南沙东部海域裂陷结束不整合面时空迁移规律及构造意义

南沙东部海域构造位置特殊,油气资源丰富,其构造过程对认识南海形成演化意义重大.由于地质条件复杂、资料分布不均,其地层系统和主要构造变革面属性认识尚不清楚,尤其具有断坳转换性质的裂陷结束不整合面地质时代和意义存在诸多争议.本文在综合国内外地层划分方案的基础上,运用连井剖面对比、地震相类比方法,对该海域多道地震资料进行系统的构造-地层综合解释,重点厘定了T7、T6和T5三个与裂陷结束相关的不整合面.研究表明,裂陷结束不整合面具有抬升剥蚀、断块掀斜、挠曲变形、拆离滑脱、沉积相突变等特征,且具有东北早西南晚,南侧靠陆早、北侧近洋晚的带状时空迁移规律.结合南海构造演化、地层岩性和沉积环境变化分析裂陷结束不整合面的构造含义,认为该界面是南海岩石圈破裂、洋脊跃迁、挠曲前隆、陆陆碰撞、扩张停止等一系列构造事件在不同构造位置单次或多次叠加的构造-沉积响应.     

南海南部边缘沉积盆地构造-热演化历史

南海南部边缘发育众多含油气盆地,具有可观的油气资源潜力.本文采用基于多期有限拉张模型的应变速率方法对南海南部边缘沉积盆地进行了构造-热演化模拟,并与南海北部边缘沉积盆地的构造-热演化历史进行了对比分析.南海南部边缘晚新生代具有明显碰撞挤压、走滑改造的痕迹,而同时期北部边缘以小规模的张性断裂活动为主,由于构造活动背景的不同,造成了南、北边缘沉积盆地构造-热演化历史的差异.     

南海南部陆缘构造变形特征及伸展作用:来自两条973多道地震测线的证据

973项目“南海大陆边缘动力学与油气资源潜力”在南海南部陆缘采集了两条多道地震剖面,其中NH973-1测线始于南海西南次海盆,横跨了整个南沙地区,至于婆罗洲西北侧,NH973-2测线位于礼乐滩东侧.对地震剖面的解释共划分出7个层序界面,地层可以划分为5个构造沉积单元.根据地震解释对不同时期断层的水平断距进行了测量及分析...     

渤海残留盆地分布综合地球物理研究

以活动论构造历史观为指导进行渤海海域残留盆地宏观分布特征研究. 以岩石物性为基础建立地质界面与物性界面的联系，通过重、磁、震等方法组合圈画不同物性界面的分布特征. 浅层沉积盆地结构通过反射地震资料控制，深层地质结构信息利用重磁异常场分离、物性界面反演等方法得到. 在地层分布格架基础上分析前新生代残留盆地宏观分布范围. 并结合渤海海域实例研究介绍了残留盆地宏观分布研究的技术方法和流程，在计算上古生界-中生界及元古界-下古生界残余地层厚度的基础上给出了渤海海域残留盆地的宏观分布范围，并指出在歧口凹陷东南部、石臼坨隆起南部及东北部、渤南凸起南部、辽东湾等地区是较好的前新生代油气潜力区.     

基于重磁震资料的南海新生代盆地分布综合研究

作为西太平洋最大的边缘海,南海分布有30多个新生代沉积盆地,其蕴含着丰富的油气资源.但由于资料的限制,南海存在不同区域盆地研究程度不同,不同区域盆地面积差别较大,部分盆地只是坳陷而没有达到盆地的级别以及盆地外围可能存在凹陷等问题.南海新生代盆地分布问题制约了其油气分布规律、储量等基础地质问题的研究.本文以地震剖面数据为约束,以重力资料为主、辅以磁力资料,研究了南海新生代盆地分布及构造区划.通过提取新生代盆地及其构造单元引起的重力异常,结合地震剖面等资料反演了新生界底界面深度及新生界厚度.在充分调研已有盆地和构造单元划分方案的基础上,根据南海的地质及地球物理特征,确定了盆地及构造单元划分标准.以新生界厚度为基础并结合重、磁、震、地质等资料,进行地质-重磁震联合解释,将南海原有的36个盆地重新划分为24个盆地,盆地总面积扩大了约15万km².研究表明,南海新生代盆地沉积层厚度在1.5~16 km之间,有6个北东东/北东向沉积坳陷带、2个近南北向沉积坳陷带以及1个三角沉积坳陷区;盆地展布方向主要为北东和北东东向,其次为北西和近南北向,呈现"南三北三"的分布特征.     

莺歌海—琼东南盆地构造-地层格架及南海动力变形分区

通过对盆地地震剖面构造-地层的详细解释,在莺歌海盆地和琼东南盆地(简称莺-琼盆地)古近纪同裂陷充填序列中识别出一条区域性的构造变革界面——T70,该界面在地震剖面上表现为显著的下削上超的地震反射结构特征,发育的时代为32～30 Ma,与南海海底扩张起始和红河断裂带左旋走滑的时间一致;T70界面将莺-琼盆地的同裂陷期地层...     

南海东南部陆缘地壳结构特征及其构造意义

南海东南部海域沉积厚度较大,礁体发育,构造演化复杂,导致深部结构探测不清楚,制约了对南部陆缘地壳结构的认识.本文通过对新采集和重新处理的多道地震剖面解释,结合钻井、拖网资料,对浅部地层和构造进行约束,同时利用附近海底地震(OBS)测线的速度结构,对深部结构和界面解释约束;在此基础上,开展了重震联合反演,分析地壳密度空间分布特征,结合重力梯度特征对构造单元进行识别.通过对东西两条测线的上下和全地壳厚度、拉伸因子比较,发现南海东南部的东西部深部结构存在差异性;礼乐断裂可能是礼乐和郑和地块的分界,并控制了两个地块在南海扩张时期的相对运动.     

东亚大陆及周边海域Moho界面深度分布和基本构造格局

基于中国大陆和周边相邻各国及邻近海域: 俄罗斯、哈萨克斯坦、日本、印度、巴基斯坦、菲律宾以及日本海、黄海、东海、南海、菲律宾海盆、太平洋及印度洋等地多年来所进行的人工源深部地震探测剖面及所取得的岩石圈结构和构造的结果, 并通过这些资料的分析与研究, 提出了以中国大陆及海域为核心的东亚大陆及海域Moho界面的二维结构分布特征. 依据莫霍(Moho)界面的埋深和起伏变化特征提出: 东亚地域可以划分为18条大小不一的梯度带, 18个地壳块体, 20个沉积盆地与拗陷地区. 这些块体本身的Moho界面深度变化相对平缓, 而不同块体之间却为Moho界面深度明显变化的边界. 基于东亚及周边地域Moho界面展布和块体分区与梯度带的分布特征, 对造山带与沉积盆地、断裂体系与裂谷、板块边界与海陆耦合及构造格局进行了论述.     

南海北部新生代盆地基底结构及构造属性

基于南海北部钻井资料、华南沿海地质特征、覆盖珠江口盆地和琼东南盆地的地震长剖面解释,将南海北部盆地基底结构划分为前震旦系、震旦系-下古生界、上古生界和中生界4个构造层,论述了各个构造层的分布范围和分布规律,揭示了各个构造层的构造属性.南海北部盆地广泛分布前震旦纪结晶基底,它与华夏地块前震旦纪结晶基底联为一体,组成更大规模的陆块——华夏-南海北部陆块.震旦系-下古生界广泛分布于南海北部,是华南加里东褶皱带向海域的自然延伸,沉积物来源于东海南部-台湾、中西沙、云开古隆起和一些小的基底隆起区,南海北部加里东褶皱带与华南相连,组成范围更为辽阔的褶皱带.上古生界构造层分布在北部湾盆地和台西南盆地基底中,由稳定的陆表海沉积所组成,珠江口盆地和琼东南盆地基底在晚古生代属于古隆起,缺失上古生界构造层.中晚侏罗世-白垩纪地层分布及沉积环境具有东西分异特征,台西南盆地基底中发育有海相和海陆交互相沉积,火山活动不明显;珠江口盆地东部基底以海相和海陆过渡相为主,火山活动较强烈;珠江口盆地西部和琼东南盆地基底以早白垩世陆相火山-沉积为主;北部湾、莺歌海盆地基底以上白垩统陆相红色碎屑岩为主.中生界基底中北东向花岗质火山-侵入杂岩、火山-沉积盆地、褶皱、断裂与华南沿海陆域具有相似的时空分布、地质特征及构造属性,它们属于同一岩浆-沉积-构造体系,反映了晚中生代构造层形成于活动大陆边缘背景中.在基底结构及构造属性研究的基础上,编制了南海北部盆地基底不同时期古地理图.     

渤海湾盆地济阳坳陷滑脱构造研究

通过地震剖面、钻井资料和油田开发资料对渤海湾盆地济阳坳陷地层、构造变形和岩石物性进行研究.结果表明,渤海湾盆地济阳坳陷南缘和东北部存在滑脱构造,滑脱构造主要沿古生界／太古宇不整合面、石炭系／奥陶系假整合面发育,在古生界内部和新生界也有显示.滑脱构造面是一个断层破碎带,发育碎裂岩和褶皱.构造破碎带附近古生界（石炭系）底部和太古宇（奥陶系）顶部出现破碎带,表现为高孔隙度、高渗透率带.视滑动构造强度的不同古生界底部地层可能出现缺失或重复,后者在地震剖面中表现为反射时间明显增大,相应发育滑脱褶皱、堆垛背斜.由于与油气形成的时间相匹配,滑脱构造为潜山油气的储集和运移提供了有效的储集空间和运移通道,是潜山性油气藏形成的重要条件.     

南海岩石层及边界构造的地球物理特征

南海经历了中生代主动大陆边缘到新生代被动大陆边缘的转换,其岩石层地球物理场具有明显的块、带特征.本文通过综合分析南海地区深地震探测、面波层析成像、重磁异常以及地热与岩石层流变学等各种地质地球物理资料,对南海地壳及岩石层的综合地球物理特征进行了深入总结,发现深地震探测剖面所确定的洋、陆壳转换位置与空间重力异常梯级带位置较为一致,据此拟定了南海洋、陆壳的转换边界;依据多条地壳结构剖面中拉张减薄的程度确定了正常减薄陆壳、洋陆壳过渡带及洋壳等属性特征,并初步圈定了南海下地壳高速层的分布范围.对比分析了南、北陆缘地壳结构及其拉张减薄的变化特征,从综合地球物理特征的相似性上推测了北部陆缘的中西沙陆块与南部陆缘的南沙礼乐滩陆块具有共轭对称性.依据S波速度梯度变化确定了南海岩石层厚度分布情况,揭示出南海北部陆缘存在一条岩石层厚度的减薄带,且该减薄带与高热流带具有较好的一致性.在综合分析的基础上,以深地震探测剖面与重、磁异常变化的对应性为基础,划定了南海边界构造的位置.     

渤海周围地震构造带的前兆异常分布与震情趋势估计的研究

借鉴已有研究成果,进一步对渤海周围地区地震构造带的分布、区域构造背景及其活动性做了分析,在此基础上,对张北6. 2级地震前至目前,华北北部前兆异常的总体数量及其沿地震构造带分布的变化,以及该区主要地震构造带的地震危险趋势进行了分析研究。     

三维OBS探测实验中炮点和OBS位置校正新方法

炮点和海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)位置校正是三维地震数据处理的基本环节,也是获取高精度三维速度结构的关键所在.本文基于南海洋陆转换带(Continental-Oceanic-Transition zone,COT)IODP367/368钻探区开展的三维OBS深地震探测数据,开展了炮点及OBS位置校正研究,新的校正方法主要体现在三个方面:(1)利用连续三个炮点的平均航向对中间炮点进行位置校正,更真实地反映气枪枪阵与船体之间的软连接状态;(2)根据"滑动窗口"思想将海水声学速度阈值划分成N等份,通过循环测试获得全局最优的OBS位置校正结果,改进了前人方法只能获得局部最优解的问题;(3)针对单条测线穿过的OBS,通过加入其临近测线的直达水波走时,构成视双测线OBS位置校正法,提高了校正精度.49台OBS位置校正结果表明,除3台单测线法校正的OBS在垂直测线方向存在较大不确定性外,其余误差范围均为35m左右.本文改进的OBS位置校正方法,不仅提高了单条测线穿过的OBS位置校正精度,保证后续三维地震结构研究的可靠性,而且为今后类似的OBS位置校正提供了经验和借鉴.     

Geodynamic Evolution of Northeastern Tunisia During the Maastrichtian–Paleocene Time: Insights from Integrated Seismic Stratigraphic Analysis

The Maastrichtian–Paleocene El Haria formation was studied and defined in Tunisia on the basis of outcrops and borehole data; few studies were interested in its three-dimensional extent. In this paper, the El Haria formation is reviewed in the context of a tectono-stratigraphic interval using an integrated seismic stratigraphic analysis based on borehole lithology logs, electrical well logging, well shots, vertical seismic profiles and post-stack surface data. Seismic analysis benefits from appropriate calibration with borehole data, conventional interpretation, velocity mapping, seismic attributes and post-stack model-based inversion. The applied methodology proved to be powerful for charactering the marly Maastrichtian–Paleocene interval of the El Haria formation. Migrated seismic sections together with borehole measurements are used to detail the three-dimensional changes in thickness, facies and depositional environment in the Cap Bon and Gulf of Hammamet regions during the Maastrichtian–Paleocene time. Furthermore, dating based on their microfossil content divulges local and multiple internal hiatuses within the El Haria formation which are related to the geodynamic evolution of the depositional floor since the Campanian stage. Interpreted seismic sections display concordance, unconformities, pinchouts, sedimentary gaps, incised valleys and syn-sedimentary normal faulting. Based on the seismic reflection geometry and terminations, seven sequences are delineated. These sequences are related to base-level changes as the combination of depositional floor paleo-topography, tectonic forces, subsidence and the developed accommodation space. These factors controlled the occurrence of the various parts of the Maastrichtian–Paleocene interval. Detailed examinations of these deposits together with the analysis of the structural deformation at different time periods allowed us to obtain a better understanding of the sediment architecture in depth and the delineation of the geodynamic evolution of the region.     

Stratigraphic coordinates: a coordinate system tailored to seismic interpretation

In certain seismic data processing and interpretation tasks such as spiking deconvolution, tuning analysis, impedance inversion, and spectral decomposition, it is commonly assumed that the vertical direction is normal to reflectors. This assumption is false in the case of dipping layers and may therefore lead to inaccurate results. To overcome this limitation, we propose a coordinate system in which geometry follows the shape of each reflector and the vertical direction corresponds to normal reflectivity. We call this coordinate system stratigraphic coordinates. We develop a constructive algorithm that transfers seismic images into the stratigraphic coordinate system. The algorithm consists of two steps. First, local slopes of seismic events are estimated by plane‐wave destruction; then structural information is spread along the estimated local slopes, and horizons are picked everywhere in the seismic volume by the predictive‐painting algorithm. These picked horizons represent level sets of the first axis of the stratigraphic coordinate system. Next, an upwind finite‐difference scheme is used to find the two other axes, which are perpendicular to the first axis, by solving the appropriate gradient equations. After seismic data are transformed into stratigraphic coordinates, seismic horizons should appear flat, and seismic traces should represent the direction normal to the reflectors. Immediate applications of the stratigraphic coordinate system are in seismic image flattening and spectral decomposition. Synthetic and real data examples demonstrate the effectiveness of stratigraphic coordinates.     

中沙海域的广角与多道地震探测

由于浅滩和暗礁广布,中沙海域(环礁区)长期以来处在南海地震探测的空白区域.为了揭示该区域的地壳结构及地层-构造特征,进而全面刻画南海陆缘新生代伸展过程,我们首次在中沙及其邻近海域完成了1条广角地震测线OBS2017-2和4条多道地震测线的数据采集.对得到的海底地震仪(OBS)数据进行了格式转换、位置校正等初步处理,识别了来自地壳深部的震相并对中沙环礁地壳结构进行了正演模拟;对穿过中沙环礁的多道地震剖面进行了地层-构造解释,共划分出6套地层.OBS2017-2测线处理结果显示,其数据质量良好,深部震相清晰,且位于环礁内的台站震相延伸较长,可达100km以上.中沙环礁地壳性质为轻微减薄的坚硬大陆块体,厚度约为25km左右.多道地震剖面显示,环礁之上沉积层厚度较薄,除环礁西南部存在一条基底断裂——"排洪-美溪断裂"外,基本不存在其他构造-岩浆活动.而在环礁坡脚周缘,有广泛的岩浆侵入和喷出体的存在.中沙环礁上较薄的上地壳厚度和沉积特征指示了该区域可能在古新世时期经历的强烈暴露剥蚀作用.中沙海域最新开展的广角和多道地震探测填补了南海地质地球物理研究的空白,为解读该区的构造-沉积演化提供了数据基础.     

The effect of a vertical temperature gradient in the lithosphere on seismic and tectonic waves

A linear analysis of the stability of the lithosphere considered as a viscoelastic layer with an equilibrium vertical gradient of temperature is carried out. The problem is solved with a complete system of linearized equations of a continuous medium represented in the dimensionless form and containing a set of dimensionless parameters that determine thermomechanical properties of the lithosphere. As a result of the stability analysis, decrements are found that give the time dependence of perturbations and correspond to high-frequency seismic waves and low-frequency tectonic waves. The frequency and velocity of seismic waves are determined by the elasticity and inertial properties of the lithosphere, and their attenuation, by viscous properties of the lithosphere. The temperature gradient existing in the lithosphere influences seismic waves very weakly. On the contrary, the pattern of tectonic waves is controlled by the temperature gradient and viscous properties, while the effect of elastic and inertial properties on these waves is negligibly small. The stability of a viscoelastic lithosphere is examined using such rheological models as the Maxwell, standard linear, and Andrade media (the frequency of tectonic waves is zero in the Maxwell medium).