南海北部渐新世末的构造事件

ODP1148站以及珠江口盆地沉积物均记录了渐新世末发生的重大地质构造事件, 这一构造事件在时间上与南海扩张轴发生跳跃的时间十分吻合, 是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件, 涉及到南海扩张、盆地类型转化、沉积物源变迁等一系列相关联的重大地质事件.伴随这一地质构造事件, 南海北部沉积物成分发生剧烈改变, 出现渐新世-中新世地球化学成分上的跳跃, 在深海沉积中发生沉积间断及滑塌事件, 并使珠江口盆地由断陷型盆地转为坳陷型盆地, 白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境.可以认为, 这次构造运动奠定了我国现代的地理格局, 也标志着我国东部陆相盆地最佳烃源岩形成期的结束, 在南海乃至东亚地区影响深远.      

南海北部沉积物特征及其对珠江演变的响应

采用沉积地球化学、沉积物矿物成分分析等手段研究发现,自渐新世以来,南海北部沉积物成分具有阶段性改变的特征.在早渐新世,沉积物反映出其母岩以花岗岩和区域变质岩为主;到晚渐新世,母岩中区域变质岩类型消失,而以花岗岩、沉积岩和接触变质岩为特征;进入中新世,沉积物主要反映出碳酸盐岩等沉积岩为主的源区特点.这种沉积物成分演变特征与南海北部盆地基底及珠江流域不同区域物质组成特征极为一致,反映出珠江流域演化与南海北部沉积充填之间的对应关系.因此,通过这种研究方法,可以更好地理解32Ma以来南海北部沉积物成分发生改变的原因.同时,可以通过对比南海北部古珠江来源沉积物各时期的成分特点,建立珠江流域的侵蚀-搬运-沉积过程,探讨珠江流域演化历史.     

南海北部渐新世末沉积环境及物源突变事件

南海北部沉积物成分在渐新世末(23.8Ma)发生剧烈改变,出现地球化学成分上的突变,并在深海沉积中发生沉积间断及滑塌堆积。这些沉积事件在时间上与南海扩张轴由东西方向转为北东—南西方向发生跳跃的时间十分吻合,是渐新世以来南海构造演化史上最为重大的构造事件。经过这次构造事件,白云凹陷由渐新世晚期的浅水陆架环境转为中新世以后的深水陆坡环境,南海北部地区沉积物源由渐新世近源为主转变为中新世远源为主的供给特点;并使南海北部地区自中新世以来总体呈现海侵的特征。这次沉积环境与物源突变事件对南海北部地区油气藏的形成影响深远。     

南海沉积物总量的统计：方法与结果

通过收集包括大洋钻探钻井岩芯在内的大量地质地球物理资料，获得了南海的沉积物厚度分布格局，并统计了自渐新世以来的沉积总量以及E3、N11、N21、N31、N2、Q各时期的沉积量。结果表明，在前渐新世基底之上，南海海盆中共有7.01×106  km3的沉积物，总质量为1.44×1016吨。以渐新世33 Ma的年龄计，南海的平均堆积速率是12.8 g/(cm2·ka)。南海沉积物主要堆积在陆架和陆坡上，中央海盆的沉积总量不及全部的5%。陆架和陆坡上发育的沉积盆地，如果以沉积厚度2 km为边界，则只占南海总面积的34%，却堆积了南海沉积总量的82%，表明沉积盆地是南海接受沉积物的主体。晚渐新世是南海沉积量最大、堆积速率最高的时期，与全球沉积速率演变有明显差异，显示出边缘海盆地的沉积作用，首先受该地构造作用的控制。     

台湾始新统—中新统沉积物源与沉积环境

台湾地区出露的始新统-中新统地层属南海北侧的范畴,其物质组成及沉积环境为揭示南海新生代早期构造沉积演化提供了关键性依据。对台湾西部麓山带中部南投粗坑地区、国姓地区以及东北海岸新港-基隆地区的始新统-中新统地层进行了岩石学、矿物学、稀土元素地球化学特征以及碎屑锆石U-Pb定年分析等研究。结果显示:台湾中部和北部从始新世到中新世经历了从陆相河流-湖泊相沉积环境到滨浅海相的环境转变,其砂岩成分成熟度随时间由老变新呈现规律性变化;沉积物源分析表明研究区沉积物在始新世-早渐新世,物源以近源中生代源区为主,碎屑锆石年龄谱系出现120 Ma和230 Ma两个主要峰值,与周边及华南沿海地区中生代火山岩时代一致;进入晚渐新世以后,锆石年龄谱系出现900 Ma及1 800 Ma等古老峰值,说明古老地块物质明显增加,这可能反映了昆莺琼古河流由南海西部到东部的物质输送对台湾地区的影响作用。     

珠江口盆地的沉积充填与珠江的形成演变

沉积物元素地球化学分析表明,南海北部地区沉积物渐新统与中新统明显不同,两者之间存在物源突变事件。这一沉积地质事件在时间上与南海扩张轴发生跳跃、滇西高原以及东喜马拉雅构造结的快速隆升等一系列地质构造事件十分吻合,是珠江以及珠江口盆地搬运—沉积—充填演化史上一次重大的转变。Ca/Si、CIA以及Al₂O₃等参数变化显示,珠江侵蚀区极有可能由渐新世近源硅酸盐为主的华南沿海地区拓展为中新世远达青藏高原东麓的云贵高原碳酸盐为主的地区,流域范围突然扩大。同时伴随沉积物供给增大,造成珠江口盆地从渐新世富砂为主的沉积堆积体系转变为中新世以来以泥为主的沉积堆积体系,显示出珠江的发育演化以及中新世以来的青藏高原隆升在南海北部的沉积充填演变中扮演了重要角色,对南海北部地区油气藏的形成影响深远。     

南海北部古河流演变对欧亚大陆东南缘早新生代古地理再造的启示

欧亚大陆东南缘早新生代古地理演变包含了华南沿海中生代山脉的逐步消减与南海的逐步扩张形成等重大事件。南海北部始新统—下中新统“源-汇”路径研究发现,南海沉积物物源在该时期发生了巨大改变。在始新世和早渐新世,源自南海西部古隆起的“昆—莺—琼”河流系统向南海东部地区输送了大量沉积物,包括珠二坳陷在内的南海北部南侧大部分地区受南海西部物源的控制,仅在珠一坳陷接受来自华南大陆珠江的沉积物;晚渐新世,南海西部物源逐步被北部珠江物源取代;到早中新世,珠江来源沉积物全面越过番禺低凸起进入珠二坳陷,大量来自华南内陆的沉积物被珠江运输至南海盆地,“昆—莺—琼”古河流进一步萎缩,仅在南海西部琼东南盆地分布,并且由西向东沉积物源区昆嵩地块逐渐被海南岛取代。南海西部自晚中新世以来发育的中央峡谷正是该古河流的残余。南海新生代早期“昆—莺—琼”河流系统的发现及珠江演变过程的构建,对于深刻认识该地区新生代早期古地理特征、整个欧亚大陆东南缘的古地貌重建以及盆地的油气勘探均具有重要意义。     

白云运动：南海北部渐新统-中新统重大地质事件及其意义

提要：南海北部及珠江口盆地渐新统-中新统界面（约23．8Ma）代表一个重大地质事件：在南海乃至东亚地区出现了一次大规模的构造运动，本文定名为“白云运动”。研究证实，白云凹陷23．8Ma以前为浅海陆架沉积，但随着南海扩张脊向南跃迁使得23．8Ma以来白云凹陷深部地幔上隆产生强烈的热沉降，陆架坡折带由23．8Ma以前位于白云凹陷南侧突变式地跳跃到凹陷的北侧；白云凹陷也由渐新世晚期的浅海陆架环境转为陆坡深水环境。沉积物地球化学的研究揭示，该构造事件也是本区沉积物源突变的主控因素，造成珠江三角洲和珠江深水扇系统在23．8Ma界面发生明显突变。32～23．8Ma的珠江流域范围可能以华南花岗岩地区为主，之后受喜马拉雅隆升的影响，珠江流域范围向西扩展，沉积物中明显存在着来自喜马拉雅东翼的物质。23．8Ma渐新统-中新统重大构造事件从根本上影响和改变了珠江流域的格局、南海北部沉积物的组成、沉积作用、海平面变化和油气成藏特点。     

南海晚渐新世滑塌沉积指示的地质构造事件

南海北部ODP1148站晚渐新世至早中新世沉积以滑塌堆积和长时间沉积缺失为主要特征.由构造活动引起的沉积间断始于渐新世中期28.5 Ma至早中新世23 Ma左右结束.主间断面位于25 Ma, 亦即滑塌沉积层的底界.4次沉积间断总共造成至少3 Ma沉积记录的缺失.综合岩性、古生物年代测定、地球化学等分析结果, 表明南海晚渐新世的海底扩张模式呈多次跳跃式, 并以“25 Ma事件”为型变高峰.这一系列构造活动是欧亚、澳大利亚、菲律宾-太平洋板块相互作用的结果, 直接导致南海向前期裂谷更发育, 红河大断裂左擦拉张更强的南部扩张的转型.1148站的滑塌沉积为此次南海扩张转型提供了直接的证据.      

南海北部深水区沉积物稀土元素特征及其物源指示意义

对南海北部白云深水区沉积物稀土元素的研究表明,渐新世至中新世的物源发生较大变化。渐新世时期,白云深水区不同区域稀土元素的分布特征差异明显,表明沉积物物源不同。深水区北部沉积物主要来自古珠江物源区,深水区东、西部沉积物中含有较多中基性火山物质,南部则主要包含基性火山物质,说明当时南海北部地区构造活动较强,存在较多火山活动,火山活动由北向南基性成分增多。渐新世末的白云运动使南海北部深水区产生强烈持续沉降,造成陆架坡折带北移,白云深水区从渐新世浅海陆架环境演化为中新世陆坡深水环境,中新世期间沉积物主要来自深水区北部的珠江三角洲物源,深水区东部存在东沙隆起源区,而深水区南部沉积物在中新世仍受到基性火山活动的影响。     

EXPLORING THE ASIAN MONSOON THROUGH DRILLING IN THE SOUTH CHINA SEA

EXPLORING THE ASIAN MONSOON THROUGH DRILLING IN THE SOUTH CHINA SEA     

南海大陆边缘盆地构造演化差异性及其与南海扩张耦合关系

南海大陆边缘盆地由于边界条件的差异,不仅形成了不同类型的陆缘盆地,如离散型、走滑伸展型和伸展挠曲复合型,而且这些盆地构造演化存在明显的非同步性。这些陆缘破裂过程与南海扩张作用过程呈现明显不一致性。研究表明,南海扩张时期南海南、北大陆边缘均形成了一系列裂陷盆地,然而,南海南部、北部大陆边缘盆地裂陷作用结束时间不同,北部大陆边缘盆地裂陷作用结束于23 Ma或21 Ma,而南部大陆边缘盆地裂陷作用结束于15.5 Ma,显然北部大陆边缘盆地裂陷结束时间明显早于南部大陆边缘盆地。南海扩张停止后,南海南、北部陆缘仍表现出明显差异,北部陆缘仍以伸展作用为主,晚中新世以来出现快速沉降幕,而南海南部陆缘则以挤压作用为主,且其挤压时间及强度呈现南早北晚的特点,即南部曾母盆地明显早于南薇西盆地和北康盆地。南海南、北大陆边缘盆地形成演化的差异性,特别是构造转型差异变化,为新生代南海扩张的迁移性提供了有力的佐证,可以推断南海不同期次海盆扩张可能存在向南的突然跃迁。因此,本次研究梳理出的南海不同陆缘盆地张裂伸展的非同步性可为南海洋盆扩张演化过程解释提供新的证据。     

Petroleum Geology in Deepwater Settings in a Passive Continental Margin of a Marginal Sea: A Case Study from the South China Sea

Deepwater oil and gas exploration has become a global hotspot in recent years and the study of the deep waters of marginal seas is an important frontier research area.The South China Sea(SCS)is a typical marginal sea that includes Paleo SCS and New SCS tectonic cycles.The latter includes continental marginal rifting,intercontinental oceanic expansion and oceanic shrinking,which controlled the evolution of basins,and the generation,migration and accumulation of hydrocarbons in the deepwater basins on the continental margin of the northern SCS.In the Paleogene,the basins rifted along the margin of the continent and were filled mainly with sediments in marine-continental transitional environments.In the Neogene–Quaternary,due to thermal subsidence,neritic-abyssal facies sediments from the passive continental margin of the SCS mainly filled the basins.The source rocks include mainly Oligocene coal-bearing deltaic and marine mudstones,which were heated by multiple events with high geothermal temperature and terrestrial heat flow,resulting in the generation of gas and oil.The faults,diapirs and sandstones controlled the migration of hydrocarbons that accumulated principally in a large canyon channel,a continental deepwater fan,and a shelf-margin delta.     

中祁连木里盆地古近系ESR年龄及地质意义

对中祁连木里盆地新生代红层进行ESR测年,获得了祁连山地区新生代红层沉积时代及构造变形年代学数据.研究表明,中祁连木里盆地内沉积了巨厚的新生代红层,较好地记录了祁连山隆升历史.盆地最老的新生代地层为始新世由湖相沉积组成的火烧沟组,ESR年龄为40.2～35.3 Ma,与上覆沉积时代为32.6～24.3 Ma的渐新世河湖相沉积组成的白杨河组呈角度不整合接触.构造变形特征与沉积环境的变化说明始新世末与渐新世初木里地区发生了构造变形和山脉的隆升,与祁连山地区新生代早期的隆升有很好的对应关系.     

中国中始新世—早更新世构造事件与应力场

中始新世—渐新世（52—23．3Ma）的华北构造期是以太平洋板块朝NWW方向位移为主要特征,使我国大陆受到近东西向的挤压,造成一系列近南北向的褶皱、逆掩断层和许多走向近东西的正断层、单断箕状盆地。此构造事件的发生可能与始新世末期北美、加勒比海和东太平洋的大量微玻璃陨石的坠落、冲击有关。中新世--早更新世（23．3⁰．7Ma）的喜马拉雅构造期是以印度—澳大利亚板块与菲律宾海板块向北推移为主要特征,造成喜马拉雅山和日本列岛南部的俯冲带,使我国西部发育走向近东西的褶皱、逆掩断层系,而在东部地区则形成许多走向近南北的深切地幔的正断层系.并使南海与日本海再次张开。出现洋壳。喜马拉雅构造事件可能与印度洋、南亚、澳大利亚附近地区的微玻璃陨石群的冲击有关。     

伊通盆地渐新世以来构造活动历史的裂变径迹分析

运用裂变径迹分析方法,针对岔路河断陷与鹿乡断陷5个样品的磷灰石进行裂变径迹分析并结合盆地模拟研究表明,伊通盆地岔路河断陷自渐新世以来曾经历两期构造热事件,发生的时间约为24．9Ma～19．1Ma和6．9Ma～4．9Ma;鹿乡断陷自渐新世以来也经历了两期构造热事件,发生的时间约为30Ma～27．8Ma和22．6Ma～11．1Ma。伊通盆地在渐新世以来发生的二次抬升剥蚀均是从中部迁移至北部。岔路河断陷和鹿乡断陷磷灰石裂变径迹与样品高程均具正相关性,其中岔路河断陷21．8Ma以来的平均隆升剥露速率为7．034×10^-2mm／y,鹿乡断陷18．9Ma以来的平均隆升剥露速率为6．033×10^-2mm／y。上述热年代学认识同时得到了盆地地球动力学背景、地层划分与对比及火山活动等方面证据的支持,说明应用磷灰石裂变径迹技术可有效地分析伊通走滑-伸展盆地的构造活动历史。     

THE EVOLUTIONARY SERIES OF EARLY PRECAMBRIAN STRUCTURES AND THEIR METALLOGENY

The central Anatolian basins can be grouped into two basic types—arc-related (forearc and intra-arc) basins and collision-related (peripheral foreland) basins. The former began developing in the Late Cretaceous, whereas the latter started to form at the beginning of the Eocene. Both types of basins were filled until the Oligocene with turbidites overlain by shelf and nonmarine strata. During the Oligocene, all these basins were unified into a large epi-Anatolide molasse basin, in which widespread gypsiferous series were deposited together with abundant clastic deposits and volcanics. After the Oligocene, these basins evolved into an areally more extensive “intra-cratonic” basin that bears no relation to the earlier orogenic structures. This superposition of different types of basins makes the geology of central Anatolia extremely complicated. To date, no reliable evolutionary tectonic model for this region has been formulated. Considering that the hydrocarbon potential of these basins is largely unknown, this complication appears to have also frustrated exploration efforts.