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.     

南海区域断裂特征及其基底构造格局

基于覆盖南海的水深、重力、磁力以及地震资料,结合区域地层特征,通过地质与地球物理综合解释研究,明确了南海区域断裂和前新生代基底构造格局特征.古生代以来,受控于特提斯和太平洋两大构造域影响,导致南海地区板块汇聚与分离,不同时期南海构造应力环境各异,形成了性质不同的四周陆缘,致使北部陆缘主要为拉张型断裂,南部陆缘为挤压型断裂,西部陆缘为走滑型断裂,而东部陆缘则为海沟俯冲型断裂,以NE-NEE向、NW向和近SN向3组走向为主.在此研究基础上,海陆综合考虑,结合地块构造层序列、沉积建造、变质作用以及构造演化历史,以地块拼接带(蛇绿岩带、蛇绿混杂岩带及扩张边缘带)作为二级构造单元的分界线,以主要走滑断裂作为三级构造单元的分界线,将南海及其围区划分为8个二级构造单元以及9个三级构造单元.南海地区基底构造单元具有不同的构造层,沉积建造以及变质作用,显示出不同时期具有不同的构造属性.本文的研究结果将有助于进一步了解南海地区基底构造格局以及揭示前新生代构造演化过程,为该区新生代构造演变提供基底制约.     

江南古陆变质基底地层年代的修正和武陵运动构造意义

江南古陆变质基底的研究中,最突出的基础地质问题依然是地层年代的精确标定。地层年代标定涉及到成矿地层的划分和对比及其构造演化的时限,也直接影响层控矿床找矿中涉及的基础地质问题。在最新的中国地层年表中,前寒武纪地层对比和构造背景解释已发生重大变化。本文依据扬子块体和华夏块体新元古代地层中最新的系列锆石U—Pb测年结果,初步揭示“江南古陆”变质基底地层火山事件和分布范围。结合全球格林威尔造山运动基本特征,对江南古陆变质基底地层年代的修正将有利于重新厘定江南造山带的成矿背景,提供层控矿床基础年代地层资料,为新的矿产资源大调查服务。     

利用重磁资料研究莺-琼盆地构造分界及其两侧断裂特征

莺-琼盆地(即莺歌海盆地和琼东南盆地)位于印支地块与华南大陆交汇处,该区域地质构造复杂,为南海西北走滑型和伸展型陆缘的交汇区,也是印澳-欧亚板块碰撞“挤出-逃逸构造区”和“古南海俯冲-拖曳构造区”.莺-琼盆地的北部以红河断裂带中1号断裂为界,前人对其认识比较统一,但莺-琼盆地南部由于地质和地球物理资料较少、研究程度低,以致其构造格局及分界位置不明确.通过对重、磁资料的处理,认为在莺-琼盆地分界的北段存在明显的重力异常和磁力异常梯级带,该梯级带与1号断裂位置相对应;在其南段存在明显的重力异常和磁力异常高值带,推断该高值带为一“中建凸起”,结合重、磁对应分析技术确定了该“中建凸起”的分布范围.采用重、磁异常归一化总水平导数垂向导数技术识别出控制莺-琼盆地分界两侧的断裂构造,在分界以西断裂走向主要为北北西向,分界以东主要为北东向.通过地质和地球物理综合研究认为莺-琼盆地的北段以1号断裂为界,南段以“中建凸起”为界.     

中国海——西太平洋典型剖面(南幅)揭示的微陆块-窄洋盆构造格局

基于编制最新地学成果图件的需要,我们整合了最新地质、地球物理资料成果,运用最新的技术方法,开展了中国海—西太平洋地区典型剖面的编制工作.典型剖面(南幅)主要集成了南海地区近年来获得的广角地震探测资料,运用重-磁-震联合反演方法,结合拖网、钻井、地热、地质剖面等,以块体构造学说为编图思想编制而成.典型剖面(南幅)从华南以NNW-SSE向直抵苏拉威西海,穿过了多个构造单元,包括3个陆缘-离散地块区(华南块体—南海北部陆缘、中沙地块、礼乐—北巴拉望地块)、4个海盆区(西北次海盆、中央海盆、苏禄海盆、苏拉威西海盆)、2个俯冲-岛弧区(卡加延脊、苏禄脊),这些构造单元一起构成了西太平洋边缘独特的“微陆块-窄洋盆”构造格局.自古特提斯向欧亚大陆之下俯冲以来,该区域经历了复杂的构造演化过程.在形成这种构造格局的过程中,地壳处在不断消亡和生成的动态循环之中,同时构造应力也处在动态变化之中.通过对区域地球动力学的综合分析,认为这种微陆块-窄洋盆构造格局的形成,很大程度上是由于其位于三大板块交接的独特区域,以及受区域内复杂而丰富的俯冲作用的影响和制约.通过典型剖面编制工作,推动了中国海—西太平洋区域内大地构造和地球物理特征研究,为“跳出南海看南海”提供了良好的研究范例,同时启发我们未来加强对邻区研究空白区域的探索.     

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.     

基于区域重磁解释的南黄海及邻区地质结构构造

通过对南黄海及邻区已有高精度区域重磁资料整理,形成32°-38°N、118°-127°E的1/100万基础数据,结合已有钻井和地震剖面成果进行重磁综合反演与解释,给出了南黄海及邻区主要三级构造区划、断裂发育、古生界地层深度和厚度,以及主要盆地范围及次级凹陷分布,为南黄海前第三系油气前景评价提供了参考依据。     

内蒙古北山地区地球物理场特征与构造分区及深部结构研究

内蒙古北山地区构造分区和深部结构历来为众多地质学家所关注,本研究从地球物理入手,采用有效的技术方法对区域重磁资料进行了处理分析,根据数据处理后的解释结果,将研究区划分为哈萨克斯坦板块东缘构造区和塔里木板块北缘两大Ⅰ级构造区以及6大Ⅱ级构造小区.推断划分北西向深大断裂构造带5条和北东向断裂构造7条.初步判断、圈定出多处磁性块体,并划分出基性岩体、中酸性岩体的分布若干处.结合重磁、地震和地质资料,对深部构造、莫氏界面和基底起伏进行了分析研究.研究结果深化了区域地质和深部构造认识,对研究区内成矿规律研究和矿产资源勘查具有一定的指示意义.     

华南东部地区地壳波速结构的构造地质意义

本文利用地震测深资料得到的地壳波速结构，结合岩石学研究成果，建立该地区地壳结构的岩石（学）地球物理模型，并由此讨论该地区深部地壳结构的构造地质意义。指出，华南东部地区主要具由扬子古陆块与华夏古陆块相互作用引起的叠壳式陆内层块构造活动特征，且伴有异地块（？）增生华夏古陆边缘。     

南海北部盆地基底岩性地震-重磁响应特征与识别

针对性选取东南沿海露头剖面18条,采集245件南海盆地基底可能出现的岩性样品,测定其密度和磁化率,建立各种岩性的密度-磁化率交会图版,以此约束过井地震剖面和重磁异常的地质解释,总结出南海北部盆地基底火山岩、侵入岩、变质岩和沉积岩4大类11亚类岩性的地震-重磁响应特征.应用重磁震-岩性解释模型逐一对南海盆地北部主干剖面进行地质-地球物理综合解释,从而实现了盆地基底岩性的平面填图.这种从盆缘剖面到盆地内部、从岩石物性测量到地质-地球物理综合解释的方法,在资料获取难度大、地质条件复杂的南海盆地基底地质研究中,业已证明是行之有效的,相信在其他盆地研究中也会有借鉴意义.     

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.     

Southeastern extension of the Red River fault zone (RRFZ) and its tectonic evolution significance in western South China Sea

The tectonic evolution features in the western South China Sea (SCS) are directly related to the Tethys tectonic province. The Red River fault zone (RRFZ) comprises a large part of the Tethys tectonic province and is the boundary between the Europe Block and the India-Asia Block[1]. It serves as the contact between the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau and the SCSopening. The RRFZ, which is an important dividing line in the geology of the SE Asia, is about 1000 km long in the co…     

华南及南海北部地区瑞利面波层析成像

基于华南及周边地区106个宽频带地震台站多年记录的MS≥5.0中浅源地震事件,开展瑞利面波层析成像和速度结构特征研究,获得了华南大陆及南海北部地区10~100s瑞利波群速度分布图像和典型剖面下方地壳上地幔速度结构,为理解该地区构造演化和深部过程提供约束.考虑到实际地震射线的覆盖情况以及华南地区主要构造的主体展布特征,本文同时采用传统的规则网格剖分和平行主要构造走向的非规则网格剖分方法,分别进行分格频散反演,开展了不同参数化方案对反演结果影响的对比分析研究.基于瑞利面波层析成像结果,进行了典型剖面横波速度结构反演,重建了华南地区由内陆至南海海域主要构造单元的壳幔横波速度结构.研究结果表明,扬子和华夏块体地壳上地幔结构特征差异显著,扬子块体地壳和岩石圈厚度均大于华夏地块,且扬子块体上地幔顶部速度较华夏块体低,岩石圈厚度在雪峰山造山带下方发生过渡和转换;南海北部陆缘和南海海盆上地幔速度较高且形态相对完整,表现为非火山型大陆边缘和已停止扩张海盆的壳幔结构特征.     

青藏高原东缘岩石圈物性结构特征及深部构造涵义

青藏高原东缘是研究青藏高原地壳物质向东侧向挤出的焦点地区.为探索青藏高原东向挤出其东部壳幔结构响应及深部地质构造依据,本文利用卫星测高重力数据、数字地震台网("喜马拉雅"项目一期)634个台站的观测数据、以及跨越龙门山构造带、攀西构造带的两条长周期大地电磁测深资料,获得了青藏高原东缘视密度物性结构、P波速度异常结构、以及电性成像结构.物性成像结果表明:(1)松潘地块、川滇地块中-下地壳、上地幔具有低密度、低速、高导的韧性物性结构,部分地区这种韧性物性结构甚至可到达150 km处;(2)四川盆地下方扬子克拉通岩石圈具有稳定的高密度、高速、高阻的刚硬物性结构,其结构向下可延伸至150 km深处;(3)青藏高原东缘横向和垂向的物性结构差异,为揭示龙门山构造带、川滇地块隆升机制提供了物质基础和动力学依据;(4)岩石圈物性结构中,沿岷山一龙门山一锦屏山一玉龙雪山构造带一线存在明显的密度、速度梯级带,其东西两侧呈明显物性二元结构,该物性梯级带可能反映了中上扬子地块西边界位置.     

扬子、华夏古板块会聚带在湖南的位置

扬子、华夏板块会聚带在湖南的位置一直是地学界关注的热点和争论的焦点,但始终未能取得共识.确定扬子、华夏板块会聚带在湖南的位置,弄清板块结合带在湖南的走向,对于华南大地构造划分和基础地质理论研究具有重要意义.由于缺乏地表直接地质证据,因此深部地球物理资料将成为探讨板块结合带走向的重要依据.本文结合地质资料,利用区域重磁、地震、大地电磁测深、地热流等提供的深部构造地球物理信息标志,对湖南及周边华南地区岩石圈三维结构特征进行了重新认识和地质解释,对扬子-华夏板块结合带的构造性质、在湖南的位置以及江南古陆构造属性等提出了新认识.在江南古陆中段的湖南沅(江)麻(阳)-洞庭-衡阳弧形重力高主要为古火山锥型结晶基底隆起引起,在麻阳、桃源、益阳-南桥一线构成古火山岛链;推断在浏阳-衡阳一带存在湘东残剩隐伏古火山岛.首次厘定了扬子、华夏残剩古板块上地幔刚性块体的空间分布形态,在此基础上推测其间的过渡带属赣湘桂古华南洋.提出新元古代造山带属陆-弧-岛-陆碰撞造山带,陆间湘东残剩隐伏古火山岛成为现今板块融合带的组成部分,扬子、华夏古板块及其间的过渡带三者岩石圈上地幔纵横向三维结构特征完全不同.论证了赣湘桂中部岩石圈古俯冲带的存在,再次确定湘中地区岩石圈厚度在华南最厚.厘定扬子、华夏古板块深部结合带北西边界大致在安徽歙县-南昌-湖南大围山-沩山-城步-广西河池一线,结合带南东边界大致在江山-绍兴-新余-萍乡-衡东-双牌-桂林-柳州一线,两板块之间的中间融合带就是所谓"钦杭结合带"在湖南的位置,过去地学界较普遍认可的茶陵-郴州断裂,我们认为不是扬子板块与华夏板块的会聚带,而是华夏板块板内加里东期仰冲断裂带.     

南海及邻近地区面波层析成像和S波速度结构

本文介绍由面波层析成像得到的南海和邻近地区地壳上地幔三维S波速度结构.研究区域介于100°E～130°E和0°～30°N之间,南海位于区域中心,其北、西、南三面通过大陆架和陆坡分别与华南、印支和巽它地块相连,东面邻接台湾—菲律宾岛弧和西菲律宾海盆.由面波层析成像得到的速度结构横向变化与研究区内构造单元的划分基本相符,给...     

用Rayleigh面波方位各向异性研究中国大陆岩石圈形变特征

中国大陆地质构造历史非常复杂,岩石圈长期积累的形变较大,而利用地震面波传播的各向异性是研究岩石圈形变特征的强有力手段. 本文利用双台窄带通滤波-互相关方法与基于图像分析的相速度频散曲线提取技术,提取Rayleigh面波相速度频散资料,进而反演中国大陆及邻区20～120 s周期Rayleigh面波相速度方位各向异性空间分布图像. 检测板测试结果显示：中国大陆大部分区域的方位各向异性横向分辨率在5°左右. 各向异性研究结果表明：中国大陆地壳上地幔方位各向异性特征存在显著的空间差异,反映出形变特征的空间差异;104°E以东地区地壳上地幔各向异性弱于西部地区,表明其构造变形总体弱于西部地区. 青藏地块及其东缘地区地壳与上地幔顶部变形最为强烈. 但东部的局部地区如华南地块与珠江口地区、鄂尔多斯盆地西南缘以及秦岭-大别造山带,较强的各向异性显示这些区域在不同时期也经历了强变形. 青藏地块内中短周期快波方向自西向东顺时针旋转变化可能指示板块碰撞与挤压过程中软弱物质的流变方向. 青藏地块西部中下地壳和上地幔形变模式相似,可能处于壳幔耦合状态;而中东部及东缘地区地壳上地幔形变模式存在明显差异,壳幔似乎不具备垂直连贯的形变特征. 位于青藏地块北部的塔里木盆地、柴达木盆地以及祁连褶皱带同样经历了强变形. 包括四川盆地在内的上扬子地块快波方向的变化显示中地壳与下地壳上地幔形变模式不同,而形变特征一致的下地壳与上地幔应为强耦合. 大约以103°E为界,龙门山断裂带可分为南西段和北东段,南西段处于低速区,而北东段位于高速区,且方位各向异性强度明显大于南西段;2008年5月12日汶川M_S8.0级地震沿断裂带的单侧破裂模式除与北东段的高应力积累有关外,还可能与北东段地下介质物性存在密切关系,高速坚硬岩体的发育有利于应变能的积累与集中释放.     

华南巨型锑矿带的特征及其制约因素

华南巨型锑矿带位于中国南方扬子陆块与华夏陆块的接合过渡地段,锑矿床都产在沉积地层中,具有显著的层控性,常有整合的层状矿体出现,赋矿地层都显示异常高的锑丰度,充分显示了与沉积盆地演化密不可分的内在联系矿石的硫同位素受赋矿地层层位和沉积相的控制,碳同位素特征反映了深部因素与浅部过程的耦合,铅同位素则暗示研究区地层及其中锑矿化的亲缘关系和统一演化历史．锑是一个趋于在地壳浅部富集的中低温热液成矿元素,因此成熟度越高的地壳块段锑的丰度越高,锑矿产出概率也越大．华南巨型锑矿带的形成乃是扬子陆块南缘沉积盆地长期演化的结果,可能与这一岩石圈块段长期以来强烈的物质分异和再循环有关．     

四川盆地深部地壳结构——深地震反射剖面探测

四川盆地位于扬子地块的西北部,被褶皱构造带所围绕,受周缘构造带的侧向挤压作用,盆地卷入了多期次和多边界的构造变形,为开展盆山耦合作用及多边界、多期次构造叠加与复合关系的研究提供了不可多得的理想野外实验室.为揭示四川盆地地壳结构,本文通过对3条不同时间采集的深地震反射剖面数据进行拼接联线处理,获得跨越四川盆地的330 km深地震反射偏移成果剖面,揭示了四川盆地地壳上地幔细结构:沉积层从西北向东南逐渐变薄,在龙门山前沉积层厚度超过15 km,在华蓥山下沉积层减薄到~8 km,且褶皱变形形成华蓥山薄皮褶皱冲断带;莫霍面出现在13~15 s(双程走时),埋深约40~45 km;并发现从下地壳延伸至地幔的东南向的倾斜反射,从13 s向下延伸至18 s,结合四川盆地及其周边地区其他地球物理和地球化学花岗岩同位素年龄等资料,我们认为这些倾斜反射层是扬子克拉通地台西北缘发生的新元古代俯冲的遗迹.     

天山造山带岩石圈密度与磁性结构研究及其动力学分析

库尔勒—吉木萨尔剖面横跨塔里木盆地北缘、天山造山带和准噶尔盆地南缘.沿剖面完成了重磁联合反演,获得了岩石圈二维密度结构与二维磁性结构.结果发现,塔里木盆地与准噶尔盆地向天山造山带对冲.在地壳范围内,塔里木盆地北缘与准噶尔盆地南缘的平均密度较高,天山造山带的地壳平均密度较低.天山造山带具有较高的磁化强度,尤其表现在准噶尔盆地南缘至天山造山带中部的整个地壳范围内,预示着天山南北可能具有不同的构造演化历史、构造运动方式以及构造运动强度.在塔里木盆地与天山造山带以及准噶尔盆地与天山造山带的接触部位的上地幔顶部分别发现了低密度体,推测在塔里木盆地由南而北向天山造山带“层间插入与俯冲消减”,以及准噶尔盆地由北而南向天山造山带俯冲的过程中塔里木盆地北缘和准噶尔盆地南缘下地壳物质被带进天山造山带上地幔顶部.库尔勒—吉木萨尔剖面岩石圈二维密度结构与磁性结构为天山造山带的构造分段提供了岩石圈尺度的依据.