大陆架科学钻探CSDP-2井钻探施工的几项关键技术

南黄海连接了扬子块体和海区.是联系朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要组成部分。在南黄海中部隆起实施的大陆架科学钻探CSDP-2井,承载着多个科学目标:在建立陆架区晚新牛代以来的标准地层层序基础上.开展古气候与古环境演化研究.探讨东亚大陆边缘的源汇过程;获取南黄海中古生代海相地层,研究扬子块体向东延伸的大地构造格局与岩相古地理.详细评价其油气资源潜力。     

大陆架科学钻探CSDP-2井揭示的南黄海中—古生界油气地质特征

<正>0引言南黄海是我国大陆架的重要组成部分,是连接扬子块体和海区,以及破解朝鲜半岛和东亚大陆边缘演化的重要节点。南黄海中—古生代海相地层分布,是研究扬子块体向东延伸及岩相古地理的关键,也是目前油气勘探的重要领域。南黄海自北而南可划分为千里岩隆起、北部坳陷、中部隆起、南部坳陷及勿南沙隆起5个二级构造单元(图1)。CSDP-2井是中部隆起上的第一口全取     

海洋区域地质调查技术方法进展

近年来,我国海洋区域地质调查工作取得长足进步,在完成了中国海域1∶100万海洋区域地质调查全覆盖基础上,在海洋环境、油气和天然气水合物等方面均有新发现和新突破。文章综述了我国区域地质调查中常规和非常规的各种技术方法,以及调查船和平台的特点和适用性,并指出目前我国海洋区域地质调查技术方法已步入快速发展阶段,虽然部分海洋区域地质调查技术在国际上已成为行业标准,如深海钻探技术,但仍存在部分高端技术方法短缺、调查装备受制于人等问题。期望随着我国海洋地质调查投入的不断加大,调查技术方法预期会不断突破,未来有望达到国际海洋区域地质调查领域的领军水平,不断为海洋区域地质调查提供支持和注入新动力。     

古大陆再造与中国主要块体运动特征

收集整理了我国近20年来古大陆再造研究和古大陆再造编图的新进展、新成果、新方法,通过整理并筛选最新的华北块体、扬子块体和塔里木块体的古地磁数据,辅以最新的地质依据,分析三大块体古生代以来的运动特征以及主要块体之间(华北与扬子、华北与塔里木、塔里木与哈萨克斯坦)的拼合碰撞时代.     

东海陆架盆地北部新构造运动特征

根据最新单道地震剖面及解释成果,分析了东海陆架盆地北部新构造运动特征。研究表明:研究区新构造期差异升降运动明显,从中新世到第四纪,沉降中心自西向东迁移;研究区活动断裂以NE—NNE和近EW向为主,新构造期的活动性自西向东逐渐变新;研究区新构造期岩浆活动频繁,多沿断裂分布,大致可划分为3期,平面上自西向东逐渐变新,且侵入活动逐渐减弱,喷发活动逐渐增强。     

琼东南盆地新生代沉降特征

利用回剥技术对琼东南盆地进行了沉降史计算和分析,主要包括北部坳陷带的崖北凹陷、崖南凹陷,中央坳陷带的乐东凹陷,和南部坳陷带的华光凹陷.按照地震测线的分布和凹陷特征,我们共选取了30口模拟井进行一维沉降史计算,并展示了具有代表性的8口井,分析他们在小同时期的构造沉降速率与总沉降速率.分析结果表明,新生代以来,琼东南盆地主要经历厂三个主要的沉降幕:(1)始新世至渐新世,盆地处于裂陷期,构造沉降速率较大,平均为81m·Ma-1,沉降中心位于中央坳陷带.(2)早中新至中中新世,盆地由裂陷期向坳陷期转化,平均构造沉降速率减小至68m·Ma-1;(3)晚中新世以后,瓮地进入新一期的沉降阶段,平均构造沉降速率增加至84m·Ma-1;上新世以后,中央坳陷带发生快速沉降,达到了110m·Ma1.     

南黄海盆地中部隆起CSDP-2井志留系-石炭系岩石学特征及其沉积相

目前,大陆架科学钻探CSDP-2井是南黄海盆地中部隆起上的唯一深钻,是揭示南黄海中-古生界海相地层时代,恢复其沉积环境和构造运动的基准井。本文针对该井开展岩心描述并进行薄片观察,结合测井数据、古生物化石等资料,将志留系-石炭系划分为下志留统高家边组、侯家塘组、坟头组,上泥盆统五通组,下石炭统高骊山组、和州组,上石炭统黄龙组、船山组。其中,志留系沉积了一套浅海陆棚相的细碎屑岩,沉积物以浅海-滨海相砂泥岩为主;泥盆系五通组同样为碎屑岩沉积,稳定的石英砂岩和紫红色泥岩并存,下部为潮坪相,上部则为三角洲相;而石炭系发育台坪、泻湖、颗粒滩等碳酸盐岩台地亚相,岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主。区域地层对比表明,南黄海盆地中-古生界海相地层是下扬子区由陆域向海域的延伸,其志留系-石炭系岩性序列与下扬子陆域基本一致。     

南黄海北部盆地中、新生代构造热演化史模拟研究

盆地深部地球动力学过程控制和影响着浅部的构造热演化过程,针对南黄海北部中、新生界断陷盆地,将地球动力学模拟技术与传统古温标法相结合,对研究区中、新生代伸展断陷期演化以来的构造热演化史进行了研究.对基于改进McKenzie模型的数值模拟的原理、方法和过程进行了探讨,包括理论与计算构造沉降趋势拟合、伸展系数计算与误差校正、模拟参数定义及一维模拟结果的三维初步应用等方面.研究表明,南黄海北部盆地中生代以来伴随裂陷拉张过程其古热流整体呈现升高趋势,至晚白垩世末到古新世期间最高可达80 mW·m~(-2),古地温梯度最高可达49℃/km,部分单井构造沉降史模拟结果显示多期拉张特征,裂后期热流持续降低,至渐新世末到中新世热流约为65 mW·m~(-2),与现今热流值相当.利用一维数值模拟获取的相应参数及热史恢复结果,对盆地的古地温场进行了三维模拟恢复,取得了较好的应用效果,研究方法和成果对于盆地构造演化、油气资源评价及成藏模拟等均有重要意义.     

中国海——西太平洋典型剖面(南幅)揭示的微陆块-窄洋盆构造格局

基于编制最新地学成果图件的需要,我们整合了最新地质、地球物理资料成果,运用最新的技术方法,开展了中国海—西太平洋地区典型剖面的编制工作.典型剖面(南幅)主要集成了南海地区近年来获得的广角地震探测资料,运用重-磁-震联合反演方法,结合拖网、钻井、地热、地质剖面等,以块体构造学说为编图思想编制而成.典型剖面(南幅)从华南以NNW-SSE向直抵苏拉威西海,穿过了多个构造单元,包括3个陆缘-离散地块区(华南块体—南海北部陆缘、中沙地块、礼乐—北巴拉望地块)、4个海盆区(西北次海盆、中央海盆、苏禄海盆、苏拉威西海盆)、2个俯冲-岛弧区(卡加延脊、苏禄脊),这些构造单元一起构成了西太平洋边缘独特的“微陆块-窄洋盆”构造格局.自古特提斯向欧亚大陆之下俯冲以来,该区域经历了复杂的构造演化过程.在形成这种构造格局的过程中,地壳处在不断消亡和生成的动态循环之中,同时构造应力也处在动态变化之中.通过对区域地球动力学的综合分析,认为这种微陆块-窄洋盆构造格局的形成,很大程度上是由于其位于三大板块交接的独特区域,以及受区域内复杂而丰富的俯冲作用的影响和制约.通过典型剖面编制工作,推动了中国海—西太平洋区域内大地构造和地球物理特征研究,为“跳出南海看南海”提供了良好的研究范例,同时启发我们未来加强对邻区研究空白区域的探索.     

大陆架科学钻探南黄海CSDP-2井的垂直地震剖面资料采集技术

CSDP-2井位于南黄海盆地中部隆起西部,是大陆架科学钻探项目在中部隆起上实施的第一口以探查印支构造面以下海相中-古生界地层属性为目标的科学钻探井,对了解中部隆起前新生代基岩地层赋存关系具有重要意义。为了获取井孔的高精度地层速度及高信噪比地震波场特征,建立准确的地震层位与钻井地层的对应关系,对该井实施了垂直地震剖面(VSP)观测。针对观测井的地震地质条件和观测目标,采用了由4条1500in3的Bolt气枪组成的大容量气枪阵列作为地震激发震源,克服了海相地层顶界面强反射对地震波强烈阻滞的难题;通过三分量数字检波器等间距观测方法,记录传播到井中的地震波场信号。现场的初步处理结果表明,获得了高信噪比的地震波场信号,纵波和转换波信号清晰、特征突出。