南海北部陆缘地壳结构特征及其构造过程

根据“北部湾大陆缘地壳结构ＰＳ转换波测深”等地球物理测量结果,本文研究了南海北部陆缘的地壳结构特征,讨论了其白垩纪以来的构造过程。地球物理测量表明,由陆向海,南海北部陆缘地壳由陆壳、过渡壳变为洋壳,厚度由３４ｋｍ减薄至８ｋｍ左右。垂向上地壳为３层结构模式。陆壳、过渡壳和洋壳的下地壳Ｐ波速度普遍较高。地壳伸展系数的计算表明南海北部陆缘伸展主要发育于陆坡地区。结合区域地质研究,本文认为：南海北部陆缘及     

南海南部地壳结构的重力模拟及伸展模式探讨

对南海南部地壳结构研究有助于揭示南海完整的演化历史。本研究对南海南部获取的两条多道地震剖面进行了地震 解释,并对重力数据进行了壳幔密度反演。其中 NH973-1 测线始于南海西南次海盆,覆盖了南沙中部的北段;NH973-2 测 线始于南海东部次海盆,穿越礼乐滩东侧。反演结果显示,莫霍面埋深在海盆区 10~11 km,陆缘区 15~21 km 左右,洋壳向 陆壳莫霍面深度迅速增加。海盆区厚度在 6~7 km,为典型的洋壳;陆缘区地壳厚度在 15~19 km,为减薄型地壳。进一步研 究表明(1)在西南次海盆残余扩张脊之下,莫霍面比两侧略深;(2)在礼乐滩外侧海盆区有高值重力异常体,推测为洋壳与深 部岩浆混合的块体;(3)南沙区域上地壳存在高密度带,且横向上岩性可能变化。南海南部陆缘未发现有下地壳高速层,有 比较一致的构造属性和拉张样式,为非火山型陆缘。我们对两条测线陆缘的伸展因子进行了计算,发现上地壳脆性拉伸因 子与全地壳拉伸因子存在差异,其陆缘的拉张模式在纵向上是不均匀一的。     

中沙地块南部断裂发育特征及其成因机制

利用最新多道地震剖面资料,结合重力、磁力、地形等地球物理资料,揭示了中沙地块南部断裂空间展布特征、断裂发育时期、断裂内部构造形变特征及深部地壳结构,并基于认识探讨了断裂的发育机制。研究结果认为,中沙地块南部陆缘构造属性为非火山型被动大陆边缘：地壳性质从西北向东南由减薄陆壳向洋陆过渡壳再向正常洋壳发育变化;Moho面埋深从中沙地块下方的26 km快速抬升到海盆的10~12 km;从中沙地块陡坡至其前缘海域的重力异常明显负异常区为洋陆过渡带,在重力由高值负异常上升到海盆的低值正、负异常的边界为洋陆边界。中沙地块南部发育有4组阶梯状向海倾的深大正断裂,主要发育时期为晚渐新世到中中新世。断裂早期发育与南海东部次海盆近NS向扩张有关,后期遭受挤压变形、与菲律宾海板块向南海的NWW向仰冲有关。该研究有助于更好认识南海海盆的扩张历史和南海被动大陆边缘的类型。     

南沙海槽岩石圈热-流变结构与动力学演化分析

南沙海槽前陆盆地是我国南海南缘陆架区重要的含油气盆地,海槽之下陆壳减薄的原因、前陆区逆冲推覆构造的变形机制是南海地球动力学研究的重要科学问题。利用地震、重磁、地热观测资料,依据地震沉积地层分析、重磁反演分析、地幔流应力场分析、热-流变学分析方法,文中计算了南沙海区地壳结构特征、南沙海槽逆冲推覆热-流变学结构。结果表明:南沙海区Moho面深度在18~26km,其中海槽区Moho面最浅,由海槽中心向东南至陆坡,Moho面由20km快速下降到26km深度,说明南沙海区陆壳结构曾发生过强烈的构造变动。南沙海区地壳累积流变强度FC与岩石圈累积流变强度FL之比小于80%,显示为一个整体陆壳地块,岛礁区大部分地段地壳热流QC与海底热流Q0之比大于60%,为"热壳冷幔"型热结构,而海槽区情况正相反,QC/Q0小于40%,为"冷壳热幔"型热结构。南沙海槽Moho面温度在300~700℃,地壳整体温度较低,地温梯度在垂向上高、低相间成层分布,地壳浅层地温梯度在15~30℃/km,深层地温梯度大于45℃/km。南沙海槽南北两侧应力分布特征不同,北侧挤压,南侧伸展。北侧挤压区,地层挤压收缩量由深向浅减小,南侧伸展区,地层伸展量由深向浅增大,类似手风琴风箱结构。北侧黏滞系数高、流变强度大,南侧黏滞系数低、流变强度小。南侧的黏滞系数、流变强度大约比北侧低2~3个数量级,因此南沙海槽南侧比北侧更容易发生构造变形。由计算结果推测,南沙Moho面起伏或陆壳减薄与"地壳重力均衡作用"和"地幔热隆升作用"有关,海槽东南缘逆冲推覆体构造变形机制主要是"地壳缩短"作用,其次是"重力滑脱"作用。文中没有涉及南沙陆块不同地质时期Moho面、"地壳均衡"、"地幔热隆升"之间的演化关系,也没有涉及南沙海槽基底变形中"弹性挠曲"和"逆冲推覆"之间的关系。     

南海后扩张期大陆边缘闭合过程及成因机制

南海是西太平洋海域最大的边缘海,然而南海扩张终结后动力学过程研究仍较为薄弱.通过构造变革界面识别、褶皱冲断带沉积记录等方面的系统研究,揭示南海南部和东部陆缘在南海后扩张期的演化历程.研究表明南海南部和东部边缘经历了多个微板块从俯冲到碰撞的演变历程,形成了陆-陆碰撞、弧-陆碰撞、洋-弧俯冲等多个特征迥异的板块边界.南海南部陆缘属于古南海俯冲拖曳构造区,婆罗洲西北沙捞越-曾母地块率先碰撞,随后经历了婆罗洲东北沙巴-南沙地块碰撞、西南巴拉望-卡加延岛弧碰撞.南部多个微板块碰撞导致古南海呈剪刀式从西向东逐渐关闭和消亡,总体形成了以微地块碰撞、深海槽发育和造山带前缘巨厚沉积充填为特色的碰撞陆缘.东部陆缘属于菲律宾海俯冲-碰撞构造区,南海东部洋壳自中新世开始向菲律宾海板块俯冲,弧-陆碰撞仅局限于东部陆缘南北两端.澳洲-印度板块、菲律宾海板块与欧亚板块相互作用控制了南海边缘海闭合过程,南海正在进行的关闭过程主要集中在东缘和南缘,东缘呈现了以南海洋壳消亡为特征的闭合过程,而南缘则呈现以微陆块碰撞为特征的古南海闭合过程.显然,南部后扩张期陆缘演变可为边缘海闭合过程研究提供极佳的范例,同时对我国海洋权益保护和南海大陆边缘动力学研究具有重要意义.      

关于秦岭造山带的新认识及有关启示

目前,将北秦岭造山带视为华北陆块南缘古活动大陆边缘模式的观点颇为盛行。但从地壳演变依据、古生物资料、野外资料及地壳地震反射剖面等方面研究成果分析,华北陆块与扬子陆块之间的秦岭海槽应是发育于大陆地壳内部的沉降带,两个陆块间从未存在过真正的古大陆边缘;秦岭造山带是发育于大陆内部因碰撞挤压可起的造山带,并非形成于陆壳板块边缘;“楔入造山”是陆壳内部块体碰撞造山的一种新模式。板块构造理论有局限性,大地构造     

边缘海构造旋回:南海演化的新模式

南海边缘海构造旋回包括古南海形成与萎缩及新南海形成与萎缩两个构造旋回,形成中央洋壳、大陆坡和大陆架。古南海扩张前南海具有统一拼合基底"古南海陆块",古南海白垩纪末—始新世为扩张期,渐新世—第四纪为萎缩期,现今洋壳已基本消减殆尽。新南海古—始新世为陆内裂谷期,渐新世晚期—中中新世为洋壳扩张期,中中新世至今为萎缩期,表现为南北向扩张停滞,菲律宾岛弧向西仰冲,但处于萎缩期早期。上述两个旋回叠加控制了南海区域构造格局的形成。边缘海构造旋回控制了南海各大陆边缘及地块性质。北部大陆边缘为被动大陆边缘;南沙地块具有漂移性质;南部大陆边缘为多期叠加型活动大陆边缘,西部具有转换特征,东部为挤压岛架型大陆边缘。     

印度西部洋陆过渡区结构特征及构造演化

印度西部洋陆过渡区位于上印度扇,处于印度板块、阿拉伯板块和欧亚板块交汇处,周缘发育多种板块边界类型,构造特征复杂.前人对该区域的构造性质及演化的研究较少,其内部一级构造的地壳性质认识存在争议.本文在对地震资料构造解析的基础上,分析了印度扇近海盆地、默里脊系统和拉克西米山脊的断裂样式、断裂组合以及盆地结构特征,揭示印度西缘的洋陆过渡区为发育向海倾斜反射层(SDRs)和下地壳高速体(HVZ)的火山型被动陆缘.其中,印度扇近海盆地的断层多构成地堑、半地堑和地垒组合,地壳性质为减薄陆壳;默里脊系统表现为右行张扭性质,以小默里脊为界,以西为正在低速扩张的洋壳基底,以东为减薄的陆壳;拉克西米山脊地壳性质则为减薄的陆壳.印度西缘的洋陆过渡区的形成与白垩纪以来马达加斯加板块、塞舌尔微板块和印度板块之间的多期裂解事件,以及多个热点导致的岩浆事件有关.此外,运用2DMove软件进行了平衡剖面恢复,揭示了印度扇在新生代以来经历了古-始新世初始伸展断陷期、渐新世-早中新世稳定沉积期、中-晚中新世张扭断陷期和上新世以来的热沉降期4个构造演化阶段.     

南海共轭被动大陆边缘洋陆转换带构造特征

南海被动大陆边缘洋陆转换带与典型洋陆转换带相比有其特殊性,南海共轭被动陆缘的构造运动、火山活动以及海底地形的差异表明南、北洋陆转换带具有不同的构造特征。本文利用多条多道地震反射剖面和重力异常数据,研究南海共轭被动陆缘洋陆转换带构造特征差异性,探讨南海被动陆缘的类型和伸展模式。南海北部陆缘洋陆转换带可以划分为两种类型:一类以前缘铲状断块为界与洋壳区分,发育有裂陷期断陷、火山带(埋藏海山带)和不十分发育的向海倾的掀斜断块带;另一类则以海山为界,发育裂陷期断陷、宽缓的低凸起和火山或海山。深反射地震特征显示出了下地壳高速层的存在。南部以裂陷期断陷和明显的向海倾的掀斜断块为特征,以前缘铲式断层为界与洋壳区分。自由空间重力异常由陆向海从高异常值过渡为低异常值再到高异常值,预示着地壳由陆壳→过渡壳→洋壳的变化。结果表明,南海共轭被动陆缘更可能属于非火山型被动大陆边缘,其洋陆转换带的构造差异主要受岩石圈差异伸展变形控制。     

南沙西南部下地壳高速层成因

高速层成因的争议限制了对南海深部结构、构造演化以及南海完整演化历史的认识.运用Oasis Montaj软件对穿越南沙西南部的最新地震测线进行重震联合反演,分析莫霍面起伏、地壳厚度及高速层的分布,计算全壳伸展因子和现今高速层的温度、识别火山时代,并探讨高速层的成因.南薇西盆地和礼乐盆地区伸展因子为1.5~4.0,未达到蛇纹石发育条件;南沙海槽区伸展因子大,最大为11.2,海水可通过深大断裂下渗与橄榄岩反应生成蛇纹石,高速层处温度低于蛇纹石稳定温度;通过地震剖面确定火山在南海停止扩张之后形成.研究结果表明,南沙西南部高速层按成因分为两类,南薇西盆地和礼乐盆地区为南海扩张停止后火山喷发残余的岩浆,而南沙海槽盆地区为早期橄榄岩的蛇纹石化与南海停止扩张后岩浆的混合体.      

Crustal character and thickness over the Dangerous Grounds and beneath the Northwest Borneo Trough

New deep reflection seismic, bathymetry, gravity and magnetic data have been acquired in a marine geophysical survey of the southern South China Sea, including the Dangerous Grounds, Northwest Borneo Trough and the Central Luconia Platform. The seismic and bathymetry data map the topography of shallow density interfaces, allowing the application of gravity modeling to delineate the thickness and composition of the deeper crustal layers. Many of the strongest gravity anomalies across the area are accounted for by the basement topography mapped in the seismic data, with substantial basement relief associated with major rift development. The total crustal thickness is however quite constant, with variations only between 25 and 30 km across the Central Luconia Platform and Dangerous Grounds. The Northwest Borneo Trough is underlain by thinned crust (25–20 km total crustal thickness) consistent with the substantial water depths. There is no evidence of any crustal suture associated with the trough, nor any evidence of relict oceanic crust beneath the trough. The crustal thinning also does not extend along the complete length of the trough, with crustal thicknesses of 25 km and more modeled on the most easterly lines to cross the trough. Modeled magnetic field variations are also consistent with the study area being underlain by continental crust, with the magnetic field variations well explained by irregular magnetisations consistent with inhomogeneous continental crust, terminating at the basement unconformity as mapped from the seismic data.     

东海地区壳体构造演化及其盆地形成机制探讨

本文引用最近的地震、钻探、海底拖网采样及其它地质资料,通过综合研究与分析,证实东海地区的壳体属薄化陆壳型壳体,其构造演化经历了地槽阶段（Ｐｔ－Ｄ＿２）、地台阶段（Ｄ＿３－Ｔ＿２）和地连阶段（Ｔ＿３－Ｑ）。其中,前两个阶段与东亚壳体东南地区的构造演化基本一致,进入地洼阶段后逐步薄化。东海盆地的形成与“菲律宾海板块俯冲”无关,而与地幔蠕动流所产生的拖拽型拉张应力场和地洼造山带所具拉伸趋势而形成的伸展型拉张应力场有关。     

Crustal Structure across the Northwestern Margin of South China Sea: Evidence for Magma‐poor Rifting from a Wide‐angle Seismic Profile

We present results from a 484 km wide-angle seismic profile acquired in the northwest part of the South China Sea (SCS) during OBS2006 cruise. The line that runs along a previously acquired multi-channel seismic line (SO49-18) crosses the continental slope of the northern margin, the Northwest Subbasin (NWSB) of the South China Sea, the Zhongsha Massif and partly the oceanic basin of the South China Sea. Seismic sections recorded on 13 ocean-bottom seismometers were used to identify refracted phases from the crustal layer and also reflected phases from the crust-mantle boundary (Moho). Inversion of the traveltimes using a simple start model reveals crustal images in the study area. The velocity model shows that crustal thickness below the continental slope is between 14 and 23 km. The continental part of the line is characterized by gentle landward mantle uplift and an abrupt oceanward one. The velocities in the lower crust do not exceed 6.9 km/s. With the new data we can exclude a high-velocity lower crustal body (velocities above 7.0 km/s) at the location of the line. We conclude that this part of the South China Sea margin developed by a magma-poor rifting. Both, the NWSB and the Southwest Sub-basin (SWSB) reveal velocities typical for oceanic crust with crustal thickness between 5 and 7 km. The Zhongsha Massif in between is extremely stretched with only 6–10 km continental crust left. Crustal velocity is below 6.5 km/s; possibly indicating the absence of the lower crust. Multi-channel seismic profile shows that the Yitongansha Uplift in the slope area and the Zhongsha Massif are only mildly deformed. We considered them as rigid continent blocks which acted as rift shoulders of the main rift subsequently resulting in the formation of the Northwest Sub-basin. The extension was mainly accommodated by a ductile lower crustal flows, which might have been extremely attenuated and flow into the oceanic basin during the spreading stage. We compared the crustal structures along the northern margin and found an east-west thicken trend of the crust below the continent slope. This might be contributed by the east-west sea-floor spreading along the continental margin.     

南海北部洋-陆过渡带深部结构与岩石圈破裂过程

洋-陆过渡带是理解大陆岩石圈破裂和海底初始扩张的关键位置,但是在南海北部地区仍然存在关于相关地质过程的诸多疑问.通过近年开展的国际大洋发现计划航次以及深部地质地球物理探测,取得以下4个方面的认识.（1）南海北部的洋-陆边界一般与自由空间重力异常的正-负值过渡位置对应,而更加准确地限定需要结合反射、折射地震资料.稳定大洋岩石圈生成与大陆岩石圈最终破裂之间的洋-陆过渡边界的位置比以往认为的还应往深海盆方向移动.（2）洋-陆过渡带代表了远端带构造作用减弱和岩浆作用逐渐增强的区域.陆坡地壳发育扩张后岩浆底侵、洋-陆过渡带发育同破裂期岩浆喷出结构和侵入反射体.（3）在中生代的古俯冲带弧前区域,新生代的断裂沿着早期的构造开始活动,岩石圈多处发生强烈的共轭韧性剪切作用.随着大陆岩石圈的进一步拉伸减薄,部分靠陆一侧的裂谷中心停止张裂,成为夭折裂谷,以台西南盆地南部凹陷、白云凹陷、西沙海槽为代表,而南海陆缘异常伸展和最终破裂的地方集中在南侧裂谷中心.夭折裂谷下亦发现地幔蛇纹石化,进一步反映了较弱的同破裂岩浆活动.（4）南海初始洋壳的增生沿着大陆边缘走向具有显著的变化,南海东北部洋-陆过渡带下伏地幔明显抬升和部分蛇纹石化,地震纵、横波速度以及折射波衰减特征都支持此观点,反映南海东北部是一个贫岩浆型大陆边缘.未来,南海北部洋-陆过渡带有望成为南海“莫霍钻”的理想备选钻探区.      

南海西南部北康盆地新生代沉积演化史

北康盆地位于南沙地块的西南边缘，为南沙中部海域的新生代沉积盆地，具有良好的含油气潜力。近年广州海洋地质调查局在盆地六万多平方千米范围内完成了近2000km的地震测线，及相应的重力与磁力测量。本文在区域地质背景分析基础上，对盆地进行了地震地层对比和详细的地震相分析，划分了3个超层序、7个层序，对其中的5个层序进行了沉积相分析，并编制了沉积相平面图。晚始新世以前，北康盆地位于古南海西北缘，盆地西北部为陆相环境。东南部为滨－浅海环境。晚始新世－早渐新世早期，南沙地块从华南陆块裂离向南漂移，随古南海洋带的被动消减和新南海的扩张，盆地水体加深，除西北尚有陆相沉积外，主要为海相环境。早渐新世后，南沙地块与婆罗州地块拼贴，北康盆地逐渐处于浅海－半深海环境。与盆地沉积演化规律相对应，早第三纪发育的湖相和沼泽相泥岩及早中新世发育的浅海相泥岩为有利烃源岩， 同期的三角洲相砂岩、滨海相砂岩及晚中新世发育的浊积岩为主要储层，区域性盖层为晚各新世以来的 浅海－半深海相泥岩、砂质泥岩、局部性盖层有湖相泥岩、浅海相砂质泥岩、泥岩和灰质泥岩。     

A tectonic model for the Tertiary evolution of strike–slip faults and rift basins in SE Asia

Models for the Tertiary evolution of SE Asia fall into two main types: a pure escape tectonics model with no proto-South China Sea, and subduction of proto-South China Sea oceanic crust beneath Borneo. A related problem is which, if any, of the main strike–slip faults (Mae Ping, Three Pagodas and Aliao Shan–Red River (ASRR)) cross Sundaland to the NW Borneo margin to facilitate continental extrusion? Recent results investigating strike–slip faults, rift basins, and metamorphic core complexes are reviewed and a revised tectonic model for SE Asia proposed. Key points of the new model include: (1) The ASRR shear zone was mainly active in the Eocene–Oligocene in order to link with extension in the South China Sea. The ASRR was less active during the Miocene (tens of kilometres of sinistral displacement), with minor amounts of South China Sea spreading centre extension transferred to the ASRR shear zone. (2) At least three important regions of metamorphic core complex development affected Indochina from the Oligocene–Miocene (Mogok gneiss belt; Doi Inthanon and Doi Suthep; around the ASRR shear zone). Hence, Paleogene crustal thickening, buoyancy-driven crustal collapse, and lower crustal flow are important elements of the Tertiary evolution of Indochina. (3) Subduction of a proto-South China Sea oceanic crust during the Eocene–Early Miocene is necessary to explain the geological evolution of NW Borneo and must be built into any model for the region. (4) The Eocene–Oligocene collision of NE India with Burma activated extrusion tectonics along the Three Pagodas, Mae Ping, Ranong and Klong Marui faults and right lateral motion along the Sumatran subduction zone. (5) The only strike–slip fault link to the NW Borneo margin occurred along the trend of the ASRR fault system, which passes along strike into a right lateral transform system including the Baram line.     

南沙海槽东南缘深水逆冲推覆构造

位于我国南海南部南沙海槽东南缘深水逆冲推覆构造系统记录着古南海俯冲与消亡及南海扩张的演化史,为现今仍在活动的构造系统。本文综合阐述了深水逆冲推覆构造的几何学和运动学特征、形成时代和形成过程,并结合区域地质背景探讨其动力学机制,建立构造演化模式。研究结果表明,基于几何学特征差异该构造系统在平面上可划分为南段和北段,垂向上分为上部逆冲推覆构造体系和下部逆冲推覆构造体系。受控于动力学机制,北段褶皱构造变形强度明显大于南段,体现在相邻逆冲褶皱排列间距明显小于南段。综合区域地质背景分析认为:下部逆冲推覆构造体系变形机制为晚白垩世—早中新世古南海俯冲消亡于婆罗洲之下的地壳缩短作用,而上部逆冲推覆构造体系变形机制为中中新世以来三角洲推进的重力滑脱作用与苏禄海盆扩张的地壳缩短作用的叠加结果。