Aegir脊及邻区重磁异常及构造特征

为研究北极地区挪威海内Aegir脊及邻区断裂构造特征，为北极地区油气勘探提供方向，在斯克里普斯海洋研究所发布的研究区重力数据（网格数据）基础上填充最新船测数据，对已有重磁资料进行异常分离、滑动平均和重磁场边界识别。目前，研究区的特征断裂和构造单元划分尚不清楚。根据异常极值带、异常带走向、异常梯度带变化程度等，对研究区进行了断裂识别和构造单元划分。研究表明：重磁异常特征呈NNE-NW-NE向展布，重力异常呈现高低分带，反映出该区基底隆坳相间的格架。根据重磁异常与断裂对应关系，识别出4个构造走向和7条主要断裂，划分出Mohns脊、扬马延微陆块、东扬马延断裂带、西扬马延断裂带、Aegir脊、东扬马延深海盆地和挪威深海盆地等7个构造单元。     

辽东湾地区重、磁异常特征及其区域构造分析

辽东湾地区是沿郯庐断裂系发展的新生代裂谷盆地,其断裂展布、基底性质对区域构造研究具有重要意义。充分利用我国海洋区域地质调查项目获取的辽东湾地区最新船载重、磁数据,详细描述了重、磁异常特征及对比分析特征。在此基础上,结合前人对区域构造及岩石物性的研究成果,对区域构造进行了分析和解释,指出了辽东湾坳陷"东西分带"的构造格局及不同时期区域构造的差异,对研究区内主要断裂展布、岩浆岩分布进行了划分,探讨了辽东湾及其周缘海域新太古宙古陆壳基底的分布。     

利用重磁计算解释南海海盆中部地壳结构特征

以南海海盆中部3个海盆的交汇处为研究区，通过对重磁异常场的向上延拓计算及对重力异常的重反演拟合计算，并结合地质资料，进行综合分析和解释来揭示此区域的地壳结构特征。结果表明研究区地壳结构复杂，三种性质的地壳均有分布。各海山形成过程和岩石组成及地壳结构不尽相同，区内有年轻的大洋玄武岩海山，也有包含了大陆玄武岩的“双性”海山。综合各种地质、地球物理现象，认为南海海盆可能是多种机制联合作用的结果，西南、西北两海盆的形成时间要早于中央海盆。     

南海磁异常场分区研究──应用人工神经网络方法

首次提出用人工神经网络理论处理磁测资料，进行磁异常场分区的定量计算方法。并将该方法应用于南海研究。该方法将研究区域划分为若干统计单元，确定各统计单元中的特征变量、选择标准模型，并对BP神经网络进行训练。用学习成功的网络识别、分析整个研究区的磁异常场，从而将南海的磁异常场划分为12个特征区。     

冲绳海槽及邻区磁异常特征及其地质解释

对冲绳海槽及邻区的ΔT磁异常特征进行了定性分析和变纬度化极处理,通过对比ΔT磁异常和化极磁异常分布特征,对冲绳海槽及邻区几个构造地质学问题进行了探讨。冲绳海槽基底埋深较大,沉积中心位于海槽西部;钓鱼岛隆褶带大规模基底隆起的南端终止于渔山-久米断裂带,断裂带以南的东海陆架南部边缘覆盖了厚层沉积物;以渔山-久米断裂带、舟山-国头断裂带和吐噶喇断裂带为代表的NW-NWW向右旋平移断裂带在东海构造演化过程中自西向东逐渐前展,对构造应力场起到了重要的调节作用,是东海"南北分块"构造格局中主要的构造单元边界;中新世以来台湾碰撞造山作用引起了东海陆架南部主要构造单元的顺时针旋转;菲律宾海板块的俯冲对琉球弧前地区的磁异常分布产生了显著影响。     

南海北部磁场特征及其构造意义

根据南海北部的地磁场数据及其化极异常特征,该区由北向南可分为复杂异常区、高磁异常区、陆坡磁异常平静区(磁静区)和海盆磁条带区四大构造特征区.其中,磁静区可为内磁静区1、内磁静区2和外磁静区三部分.该区磁性基底反演结果表明,外磁静区磁性基底深度为6-7km,介于内磁静区(8-10km)和海盆区(4-5km)之间,可能是前新生代残留古洋壳.外磁静区和下地壳高速层相对应,指示其可能是在裂前或裂间由底侵作用形成的.陆架坡折带附近的F2断裂是内磁静区的北侧边界,指示了南海北部陆壳向过渡壳的转变分界;位于下陆坡与海盆的交界处的F4断裂为外磁静区的南侧边界,F3断裂可能指示了洋陆分界线的位置.     

南海北部磁静区重磁特征及成因

南海磁静区位于南海北部的洋陆结合带上,在磁异常图上位于陆架高值正磁异常带以南,海盆磁异常条带区以北。收集了南海北部的地质和地球物理相关资料,总结了南海北部磁静区的研究现状,对ΔT磁异常数据进行了低纬度化极处理,参考磁静区周围的自由空间重力异常分布,结合区域地质背景划分了南海磁静区的分布;采用小波多尺度分解方法讨论了南海北部磁静区及周围区域的重磁场特征,对主要界面的反演发现磁静区内存在磁性基底深度增加、居里等温面隆升、磁性层厚度减薄和莫霍面抬升的现象,认为南海磁静区形成的直接原因是区域内磁性层厚度的减薄,包括中生代末期地壳的拉张沉降使区域老地层断陷,磁性基底深度增加,磁异常减弱;拉张减薄促使深部地幔热物质向上运移,莫霍面抬升,磁性层发生热退磁,居里等温面抬升,磁性层厚度减薄,磁异常减弱;南海扩张期和张裂以后磁静区的热活动剧烈,深部高温物质底侵,形成高速层,进一步减弱了区域磁异常。     

冲绳海槽北段的重磁场特征及地质意义

１９９２年之前,国内对冲绳海槽的调查研究主要集中在海槽的中部和南部,而对其北段的调查研究工作却很少。根据实测的重磁异常,较深入地分析了海槽北段的地球物理场特征,构造活动地壳结构及应力状态,结果表明冲绳海槽北段同样具有强烈的地壳构造活动。     

黄骅坳陷南部滩海区中生界构造与演化

渤海湾盆地区中生界构造演化与样式始终不明朗,中生代该区处于整个华北克拉通东部高原的核心部位。其构造演化研究对深入理解这个高原从形成至垮塌的过程至关重要。同时,中生界也是近年来中国东部深部油气勘探的主要目标。黄骅坳陷南部滩海区不仅是大港探区中生界潜山油气的重要勘探区,而且处于渤海湾盆地中新生代构造格局转换部位,具有重要研究价值。利用大量地震剖面,系统进行了中生界残存展布规律的分析,进一步划分了该区构造单元,探讨了该区中生界构造演化过程。特别是,以羊二庄断层为界,研究区可以分为两个构造区,东南区构造相对简单;西北区构造复杂,既继承了印支期东西向构造格局,又经历燕山早、中期走滑挤压和燕山晚期及新生代的伸展走滑,还产生了强烈的滑断构造。羊二庄断层是在印支期构造的基础上发展起来的一组剪切断裂,在燕山中期经历了挤压走滑,在燕山晚期和新生代经历右行伸展运动而形成的呈NE向的复杂断层系。可见羊二庄断层的演化控制了该区中生界的构造格局和演化。     

南海东北部高磁异常带成因的地球物理反演研究

南海东北部的高磁异常带是南海北部磁场最显著的特征,目前对其成因尚有不同推测.选取一条穿越该异常带的剖面,在多道地震解释及相关地质资料的约束下进行地球物理反演研究,验证其晚中生代俯冲增生带模式的可行性.结果表明,在东沙隆起带的前新生代基底中2.5-6km的深度上、宽约150km、密度2.65 g·cm-3、剩余磁化强度700×10-3A·m-1的中生代中酸性火山岩带可产生南海东北部的高磁异常带,与浙闽东部高磁异常带的成因相同,与晚中生代古太平洋向东亚陆缘的俯冲有关.     

南海东北部陆缘地壳结构特征及下地壳高速层成因

南海东北部陆缘构造演化信息丰富,对于理解南海的演化过程至关重要。本文收集了南海东北部的深反射地震和海底广角地震成果剖面,提取地壳和下地壳高速层的厚度结果,并结合水深、重磁异常和岩石圈的流变学等地质地球物理资料,对南海东北部的地壳减薄特征、吕宋-琉球转换板块边界的性质和下地壳高速层的分布及成因进行了分析和讨论。南海东北部的地壳减薄在横向和垂向上都存在不均匀性,以下地壳减薄为主,在台西南盆地存在极端减薄地壳;南海北缘的白云凹陷、西沙海槽和西缘的中建南盆地也存在类似的极端减薄地壳,且都与刚性地块共轭或邻近,推测刚性地块的存在导致地壳初始破裂时下地壳流动和地幔上隆是局部出现地壳极端减薄的主要原因。吕宋-琉球转换板块边界两侧在海底地形、新生代反射和重磁异常等方面均存在差异,与中生代岛弧引起的高磁异常大角度相交,其可能是中生代古特提斯构造域向太平洋构造域转换的边界断裂。下地壳高速层在南海东北部广泛发育,结合其分布特征和波速比V_p/V_s的分布区间,认为其是多期次岩浆底侵形成的铁镁质基性岩。     

Deep structures of the Palawan and Sulu Sea and their implications for opening of the South China Sea

Compared to the northern South China Sea continental margin, the deep structures and tectonic evolution of the Palawan and Sulu Sea and ambient regions are not well understood so far. However, this part of the southern continental margin and adjacent areas embed critical information on the opening of the South China Sea (SCS). In this paper, we carry out geophysical investigations using regional magnetic, gravity and reflection seismic data. Analytical signal amplitudes (ASA) of magnetic anomalies are calculated to depict the boundaries of different tectonic units. Curie-point depths are estimated from magnetic anomalies using a windowed wavenumber-domain algorithm. Application of the Parker–Oldenburg algorithm to Bouguer gravity anomalies yields a 3D Moho topography. The Palawan Continental Block (PCB) is defined by quiet magnetic anomalies, low ASA, moderate depths to the top and bottom of the magnetic layer, and its northern boundary is further constrained by reflection seismic data and Moho interpretation. The PCB is found to be a favorable area for hydrocarbon exploration. However, the continent–ocean transition zone between the PCB and the SCS is characterized by hyper-extended continental crust intruded with magmatic bodies. The NW Sulu Sea is interpreted as a relict oceanic slice and the geometry and position of extinct trench of the Proto South China Sea (PSCS) is further constrained. With additional age constraints from inverted Moho and Curie-point depths, we confirm that the spreading of the SE Sulu Sea started in the Early Oligocene/Late Eocene due to the subduction of the PSCS, and terminated in the Middle Miocene by the obduction of the NW Sulu Sea onto the PCB.     

Rifting to Spreading Process along the Northern Continental Margin of the South China Sea

Understanding the development from syn-rift to spreading in the South China Sea (SCS) is important in elucidating the western Pacific's tectonic evolution because the SCS is a major tectonic constituent of the many marginal seas in the region. This paper describes research examining the transition from rifting to spreading along the northern margin of the SCS, made possible by the amalgamation of newly acquired and existing geophysical data. The northernmost SCS was surveyed as part of a joint Japan-China cooperative project (JCCP) in two phases in 1993 and 1994. The purpose of the investigation was to reveal seismic and magnetic characteristics of the transitional zone between continental crust and the abyssal basin. Compilation of marine gravity and geomagnetic data of the South China Sea clarify structural characteristics of its rifted continental and convergent margins, both past and present. Total and three component magnetic data clearly indicate the magnetic lineations of the oceanic basin and the magnetic characteristics of its varied margins. The analyses of magnetic, gravity and seismic data and other geophysical and geological information from the SCS led up to the following results: (1) N-S direction seafloor spreading started from early Eocene. There were at least four separate evolutional stages. Directions and rates of the spreading are fluctuating and unstable and spreading continued from 32 to 17 Ma. (2) The apparent difference in the present tectonism of the eastern and western parts of Continent Ocean Boundary (COB) implies that in the east of the continental breakup is governed by a strike slip faulting. (3) The seismic high velocity layer in the lower crust seems to be underplated beneath the stretched continental crust. (4) Magnetic anomaly of the continental margin area seems to be rooted in the uppermost sediment and upper part of lower crust based on the tertiary volcanism. (5) Magnetic quiet zone (MQZ) anomaly in the continental margin area coincides with COB. (6) The non-magnetic or very weakly magnetized layer is probably responsible for MQZ. One of the causes of demagnetization of the layer is due to hydrothermal alteration while high temperature mantle materials being underplated. Another explanation is that horizontal sequences of basalt each with flip-flop magnetization polarity cancel out to the resultant magnetic field on the surface. We are currently developing a synthetic database system containing datasets of seismicity, potential field data, crustal and thermal structures, and other geophysical data to facilitate the study of past, contemporary and future changes in the deep sea environment around Japan; i.e. trench, trough, subduction zones, marginal basins and island arcs. Several special characteristics are an object-oriented approach to the collection and multi-faceted studies of global data from a variety of sources.     

北黄海盆地北缘断裂带及其特征

根据最新调查获得的北黄海盆地海洋重力、海洋与航空磁力和多道地震资料,结合以往周边地区的资料,编制了北黄海空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常图。在重磁基础图件的基础上,通过解析延拓、任意方向导数计算、离散小波变换等处理,结合地震和地质资料,对北黄海北缘断裂带进行了综合分析。确定了北黄海北缘断裂带的存在,并对该断裂带的延伸长度、切割深度和性质进行了分析,指出北黄海北缘断裂带是辽东隆起与北黄海盆地的界线,断裂带两侧具有明显不同的地球物理场特征;而且断裂带具有多期活动的特点,对北黄海盆地的形成演化具有重要的控制作用。     

南海西北部与红河地区地球物理场及其地壳深部结构特征

分析了南海西北部与红河地区地球物理场特征，计算了研究区重、磁资料的一阶小波细节变换、四阶小波逼近变换。根据重力场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果，同时参考在研究区进行的地震勘探结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算。结果表明，研究区域地壳结构较为复杂，地壳厚度在17—38km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、过渡壳的性质，同时存在上地幔隆起区及凹陷区。用地震层折成像结果与重力资料计算出的地壳分布趋势进行了对比验证。根据地幔对流结果探讨了研究区深部地球动力学特征及其与深部地壳结构的关系。     

南海西部海域新生代地质构造

南海西部海域地质构造复杂,以北东、北西和近南北向断裂构成区域性格架,重力异常和磁力异常具有明显方向性,地震剖面反映新生代地层可划分出上、中、下三套构造层,深部地壳结构变化较大,地壳强烈减薄,甚至出现了洋壳。此外,南海西部海域发育了一系列新生代沉积盆地,是南海地区一个重要的油气聚集带。本文通过收集多年来的地质一地球物理调查成果,从宏观上综合研究了这一地区的地球物理场和地质构造特征及地壳结构,为评价这一地区的油气资源潜力提供基础背景资料。     

基于深度域地震成像的中沙海槽盆地东北部结构构造研究

文章基于叠前深度偏移地震成像分析, 结合前人重磁反演等地球物理资料成果, 对中沙海槽盆地东北部结构构造进行探索研究。研究表明: 中沙海槽盆地东北部发育新生代地层, 厚度在1500~2500m之间, 地层层速度为1500~ 3500m·s^-1, 不存在中生界沉积层, 盆地基底为海山或前寒武系基岩及岩浆岩隆起。中沙海槽盆地新生代陆源海相烃源岩丰富, 盆地新生界地层厚度大, 盆地凹陷、断裂发育, 具有一定的油气勘探潜力。     

太平洋卫星测高重力场与地球动力学特征

通过多卫星测高数据的综合处理，获得西太平洋卫星测高重力场，进行不同尺度、深度构造动力信息的分离，探讨诸边缘海盆的地球动力学问题。测高大地水准面反映了研究区板块相互作用的特点，其高频成分可以刻画各海盆的构造特征。测高空间重力异常也可刻画陆架构造及盆地分布，由其推算出的海底地形含有大量的海底构造信息。各边缘海盆的莫霍面埋深具有往南变浅的趋势，与菲律宾海各海盆的莫霍面埋深大致相当，说明岛弧两侧的构造动力强度基本相似。大尺度地幔流应力场总体上反映了欧亚板块向东南蠕散和太平洋板块向北西扩张的特点；日本海北侧和南海巽他陆架的中尺度上地幔对流与地幔柱之间有着密切关系，西菲律宾海的上地幔对流强化了日本-琉球-台湾-菲律宾岛弧的活动强度；小尺度地幔流主要限于软流圈层内部，在各海盆分散，而在冲绳海槽和马里亚纳海槽则会聚，可与均衡重力异常类比。还讨论了大、中、小地幔流体系的特点及相互之间的关系，籍以阐明海盆及海槽演化的地球动力学过程。     

南海海盆扩张成因质疑

从板块构造学、地球物理学和地球动力学等角度,结合南海中央海盆及其周边的地质、地球物理资料进行综合分析论证,对南海“扩张成因”模式提出质疑.认为南海“扩张成因说”不能成立,其中的几个核心问题是:(1)数学理论模型的边界参数选取存在多解性,其结果与地质地球物理资料不符或相去甚远;(2)无法解释海盆区地球物理探测和研究所表明的地壳结构及岩性特征,也无法解释海盆区的断裂分布和岩浆活动特征;(3)地球动力学诸方面难以支持南海“扩张成因说”成立;(4)南海海盆周边不存在与南海“扩张成因”相关的相互强烈作用的地球物理和地质构造特征;(5)南海海盆不具备大规模扩张的空间.南海“扩张成因说”已严重阻碍对南海和周边的地质与地球物理研究工作的深入和发展,应该放弃.     

重力水平梯度矢量法在琼东南盆地基底断裂划分上的应用

基底断裂与盆地是一对相互影响的伴生构造,断裂活动控制盆地内沉积填充和构造样式以及后期资源的分布。本文利用琼东南盆地2′×2′的自由空间重力异常,在进行地形校正、布格异常校正得到布格重力异常的基础上求得重力水平梯度矢量。尝试利用重力水平梯度矢量对基底断裂进行划分并取得良好效果:在盆地基底划分出48条断裂,并将其分为3个等级,其中一级断裂5条,二级断裂8条,三级断裂35条;将确定的断裂与其他地质、地球物理方法(地震剖面)确定的断裂进行比较,发现在主要格架上具有一致性;重力水平梯度矢量法与其他解释方法比较具有成本低廉、方法简单、结果直观的优点。