珠江口盆地深水区晚中新世以来构造沉降与似海底反射（BSR）分布的关系*

2007年中国在南海北部神狐海域通过钻探首次获得天然气水合物样品,证实了珠江口盆地深水区是水合物富集区。通过对珠江口盆地深水区构造沉降史的定量模拟研究,发现晚中新世以来区内构造沉降总体上具有由北向南、自西向东逐渐变快的演化趋势;从晚中新世到更新世,盆地深水区经历了构造沉降作用由弱到强的变化过程：晚中新世(11.6～5.3 Ma),平均构造沉降速率为67 m/Ma;上新世(5.3～1.8 Ma),平均构造沉降速率为68 m/Ma;至更新世(1.8～0 Ma),平均构造沉降速率为73 m/Ma。而造成这些变化的主因是发生在中中新世末-晚中新世末的东沙运动和发生在上新世-更新世早期的台湾运动。东沙运动（10～5 Ma）使盆地在升降过程中发生块断升降,隆起剥蚀,自东向西运动强度和构造变形逐渐减弱,使得盆地深水区持续稳定沉降;台湾运动（3 Ma）彻底改变了盆地深水区的构造格局,因重力均衡调整盆地深水区继续沉降,越往南沉降越大。将似海底反射（BSR）发育区与沉降速率平面图进行叠合分析,发现80％以上的BSR分布趋于构造沉降速率值主要在75～125 m/Ma之间、沉降速率变化迅速的隆坳接合带区域。     

琼东南盆地新近纪构造沉降特征对BSR分布的影响

琼东南盆地陆坡深水区晚中新世以来的地层中有比较明显的BSR(似海底反射)分布。由于BSR是识别天然气水合物存在与否的重要地球物理参考标志,而构造变动是影响其分布的重要因素之一。本文结合南海发生的构造运动以及全球和莺—琼盆地海平面相对变化,以11.6 Ma,5.3 Ma和1.8 Ma 3个时间点为界,将琼东南深水区晚中新世以来的地层划分为3个层,自下而上分别为层序Ⅲ、层序Ⅱ、层序Ⅰ。通过对工区二维地震资料301个虚拟点进行盆地模拟,结果表明,3个层序存在构造沉降加速的过程。其中层序Ⅲ构造沉降速率变化相对最为缓慢,层序Ⅱ构造沉降速率整体增大,同时其变化加剧;层序Ⅰ构造沉降速率变化剧烈,最高沉降速率增至170 m/Ma。但是5.3 Ma以来的构造沉降加速在时空上存在东西的差异。空间上构造沉降速率呈周边向中心地带递增的规律。研究区BSR主要分布在各凹陷与凸起次级构造单元相接、构造沉降速率在70～110 m/Ma且变化迅速的区域。     

多期走滑拉分盆地的沉积响应:以南海北部珠江口盆地为例

南海北部陆缘位于太平洋和新特提斯两大构造域之间,其形成与演化受到多期多向构造叠加作用,珠江口盆地是南海北部陆缘的重要构造单元。自新生代早期珠琼运动以来,由于太平洋板块向华南大陆俯冲在珠江口盆地形成两期强烈的走滑拉分作用,从而导致早期弥散状地堑与后两期拉分盆地的三层盆地叠合现象。本文在综合珠江口盆地的地质、构造物理和数值模拟、南海北部新生代构造演化研究的基础上,探讨了珠江口盆地区域沉积作用对构造的响应过程;并基于其内部次级构造单元阳江东凹的地震剖面资料解剖,进一步检验珠江口盆地地堑式伸展、两期走滑拉分作用对沉积盆地的沉积相空间展布、沉积沉降中心迁移规律的控制作用。研究表明,珠琼运动一幕(~47.8 Ma)伴生的NE向走滑运动控制盆地发育规模较小的辫状三角洲沉积,珠琼运动二幕(~38Ma)伴生的NWW向走滑运动控制三角洲轴向并导致三角洲沉积范围扩大,白云运动(~23 Ma)时期的沉积展布不受NE向走滑断层控制、但三角洲轴向仍与NW-NWW向断裂体系相关;在上述多期构造运动过程中,盆地沉积沉降中心往南迁移,逐渐奠定了三角洲沉积格局。     

珠江口盆地沉降史定量模拟和分析

运用Petrosys盆地模拟系统，定量和动态地模拟了珠江口盆地三个主要坳陷的沉降过程，论述了沉降速率的变化与生储盖发育之间的关联，认为珠江口盆地构造沉降史具有幕式、多阶段变化的特征。盆地第一幕和第二幕沉降是盆地发育的主要时期，奠定了盆地的构造格架，形成了盆地主要的沉积地层和油气资源。第三幕沉降为盆地的改造和完成阶段，是盆地区域盖层发育的主要时期。     

渤海湾盆地中北部沉降史分析及裂后期异常沉降分离

为了探究渤海湾盆地新生代沉降过程与西太平洋板块俯冲过程的对应关系,作者收集整理27口钻孔和1条地震地质 剖面数据,并运用回剥技术和应变速率反演方法,模拟出渤海湾盆地中北部裂陷期地壳应变速率变化,分离出裂后期异常 沉降。模拟获得裂陷期地壳应变速率曲线具有明显的三次大的波动,可指示三次构造沉降事件：裂陷Ⅰ幕（60~42 Ma）,对 应于渤海湾盆地孔店组-沙四段沉积过程,平均构造沉降速率为4.6 m/Ma;裂陷Ⅱ幕（42~36 Ma）,对应沙三段-沙二段沉 积过程,平均构造沉降速率为5.5~30.5 m/Ma;裂陷Ⅲ幕（36~24.6 Ma）,对应于沙一段-东营组沉积过程,平均构造沉降速 率为14.7~54.7 m/Ma。研究区内裂后期观测构造沉降与模拟的理论值存在明显的差异,即存在异常沉降。盆地北部异常沉 降值在100~200 m,中部渤海海域异常沉降值在500~700 m,裂后期异常沉降向海域增大。作者推测渤海湾盆地裂后异常沉 降主要是太平洋板块俯冲诱发的深部地幔物质流动导致向下拖拽力引起的。因此,渤海湾盆地中异常沉降可能是一种动力 沉降。     

鄂尔多斯盆地中西部中新生代构造抬升及演化

通过磷灰石裂变径迹(AFT)分析与热史模拟的方法,探讨了鄂尔多斯盆地中西部地区中新生代构造热演化过程及地质响应。不同构造单元及不同层位样品的AFT年龄结果表明,研究区中生代以来经历2次构造抬升:晚白垩世末—古新世早期(79～65 Ma)和始新世—中新世早期(56～15Ma);AFT年龄空间对比图表明,研究区抬升冷却具有南早北晚、后期整体抬升的特征。热史模拟结果表明,研究区整体于晚白垩世末期快速冷却抬升,古新世—中新世晚期为缓慢抬升,中新世末以来抬升速率明显加快。研究区中新生代的构造演化过程与周缘构造单元的相互作用密不可分,晚白垩世以来的构造抬升可能与秦岭造山带构造演化有关,新生代以来的构造抬升与盆地周缘裂陷的演化具有一致性,中新世晚期以来的快速抬升可能与青藏高原隆升的远程效应有关。     

琼东南盆地构造沉降的时空分布及裂后期异常沉降机制

为考察琼东南盆地构造沉降的时空分布及裂后期异常沉降机制,利用回剥技术计算了盆内68口井的构造沉降史,并选择15口代表井进行拉张应变速率反演及拉张因子计算。结果表明:琼东南盆地构造沉降空间上表现为中央凹陷带和南部凹陷带强于北部凹陷带;时间上在裂陷期出现局部快速沉降-整体慢速沉降—局部快速沉降的阶段特征,进入裂后期逐渐减缓并在15.5～10.5Ma期间减至最低值,但自10.5～5.5Ma以来又明显增大。裂后期异常沉降在盆地东西部都有明显表现,在北部凹陷带较小,在中央凹陷带内往东区有逐渐增大趋势;时间上裂后异常构造沉降随时间增大,增长过程具有快-慢-快的阶段性。分析认为:裂后阶段早期的快速沉降可能是裂陷期非均匀拉张的结果,而晚中新世以后的快速构造沉降主要与岩浆活动有关。     

珠江口盆地中——新生代热隆升格局的磷灰石和锆石裂变径迹反演

珠江口盆地作为南海北部陆缘典型的裂陷沉积区,是中国最大的中生代海相残留盆地之一,其构造-热演化对南海张开时限及华南构造格局有重要指示作用。在钻孔资料限定和地质格局约束下,文中综合运用磷灰石和锆石裂变径迹对珠江口盆地内钻孔基底花岗质岩石开展了低温热年代学研究,通过径迹年龄分析和径迹长度统计,反演了该区中—新生代基底构造-热演化历史,恢复了珠江口盆地多阶段热运动和基底隆升格局。研究表明,珠江口盆地基底花岗质岩石锆石裂变径迹表观年龄分布于131.7~97.9 Ma,多小于其成岩年龄。样品磷灰石裂变径迹表观年龄多集中在79.7~61.9 Ma,径迹长度变化于11.37~13.16μm,属中等长度,磷灰石裂变径迹多为"冷却"至"混合"类型。珠江口盆地基底热史反演存在明显区域性特点,南(西)部地区抬升记录早,新生代冷却速率相对较低。珠江口盆地基底晚白垩世以来隆升幅度在6km左右,主要发生在晚白垩世、古近纪神狐运动阶段、渐新世珠琼运动Ⅱ幕及南海运动阶段(26 Ma之前)。其中,南海运动表现出东早西晚的特点。基底抬升与盆地形成、红河断裂走滑相耦合。盆地基底的热演化历史为南海的演变历程研究提供了限定条件,是太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞及南海构造运动的综合反映。     

南海西南部曾母盆地早中新世以来沉降史分析

采用回剥法和局部均衡模式研究曾母盆地早中新世以来的沉降史，并探讨了该盆地构造演化特征。曾母盆地自早中新世以来经历了17．5-11．6Ma、11．6-5．5Ma、5．5-3．0Ma和3．0-0Ma的4次快速沉降作用，其构造演化受控于曾母地块与南沙地块及婆罗洲地块的碰撞和盆地两侧的万安-卢帕尔断裂与廷贾走滑断裂的综合作用，可划分为南北双向挤压（晚始新世-早中新世）、走滑改造（中中新世-晚中新世）和区域沉降（上新世-第四纪）3个演化阶段。     

汇聚背景下的多幕裂陷作用及其迁移机制:以南海北部珠江口盆地为例

南海的形成演化受控于印-澳、欧亚以及太平洋板块的相互运动,为研究汇聚背景下板块碰撞及其远程效应提供重要窗口。为了揭示该汇聚背景下的多幕裂陷过程,本文选取地质信息丰富的整个珠江口盆地为典型区,利用三条高精度地震剖面,对盆地各地质单元进行断层活动速率和构造沉降速率的定量计算及综合分析。结果表明盆地裂陷期东部、中部和西部主要控凹断层的平均活动速率分别为96 m/Ma、223 m/Ma和124 m/Ma,且其平均沉降速率依次为8.5 m/Ma、34 m/Ma和12.7 m/Ma,盆地整体呈现中部裂陷作用最强,其后向西部和东部逐渐减弱的特征。本文认为这与先存断裂以及初始地壳厚度有关:盆地东部和中部存在NE向先存断裂,并且东部先存断裂更加活跃,因此在新生代拉伸应力下东部更易表现为裂陷作用最强的区域,其次为中部和西部;而受前新生代时期俯冲作用的影响,岩浆的底垫作用引起盆地东部地壳增厚,东部裂陷作用强度急剧降低,造成裂陷作用强度的东西差异。此外,盆地南段凹陷裂陷期的断层活动和沉降速率发生激增,裂陷作用存在向南迁移的现象。本文推测在深度相关的伸展模式的影响下,南段凹陷地壳温度升高,强度减弱,因而在伸展应力下发生快速的拉伸减薄,导致裂陷中心向南迁移及岩浆物质上涌。同时,侵入的岩浆物质导致高角度正断层转换成低角度正断层,进一步促进裂陷中心向南迁移。     

珠江口盆地西部陆缘伸展-减薄机制

为揭示珠江口盆地西部陆缘伸展-减薄过程，进行盆地断裂构造样式识别、断层活动速率和一维空盆构造沉降定量计算和综合分析.珠江口盆地西部以铲式断层和拆离断层为主并继承性发育.张裂一幕断层活动和构造沉降集中于开平凹陷，最大速率分别达到239 m/myr和108.6 m/myr.张裂二幕断层活动和构造沉降向洋盆迁移，最大速率分别达到192 m/myr和210.7 m/myr.张裂一幕岩石圈减薄集中在开平凹陷，以地壳脆性薄化为主.张裂二幕减薄中心向洋盆迁移，岩石圈地幔可能发生了局部薄化和软流圈上涌，导致陆架和上陆坡区凹陷内部构造沉降减弱；洋陆过渡带处上地壳快速减薄，且薄化速度比下地壳快.对比西北次海盆南侧上地壳较厚及下地壳较薄或缺失的情况，推测西北次海盆在破裂前发生了不对称的单剪薄化.      

南海礼乐滩碳酸盐台地的发育及其新生代构造响应

为了探索碳酸盐台地在海盆演化过程中的作用,对南海南部礼乐滩区域碳酸盐台地的发育及其与新生代构造沉降特征的相关性进行研究.对多道地震数据的分析表明:在研究区广泛发育包括碳酸盐台地和生物礁在内的碳酸盐沉积,其发育时间主要集中在晚渐新世至早中新世期间,在中中新世后开始退积和淹没.通过对穿越礼乐滩区的两条NW-SE向测线NH973-2和DPS93-2的构造沉降反演,进行沉降量、沉降速率计算和构造分析.结果表明:沉降速率及沉降量随不同时期的构造活动而发生变化,可分为缓慢沉降期(古新世-早渐新世,张裂阶段)、隆升剥蚀期(晚渐新世-早中新世,漂移阶段)、加速沉降期(早中新世末期,后漂移阶段1)、强烈沉降期(中新世,后漂移阶段2)和稳定沉降期(晚中新世至今,后漂移阶段3)5个发育期.碳酸盐台地的发育期和南海海盆的漂移阶段相对应,构造沉降的分析表明该期间具有构造抬升作用,其与相对上升的海平面结合有利于碳酸盐沉积的发育.在南海扩张期间主地幔对流的控制下,南部陆缘区礼乐地块和礼乐滩盆地之间较大的地壳厚度差异会导致侧向上地温梯度的差异,从而形成礼乐滩盆地之下的次生对流.该次生对流控制了研究区在晚渐新世至早中新世期间的隆升剥蚀作用.      

珠江口盆地开平凹陷构造—地层层序与盆地演化

开平凹陷位于珠江口盆地珠Ⅱ坳陷的西部,处于洋陆过渡带的特殊位置,大部分区域位于陆坡深水区。研究开平凹陷的构造—地层层序和盆地演化,对认识盆地结构和油气勘探具有重要意义,对南海北部洋陆过渡带的结构特征和成因机制的研究也有一定的帮助。本文基于井震结合的思路,利用最新的钻井和高精度地震资料,并结合区域地质背景,建立了开平凹陷的地层系统;依据区域性不整合面的发育特征,对开平凹陷构造—地层层序进行了划分;利用平衡剖面技术,重点分析了开平凹陷始新世以来的构造演化。研究发现开平凹陷发育始新统文昌组底部、渐新统珠海组底部和上中新统粤海组底部3个区域性不整合面,由此将开平凹陷在纵向上划分为4个构造层：基底构造层、断陷期构造层、拗陷期构造层和加速沉降期构造层。开平凹陷的形成演化经历了基底形成、始新世断陷、渐新世—中中新世拗陷及晚中新世—第四纪加速沉降4个阶段。凹陷内的断陷活动主要受拆离断层差异性活动的控制。     

珠江口盆地新近纪构造特征与演化

在构造特征精细刻画的基础上,运用丰富的三维地震资料,通过断裂活动性的定量计算和平衡剖面分析,恢复了珠 江口盆地新近纪构造演化过程,探讨了盆地动态演化的区域动力学机制。珠江口盆地新近纪经历了构造稳定期和构造活化 期两大演化阶段。珠江组沉积时期,隆起区与坳陷区均整体沉降,仅坳陷内少量控盆断裂微弱活动,整体处于构造稳定阶 段。进入韩江组沉积时期以来,盆地进入构造活化阶段,坳陷区表现为连续沉降,先期控盆断裂活动强度明显增强,以断 块活动为特点;而东沙隆起区则经历了韩江组下段沉积时期、韩江组上段沉积时期和粤海组沉积时期三期同沉积隆升和万 山组沉积时期以来的持续隆升过程,同时发育了近EW向右旋和NW向左旋共轭走滑断裂带以及一系列NWW向次级张性断 裂。构造稳定阶段主要受南海扩张的影响,而构造活化阶段则是在伸展背景下发生的,可能与菲律宾海板块NW、NWW向 运动导致的仰冲和弧-陆碰撞作用有关。     

珠江口盆地多期走滑构造与叠合型拉分盆地:以阳江东凹为例

珠江口盆地的成盆机制和构造演化过程探讨是该地区烃源岩研究中不可缺少的环节,也是大家广泛关注的焦点问题。本文以阳江东凹为例,通过整体与局部相结合的分析方法,从整体上确定了研究区走滑断裂的发育特征和展布框架,明确了区域构造运动与走滑断裂的成因联系;并将整体划分成局部,聚焦于阳江东凹古近纪盆地构造演化阶段逐步分解与精细检验,对珠江口盆地的成盆机制、发育过程和演化模式进行分阶段解剖和分析。结果表明,研究区的构造演化过程分为三个阶段:文三段沉积期NW-SE向伸展,文二段沉积期南北向区域拉张作用下NE走向断裂右行右阶走滑拉分和文一段-恩平组沉积期NWW向走滑断裂左行左阶拉分。由于三个阶段受到不同的区域构造运动影响,各阶段盆地的打开方式和断裂的分布特征具有一定差异。同时,不同时期的构造演化过程与同时期区域构造应力场的转变一一对应,控制了沉积-沉降中心的分布,据此本文提出珠江口盆地的裂解模式是多期走滑构造控制的"叠合型"拉分盆地的新认识,研究区整体表现为三期构造叠合型盆地,盆地的构造叠合机制与洼陷的生烃排烃具有一定的相关性。     

珠江口盆地阳江凹陷中新统潮控体系及其岩性圈闭勘探意义

阳江凹陷作为珠江口盆地西北部浅水边缘盆地珠三坳陷内次级负向构造单元,具有周缘隆起带及局部凸起障壁环境,中新世时期（19.1~13.8 Ma）阳江-一统断裂带两侧火山活动发育,研究区发育港湾状地貌限定下半封闭潮控海岸-河口湾背景.珠三坳陷勘探成熟的多为构造圈闭,而对于岩性圈闭的识别刻画研究尚处在起步阶段,其中阳江凹陷已发现6个含油构造,并部署19口钻井,具有良好的资料基础,中新统缺乏岩性潜力系统研究认识,地层岩性圈闭搜索、排序及优选亟待开展.应用钻测井资料、岩心资料和新采集三维地震资料,基于区域构造-火山活动背景,在高精度层序格架搭建和沉积充填序列框架上,聚焦于阳江凹陷潮控体系沉积特征、沉积相展布及演化规律,进而解剖潮控体系下潮汐砂坝的识别标志、分布规律及岩性圈闭发育特征.研究表明:阳江东凹中新统发育潮控河口湾-潮控三角洲沉积体系,有利岩性圈闭叠合区恩平2-8构造储集砂体为潮汐砂坝,对于珠江口盆地浅水区域潮控体系及岩性圈闭预测具重要理论与勘探意义,并为其他浅水边缘盆地岩性圈闭研究提供了参考借鉴.      

Provenance analysis of the Upper Miocene turbidite sand-bodies in deep-sea basin of northern South China Sea

The International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 367/368 reported massive Upper Miocene deep-sea turbidite in the northern South China Sea basin. The Upper Miocene turbidite sand-bodies at Site U1500 were examined with detrital zircon U-Pb dating to conduct the source-to-sink analysis. This study shows that the U-Pb age spectrums of Site U1500 sample are similar to those detrital zircons from the Miocene Qiongdongnan Basin and the Pearl River Mouth Basin. Multidimensional scaling (MDS) plot also shows that the turbidite sand-bodies at Site U1500 are closely related to the sediments in the Pearl River Mouth Basin and Qiongdongnan Basin. It is likely that the thick deep-sea turbidite succession in the deep-water basin of northern South China Sea was formed by a mixed provenance pattern during the late Miocene. On the one hand, terrigenous sediments from the west of the South China Sea were transported along the Central Canyon to the eastern South China Sea deep-sea basin in the form of turbidity current. On the other hand, terrigenous sediments were also transported from the Pearl River through the slope canyon system to the northern South China Sea in the form of gravity flow . Those mixed sediments from two different source areas have collectively deposited at the deep-sea basin and thus, give rise to turbidite sequence of hundred meters. Provenance analysis of the thick turbidites sand-bodies in the deep-sea basin is of great significance to the profound understanding of the tectonic evolution, filling processes, provenance evolution, and the palaeogeographic characteristics of the Cenozoic basins of the South China Sea.