珠江口盆地?琼东南盆地深水区新生代构造沉积演化对比分析

南海北部陆缘记录了南海形成演化的历史,但是其新生代构造沉积演化特征在东段和西段的差异及其原因目前还不太清楚。本文分别在珠江口盆地和琼东南盆地的深水区选择了数口构造地理位置相似的井通过精细地层回剥分析,重建了两沉积盆地的沉积速率和沉降速率并结合前人研究成果进行了对比分析。研究结果发现,两沉积盆地在裂陷期的沉积和沉降特征基本相似,但是两者在裂后期的构造沉积演化特征差异明显。珠江口盆地深水区沉积和沉降速率都表现为幕式变化特征,其中沉积速率表现为“两快三慢”的特征而沉降速率表现为“两快一慢”的特征。琼东南盆地深水区的沉积速率表现为“地堑式”变化特征,但是沉降速率表现为“台阶式”上升的变化特征。琼东南盆地“台阶式”上升的沉降速率推测主要是受到海南地幔柱伴随红河断裂的右旋走滑而向西北漂移的影响,这也与南海西北部的岩浆活动以及周围盆地的沉降特征吻合。红河断裂在2.1 Ma BP的右旋走滑控制了琼东南盆地1.8 Ma BP以来的快速沉积和加速沉降分布。     

南海北部新生代构造迁移特征

选择南海北部比较有代表性的珠江口、琼东南和中建南3个盆地作为研究区,对所获取的剖面进行了地震解释工作,运用地震地层学和构造地质学等方法对我国南海北部新生代演化史开展研究,探讨了南海北部陆缘各区域构造演化差异及规律。结果表明,南海北部陆缘构造活动在时序上存在着迁移的特征,体现出自北向南"珠江口盆地→琼东南盆地"、"珠江口盆地→中建南盆地"构造事件逐渐变晚的趋势。因此,南海北部陆缘破裂从北部开始,以"撕裂"的方式逐渐向南推进,同时排除了红河断裂的叠加影响,南海北部自北向南断陷活动强度逐渐减弱。在其后的演化中,构造沉降与物质充填中心的迁移以一种更加复杂的方式进行。     

琼东南盆地西南部反转构造发育机制物理模拟

为了揭示琼东南盆地西南部反转构造的发育机制,利用物理模拟方法设计了一组实验,基于模拟结果讨论了在软弱地质体与构造应力共同控制下琼东南盆地反转构造的发育特征。实验结果表明,软弱地质体的存在对琼东南盆地西南部的反转构造的发育起着重要控制作用,有软弱体的区域首先发育裂陷和褶皱隆起。由于NW向红河断裂的不断走滑,导致该盆地西北部受压,使得反转褶皱自NW向SE发育。模拟结果与实际构造对比表明,琼东南盆地西南部反转构造发育主要受软弱地质体及NW向红河断裂走滑导致盆地西北受挤压有关,推测该挤压应力来源与印支地块的旋转挤出作用有关。     

南海北部陆缘盆地群新生代构造过程与油气运聚规律

南海北部陆缘盆地群包括莺歌海盆地、北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地和台西南盆地,均处于复杂的构造环境下,盆地的形成及演化与周围的构造过程息息相关。本文对新生代55Ma以来的典型时期海陆格局进行了重建,在此基础之上对南海北部陆缘各盆地的油气运聚规律进行探讨,提出:(1)太平洋板块与欧亚板块、印度-澳大利亚板块与欧亚板块相互作用可以从多方面影响油气的运移。(2)自西向东,由琼东南盆地到珠江口盆地烃源岩时代相对变老埋深变大,地幔埋深也逐渐变大,生烃能力逐渐提高;自北向南,北部湾盆地、珠江口盆地和琼东南盆地的地幔平均埋深也有逐渐变深的趋势。(3)莺歌海盆地、琼东南盆地和珠江口盆地南部成为天然气富集区的原因是由于这些区域构造活动相对较微弱,坳陷幅度小,长期处于沉降速率小的条件下,而且地壳非常薄(Moho面埋深均低于24km),地温梯度及大地热流值偏高,有利于形成烃源岩有机质热演化多处在成熟-高熟凝析油及湿气阶段。(4)琼东南盆地和珠江口盆地具有更好的油气前景。具体来说琼东南盆地和珠江口盆地南部可成为该区极具潜力的天然气产区,而珠江口盆地北部则具有极大的石油开发潜力。     

珠江口盆地的构造特征与盆地演化

断裂和断块构造是南海北部陆缘新生代构造作用的基本特征。通过断裂，断块以及其他地持的分析，认为珠江口盆地属过陆缘张裂盆地，并初步建立该盆地的构造演化模式。     

莺-琼盆地基底控制断裂样式的模拟探讨

莺歌海盆地与琼东南盆地(即莺一琼盆地)是南海西北部2个重要的含油气盆地。莺歌海盆地走向NW,发育在红河断裂带上;琼东南盆地走向NE,与莺歌海盆地近直角相交。根据物理模拟实验,认为莺歌海盆地的演化受到了NW与近S-N向基底断裂的控制,在印支地块顺时针挤出应力场下发育和演化;而琼东南盆地则受到NE向基底断裂的控制,在SSE向伸展应力场控制下发育,NW与NE向构造带相互影响,造成了琼东南盆地北侧边界断裂走向近E—W,向南呈台阶式下掉,南侧边界断裂走向NE,莺琼过渡区隆凹格局复杂。由于莺歌海盆地NW向构造活动早于琼东南盆地NE向裂陷作用,从而导致NW向构造控制地位的形成,NW向断裂和构造表现为对NE向断裂和构造的阻截。     

琼东南盆地张裂期沉降亏损与裂后期快速沉降成因

前人研究发现琼东南盆地裂后期存在大规模快速沉降事件,并提出了多种成因机制。为了考察该事件与整个沉降历史的关系,选取跨越琼东南盆地主要凹陷的5条地震剖面上的39个代表点位,利用回剥技术和应变速率反演方法,计算了这些点位的回剥构造沉降及理论构造沉降。计算结果不仅确认了前人的认识即琼东南盆地在裂后期存在快速的构造沉降现象,而且还发现,如果假定地壳减薄发生在张裂期(45~21 Ma),那么,依据地壳减薄计算的理论构造沉降在张裂期明显大于回剥构造沉降量。结合琼东南盆地裂后期断裂活动特点和深部结构探测结果,认为地壳减薄发生在古近纪张裂期,表明琼东南盆地张裂期存在明显的沉降亏损现象,在张裂期结束时(21 Ma)各代表点处的回剥构造沉降量,比由地壳减薄计算得到的理论构造沉降量小约900~2 000m。进一步分析认为,裂陷期的沉降亏损与裂后期的快速沉降很可能存在内在成因联系,后期快速沉降是早期沉降亏损的补偿,其成因可能和该区深部热异常的演变有关。深部热异常可导致张裂期的沉降不足,随着热异常热源的消退,导致晚期快速沉降现象的发生。     

珠江口盆地的形成与南海的构造演化

南海地块在中生代早期与华南大陆边缘发生了一次陆陆碰撞,这一碰撞形成了研究地区中生代近EW向为主的构造格局,珠江口盆地及整个南海的演化都是在南海地块各块体裂离华南陆缘后发生的。盆地自晚白垩世以来,先后经历了不同构造方向的两期张裂阶段及张裂后沉降阶段。     

南海北部新生代构造应力反演及其动力学背景探讨*

南海北部为我国重要的含油气区之一, 但目前南海北部盆地的演化史及其与周边构造事件的关系仍不明确。基于钻孔和地震资料, 通过数学模拟, 反演了琼东南盆地和珠江口盆地的构造应力演化特征和初始地壳厚度。结果表明, 南海北部盆地具有较薄的初始地壳厚度和岩石圈厚度。珠江口盆地存在两期应力松弛期, 而琼东南盆地在深水区和浅水区分别存在一期应力松弛期。南海北部第一期应力松弛在空间上具有连续性, 主要分布在深水区, 在时间上东早西晚; 第二期应力松弛空间上存在东西分异性。分析认为, 南海北部深水区应力松弛期由东至西的演化应为西北次海盆由东至西的剪刀式张裂所致。珠江口盆地第二期构造应力松弛与局部岩浆侵入有关, 琼东南盆地浅水区的构造应力松弛期与红河走滑断裂平静期相对应。     

南海北部新生代构造应力反演及其动力学背景探讨

南海北部为我国重要的含油气区之一,但目前南海北部盆地的演化史及其与周边构造事件的关系仍不明确。基于钻孔和地震资料,通过数学模拟,反演了琼东南盆地和珠江口盆地的构造应力演化特征和初始地壳厚度。结果表明,南海北部盆地具有较薄的初始地壳厚度和岩石圈厚度。珠江口盆地存在两期应力松弛期,而琼东南盆地在深水区和浅水区分别存在一期应力松弛期。南海北部第一期应力松弛在空间上具有连续性,主要分布在深水区,在时间上东早西晚;第二期应力松弛空间上存在东西分异性。分析认为,南海北部深水区应力松弛期由东至西的演化应为西北次海盆由东至西的剪刀式张裂所致。珠江口盆地第二期构造应力松弛与局部岩浆侵入有关,琼东南盆地浅水区的构造应力松弛期与红河走滑断裂平静期相对应。     

珠江三角洲的活动断裂与区域稳定性分析

珠江三角洲的活动断裂主要为弱活动断裂,分别属于NW,NE和EW向三组断裂,活动断裂是控制该三角洲断块运动和地震活动的关键。珠江三角洲主要为区域稳定性中等地区。     

Refining the model of South China Sea’s tectonic evolution: evidence from Yinggehai-Song Hong and Qiongdongnan Basins

The Cenozoic Yinggehai-Song Hong and Qiongdongnan Basins together form one of the largest Cenozoic sedimentary basins in SE Asia. Detail studying on the newly released regional seismic data, we observed their basin structure and stratigraphy are clearly different. The structure of the NW–SE elongation of the Yinggehai-Song Hong Basin is strongly controlled by the strike–slip faulting of steep Red River Fault. And the basement is covered by heavy sediments from the Red River. However, structures closely related with rifting are imagined on the seismic data from the Qiongdongnan Basin. This rifting and thinning on the northern continental margin of the South China Sea is necessary to be explained by the subduction of a Proto-South China Sea oceanic crust toward the NW Borneo block during the Eocene–Early Miocene. To test how the strike–slip faulting in the Yinggehai-Song Hong Basin and rifting in the Qiongdongnan Basin develop together in the northwest corner of the South China Sea, we reconstructed the tectonics of the northwest corner of the South China Sea and test the model with software of MSC MARC. The numerical model results indicate the South China Sea and its surrounding area can be divided into a collision-extrusion tectonic province and a Proto-South China Sea slab pull tectonic province as suggested in previous works. We suggested that offshore Red River Fault in the Yinggehai-Song Hong Basin is confirmed as a very important tectonic boundary between these two tectonic provinces.     

A study of faulting patterns in the Pearl River Mouth Basin through analogue modeling

The Pearl River Mouth Basin is one of the most favorable areas for gas exploration on the northern slope of the South China Sea. Differences of fault patterns between shelf and slope are obvious. In order to investigate the tectonic evolution, five series of analogue modeling experiments were compared. The aim of this study is to investigate how crustal thickness influences fault structures, and compare this to the observed present-day fault structures in the Pearl River Mouth Basin. The initial lithospheric rheological structure can be derived from the best fit between the modeled and observed faults. The results indicate. (1) Different initial crustal rheological structures can produce different rift structures in the Pearl River Mouth Basin. (2) We also model that the Baiyun Sag in the southern Pearl River Mouth Basin may have had a thinned crust before rifting compared to the rest of the basin. (3) The thickness ratio of brittle to ductile crust in southern Pearl River Mouth Basin is less than normal crust, suggesting an initially hot and weak lithosphere. (4) Slightly south of the divergent boundary magma may have taken part in the rifting process during the active rift stage.     

南海北部天然气渗漏系统地球物理初探

本文主要针对南海北部大陆边缘发育的5个沉积盆地——台西南盆地、珠江口盆地、琼东南盆地、莺歌海盆地和中建南盆地,分析了近年来利用地球物理方法研究南海北部天然气渗漏系统的成果,重点包括3个方面:天然气水合物的储藏、流体运移通道以及海底表面渗漏特征。其中表征天然气水合物存在的似海底反射BSR在台西南和珠江口盆地发育明显,莺歌海盆地发现有大型气田;5个盆地流体运移活跃,其内发现了多样的运移通道:断层、底辟、气烟囱、多边形断层及水道(峡谷)等破裂结构;海底表面渗漏特征也在台西南、珠江口、莺歌海和中建南盆地均有发现。南海北部大陆边缘天然气渗漏系统广泛发育,值得进一步深入研究。     

珠江口盆地第三纪古地理及沉积演化

珠江口盆地第三纪以来经历了断陷、拗陷两个构造演化阶段，具有“南北分带”、“东西分块”的构造格局和先陆后海的沉积特征。本文根据前人资料进行综合整理，编制了珠江口盆地古近纪神狐组、文昌组、恩平组、珠海组地层和新近纪珠江组地层的岩相古地理图。神狐组发育有冲积扇和河湖相，主要分布在珠三坳陷南断裂的狭长地带。文昌组沉积半深湖—深湖相，恩平组水深变浅，河沼相广泛分布。珠海组岩相古地理发生了较大的变化，为海陆过渡相沉积。随后海平面振荡上升，珠江口盆地处于陆架—陆坡环境，发育浅海—半深海沉积。对整个珠江口盆地岩相古地理图的编制为详细研究盆地内各区块的岩相古地理演变提供了区域背景，也为区域构造演化和油气地质条件的研究提供了基础依据。     

红河断裂带的新生代变形机制及莺歌海盆地的实验证据

红河断裂带是印藏碰撞过程中，印支地块被顺时针旋转挤出的走滑变形带。莺歌海盆地发育于红河断裂带海上延伸带上。根据莺歌海盆地和相邻的NE向琼东南盆地在晚中新世前(5．5Ma B．P．)独立的构造发育和差异的沉降特点，认为红河断裂不可能穿越莺琼盆地界限向北东延伸，而越东断裂和中建南断裂很可能是红河断裂的延续。莺歌海盆地成盆机制的物理模拟结合红河断裂带陆上的变形特征、年代学证据与青藏高原隆升过程的研究，参考莺歌海盆地模拟过程中不同应力场下沉降中心的长轴方向，我们推断红河断裂带新生代的演化大致分4个阶段：(1)50-38Ma B．P．期间的缓慢平移运动；(2)38—25MaB．P．期间的快速左行走滑运动；(3)25—5Ma B．P．期间的左行走滑逐渐停止阶段；(4)5Ma B．P．后的右行走滑阶段。     

南海北部深水区东西构造差异性及其动力学机制

南海北部深水区位于南海洋陆转换带,构造运动活跃,构造特征复杂。同时,南海北部深水区石油、天然气、天然气水合物等矿产资源丰富。因此,加强南海北部深水盆地构造特征分析,揭示南海北部陆缘构造属性与南海形成演化机制,对于南海深部过程演变研究、油气资源评价与地质灾害防治等具有重要的意义。本论文通过对南海北部深水区陆架-陆坡结构、盆地构造特征与演化规律的分析,指出研究区东西存在明显的构造差异性,并分析了其动力学机制。南海北部深水区东部陆架-陆坡结构为宽洼窄隆型,而西部为窄洼宽隆型。东部珠江口盆地深水凹陷均为半地堑结构,剖面上呈不对称的箕状;西部琼东南盆地除北礁凹陷为南段北超的小型半地堑外,其它凹陷均为地堑结构,为南北双断式沉积体系。在构造演化方面,东部中中新世末结束裂后期进入新构造活动期,白云凹陷构造活动性增强,表现为快速的沉降和显著的晚期断裂作用;而西部晚中新世末才进入新构造活动期,深水区表现为快速沉积作用,断裂活动较弱。