特性比薄弱带的存在更有助于海盆的扩张。     

南海深水盆地油气地质特征及勘探方向

在深入调研南海深水盆地油气地质条件的基础上,系统分析了油气分布规律和成藏主控因素,明确了油气资源潜力和有利勘探方向,旨在为南海深水油气勘探决策提供科学依据。研究结果表明:南海深水盆地发育在非典型边缘海大陆边缘,其石油地质条件具有特殊性,油气分布特征存在显著的南北差异。其中,南海北部深水的珠江口盆地和琼东南盆地,以构造圈闭型油气藏为主;南海中南部深水的曾母盆地南部和文莱-沙巴盆地,主要为构造圈闭型油气藏,曾母盆地北部以岩性油气藏(生物礁滩型油气藏)为主,万安盆地主要为构造圈闭型和基岩潜山型油气藏。南海北部深水盆地和中南部深水盆地的烃源岩、储盖和圈闭等油气地质特征表明,南海深水盆地具有巨大的油气勘探潜力。南海深水的有利勘探方向为:①琼东南盆地乐东-陵水凹陷的中央峡谷、陵南斜坡带,松南-宝岛凹陷的反转构造带,宝岛凹陷北坡海底扇,长昌凹陷的环A洼圈闭带(海底扇);珠江口盆地白云凹陷的主洼深水扇、主洼两翼、西南断阶带,荔湾凹陷的深水扇。②南海中南部深水盆地的文莱-沙巴、曾母和万安盆地。     

南海中央盆地热流值的初步分析

近年来,美国和日本的一些科学家公布了在南海中央盆地海底测得的36个热流值。本文结合我们所作的部分地球物理成果对这些热流数据进行初步分析。南海中央盆地热流值的分布特点有三:1.盆地中部热流值高,边缘较低,海沟(马尼拉海沟)与海槽(巴拉望海槽)处最低;2.热流的最高值(3.63HFU)出现在中央盆地西缘断裂的东侧,沿此北东向大断裂(属岩石圈断裂)的走向,集中出现大于2.5HFU的高值,此种高热流值与大断裂相伴随的现象反映了盆地高热流值与大断裂密切有关;3.盆地中大于2HFU的等值线成北东南西向展布,与构造线的方向一致,但在西沙群岛与中沙群岛的北缘,沿北西西方向,于北纬16°30'附近,序在一稍低的热流带,热流值在1.8—1.99HFU之间。此低热流带将盆地热流值分成两个区。此带以北为北区,以南为南区。北区热流值在1.9—2.46HFU之间;南区热流值较高,为2.11—3.63HFU之间。北区热流等值线为北东偏东方向展布,南区为北东向。为了进一步了解南海热流值的特点,对照了日本海、西菲律宾海、东菲律宾PareceVela海、苏禄海、苏拉威西海等西太洋边缘海的热流值与构造的关系。总的看来,与南海中央盆地类似,这些海盆的热流值大致都为中部高边缘低,最高值大多沿大断裂带或板块扩张轴的延伸方向分布。     

我国南海历史性水域线的地质特征

40a的海洋地质、地球物理实测研究表明,九段线不仅是显示我国南海主权的历史性水域线,而且总体上也是南海与东部、南部和西部陆区及岛区的巨型地质边界线。根据实测数据,本文将从地质成因、来源、演化的角度论述此南海历史性水域线的合理性。主要结论包括:历史性水域线的东段在地形上基本与马尼拉海沟一致,海沟西侧为南海中央海盆洋壳区,东侧为菲律宾群岛。根据国际地质研究的资料,菲律宾群岛始新世以前位于较偏南的纬度,后来于中晚中新世(距今16~10Ma)仰冲于南海中央海盆之上,因此菲律宾群岛是一个外来群岛。而黄岩岛在马尼拉海沟以西,是中央海盆洋壳区的一个岛礁,与菲律宾群岛成因不同。南海历史性水域线的南段在地形上基本与南沙海槽一致,伴随南沙地块由北部陆缘向南裂离,古南海洋壳沿此海槽以南俯冲至加里曼丹岛陆壳之下,因此南沙地块与加里曼丹陆块为两个来历不同的地块。南海历史性水域线西段的分布在地形上与越东巨型走滑断裂带基本一致,可能与西沙地块、中沙地块、南沙地块从南海北部陆缘向南滑移有关。南沙地块北缘陡直的正断层结构,突显中央海盆是拉裂形成,其基底和中新生代地层与北部珠江口盆地的地层结构可以对比,说明南沙岛礁原属我国华南大陆南缘,后因南海的形成裂离至现今的位置。     

南沙地块南薇隆起区的地震反射特征和结构单元划分

南薇隆起区地处南沙地块西北部,紧邻西南次海盆,周围发育大量陆缘裂解盆地。裂陷盆地拥有丰富的油气资源。地块经历了中生代末期至古近纪裂谷拉张,并随晚始新世的海底扩张向南漂移至现今位置。结合区域以往地震剖面和钻井数据,分析了2013年中科院南海海洋研究所"实验2号"采集的高分辨率单道地震数据(Nan-1),总结了南薇隆起区的地震反射特征。认为南薇隆起区主要由南部裂陷下沉带和北部埋藏火山隆起带两个结构单元组成。从北到南,埋藏火山隆起带跨越约63km的范围,裂陷下沉带跨越约58km的范围。地震剖面清晰地揭示了该区向海盆侧隆起且在SE向成带的特征。南薇区具有拉张背景,其形成与演化主要是与西南次海盆的扩张作用,以及南沙地块与婆罗洲地块的碰撞作用等有关。自上新世以来,整个南薇隆起区进入构造活动相对稳定阶段,地壳稳定性较好。     

南海中南—司令断裂带的延伸特征及其与南海扩张演化的关系

为了确定中南—司令断裂带在南海海盆及其在南部陆缘的延伸位置,并探讨其与南海扩张的关系,本文利用重磁异常、地震、莫霍面深度、P波速度特征、钻井拖网资料,对中南—司令断裂带的延伸位置进行了综合地质和地球物理研究,厘定了中南—司令断裂带在东部次海盆与西南、西北次海盆之间呈NS向延伸,并南延至南海南部陆缘之上,深度上切割至莫霍面。根据南海海盆中磁异常条带走向的变化,及磁异常条带、走滑/转换断裂、扩张方向的印证关系,结合前人对古南海"剪刀状"碰撞闭合、南海扩张演化、构造应力场的研究,提出在32~25 Ma,伴随着南海东部次海盆的NNW向扩张,南海海盆及南沙地块整体发生顺时针旋转,使中南—司令断裂走向由形成初期的NNW向转变为N—S向;23.5 Ma之后,顺时针旋转停止,南海东部次海盆继续NNW向扩张,西南次海盆呈NW—SE向渐进式扩张。作为一条切穿地壳的深大断裂,中南—司令断裂与红河-越东断裂、马尼拉海沟断裂三条深大断裂一起组成区域"滑线场",制约南海海盆的扩张与南沙地块的南移。     

南海南沙海槽深部热状态及其构造意义

南沙海槽是古南海俯冲消亡、南沙地块与婆罗洲碰撞的关键区域, 其构造演化史记录了南海前世今生的重要信息。为深入认识对其构造变形有重要影响的南沙海槽深部热状态, 本文首先利用热传输方程分析了滑坡体快速堆积的热披覆效应对海槽底部深水区海底观测热流的影响, 然后利用磁异常的频谱分析技术获取南沙海槽及其邻区的居里面深度。结果表明, 受沉积物快速堆积的影响, 南沙海槽底部深水区文莱滑坡范围内现今海底热流测量值仅为深部背景热流的60%~77%, 推测该区深部背景热流约为77~98mW·m^-2; 南沙海槽内居里面深度一般小于16km, 比位于其北侧的南沙岛礁区居里面深度(18~24km)小。现今南沙海槽区深部具有较高的背景热流, 该区较高的热状态与其地壳强烈减薄特征对应, 是华南陆缘裂陷和南海形成演化的结果。     

北康盆地构造特征及其构造区划

北康盆地是位于南沙中部海城的新生代沉积盆地，新生代沉积盖层在盆地内广泛发育，根据地震反射特征及地震反射界面的区域对比，盆地基层可进一步划分为3个构造层。北康盆地西南边界发育延贾断裂，该断裂西起万安盆地，向东直于加里曼丹。从渐新世始，廷贾断裂先后经历了3次规模较大的构造活动。南沙海槽西北缘断裂位于北康盆地的东南边界，该断裂把北康盆地和南沙海槽盆地分隔开来。北康盆地内断裂主要有北东、北西和南北向三组，其中南北、北西向断层往往错断北东向断层。在详细讨论断层特征和沉积盖层布规律的基础上，对北康盆地的二级构造单元进行了划分。     

Thermal rejuvenation of the Yermak Plateau

The Yermak Plateau, bordering the Arctic Ocean and the Norwegian-Greenland Sea, and adjacent to the continental Svalbard Archipelago, is characterized by high heat flow relative to its surrounding region. South of and parallel to the trend of the plateau lies the formerly active-Spitsbergen Shear Zone (De Geer Zone), which is now occupied by the slowly spreading Knipovich and Molloy Ridges. An analysis of these heat flow data suggest that asymmetric spreading within the Norwegian-Greenland Sea propagated northwards along one of the faults associated with the Spitsbergen Shear Zone. The broad zone of faults, once associated with this paleo-shear zone, extends throughout Svalbard as well as on and to the west of the Knipovich Ridge. This network of faults may comprise a complex system of detachment surfaces along which magma may rise from a deep-seated source and across which simple shear extension may develop. Dike injection into the Yermak Plateau, north of the propagating ridge may have been initiated by the thermal response of the highly fractured lithosphere to this propagating asthenospheric front. We suggest that one of these faults, acting as a secondary detachment to the main fault underlying the Knipovich Ridge, may be dissecting the Yermak Plateau. Based on an analysis of the thermal data, simple shear extension may have been taking place along a broad zone of intrusion. This region has undergone and is probably still undergoing thermal rejuvenation. Multiple zones of intrusion may be a common phenomena along newly rifted continental margins especially when they have been substantially faulted prior to rifting.     

南海曾母盆地新生代晚期构造沉降分析

曾母盆地是一个ＮＷ向走滑型沉积盆地，新生代晚期经历了强烈沉降（Ｅ３－Ｎ１１）、平缓沉降（Ｎ１２－Ｎ１３）、加速沉降（Ｎ２）和差异升降（Ｑ）四个时期，其构造演化主要取决于加里曼丹与南沙两地块间的相互作用所引起的ＮＷ向断裂的活动方式．     

Magnetic zoning and seismic structure of the South China Sea ocean basin

We made a systematic investigation on major structures and tectonic units in the South China Sea basin based on a large magnetic and seismic data set. For enhanced magnetic data interpretation, we carried out various data reduction procedures, including upward continuation, reduction to the pole, 3D analytic signal and power spectrum analyses, and magnetic depth estimation. Magnetic data suggest that the South China Sea basin can be divided into five magnetic zones, each with a unique magnetic pattern. Zone A corresponds roughly to the area between Taiwan Island and a relict transform fault, zone B is roughly a circular feature between the relict transform fault and the northwest sub-basin, and zones C, D, and E are the northwest sub-basin, the east sub-basin, and the southwest sub-basin, respectively. This complexity in basement magnetization suggests that the South China Sea evolved from multiple stages of opening under different tectonic settings. Magnetic reduction also fosters improved interpretation on continental margin structures, such as Mesozoic and Cenozoic sedimentary basins and the offshore south China magnetic anomaly. We also present, for the first time, interpretations of three new 2D reflection seismic traverses, which are of ~2,000 km in total length and across all five magnetic zones. Integration of magnetic and seismic data enables us to gain a better 3D mapping on the basin structures. It is shown that the transition from the southwest sub-basin to the east sub-basin is characterized by a major ridge formed probably along a pre-existing fracture zone, and by a group of primarily west-dipping faults forming an exact magnetic boundary between zones D and E. The northwest sub-basin has the deepest basement among the three main sub-basins (i.e., the northwest sub-basin, the southwest sub-basin, and the east sub-basin). Our seismic data also reveal a strongly faulted continent–ocean transition zone of about 100 km wide, which may become wider and dominated with magmatism or transit to an oceanic crust further to the northeast.     

Tectonic unit divisions based on block tectonics theory in the South China Sea and its adjacent areas

Identifying distinct tectonic units is key to understanding the geotectonic framework and distribution law of oil and gas resources. The South China Sea and its adjacent areas have undergone complex tectonic evolution processes, and the division of tectonic units is controversial. Guided by block tectonics theory, this study divide the South China Sea and its adjacent areas into several distinguished tectonic units relying on known boundary markers such as sutures(ophiolite belts), subduction-collision zones, orogenic belts, and deep faults. This work suggests that the study area is occupied by nine stable blocks(West Burma Block, Sibumasu Block, LanpingSimao Block, Indochina Block, Yangtze Block, Cathaysian Block, Qiongnan Block, Nansha Block, and Northwest Sulu Block), two suture zones(Majiang suture zone and Southeast Yangtze suture zone), two accretionary zones(Sarawak-Sulu accretionary zone and East Sulawesi accretionary zone), one subduction-collision zone(RakhineJava-Timor subduction-collision zone), one ramp zone(Philippine islands ramp zone), and six small oceanic marginal sea basins(South China Sea Basin, Sulu Sea Basin, Sulawesi Sea Basin, Banda Sea Basin, Makassar Basin, and Andaman Sea Basin). This division reflects the tectonic activities, crustal structural properties, and evolutionary records of each evaluated tectonic unit. It is of great theoretical and practical importance to understand the tectonic framework to support the exploration of oil and gas resources in the South China Sea and its adjacent areas.