南海西南海盆地震反射特征及其形成时代

利用横穿西南海盆的地震剖面，结合声纳浮标资料获得的海盆中沉积物及基底的速度结构，同时结合陆上的钻井分层，并与邻区的沉积盆地地层进行对比，在西南海盆中划分出T2、T3、T4、、T5、Tg5个反射界面。T5界面之下的沉积层对应的年龄约为27Ma，即西南海盆在早渐新世开始扩张；T4界面以上的沉积在海盆中基本呈披覆式沉积。因此，海盆信止扩张的年龄应该在16Ma左右，即西南海盆的扩张时段为早渐新世－中中新世，穿过中央海盆的地震剖面显示海盆中的沉积结构与西南海盆相似，由此推测这两个海盆的海底扩张时代相近，可能是同一次海底扩张的产物。     

南海中部地震反射波特征及其地质解释

20世纪70年代以来,在南海中部海区开展了各种地震调查,为研究盖层和基底发育、断裂和岩浆活动、海盆成生演化提供了重要依据。在对南海中部海区4112km48道反射地震资料解释的基础上,识别出了T₁,T₂,T₄,T₆,T_g等五个反射界面;识别出了I～V五套地震反射层组,推测时代分别为上新世-第四纪、中新世晚期、中新世早-中期、渐新世和前渐新世。层组I～Ⅱ全区广布。在陆坡、岛坡区,层组Ⅲ以下层组主要见于断陷中;在深海盆,层组Ⅲ分布仍较广,除了在深海盆北段见到层组Ⅳ外,在西南次海盆剖面两缘也见到该层组。在东部次海盆剖面中还不同程度见到了双程反射时间为8.4～8.7s的莫霍面反射,埋深为10～12km,地壳厚度为6～8km.西南次海盆水深和新生界基底埋深均比深海盆北段除外的东部次海盆深,分别为4000-4300和5200～5500m.根据年龄和基底深度关系经验公式,计算西南次海盆基底年龄为距今51～39Ma.地震反射层组解释和年龄一基底深度关系计算表明,西南次海盆形成并非晚于东部次海盆,而是同时或早于东部次海盆。     

南海南部新生代控盆断裂特征及盆地群成因

南海南部新生代盆地自北向南有南薇西、北康、礼乐、曾母、南沙海槽、文莱-沙巴、西北巴拉望等多个中小型新生代沉积盆地。这些盆地总体具有南断北超的箕状结构,靠近北部陆坡部位具有单一地堑结构,但是靠近南部具有两层结构,下部为箕状断陷,上部为叠瓦式逆冲推覆体。根据盆地不同演化阶段性质的转换和主控盆断裂特征,可将这些盆地归纳为3种盆地群:裂陷盆地群(南薇西、北康、礼乐)、裂陷-拉分-前陆叠合盆地(曾母)以及裂陷-前陆盆地群(南沙海槽、文莱-沙巴、西北巴拉望)。这些盆地的形成与盆缘一级控盆断裂带和盆内次级断裂密切相关。根据断裂的性质,一级控盆断裂带可分为张性、剪性、压性3种,包括南沙海槽北缘张性断裂带,南海西缘、卢帕尔和廷贾-李准等走滑断裂带和南沙海槽南缘逆冲断裂带。南海南部渐新世南海运动、中中新世南沙运动等构造事件不同程度地影响了这些盆地,表现在盆地由裂陷或拉分盆地转换为海相前陆盆地,断裂带不同程度的反转或由正断层转变为逆断层或走滑断层。盆地群的成盆动力学机制不同阶段是变化的,早期可能受欧亚大陆东南缘陆缘裂解作用、古南海的南向俯冲拖曳,导致南海南部裂离华南大陆并形成南断北超的箕状断陷盆地;晚期(16 Ma以后)南海南部出现指向北的前展式、叠瓦式逆冲推覆,其动力来源于南部的澳大利亚板块和欧亚板块的碰撞,同时导致盆地性质转换和婆罗洲地块的逆时针旋转。     

基于卫星测高的南海中尺度涡统计特征研究

采用卫星测高数据SLA,通过对相同时间内不同卫星的数据以及同一卫星不同时间段的数据处理结果进行分析,来探讨卫星的识别能力和南海中尺度涡的时空分布规律。通过分析ENVISAT和Jason-2高度计2009年数据资料所识别出的eddy可以得出,在时间上,南海中尺度涡具有季节分布特征,即冬、夏季的中尺度涡具有明显的典型的分布特征,而春、秋季节的冷暖涡数量相差不大,具有过渡特征;在空间上,南海eddy多分布在越南东南部以及14°N~18°N,111°E~113°E海域。通过分析ENVISAT、Jason-2和j1n(Jason-1 on its new orbit)的3颗卫星融合数据,与单颗卫星相比,发现融合数据具有更强的识别能力,可以监测出更多的涡流。     

南海西部万安断裂活动特征及其对万安盆地的控制作用

万安盆地位于南海西南部印支块体东南端即万安断裂以西地区。前人关于万安断裂活动特征及其对万安盆地形成演化的控制作用存在较多争议。通过对万安盆地区域地质背景、地质特征以及万安断裂走滑活动规律的综合分析认为,万安断裂是一条早期形成(中生代晚期)、多期活动的走滑断裂。万安断裂活动切割了盆地新生代地层,形成较多负花状构造,但该断裂仅引起盆地局部区域新生代地层产状变化,远离该走滑断裂的地层未受影响。万安盆地走滑伸展特征不甚明显,而具有明显的裂谷盆地特点,初步分析认为,万安盆地应为具有走滑性质的大陆边缘裂陷盆地。     

南海西南走滑断裂特征及其与油气的关系

本文基于我所１９８８年、１９８９年两次南沙地质调查以及大量地震剖面的综合分析，系统阐述了南海西南断裂构造的特征及性质，指出南海西南主千断裂为多期活动的走滑断裂，是它们控制了油气盆地的形成与演化以及局部油气藏的形成。     

南海西缘曾母西断裂构造特征及其对盆地沉积发育的控制作用

通过解释重新处理的曾母盆地多道地震数据,结合重、磁异常资料,对前人提出南海西缘最南部发育近S-N向“曾母西断裂”的分布区域进行了重新厘定,详细解释了曾母西断裂的构造特征,具体分析了其结构、组成和空间展布特征。确定曾母西断裂由①号断层和②号断层所构成,曾母西①号断层位于4°30′～7°N、109°30′～110°E,主断层面倾向ESE,走向NEN,其为康西坳陷的大型控边断层;曾母西②号断层分布于3°～5°N、109°30′～110°30′E,主断层面倾向NE,走向NNW,其为塔陶垒堑的大型控边断层,曾母西①号断裂往南的延伸终止于曾母西②号断裂。同时分析讨论了曾母西断裂的构造活动特征以及对曾母盆地沉积发育的控制作用。     

琼东南盆地南部中新统“丘”形反射成因探讨

在琼东南盆地南部中新统梅山组广泛发育“丘”形反射, 对其识别分析具有重要的意义。这些“丘”形反射主要分布在北礁凹陷及周缘斜坡带上, 在顶底界面呈强反射, 在内部成层、杂乱或为空白反射, 有时在顶部见披覆沉积, 从盆地中心北礁凹陷向边缘斜坡带迁移生长。通过对“丘”形反射的古构造和古地理背景、几何学特征及地震响应特征等方面综合分析, 对其成因进行了探讨, 排除了其为生物礁、泥底辟以及火山丘的可能, 认为其可能为深水环境底流作用下形成的等深流沉积或某种沉积物波。     

南海中央海盆之东部次海盆后扩张期地层特征与影响因素

海底扩张形成的边缘海盆构造演化可划分为前扩张期、同扩张期与后扩张期等阶段。南海中央海盆巨厚的沉积地层大部分是扩张结束之后形成的,尤以东部次海盆地层厚度为最大。因受到不同因素的影响,在该次海盆不同的区域后扩张期发育的地层特征差别较大。这些现象反映海底扩张结束之后所发育的厚层地层中蕴含了大量南海构造演化的信息,因此深入分析该次海盆后扩张期的地层特征与影响因素是南海构造演化研究中不容忽略的环节。利用若干大洋钻孔年代地层资料,在过井剖面上进行合成地震记录标定、划分层序地层并确定其年代属性,并以此为依据分析讨论了本区的地层特征和相关的影响因素。结果表明,东部次海盆北部持续均衡的基底沉降和充足的陆缘物质形成厚度稳定的地层沉积;东部以微板块向马尼拉海沟俯冲为主要影响因素,使不同年代的地层各具特征;中部和西部岩浆活动是主要的影响因素,形成以火山碎屑物质为主的地层沉积;南部因当时的陆坡沉积环境和浊流活动的影响形成具有沉积物波特征的地层沉积。     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

南海西南部珊瑚礁区活动断裂分析

利用SEABAT8111多波束系统在南海西南部珊瑚礁区海域进行地形地貌探测,同时还进行了单道和多道地球物理调查。探测表明该区珊瑚礁礁体的活动断裂主要有NE、NW、SN向3组。NE向断裂主要分布在岛礁区内,是晚燕山期南海第一次海底扩张时形成的断裂系,强烈活动于晚白垩世—始新世,晚第三纪以来继承性活动,以张剪性断裂为主,现今活动性中等至弱。NW向断裂主要分布在曾母盆地,以张剪性断裂为主,切割至基底,强烈活动于渐新世至上新世,构成了曾母盆地的主要张裂期,第四纪仍有活动,均为弱活动断裂。SN向断裂主要有南海西部的滨海断裂带,它是南海SN向扩张时期的转换断层,具张剪性,为中活动断裂,是南海西南部珊瑚礁区活动性较强的断裂,该断裂带历史上曾有火山活动和地震活动的记录。     

Nutrient budgets for the South China Sea basin

Varying atmospheric forcing and an elaborate geography make for a complex flow in the South China Sea (SCS). Throughout the year, the surface waters of the Kuroshio flow into the SCS, while the surface waters of the SCS flow out through the Bashi Channel. Cumulatively, there is a small (1 Sv) net outflow of surface water (0–350-m depth) from the SCS in the wet season, but a net inflow (3 Sv) in the dry season through the Bashi Channel. The differences are mainly made up by inflow and outflow of Sunda Shelf Water in the wet and dry seasons, respectively.Seawater, phosphorus, nitrogen and silicate budgets were calculated based on a box model. The results point out an intermediate water outflow (350–1350-m depth) into the West Philippine Sea (WPS) through the Bashi Channel in both the wet and dry seasons, though this, along with the nutrients it carries, is slightly larger in the dry season (2 Sv) than in the wet (1.8 Sv). More importantly, the export of nutrient-laden SCS intermediate water through the Bashi Channel subsequently upwells onto the East China Sea (ECS) shelf. The denitrification rate for shelves in the SCS is 0.11 mol N m⁻² year⁻¹, calculated by balancing the nitrogen budget. The oxygen consumption and the nutrient regeneration rates, based on the mass-balance and the one-dimensional advection–diffusion models, stand between those for the Bering Sea and the Sea of Japan.     

南海深海盆地沉积柱样中的浊流沉积

本文根据南海深海盆地三个沉积柱样的粒度结构、地球化学、微体古生物等特征分析,深讨了南海深海盆地细粒沉积物的浊积现象。结果表明,位于南海北部陆架斜坡上KL37孔的浊流沉积现象并不明显;位于陆架斜坡和深海盆地交界处的KL29孔存在着大量的浊积层,属于浊流沉积和半远洋沉积环境;位于南海盆地中部的KL91孔虽然已属于远洋性沉积环境,但除出现火山灰沉积外,浊流沉积作用仍然是相当活跃的。     

南海南部断裂的分形研究

分形几何作为定量描述自然界中复杂非线性现象的强有力工具被应用于南海南部断裂体系的研究中,通过数盒子法计算了断裂分布的分维值.研究结果表明这种方法是可行的,断裂分布的分维值能有效地描述断裂的空间分布特征.南海南部断裂体系在标度区间25~250km具有很好的统计自相似性,全部断裂的分维值为1.6601,北东向断裂的为1.3875,北西向断裂的为1.2693.根据断裂分维等值线,沿西南海盆扩张轴,两侧断裂呈对称展布;北东向的与北西向的在空间上有一定的互补性,这反映了两组断裂在发育过程中的相互制约性.结合南海的构造演化及南海南部油气盆地的分布,初步探讨了断裂分形特征与南海的构造演化及断裂分形特征与油气盆地分布之间的关系.     

Wind-driven South China Sea deep basin warm-core/cool-core eddies

The formation of the South China Sea (SCS) deep basin warm-core and cool-core eddies was studied numerically using the Princeton Ocean Model (POM) with 20 km horizontal resolution and 23 sigma levels conforming to a realistic bottom topography. Numerical integration was divided into pre-experimental and experimental stages. During the pre-experimental stage, we integrated the POM model for three years from zero velocity and April temperature and salinity climatological fields with climatological monthly mean wind stresses, restoring type surface salt and heat fluxes, and observational oceanic inflow/outflow at the open boundaries. During the experimental stage, we integrated the POM model for another 16 months under three different conditions: one control and two sensitivity runs (no-wind and no lateral transport). We take the fields of the last 12 months for analysis. The simulation under control run agrees well with earlier observational studies on the South China Sea surface thermal variabilities. In addition, the sensitivity study further confirms that the wind effect is the key factor for generation of the SCS deep basin warm/cool eddy and that the lateral boundary forcing is the major factor for the formation of the strong western boundary currents, especially along the southeast Chinese coast during both summer and winter monsoon seasons.     

Magnetic zoning and seismic structure of the South China Sea ocean basin

We made a systematic investigation on major structures and tectonic units in the South China Sea basin based on a large magnetic and seismic data set. For enhanced magnetic data interpretation, we carried out various data reduction procedures, including upward continuation, reduction to the pole, 3D analytic signal and power spectrum analyses, and magnetic depth estimation. Magnetic data suggest that the South China Sea basin can be divided into five magnetic zones, each with a unique magnetic pattern. Zone A corresponds roughly to the area between Taiwan Island and a relict transform fault, zone B is roughly a circular feature between the relict transform fault and the northwest sub-basin, and zones C, D, and E are the northwest sub-basin, the east sub-basin, and the southwest sub-basin, respectively. This complexity in basement magnetization suggests that the South China Sea evolved from multiple stages of opening under different tectonic settings. Magnetic reduction also fosters improved interpretation on continental margin structures, such as Mesozoic and Cenozoic sedimentary basins and the offshore south China magnetic anomaly. We also present, for the first time, interpretations of three new 2D reflection seismic traverses, which are of ~2,000 km in total length and across all five magnetic zones. Integration of magnetic and seismic data enables us to gain a better 3D mapping on the basin structures. It is shown that the transition from the southwest sub-basin to the east sub-basin is characterized by a major ridge formed probably along a pre-existing fracture zone, and by a group of primarily west-dipping faults forming an exact magnetic boundary between zones D and E. The northwest sub-basin has the deepest basement among the three main sub-basins (i.e., the northwest sub-basin, the southwest sub-basin, and the east sub-basin). Our seismic data also reveal a strongly faulted continent–ocean transition zone of about 100 km wide, which may become wider and dominated with magmatism or transit to an oceanic crust further to the northeast.     

Peat formation and accumulation mechanism in northern marginal basin of South China Sea

In the present study, the coal-rock organic facies of Oligocene Yacheng Formation of the marginal basin in the South China Sea were classified and divided. In addition, through the correlations of the large-scale coal-bearing basins between the epicontinental sea and the South China Sea, it was concluded that the coal forming activities in the South China Sea presented particularity and complexity. Furthermore, the coal forming mechanisms also presented distinctiveness. The marginal basins in th...     

南海北部海盆三分量磁测结果分析

1994年,中日双方合作在南海北部开展了海洋三分量磁测实验工作,采用日本东京大学地震研究所新研制的船载三分量磁力仪（Shipboard Three Component Magnetmeter,STCM）在南海北部海盆成功获得了6条共约2 500km的三分量磁测资料。本文根据前人的研究思路实现了对实测三分量磁测资料的处理分析,改进了补偿圆滑滤波算法,首次提出了比原方法更加综合直观表示测区各种磁边界状况的磁边界走向图（Magnetic boundary strike diagram, MBSD）法,并且将处理结果与南海北部海盆已识别的磁条带及其他一些典型地质现象进行了对比分析,发现本方法所揭示出的二维及三维磁边界与南海的实际地质状况有良好的吻合关系,这表明该方法可以有效处理所采集的三分量磁测资料并对研究海底磁性构造体性质有帮助。     

南海主要控凹断层活动特征与新生代地壳初始张裂

基于贯穿南海南、北陆缘2条长地震剖面的资料解释,分析了南海海域主要控凹断层的活动特征及其新生代地壳初始张裂特征。南海陆缘大部分断层于新生代张裂期开始发育并强烈活动,控凹断层基本上都发育在凹陷的边界,又称之为控凹边界断层。多数控凹断层早期以断块旋转滑脱、形成铲状断层为特征,北部陆缘主要控凹断层多数还具有幕式断裂的活动特点。控凹断层的初始活动时间主要集中在早始新世—晚渐新世,在南海北部陆缘东部早于西部,东部断层初始活动时间为早始新世甚至更早,西部断层初始活动时间多为晚始新世;南海南部陆缘的控凹断层初始活动时间晚于南海北部陆缘,主要集中在中始新世甚至晚始新世。南海海域地壳新生代初始张裂活动时间具有“东早西晚、北早南晚”的特点。此外,这些控凹断层部分于南海的漂移期继续活动或开始活动,少数断层于中中新世重新活动。     

南海西缘断裂带右行走滑的地球动力学机制

南海西缘断裂带,北端始于17°30'N附近的海南岛南部,往南延伸止于北西走向的卢帕尔断裂,南北延伸长度约达1 600 km,十分壮观(见图1)。该断裂带除了其名称和延伸长度在不同研究者的文章中各有所不同[1—4]之外,其名称和作用至少在20世纪80年代初已得到广泛的应用,早已成习惯,如在《亚洲地质》[5]一书和杨树康等[1]、陈国达[4]等许多著名科学家的论著中不断地得到了应用。该断裂带的构造地位和作用得到地学界的普遍重视,到目前为止地学界基本上认为它就是印支亚板块与南海亚板块之间的区域性边界断裂。