南海北部白云凹陷及其邻区的岩石圈强度分析

选取纵穿南海北部陆缘的长排列多道地震剖面,利用挠曲回剥和重力异常模拟相结合的过程导向法(process-oriented gravity modelling,POGM),计算了研究区内不同构造单元同张裂及裂后阶段的岩石圈有效弹性厚度(effective elastic thickness,Te),并对其分布特征进行了详细分析。计算结果显示:张裂过程中岩石圈强度很弱;而裂后阶段岩石圈强度在不同构造单元并不相同,其中番禺低隆起和下陆坡区强度较高,Te约为15km,而在北部坳陷带为7km左右,白云凹陷地区强度最低,仅为5km左右。获得的岩石圈强度结果,加深了对南海北部大陆边缘盆地特征和岩石圈构造演化过程的认识,具有重要的意义。     

南海西南部马来盆地新生代构造沉降特征及其成因分析

南海西南部是南海构造复杂程度最高的区域之一,为深入认识马来盆地及南海西南部构造演化过程,本文基于最近公开发表的地震剖面和钻井资料,对马来盆地内69个模拟井进行系统的构造沉降史重建,发现马来盆地构造沉降史可以分为张裂期快速沉降、裂后早期异常快速沉降、裂后中期慢速沉降以及裂后晚期缓慢沉降等4个阶段。分析表明马来盆地属于叠加了翼部小幅断裂走滑作用的张裂型沉积盆地,马来盆地裂后早期的快速构造沉降很可能是因加载作用导致的岩石圈非弹性屈服的结果。     

珠江口盆地白云凹陷裂陷期断裂结构与演化特点

珠江口盆地白云凹陷地处南海北部深水陆坡区,经历了古近纪两幕裂陷作用,新近纪裂后沉降作用和中中新世以后的构造活化作用,形成了多期继承性和新生性的断层系统。文章首先按剖面形态将裂陷期断层分为三类:第一类为板式断层,通常只断穿T60、T70和T80;第二类为铲式断层,断穿包括Tg在内的较多层位;第三类为拆离断层,断穿Tg层位,垂向断距较铲式断层更大。然后,利用高精度二维和三维地震剖面对白云凹陷南缘控凹断层的组合样式、活动性及演化史进行了分析,结果表明:在白云凹陷西南部发育雁列式断层组合,雁列式断层组合中的铲式断层之间通过发育连接断层(板式断层),调节变形或位移而保持区域伸展应变守恒;白云凹陷中部大型断层存在平行发育关系,4条铲式断层首先发育,同步运动,其中最靠近凹陷的一条活动速率最大,板式断层在其断块之上后期发育;而在白云凹陷东部的南侧边缘发育有低角度拆离断层,在拆离断层上盘高角度旋转断块呈多米诺式排列,下部整体滑移。在剖面活动性分析基础上文章探讨了其成因机制,为白云凹陷油气勘探提供参考。     

莺歌海盆地由沉积负载引起的裂后期快速沉降的耦合模式

莺歌海盆地位于印支半岛与南海北部大陆边缘交接区,复杂的地质构造背景使其形成演化的动力学机制成为国内外的研究焦点,其中盆地裂后期快速沉降的动力学机制是解决盆地动力学演化机理的关键问题。通过对莺歌海盆地沉降史与滇西高原隆升史对应关系的研究,结合Westaway的含裂后沉积负载响应的下地壳流动的耦合模式,来解释莺歌海盆地裂后期快速沉降的动力学机制。认为莺歌海盆裂后期演化经历了3个阶段,即快速沉降阶段、相对稳定阶段、加速沉降阶段。     

南海北缘白云凹陷北坡裂后断裂活动特征及构造沉积响应

为深入理解被动大陆边缘凹陷斜坡断裂的构造特征和演化机制,利用最新的三维地震资料分析珠江口盆地白云凹陷北坡带的断裂发育特征,应用断层生长指数研究断裂的活动期次,结合断裂活动期间的沉积响应特点,分析断层发育演化机制。结果显示,白云凹陷北坡断裂走向以NWW向为主,发育部分NEE至近E—W向小断裂;断层倾角较陡,单条断层剖面形态主要为板式断层,组合构造样式主要呈阶梯状和"X"形断裂组合样式;裂后阶段主要有23.03~21Ma和19.1~15.97Ma和10~2.59Ma三期活动,其中10Ma后断层活动强度显著增大。断裂走向研究表明新生代区域伸展应力场由近N—S向向NNE向顺时针偏转,偏转角度约为8°。相对于陆架凹陷发育的断裂,位于陆坡深水区白云凹陷断裂体系特点主要是断裂活动时间较长且活动强度多变。研究表明,白云凹陷北坡裂后断裂的发育演化主控因素是主凹持续强烈的热沉降,南海扩张对北缘的弱挤压作用也是重要的影响因素,南海块体和西菲律宾海板块的汇聚活动则对断裂构造活化有重要影响。白云北坡的沉积发育对构造活动具有较为明显的响应,尤其是裂后第三期的构造活化期,受东沙运动影响,表现为一系列水道下切、深水沉积滑塌和削截抬升,根据其变形特点,推测东沙运动的构造应力主要来自东侧。     

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。     

珠江口盆地白云凹陷始新世—中新世沉积物物源研究

运用地质与地球物理综合研究方法,对南海北部珠江口盆地白云深水区始新世—中新世的沉积充填特征开展研究,结果表明,在早中始新世,白云凹陷沉积环境经历了由陆相冲积扇到中深湖相的转变,晚始新世部分地区遭受海侵,沉积物源主要来自北部番禺低隆起和东沙及神狐构造高部位,以近源沉积为主。到早渐新世,凹陷沉积环境转变为海陆过渡相及海相环境,凹陷北部受番禺低隆起等局部物源控制,凹陷主体接受大量源自南海西部昆莺琼古河的物源供给。到晚渐新世,古珠江沉积范围增大,突破番禺低隆起进入白云凹陷,凹陷北部主体受古珠江搬运沉积物影响,凹陷其余地区则接受来自北部古珠江及西部昆莺琼古河双物源供给。进入中新世,由于盆地热沉降作用的加强,南海北部陆架坡折带由白云凹陷南部跃迁至北部,凹陷水深不断加深,凹陷主体受古珠江沉积物的控制,其中南部地区为深水环境,受到由浊流搬运来的北部古珠江物质、西部昆莺琼古河物质以及正常远洋沉积物的共同影响。     

南海北部大陆边缘盆地深水油气及水合物勘探取得重大突破

正自2007年以来,南海北部大陆边缘盆地深水油气勘探及天然气水合物勘查连续获得重大突破。近10年来,中海油在深水油气勘探领域陆续获得重大突破和发现。据不完全统计,迄今为止,在南海北部陆坡深水区的珠江口盆地南部白云凹陷及周缘区和琼东南盆地西南部乐东—陵水凹陷及周缘区,已探明油气地质储量近10亿吨油     

琼东南盆地新生代构造研究现状及展望

琼东南盆地属于南海北部陆缘拉张盆地,但是由于其不同的发育历史及红河断裂的影响,具有与东部陆缘盆地不同的构造特征。琼东南盆地和珠江口盆地在地壳结构、基底特征等方面存在差异,但是这种差异的原因还不清楚。新生代沉降速率发生多期变化,并存在裂后异常沉降、沉降延迟等现象,其形成机制尚需要进一步研究;平面上,构造具有迁移性,但是对不同地质时期的构造迁移方向仍存在不同的看法。盆地沉降中心和沉积中心经历了由裂陷期和裂后早期的较好重合到裂后晚期的逐步分离,直至完全分离的过程。盆地形成与地幔流的关系,以及红河断裂对盆地裂后沉降迁移的影响,也都是需要进一步确定的工作。鉴于以上各方面存在的问题,对琼东南盆地与南沙的共轭关系、盆地异常沉降、红河断裂及内部构造转换带对构造迁移的影响、以及琼东南盆地与珠江口盆地的比较等方面的研究是下一步工作的重点。     

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。     

Transtensional tectonism and its effects on the distribution of sandbodies in the Paleogene Baiyun Sag, Pearl River Mouth Basin, China

The Baiyun Sag, situated at the north continental slope of the South China Sea, is a main sub-unit in the Southern Depression Belt of the Pearl River Mouth Basin. In this Sag, the middle Eocene Wenchang and upper Eocene–lower Oligocene Enping Formations had developed in the evolution stage of continental faulted basin. Seismic stratigraphic sequences and fault structures revealed that the Baiyun Sag was short of long-reaching boundary faults, and that it was a rifted basin greatly influenced by basement faults rather than a typical half-graben. Different from the sags in Northern Depression Belt of the Pearl River Mouth Basin which controlled by large-scale NEE-strike faults, the Baiyun Sag had been controlled by two groups of NWW-strike en echelon fault belts with approximate opposite dips, which developed in the southwest and northeast of this Sag respectively and had played the roles of boundary faults. These en echelon faults, together with narrow synclines, partial flower structures and fluid diapirs, indicated the left-lateral transtensional activities, which had resulted in subsidence center departing to main faults and stretching S-shaped. Moreover, the en echelon faults had constructed many composite transfer zones of relay ramps, and controlled the distribution of sandbodies. The en echelon fault belts are located in accordance with Nw-striking Mesozoic basement faults. Hence the left-lateral transtensional activities were responsible for the Western Pacific Plate subducting and strike slip reactivation of the basement faults. Significantly, NW-striking basement faults had forcefully determined the development of not only the Baiyun Sag but also the Xingning Sag.     

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。     

南沙海区万安盆地构造演化与成因机制

本文基于地震、钻井和区域地质资料，运用回剥法和平衡剖面技术定量研究了万安盆地的构造沉降和伸展程度，重建盆地的构造演化史并探讨其成因机制。模拟结果表明，万安盆地构造沉降曲线为多段式，其南北部构造沉降差异明显，且沉降中心逐渐向南发展的趋势。晚始新世-渐新世（37.8~23.03 Ma BP）盆地中、北部快速沉降，存在两个沉降中心；早中新世（23.03~16.0 Ma BP）盆地南部也发生快速沉降，整个盆地存在3个沉降中心；中中新世（约16.0~11.63 Ma BP）沉降作用减弱，盆地进入裂后热沉降期。万安盆地的伸展和形成演化呈现北早南晚的特征，与南海海底扩张密切相关，同时受控于万安断裂带交替地右旋-左旋走滑作用，是伸展和走滑双重作用的结果。盆地的构造演化过程可细分为4个阶段:初始裂谷期、主要裂谷期、走滑改造期和裂后加速沉降期。     

南海区域岩石圈的壳-幔耦合关系和纵向演化

南海区域岩石圈由地壳层和上地幔固结层两部分组成。具典型大洋型地壳结构的南海海盆区莫霍面深度为９～１３ｋｍ,并向四周经陆坡、陆架至陆区逐渐加深;陆缘区莫霍面一般为１５～２８ｋｍ,局部区段深达３０～３２ｋｍ,总体呈与水深变化反相关的梯度带;东南沿海莫霍面深约２８～３０ｋｍ,往西北方向逐渐增厚,最大逾３６ｋｍ。南海区域上地幔天然地震面波速度结构明显存在横向分块和纵向分层特征。岩石圈底界深度变化与地幔速度变化正相关;地幔岩石圈厚度与地壳厚度呈互补性变化,莫霍面和岩石圈底界呈立交桥式结构,具有陆区厚壳薄幔—洋区薄壳厚幔的岩石圈壳－幔耦合模式。南海区域白垩纪末以来的岩石圈演化主要表现为陆缘裂离—海底扩张—区域沉降的过程,现存的壳－幔耦合模式显然为岩石圈纵向演化产物,其过程大致可分为白垩纪末至中始新世的陆缘裂离、中始新世晚期至中新世早期的海底扩张和中新世晚期以来的区域沉降等三个阶段。     

Morphotectonics and evolutionary controls on the Pearl River Canyon system, South China Sea

The Pearl River Canyon system is a typical canyon system on the northern continental slope of the South China Sea, which has significant implications for hydrocarbon exploration. Through swath bathymetry in the canyon area combined with different types of seismic data, we have studied the morphotectonics and controlling factors of the canyon by analyzing its morphology and sedimentary structure, as well as the main features of the continental slope around the canyon. Results show that the Pearl River Canyon can be separated into three segments with different orientations. The upper reach is NW-oriented with a shallowly incised course, whereas the middle and lower reaches, that are located mainly in the Baiyun Sag, have a broad U-shape and have experienced consistent deposition. Seventeen deeply-cut canyons have developed in the slope north of the Baiyun Sag, playing an important role in the sedimentary processes of the middle and lower reaches of the Pearl River Canyon. These canyons display both asymmetrical V- and U-shapes along their lengths. Numerous buried channels can be identified below the modern canyons with unidirectionally migrating stacking patterns, suggesting that the canyons have experienced a cyclic evolution with several cut and fill phases of varying magnitude. These long established canyons, rather than the upper reach of the Pearl River Canyon, are the main conduits for the transport of terrigenous materials to the lower slope and abyssal basin during lowstand stage, and have contributed to the formation of vertically stacked deep-water fans in the middle reach. Canyon morphology is interpreted as a result of erosive sediment flows. The Pearl River Canyon and the 17 canyons in the slope area north of the Baiyun Sag probably have developed since the Miocene. Cenozoic tectonics, sea level change and sediment supply jointly control the morphology and sedimentary structure. The middle and lower reaches of the Pearl River Canyon developed on the paleo-terrain of the Baiyun Sag, which has been a persistently rapid depositional environment, receiving most of the materials transported via the canyons.     

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。     

南海北部陆丰凹陷LF14井中新世古水深变化及沉降特征*

南海北部陆丰凹陷内LF14井记录了早中新世至早上新世的海相沉积地层。古水深重建结果显示研究井位在早中新世突然发生海侵, 水深迅速上升至最大值275m, 随后经数次波动, 整体处于中—外陆架环境, 共记录了5个完整的海侵—海退层序。回剥分析方法重建的LF14井沉降史揭示了研究井位在中中新世(17.5—10Ma)处于快速沉降期, 快速沉降导致的凹陷内沉积物的可容纳空间发育速率高和陆源物质供给充足是造成该阶段沉积速率高的两个重要因素; 晚中新世—早上新世(10—4.53Ma)处于弱沉降期, 推测东沙运动导致凹陷内的沉积物可容纳空间发育速率变小和陆源物质供给减少, 造成该时期内研究井位沉积速率低。最后, 依据定量重建的古水深变化在研究层段识别出一系列短暂存在的构造上升事件。     

珠江口盆地白云凹陷海底峡谷沉积模式

利用高分辨率三维地震资料,在珠江口白云凹陷三维工区中发现形态以及发育特征相似的7个海底峡谷.通过对其现今地貌特征研究,将其分为上、中、下段.综合地震反射振幅、连续性及外部结构形态等信息,识别出了峡谷侵蚀基底、谷底沉积、谷壁滑塌等峡谷地震相单元.结合峡谷不同位置处的各类地震相的发育情况,可知峡谷的这3个地貌单元具有不同的...     

南海輓近海平面变化与构造升降初步研究

揭示南海輓近海平面变动和古岸线诸多遗迹,探讨晚更新世以来海平面变化一般规律,初步分析南海周缘中全新世和现代地壳构造升降速率,得出本区海平面上升率适中参考值为0.10—2.0mm/a,初步估算未来50年内海平面变化趋势在1.26—4.0mm/a之间;而构造升降受块断差异运动控制,一般规律是南海北部沿岸自东向西递减,由福建南部1.15mm/a至海南岛南部0.54mm/a。近代地壳形变资料亦证实这种变化规律。