鲁西地区中生代穹盆构造与东亚构造体制转换

根据野外观察分析,综合前人研究成果,对鲁西地区中生代褶皱叠加期次、构造特征以及动力学机制进行了分析。结果表明,鲁西中生代构造期次主要分为印支期和燕山期两幕褶皱-逆冲推覆作用,印支期主要为近东西向的宽缓褶皱,燕山期则以北东—北北东向的逆冲推覆和相关褶皱为主,两期褶皱叠加,形成穹盆构造。鲁西地区这种穹盆构造是东亚构造体制转变的地壳变形构造特征的产物。中生代以来,华北和华南地块之间的拼合构成了最初的东亚大陆,主要以近东西向构造为主。中生代中晚期逐渐发育起来的北北东向的环太平洋构造带叠加在东亚大陆的东缘,意味着在这期间古特提斯构造域为主导的汇聚体制转变为古太平洋构造域的俯冲消减体制。     

印支运动以来南黄海盆地的构造变形与演化

基于南黄海盆地历年来的地震资料解释成果和下扬子海陆对比,分析了南黄海盆地印支期以来的主要构造变形特征。认为其构造变形主要有3期:晚印支-早燕山期的前陆变形、燕山中期黄桥事件的转换变形和喜马拉雅晚期三垛事件的断坳变形。并控制前陆、断陷和坳陷3期盆地的形成。盆地演化经历了挤压褶断、碰撞造山,压、张脉动和走滑,拉张块断和反转,挤压收敛等发展过程。盆地构造变形机制主要受扬子和华北板块漂移碰撞、古太平洋板块活动特征和大型走滑断裂应力环境等影响。南黄海盆地构造变形具有规律性:平面上,以NE、NEE、近EW、NW向为主。从西往东,构造的走向为NEE向→近EW向→NW向;从北往南,构造变形具有强→弱→强特征和分带性,构造的走向为NEE向→近EW向。纵向上,海-陆相盆地活动展示了早期褶皱逆冲和晚期伸展断陷的"跷跷板"变形格局,并具有早期"北强南弱的不均衡对冲"和晚期"北深南浅断陷"的构造格局。海相盆地上构造层比海相下构造层冲断变形强。崂山隆起南部的高石稳定带为南北不均衡对冲的弱变形区和应力释放区,中-古生界受后期改造作用较弱,是油气勘探的有利地区。     

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。     

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。     

南海北缘中段近岸陆区晚中生代以来构造应力场反演——以广东樟木头地区为例

利用樟木头及其邻区断层擦痕数据,采用"多重逆解法"反演该区晚中生代以来的构造应力场,为华南陆缘地区晚中生代以来构造演化过程的研究提供参考。通过5个野外断层擦痕测点观察与数据测量,采集了125组有效断层滑动数据,反演得到八种应力状态,进一步区分了晚中生代以来该区4个期次的构造应力场,即1NNW—SSE方向(254.9°~355.7°)的拉张应力体制;2ENE—WSW方向(64.9°)的拉张应力体制:3最大主应力优势方位为NE—SW向(约46.8°~59.9°)的走滑应力体制;4最大主应力优势方位NW—SE向(约329.5°~339.7°)的走滑应力体制。应力场的变化反映出控制该区不同时期的大地构造背景差异,即由早期的太平洋板块的俯冲带后撤、古太平洋俯冲方向的改变,之后的印度-澳大利亚板块与欧亚板块碰撞及印支块体顺时针旋转,最后,菲律宾海板块俯冲方向以及强度的变化。     

南海北缘中段近岸陆区晚中生代以来构造应力场反演——以广东樟木头地区为例北大核心CSCD

利用樟木头及其邻区断层擦痕数据,采用"多重逆解法"反演该区晚中生代以来的构造应力场,为华南陆缘地区晚中生代以来构造演化过程的研究提供参考。通过5个野外断层擦痕测点观察与数据测量,采集了125组有效断层滑动数据,反演得到八种应力状态,进一步区分了晚中生代以来该区4个期次的构造应力场,即1NNW—SSE方向(254.9°~355.7°)的拉张应力体制;2ENE—WSW方向(64.9°)的拉张应力体制:3最大主应力优势方位为NE—SW向(约46.8°~59.9°)的走滑应力体制;4最大主应力优势方位NW—SE向(约329.5°~339.7°)的走滑应力体制。应力场的变化反映出控制该区不同时期的大地构造背景差异,即由早期的太平洋板块的俯冲带后撤、古太平洋俯冲方向的改变,之后的印度-澳大利亚板块与欧亚板块碰撞及印支块体顺时针旋转,最后,菲律宾海板块俯冲方向以及强度的变化。     

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。     

华北板块东部中生代构造变形与盆地格局

华北板块东部印支和燕山期构造演化差异、盆地分布格局变迁及其空间叠合关系是中国东部构造变化的结果。中生代期间，郯庐断裂带应对应依兰—舒兰断裂带，它们与兰考—聊城—盐山—台安—大洼—敦化—密山断裂带呈共轭关系。两断裂带将华北板块东部分割为多个三角块体，三角块体的构造演化与陆内壳下拆沉和壳内挤出逃逸构造有关，并控制了华北东部燕山期高原隆升及岩石圈减薄、郯庐左行走滑机制及其两侧反对称盆地格局和挤压与伸展型盆地共存的现象。     

东亚大汇聚与中—新生代地球表层系统演变

东亚长期处于古亚洲洋、特提斯洋和古太平洋三大构造域的大汇聚构造背景之下。印支运动后,东亚东缘形成了统一的被动大陆边缘,随着晚三叠世古太平洋板块俯冲的启动,东亚东缘的被动大陆边缘转化为主动大陆边缘,发育了与俯冲相关的蛇绿岩、I型花岗岩。晚三叠世—中侏罗世,古太平洋俯冲带持续向西迁移,板块俯冲产生的挤压应力影响到了东亚内部,发生广泛构造变形,构造体制从受E—W向特提斯构造域和古亚洲洋构造域控制逐渐向受NE向的古太平洋构造域控制转变。晚侏罗世—早白垩世早期(160~135 Ma),古太平洋板块继续西进,东亚被挤压-走滑的应力场控制,安第斯型主动大陆边缘和华北东部高原最终形成,发育少量的埃达克岩。早白垩世晚期(135~90 Ma),古太平洋俯冲带向东后撤,东亚陆缘由挤压-走滑应力场转变为拉张-走滑应力场,安第斯型大陆边缘被破坏,华北东部高原开始垮塌,伴随大量的埃达克岩、变质核杂岩的出现。在晚白垩世,随着俯冲带的后撤,东亚内部伸展作用减弱。新生代东亚发生了巨型的地形倒转,印度板块与欧亚板块碰撞最终导致中国西部的青藏高原隆升,相反,中国东部渤海湾盆地和海区的盆地群形成;构造-盆地-岩浆带体现出自西向东迁移的特征,盆地群起始时代主要在古近纪,形成了新生代西高东低的台阶式地貌格局。在新近纪盆地群由断陷转为快速拗陷,同时东亚内部的伸展构造主要受青藏高原隆起制约。     

南沙群岛海域断裂体系构造特征及其形成机制

南沙地块从中生代晚期开始裂离华南陆缘,在其向南运动的过程中受到欧亚板块、太平洋-菲律宾海板块和印度-澳大利亚板块等几大板块的联合作用,导致该区断裂构造较为复杂。通过对南沙群岛海域地震资料的综合解释并结合前人的研究成果,认为南沙群岛海域断裂构造可分为伸展断裂系、走滑断裂系和逆冲断裂系3类。伸展断裂遍布全区,主要受SE—近S-N向拉张作用,经历两大期次的构造活动;走滑断裂主要分布于南沙地块的周缘,受周缘地块与南沙地块相对运动控制,经历三期构造活动;逆冲断裂主要分布于南沙地块的南缘,受古南海俯冲和逆时针旋转控制,经历三期构造活动。从不同断裂体系的活动期次可见,南沙群岛海域应力系统主要经历了3个演化阶段:早期主要受拉张作用控制,中期主要受拉张和走滑应力控制,而晚期主要受压剪应力控制。     

珠江口盆地开平凹陷断裂构造特征与动力学机制探讨

珠江口盆地作为南海北部陆缘勘探程度较高的含油气盆地,断裂特征分析对认识盆地演化模式和油气成藏机理至关重要。根据高分辨率地震数据和钻井资料对盆地西南部开平凹陷进行精细地震地质解释,依据断裂级别与规模将该区断裂构造类型划分为一级控盆断裂、二级控凹断裂、三级控带断裂以及四级控圈断裂;在地震剖面上识别出“Y”字型断层、阶梯状断层及卷心型断层等多种剖面组合样式;根据断裂平面分布图识别出平行式、雁列式、斜交式3种平面组合类型;定量统计断裂走向特征可知,在右旋应力场作用下,自始新世到早中新世断裂走向持续发生近NE→EW→近NW向的顺时针旋转,且断裂活动性逐渐减弱。并认为受印度?欧亚板块碰撞、太平洋板块俯冲后撤和古南海持续南移的影响,盆地形成典型的伸展拉张应力场环境,促成始新世?渐新世期间近NE向、EW向和中新世期间发育的近NW向3组断裂发育。对开平凹陷的地质构造特征加以解释补充,为南海北缘洋陆过渡带的发育特性和成因机制提供参考。     

东海洋陆过渡带中—新生代构造变形及动力学机制

洋陆过渡带为大陆与大洋相互作用的重要地区,是研究大洋与大陆地球演化过程、动力学机制的关键,西太平洋及邻区是全球范围内开展洋陆过渡带研究的最理想实验室。东海陆架盆地及邻区整体位于华南陆块东部,中、新生代以来遭受了多期复杂的板块碰撞、俯冲、弧后拉张等影响,完整保留了该时期的构造变形,记录了丰富的洋陆过渡带地质信息。基于近10年来获取的陆域实测资料、海区地球物理数据,综合前人中、新生界研究成果,运用海-陆对比等方法,以东海陆架盆地南部及邻域为研究区,梳理了毗邻陆域中、新生界构造变形,识别出4大区域不整合面、划分了4大主要构造层,总结了区内6个构造岩浆期发育及5大区域断裂展布。同时,重新梳理了海域中、新生界地层格架,细化出5类构造样式与12种构造组合,分析了断裂、火成岩,其中断裂主要沿NE-NNE、NW向展布,兼有少量沿EW向发育的小规模断裂,岩浆岩多期次活动,主要为燕山期与喜山期。结合数值模拟,认为慢速拉伸模式较为符合研究区中生代构造环境,板片俯冲造成的局部含水地幔熔融可能为区内岩浆岩的主要成因,详细划分了区内构造演化与盆地类型。     

西湖凹陷中北部反转构造动力学机制的数值模拟

东海陆架盆地位于欧亚板块东缘,受太平洋板块俯冲、印度板块与欧亚板块碰撞影响,经历了3期构造反转作用,尤其是位于其东部拗陷带的西湖凹陷,记录了新生代以来的构造反转过程。选择反转作用最为强烈的西湖凹陷中北部区域,进行有限元数值模拟,以此为基础来探讨反转构造的动力学机制。在大量地震剖面的综合分析的基础上,基于西湖凹陷的构造几何学特征,建立了具有黏弹性性质的6套地层以及9条主要断裂组成的地质模型。模拟结果表明,在西湖凹陷中以剪切为主并辅以早期拉伸、晚期挤压的凹陷演化模式是控制凹陷构造反转过程自西向东逐渐发生迁移的主要因素。西湖凹陷垂向位移场演化特征的定量化分析表明,反转构造过程表现为第一期反转导致西部隆升、东部沉降,第二、三期反转导致西部沉降、中东部隆升的特征,模拟结果与西湖凹陷不同界面剥蚀厚度显示的区域隆升及沉降演化过程一致,且模型中压性应力场低值区的分布与已知油气藏的分布也具有较好的对应关系。因此,西湖凹陷构造反转过程主要受区域应力场由早期的右行张扭逐渐调整为晚期的左行压扭影响。造成这种调整的原因主要是太平洋板块、菲律宾海板块向欧亚板块的俯冲速率及方向的改变。     

珠江口盆地西部文昌A凹陷断裂特征与成因探讨

在前人勘探解释的基础上,通过三维高分辨率地震资料,应用相干属性分析等技术对区域断裂进行精细化解释。研究表明盆地内发育着典型的犁式、花状构造、旋转正断层等伸展构造样式,在珠三南断裂影响下,南部边界断裂以阶梯状排列形成断阶构造。始新世—中中新世,断裂走向在持续右旋张扭应力场下以NE→EW→NWW顺时针方向旋转,张裂强度逐渐减弱。晚始新世—早渐新世,盆地在太平洋板块俯冲后退、印亚板块碰撞、古南海向南俯冲下发育EW向断裂,晚渐新世在南海扩张事件影响下前期右旋应力场得到加强,形成大量近EW向断裂,中新世后演化为NWW向断裂。文昌A凹陷断裂构造的演化、成因机制与南海北部陆缘应力场变化一致。该研究有利于进一步了解南海北部陆缘含油气盆地的构造特征和演化规律,提高油气勘探开发的效率。     

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。     

琼东南盆地断裂构造与成因机制

琼东南盆地断裂较为发育,主要发育NE、近EW和NW向的三组断裂,其中NE向和近EW向断裂是主要的控盆断裂。盆地早期发育主要受基底先存断裂的控制,形成了众多裂陷构造;晚期主要受热沉降作用控制,断裂不太发育,对沉积的控制作用较弱,从而使盆地具有典型的裂陷盆地和双层结构特征。琼东南盆地受到太平洋俯冲后撤、印藏碰撞和南海张开等多期构造的作用,盆地的裂陷期可以分为两阶段:始新世—早渐新世的整体强张裂期,晚渐新世—早中新世的弱张裂期。     

渤海湾盆地大歧口凹陷变换构造与板内变形差异

以大歧口凹陷大面积高精度三维地震资料为基础,并结合前人的研究成果,系统分析了大歧口凹陷变换构造与板内其他块体间的变形差异。从对不同级别构造的控制作用分析,大歧口凹陷的变换构造带可以划分为3个级别:(1)近南北向的主变换带(也称一级变换带),自西向东依次为孔店东变换带、沿岸变换带和羊二庄变换带,分别对应了大歧口凹陷西部、沿岸和羊二庄3条基底走滑断裂带。这3个主变换带起到了协调大歧口凹陷东西两侧构造样式差异的作用。(2)近东西向的次变换带(也称二级变换带),自北向南依次对应大歧口凹陷的汉沽、海河-新港和歧中3条控凹断裂。这3条近东西向的控凹断裂起到了调节黄骅坳陷北、中、南三区变形差异的作用,致使大歧口凹陷主变换构造带近南北向的发育。(3)三级变换带,一般垂直于主控断裂发育,起到传递断裂之间伸展量的作用。大歧口凹陷变换构造带主要有边界主控断层的影响、先期基底构造的控制和新生代不均匀伸展作用的影响3个成因。变换构造带的存在和发育使大歧口凹陷内部不同时期的不同块体存在时空上的差异变形,造成了凹陷内部构造样式的差异。受太平洋板块后退式俯冲和印度-欧亚板块挤压碰撞作用的影响,黄骅坳陷新生代以来处于右旋拉张应力场作用下,表现出早期裂陷、后期拉分断陷的特征;其区域主构造应力场由孔店-沙四期的WNW—ESE向拉伸变为沙三-东营期的NW—SE向拉伸,到新近纪又发展为近N—S向拉伸,总体呈顺时针旋转,而这样一个构造演化过程正好可以用黄骅坳陷内大歧口凹陷的发育和演化拉分模式来成功解释。     

印尼附近海域地震海啸发生的构造背景综述

2004年12月26日在印度尼西亚苏门答腊岛以西海域发生的里氏9级地震,引发了历史上第五大地震海啸,引起了地学界的高度关注。印度尼西亚西部位于环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带结合部位,处于洋壳和陆壳的汇聚边界以及弧状压缩构造格局中。苏门答腊陆缘NW—SE向延伸约1600km,苏门答腊俯冲带源于印度-澳大利亚和欧亚板块3°N的汇聚。苏门答腊弧前区沿着平行于俯冲海沟的两大走滑断裂——苏门答腊大断裂和明打威断裂向北运动。本文对印度尼西亚苏门答腊岛附近海域的地质背景、大地构造特征和地震活动评估等进行了综述,对该海域产生大地震的深部动力学机制进行了分析,并从地质、地球物理资料的获取与分析角度出发,对区域灾害模型进行了探讨。     

北黄海盆地东部坳陷中新生代的叠合盆地特征及其成因

以最新的地质-地球物理资料为基础,分析了北黄海盆地东部坳陷的断裂特征及构造样式,总结了研究区的沉积-构造演化阶段。研究表明:东部坳陷断裂发育,F1、F2断层为最重要的控制性断层,其次为F9、F10、F11、F8断层,同时在研究区识别出了伸展、挤压、扭动、反转等构造样式;结合构造研究与沉积发育史,将东部坳陷的沉积-构造演化划分为中侏罗世初始断陷期、晚侏罗世断陷扩展期、早白垩世断拗期、早白垩世晚期-始新世构造反转期、渐新世强烈断陷期、渐新世末-中新世初构造反转期、中新世-第四纪区域沉降期。以上述研究为基础,参考区域地质背景探讨了东部坳陷的成因机制:中侏罗世,研究区的初始断陷与块体逃逸的伸展作用有关;晚侏罗世,板块俯冲导致地壳减薄,东部坳陷持续断陷;早白垩世,由于伊泽奈崎板块运动行为变化使郯庐断裂左行走滑,在区域左旋并伴随热沉降的同时研究区发生断拗;晚白垩世,板块正向俯冲导致东部坳陷挤压反转并持续至始新世;渐新世,因太平洋板块转向、俯冲带后撤及印度-欧亚大陆碰撞,导致郯庐断裂带右旋,研究区在右旋张扭背景中强烈断陷;渐新世末,由于太平洋板块俯冲速率、印度-欧亚板块远程效应的增强及俯冲带抑制作用,研究区再次发生构造反转;中新世-第四纪,东部坳陷因岩石圈热衰减发生区域沉降。     

南海东部古扩张脊的俯冲机制

南海东部古扩张脊处于欧亚板块和太平洋板块的汇聚地带,其东侧为马尼拉海沟、北吕宋海槽和西吕宋海槽,由于受到多个构造单元的相互作用,使其处于复杂的构造环境中。南海东部古扩张脊俯冲过程的研究对深入理解南海海盆构造演化、火山及地震活动等具有重要意义,同时也是今后南海构造研究的重要方向之一。在总结前人研究基础之上,探讨南海东部古扩张脊俯冲时间、俯冲深度及动力学过程。南海板块在16 Ma之后,由于菲律宾板块NW向仰冲的作用,使南海东部古扩张脊被动地沿马尼拉海沟进行俯冲,形成了现今马尼拉海沟中段的构造格局。古扩张脊俯冲深度为200~300km,并且在约100km处发生板片撕裂,造成古扩张脊两侧俯冲角度的不同。