南海西南次海盆基底形态特征及控制因素

本文解释了横穿南海西南次海盆的两条多道地震测线,对南海西南次海盆的基底形态特征进行了描述和分类,并讨论了基底形态与扩张速率之间的对应关系。研究结果表明,西南次海盆基底可以分为两种类型：类型1为岩浆作用主导的平坦基底,局部有岩浆侵入;类型2为构造作用主导的掀斜断块。扩张速率的计算表明：N3测线所代表的西南次海盆北东段的半扩张速率在13~36 mm/a之间周期性变化,而在NH973-1所代表的中段半扩张速率基本稳定在19 mm/a左右,未有明显变化。海盆基底的类型变化与扩张速率的对应关系明显,在扩张速率较快的区域以类型1为主,而在扩张速率慢的区域以类型2为主。西南次海盆北东段扩张速率呈现周期性变化,相应海盆基底也表现为相间排列;而西南次海盆中段的基底比较单一,以类型2为主。南海西南次海盆北东段扩张时间更久,并可能存在周期性活动的岩浆房;而海盆中段海底扩张发生较晚,岩浆作用较弱,从而造成西南次海盆从北东到南西不同的基底形态特征。     

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。     

天然Ⅱ型CaCO3矿物的发现

本文报道了天然Ⅱ型CaCO₃ 矿物。该矿物发现于海洋表层沉积物,成分与方解石、文石及六方球方解石相同,但结构完全不同,它们共同组成了天然CaCO₃ 的同质多象变体。天然Ⅱ型CaCO₃ 矿物的空间群为P21/c,单位轴长为a₀= 0.6290±0.0002 nm,b₀= 0.4934±0.0002 nm,c₀= 0.7979±0.0003nm,β= 107.571°±0.002°,Z= 4,单胞体积为0.23605±0.1749nm³;理论密度为2.82 g/cm³,实测值为2.76 g/cm³;实测硬度H= 4.天然Ⅱ型CaCO₃ 矿物是在深水环境中较高静水压力下形成的珊瑚体生物矿物。     

南海海盆三维重力约束反演莫霍面深度及其特征

利用南海海盆及周边最新的重力,经过海底地形、沉积层的重力效应改正,并采用岩石圈减薄模型的温度场公式,校正了从张裂边缘到扩张海盆的热扰动重力效应.通过研究区的地震剖面和少量声呐数据得到的莫霍面深度点作为约束,采用基于"起伏界面初始模型"的深度修正量反演迭代公式,反演、计算了研究区的莫霍面深度及地壳厚度.结果表明,海盆区莫霍面深度在8~14 km之间,地壳厚度在3~9 km之间;东部海盆和西南海盆残留扩张中心沿NNE向展布向西南延伸至112°E,莫霍面深度超过12 km,地壳厚度在6 km以上,而西北海盆没有明显的增厚扩张中心;在西南海盆北缘的中沙地块南侧,存在一个近EW向地壳减薄带,地壳厚度在9~10 km;莫霍面深度14 km的等深线和地壳厚度9 km的等值线可指示洋陆边界位置.     

南极洲东部普里兹湾区沉积特征及油气资源潜力

通过使用普里兹湾的多道地震剖面的地质解释资料,对其地层结构和沉积特征进行了研究,并对其构造、沉积演化过程和油气资源潜力进行了分析.结果表明:研究区地层可以划分为5个沉积单元,包括前寒武纪(性质不确定)的变质岩基底(PS.5),晚二叠世-早三叠世期间和白垩纪期间的两期裂谷期沉积(PS.4及PS.3),晚始新世-中新世期间被冰川改造的被动大陆边缘沉积(PS.2)及上新世以来的冰川沉积(PS.1),其间均被不整合面所分隔.两期裂谷事件的沉积中心位于普里兹湾中部,并受断层控制.新生代以来沉积逐渐向着陆架外缘进积加厚,并被冰川作用所改造,沉积环境也由中生代的陆相转变为新生代的滨海相、冰川相.普里兹湾的白垩世和中新统有较高的有机碳含量,而其间的沉积类型为冰川沉积,有机碳含量很低.后者可能是由于冰川的底侵作用,使得深部有机碳含量较高的沉积在上部重新沉积的结果,普里兹湾断陷盆地区的PS.3以及陆架外缘以及陆坡深水区的PS.2上部(中新统)可能是油气的潜力生成区.     

南极洲东部普里兹湾海域重磁场特征及地壳结构

普里兹湾位于南极洲东部大陆边缘,其深部地壳结构特征对认识白垩纪冈瓦纳古陆裂解和新生代大陆边缘形成具有重要意义.本文利用重磁、多道反射地震、声纳浮标折射地震和ODP钻井数据对普里兹湾海域的深部地壳结构进行了研究.研究结果显示,普里兹凹陷表现为典型的盆地负重力异常特征,其沉积基底较深,而在四夫人浅滩为高幅重力正异常,其沉积基底普遍抬升.在大陆架中部存在SW-NE向条带状基底的抬升,且呈朝NE向逐渐变深的趋势.在中大陆架外侧,均衡残余重力异常呈V字形负异常条带状分布,其两翼分别与四夫人浅滩和弗拉姆浅滩外的大陆坡相连.该异常带在大陆架中部向陆的偏移可能是由于古大陆架边缘的地形影响,推测其与普里兹冲积扇同属于洋陆过渡带向陆的部分,在重力模拟剖面表现为地壳向海逐渐减薄.普里兹冲积扇的地壳厚度较薄,平均为6 km,最薄处可达4.6 km,并且根据洋陆过渡带向海端的位置,推测可能属于接近洋壳厚度的过渡壳.重力异常分区的走向与兰伯特地堑在普里兹湾的构造走向基本一致,可能主要反映了二叠纪-三叠纪超级地幔柱对普里兹湾的裂谷作用的影响.该区域的自由空间重力异常和均衡残余异常均表现为超过100×10^-5m/s²的高幅正异常特征,可能由位于大陆架边缘的巨厚沉积体负载在高强度岩石圈之上的区域挠曲均衡作用所导致,可能与该区域第二期裂谷期之后的沉积间断以及快速进积加厚的演化过程有关.普里兹湾磁力异常的走向与重力异常明显不同,大致可分为东北高幅正异常区和西南低幅异常区.重磁异常在走向上的差异反映高磁异常主要来源于岩浆作用形成的铁镁质火成岩的影响,并且岩浆作用的时代不同于基底隆升的时代,而可能形成于前寒武纪或者南极洲和印度板块裂谷期间(白垩纪).     

南海西北与西南次海盆沉积通量及其控制因素

作为西太平洋陆源沉积"源-汇"过程的重要场所,南海海盆半封闭的构造环境使得其与开放大洋的物质交换十分有限,沉积物保存基本完整,可以建立起南海沉积过程与区域重大构造事件、气候变化、海平面变化等之间的系统联系.选取南海西南与西北两个次海盆为对比研究区,基于穿越海盆的高分辨率多道地震测线和国际大洋发现计划(International Ocean Discovery Program,简称IODP)在南海获取的钻井数据,井震结合划分沉积单元,计算不同地质历史时期沉积通量,从而对海盆的沉积过程进行半定量化约束,并对控制因素和可能物源进行探讨.结果表明:南海西北次海盆和西南次海盆深海盆区的沉积过程整体上受到大型构造事件(青藏高原隆升-剥蚀作用)、东亚季风演化、陆缘水系(珠江、湄公河等)发展和相对海平面变化的控制,但在不同的区域会由于所处地理位置不同,以及局部构造事件影响而变得复杂化,从而使得西北次海盆与西南次海盆沉积通量在相同的地质时期呈现出不同的特征.西北次海盆沉积物主要源自华南大陆,并有少量来自红河、海南岛、北部陆架区局部隆起(如东沙隆起)的贡献.而西南次海盆的沉积物在晚中新世之前主要来自印支半岛、南沙地区和巴拉望,而在之后主要来自于现代湄公河.      

南极半岛西侧不活动陆缘陆架区新生代构造变形特征及沉积演化

基于横穿南极半岛西侧不活动陆缘陆架区的多道地震剖面解释,对该地区的新生代构造变形及沉积演化进行了研究。研究表明,南极半岛西侧陆缘陆架区可以划分为四大平行于南极半岛走向的构造单元,从陆侧至海侧,分别是陆架内缘区、陆架盆地、陆架中部隆起和陆架外缘区。同时通过地震剖面不整合面识别以及结合区域演化历史,对陆架外缘区层位进行了划分,共划分出四大构造层序：俯冲碰撞前层序S4,俯冲碰撞后层序S3,上新世冰川沉积S2及全新世冰海沉积S1。基于构造单元及构造层序的划分,将南极半岛西侧不活动陆缘陆架区的构造沉积演化分为三期：（1）中生代—始新世,菲尼克斯板块向着南极半岛俯冲,南极半岛西侧陆缘为主动大陆边缘,陆架内缘区发生火山活动,形成海底火山岩,而在陆架盆地区和陆架外缘区沉积火山碎屑岩;（2）从始新世开始,南极洲菲尼克斯洋中脊逐步分段式地抵达南极半岛西侧大陆边缘,南极半岛西缘逐渐转变成不活动的大陆边缘,并在陆架中部发生隆起作用,使得陆架盆地内的沉积物发生变形形成向斜构造,同时在陆架外缘区沉积硅质碎屑岩;（3）上新世开始,南极半岛西缘发生大规模的冰川作用,大陆边缘的沉积主要受控于冰川作用。     

台湾岛以南海域新近纪的弧—陆碰撞造山作用

台湾岛以南海域(台南滨海)弧—陆碰撞带位于欧亚板块、菲律宾海板块和南海的结合部位,是新近纪弧—陆碰撞研究的理想场所。本文通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,认为台南滨海弧—陆碰撞带增生的火山—沉积楔由恒春海脊和高屏斜坡两部分组成,前者是菲律宾海板块的增生楔,后者是欧亚板块的增生楔,在增生楔体和火山弧之间是作为弧前盆地的北吕宋海槽。自中新世中期以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海板块俯冲,形成活动大陆边缘的增生部分——恒春海脊;与此同时菲律宾海板块开始向北西方向移动,前缘的吕宋岛弧距今6.5Ma以来朝着亚洲陆缘斜向汇聚,形成了被动大陆边缘的增生部分——高屏斜坡。由于菲律宾海板块和欧亚板块之间的斜向汇聚,弧—陆碰撞具有穿时性,造山作用首先发生在台湾岛的北部,然后向南部及台南滨海发展。     

台湾增生楔的构造单元划分及其变形特征

台湾增生楔位于欧亚板块、菲律宾海微板块和南海的结合部位,是现代弧陆碰撞研究的理想场所。通过对南海973航次在该区域的多道地震剖面的解释,对该增生楔进行了构造单元的划分,并分析了变形特征。认为台湾增生楔是由3个部分,即弧陆碰撞产生的增生部分、洋内俯冲产生的增生部分和增生楔后端在恒春海脊和北吕宋海槽之间的构造楔组成,研究区的高屏斜坡、恒春海脊和北吕宋海槽西端变形带分别是3个部分的反映。自中中新世以来,南海洋壳开始沿着马尼拉海沟向菲律宾海微板块俯冲,形成增生楔中洋内俯冲增生部分;与此同时菲律宾海微板块开始向NW方向移动,前缘的吕宋岛弧自6．5Ma B．P以来与亚洲陆缘斜向碰撞,形成增生楔中弧陆碰撞增生部分。碰撞首先发生在台湾岛的北部,由于弧陆强烈的挤压作用,增生楔后端部分向北吕宋海槽倒冲楔人,使得上部的北吕宋海槽的沉积发生隆升变形。滨海的各个地貌单元可以和台湾陆上的地貌单元相联系,它们具有相似的地质特征,但是由于陆上部分增生历史久,不仅抬升为陆,而且地层的年代也更老。