利用重磁震资料研究山东半岛及南黄海北部地区火成岩分布

利用近年的地质调查结果,收集了前人的岩性分析及物性分析结果,结合山东半岛和南黄海北部的重力资料和磁力资料及多道地震的资料,分析了研究区重磁场特征,并且将地震识别的火成岩投影到磁力异常平面图内,利用磁力异常化极的垂向一阶导数图作为底图,判定可能由火成岩引起的磁异常,根据相似磁异常特征,划定火成岩的分布位置。分析认为山东半岛火成岩具有沿北东向发育的特点,并且受北东向断裂控制,南黄海北部地区火成岩有沿北东,北北东向发育的特点。     

冲绳海槽北段地磁场特征及其地质解释

根据磁异常的分布特征,冲绳海槽北段可以分成三个异常区：东海陆架边缘异常区、东海陆坡异常区和冲绳海槽北段异常区。在东海陆架边缘区,磁异常以正为主,最大可达＋ ３５０ｎＴ,该区所对应的磁性基底埋深较浅,一般在２～３ｋｍ 。在东海陆坡异常区,除了有ＮＮＥ向展布的负异常外,在此背景上还发育了一些沿ＮＷＷ 向展布的次级异常,推测本异常区的磁异常与ＮＷ 向的基底断裂有关。冲绳海槽北段异常区所在宽缓负异常的大背景下又有几处正异常条带分布,则是在吐噶喇断裂带控制作用下所产生的磁性较强而又不均匀的火成岩体的反应     

基于细胞神经网络重力异常提取的东海火成岩分布

岩浆活动是东海盆地在形成发展过程中各期构造运动伴生的产物,由于火成岩一般与围岩具有明显密度差异,从而引起局部重力异常,但火成岩引起的异常往往被区域异常所掩盖,在重力异常图上无法识别。利用改进细胞神经网络方法对东海盆地火成岩引起的重力异常进行提取,能够突出目标异常,将水平(横向)叠加异常区分开以识别火成岩。结果表明,东海盆地火成岩发育广泛,以NNE向条带状分布为主。     

冲绳海槽中部的火山口

冲绳海槽位于中国东海大陆架的东部,与东海陆架相连,是一个新生的孤后盆地,海底火山活动和地震频繁,断裂体系十分发育,沉积了十分丰富的火山碎屑沉积物,根据海底沉积物中的浮岩与磁铁矿含量变化,结合水深资料推测了海底火山口的位置,结果表明Z 14—5测站(27°18′N、127°12′E)附近是一个火山口。     

东海新构造与新构造运动

各种调查资料表明,东海自上新世晚期以来,新构造运动比较明显,主要表现形式有断裂、褶皱、地震、岩浆的侵入与喷发,海底热液活动以及区域构造的升降与岸线变迁等。新构造运动主要以升降作用为特征,升降具有振荡性与间断性。新构造运动的区域差异现象明显且在某些地区具有一定的继承性。同时,新构造活动还有明显的带状分布特征,它们大体上沿大陆边缘呈NE(或NEE)—NNE向分布,主要有2个带:东带沿冲绳海槽展布,西带沿东海陆架西部—沪、浙、闽、粤近海展布。在两个新构造活动带之间的东海陆架主体部位,是新构造活动的平静区。西带的新构造活动主要表现断裂与地震活动及区域升降作用;而东带的新构造活动远较西带强烈,不仅有大量的断裂与频繁的地震活动及地壳的升降运动,还出现很多褶皱构造,大规模的岩浆侵入与喷发以及海底热液活动。此一地区强烈的新构造运动表明,第四纪时期海槽的扩张作用还在加剧,它也是板块俯冲作用活跃的一种表现。     

东海海底地形分区特征和成因研究

东海一直以其特殊的大地构造地位受到国内外地学界的关注,但作为主要受构造控制的东海海底地形的研究,以往简单趋势性描述居多,专门深入系统的研究尚不多见。不久前完成的高精度、全覆盖多波束海底地形勘测覆盖了东海部分外陆架、大陆坡全部、冲绳海槽和东部岛坡的一部分,取得了海量的测深数据。据此编绘的勘测多波束水深图和结合测区外的传统资料编绘的海底地形图使我们有机会可以重新审视和系统研究东海的海底地形特征。在定量确定了陆架坡折线、陆坡坡脚线和东部槽坡坡脚线的基础上划分出了大陆架、大陆坡、冲绳海槽平原和东部岛坡4大地形区,继之对各区的海底地形特征进行了研究和描述,并在区内选取了有代表性的5条剖面进行了剖析。另外,从地球内营力和外营力两方面分析了影响东海海底地形发育的因素。调查分析表明:整个东海地形分带明显,地形类型多样:大陆架十分宽阔,总体北宽南窄,从大陆向海平缓倾斜,发育了广泛的NW-SE向沙脊群,自大陆向东南呈扇形发散;大陆坡呈NE-SW向条带展布,海底地形陡峻,呈阶梯状下掉,总体北缓南陡,其上峡谷密布,上穿切外陆架,下直达海槽,同时坡麓上海台沟谷伴生发育;冲绳海槽北浅南深,其内在平坦的背景上发育了众多的海山和海丘,其中心又有槽中槽地形;东槽坡地形复杂,发育了     

东海西湖凹陷北部基底构造特征

根据最新的重磁资料,反演了西湖凹陷北部的基底深度,推断解释了火成岩和断裂构造,结合相关地质和构造方面资料,对西湖凹陷北部基底性质和基底构造特征进行了分析,深化了对西湖凹陷北部基底构造特征的认识。研究认为,区内的断裂构造主要由NE向和NW向两组断裂构成。NE向的断裂主要为年代较老的大断裂,它们在构造上被NW向的断裂错断,并被NW向断层复杂化;西湖凹陷的火成岩比较发育,火成岩主要沿着大的断裂带以及断裂带的两侧分布,形成许多串珠状的火成岩带。岩浆岩的分布受断裂控制明显,尤其是在NE向断裂与NW向断裂交汇处,更是岩浆活动的主要地区;西湖凹陷北部的古新近系基底构造主体走向为NE向,但明显受NW向断裂的改造,形成东西分带、南北分块的构造特征。西湖凹陷基底构造起伏较大,绝大部分的基底深度都在5000m以下,总体上呈南高北低、凸凹相间分布,由东到西分别为保俶斜坡、三潭深凹、浙东中央背斜带、白堤深凹和天屏冲断带5个次级构造单元。     

南黄海西南部的活动断裂

中更新世以来,南黄海西南部的活动断裂比较发育。活动断裂的方向主要有NNW、NW向,次为NEE和EW向。活动断裂的特点为:①在平面上,主要分布于南黄海南部盆地的中南部。②活动性明显,它们控制了岸线和水下深槽的方向,在浅层反射地震剖面上具有晚更新世的断层;地震频繁,1910年以来,平均每7.6年发生一次破坏性地震。③本区NNE向断裂不发育,尚未获得NNE向断裂的活动证据,这一点与邻近陆地和东海不同。区内的NNW向沿岸大断裂十分重要,它是华东、华北一系列NNW向活动大断裂中的一个。     

东海洋陆过渡带中—新生代构造变形及动力学机制

洋陆过渡带为大陆与大洋相互作用的重要地区,是研究大洋与大陆地球演化过程、动力学机制的关键,西太平洋及邻区是全球范围内开展洋陆过渡带研究的最理想实验室。东海陆架盆地及邻区整体位于华南陆块东部,中、新生代以来遭受了多期复杂的板块碰撞、俯冲、弧后拉张等影响,完整保留了该时期的构造变形,记录了丰富的洋陆过渡带地质信息。基于近10年来获取的陆域实测资料、海区地球物理数据,综合前人中、新生界研究成果,运用海-陆对比等方法,以东海陆架盆地南部及邻域为研究区,梳理了毗邻陆域中、新生界构造变形,识别出4大区域不整合面、划分了4大主要构造层,总结了区内6个构造岩浆期发育及5大区域断裂展布。同时,重新梳理了海域中、新生界地层格架,细化出5类构造样式与12种构造组合,分析了断裂、火成岩,其中断裂主要沿NE-NNE、NW向展布,兼有少量沿EW向发育的小规模断裂,岩浆岩多期次活动,主要为燕山期与喜山期。结合数值模拟,认为慢速拉伸模式较为符合研究区中生代构造环境,板片俯冲造成的局部含水地幔熔融可能为区内岩浆岩的主要成因,详细划分了区内构造演化与盆地类型。     

南海中建海域麻坑发育特征及成因机制

海底麻坑在圈定潜在的天然气水合物发育区和指示海底地质灾害方面都具有重要意义。基于南海中建海域的高密度三维地震资料,采用自动追踪技术对研究区海底地貌特征进行了刻画,发现了众多形态各异、大小不一的麻坑,可分为圆形麻坑、椭圆形麻坑、拉长形麻坑、新月形麻坑和复合型麻坑等5类。中建海域的海底麻坑主要发育在海底地形坡折的位置,成群、成带分布,在地形平坦的位置麻坑不发育。影响中建海域麻坑形成的因素主要有火山活动、断裂活动、水合物分解、海底底流等。引起中建海域海底形成麻坑的流体主要有4种,分别是火山热液、天然气水合物分解的气体、沿断裂向上运移的深部油气及火山热液与天然气水合物分解气体的混合。     

东海北部虎皮礁邻近海域地磁异常研究

虎皮礁临近海域处在南黄海近东西向构造与东海北部NE向构造的结合部,磁异常表现为以下2个特点,即西北部呈NE及东西向强烈变化异常区及东南部弱变化异常区。2个异常区被NE向延伸的诏安-济州岛深断裂分开,两侧磁场面貌不同。结合陆地资料,通过对磁异常的研究可以得到以下2点认识:(1)江绍断裂在进入杭州湾以后并非继续沿NE向延伸至朝鲜半岛南部,而是沿30°50′N线附近转为近东西向向东延伸,东界终止于125°20′E附近;(2)江南古陆并非终止于上海附近,而是继续向东延伸,长江凹陷实际上就是发育于上海以西地区的江南古陆的向东延伸部分。     

胶州湾湾口区的地质特征

通过多种资料的分析,对胶州湾湾口区的地形地貌、断裂构造、沉积特点进行初步研究,认为湾口区地形复杂,海底沙波、潮成沙体和深水洼地等多种地貌均有发育。断裂构造以北东、北西向断裂为主,且均为陆上断裂在海域的延伸。受潮流作用的制约,湾口区沉积厚度微薄,基岩大面积裸露,风化程度很不均匀。     

南海北部陆坡海底峡谷形成机制探讨

通过对南海北部地震剖面的解释,并结合地貌以及区域地质特征等,对发育于南海北部陆坡区的珠江口外、台湾浅滩南以及澎湖海底峡谷的地貌和构造特征进行分析和对比,并对其形成机制进行探讨。研究结果显示,各海底峡谷具有相似的走向,并均具有转向的特征,但是其形成机制却各不相同,由此形成的地貌特征也各不同:珠江口外海底峡谷的形成与珠江带来的大量陆上沉积物的搬运相关,形成了喇叭型的水道;台湾浅滩南海底峡谷的形成受到NW向断裂构造的控制,这些断裂构造形成了薄弱带,经过沉积流的侵蚀而形成狭长的水道,当进入下陆坡后由于海山的阻隔作用而转为近EW向;澎湖海底峡谷带的上段主要是由陆坡沉积流的下向侵蚀、崩塌和滑移形成的,而其下段则主要具有沿马尼拉海沟北向延伸段发育的特征。     

流体迁移和海底地形与天然气水合物的形成

使用重力取样器、渔网、深潜器等手段,已经在海底及以下浅表层的区域采获天然气水合物样品,但关于浅表层水合物的发育机制、分布规律、与海底地形的关系等问题还缺乏基本认识。根据2006年鄂霍次克海天然气水合物调查航次的调查数据,发现萨哈林东北陆坡区,特别是中、下陆坡区发育大量海底凸起。这些凸起一般呈不对称的丘形,宽几百米,高几十米。与海底沙波、沙脊不同,海底凸起为孤立海底地形,在南北方向上并不连续。海底剖面仪结果清楚地显示古陆坡凸起的发育。现今海底陆坡凸起的幅度普遍地要小于古陆坡凸起的幅度,个别地方古今陆坡凸起的形态有所变化,但大部分古、今陆坡凸起是一一对应的,基本形态没有根本变化。在萨哈林陆坡地区存在两个方向的挤压应力场,分别是由德鲁根盆地向萨哈林陆坡方向的挤压应力场和萨哈林陆坡沿萨哈林走滑断裂向南的挤压应力场,海底陆坡凸起是这两大应力场复合作用的结果。浊反射区中的游离气是底辟构造中的超高压多相物质向上迁移形成的,浊反射区上方对应的海底凸起应该是宏观构造挤压和局部底辟发育叠合的结果,浊反射区上方的海底凸起,在形态等方面应该和其他仅由挤压构造原因形成的凸起有所区别,比如顶部发育裂口等。在底辟构造中,由于游离气体的向上迁移,在整个水合物稳定域中从下到上,直至海底都可能形成水合物。     

东山岛山东近岸海域以下沙兵及其环境

１９９０－１９９１年，我所对东山岛海域进行海底地形，底质调查，水文泥沙测验时发现：１）沿东山岛－古雷半岛的ＮＮＥ，ＮＥ向断裂在海域呈出为落差可达２０ｍ左右“Ｖ”字型深槽。２）在东山岛东部１０ｍ等深线以东海域发育众多的水沙丘群，水深１５ｍ左右有一地形坡折线，水深２０－２５ｍ海底为水下一级阶地。     

东海陆架盆地南部中生代构造演化与原型盆地性质

东海陆架盆地南部夹持于欧亚板块、太平洋板块与印度板块之间,是发育在前中生代基础之上的中、新生代叠合盆地。其构造演化受古太平洋板块俯冲及特提斯-喜马拉雅构造域的联合影响,经历了印支末期基隆运动、燕山期渔山和雁荡运动的叠加改造。结合浙闽隆起带中生代火成岩事件、盆地构造变形、沉积学的一些证据,通过海陆对比研究,认为东海陆架盆地南部早-中三叠世可能为面向古太平洋的被动大陆边缘盆地;晚三叠世-侏罗纪古太平洋板块已对中国大陆有较强的俯冲作用,东海陆架盆地及南部原型盆地为活动大陆边缘弧前盆地;白垩纪受控于滨海断裂表现为活动大陆边缘走滑拉分盆地;古新世-始新世火山岛弧向东移动,东海陆架变为弧后裂谷盆地。     

东海陆架盆地南部中生代断裂系统与盆地结构

以东海陆架盆地南部为研究对象,运用丰富的二维地震资料,在对中生界断裂体系精细刻画的基础上,分析了断裂的展布特征,并就断裂系统对盆地结构的控制作用进行了研究,结果表明:该区域中生界断裂系统十分发育,断层表现出张性或张扭性特征并具有多期活动的特点;根据断裂平面展布及组合特征,可划分出3类构造样式,8种断裂组合;根据断裂发育时间,可将断裂的活动期次划分为燕山期和喜山期;受控于NE和NNE向的断裂系统,中生界盆地构造格局表现为"三凹两凸"结构特征;断裂发育的时间及特点对中生界盆地的构造演化和沉积过程起着重要的控制作用。     

火成岩体在现今陆坡形态调整中的作用：来自南海东沙群岛近海陆坡的启示

对从南海东沙群岛近海陆坡（水深约500-3100m）采集到的二维地震剖面提取地形数据后进行统计学分析,结合地震相研究,发现研究区陆坡形态的变化与火成岩体,以及与火成岩体相关联的沉积过程存在着紧密地联系。共识别出了3种陆坡类型：（a）发育多个火成岩体的粗糙、陡的陆坡（类型1）;（b）发育单个火成岩体的较为光滑、平缓的陆坡（类型2）;（c）无火成岩体发育的光滑并且平缓的陆坡（类型3）。这些火成岩体形成于南海海底扩张之后,具有较为复杂的形态,在地震剖面上多表现为强振幅的杂乱反射。在类型1中,多个火成岩体将陆坡分为上部的两个或者多个次凹和下部的一个主凹,这些凹陷可以同时被沿坡流带来的沉积物充填。然而在类型2中,单个火成岩体将陆坡为一个上部的次凹和一个下部的主凹,只有当上部的次凹被沉积物填满后,沉积物才可以开始充填主凹。类型3为发育斜坡沉积的正常陆坡。研究区现今的陆坡形态是由于火成岩体的侵入和与火成岩体相关的沉积过程所共同导致的陆坡形态调整的结果。三种陆坡类型现今陆坡形态间的差异指示不同的沉积条件和陆坡形态调整。     

东海天然气水合物的地震特征

使用中国科学院海洋研究所“科学一号”调查船于2001年以及20世纪80年代在东海地区采集的多道地震资料,以海域天然气水合物研究为目的,对这些资料进行了数据处理并获得了偏移地震剖面。通过对地震剖面的解释,在6条剖面上确定了6段异常反射为BSR,均有振幅强、与海底相位相反的特点。6段BSR基本上都没有出现和沉积地层相交的现象。分析认为,这与东海地区第四纪以来的沉积特征有关,并不能由此否认这些异常反射是BSR。6段BSR出现的水深为750~2 000 m,埋深在0.1~0.5 s(双程时间)之间。随着海底深度的增大,BSR埋深有增大的趋势。计算结果显示,6段BSR所处的温度和压力条件都满足水合物稳定赋存所需要的温度和压力条件。本文的BSR主要与北卡斯凯迪亚盆地以及智利海域水合物的温度、压力条件相似,而与日本南海海槽、美国布莱克海台等海域水合物的温度、压力条件相差比较大。在地震剖面上,6段BSR所处的局部构造位置都和挤压、断层有关,有利于水合物的发育;在空间上,它们主要分布在东海陆坡近槽底的位置以及与陆坡相近的槽底。在南北方向上,除分布在吐噶喇断裂和宫古断裂附近外,还与南奄西、伊平屋和八重山热液活动区相邻。热液活动和水合物虽然没有直接的成因关系,但岩浆活动为水合物气源的形成提供了热源条件,为流体和气体的运移、聚集提供了通道条件,从而有利于水合物的发育与赋存。根据地震剖面反射特征推断,剖面A1A2和A14A23发育BSR的位置应该有气体或者流体从海底流出,可能是海底冷泉发育的位置。剖面A14A23上BSR发育处,振幅比的异常增大和BSR埋深的降低是相关联的。这种关联支持该处发育海底冷泉的推测。     

黄海、东海海底地貌及控制因素分析

中国近海陆架地貌研究工作自５０年代进行全国性海域普查以来，积累了丰富的有关黄、东海海底地质、地貌、沉积资料。在这些调查资料的基础上本文拟对黄、东海海底地貌类型、特征及其控制因素作一简单分析。１黄、东海海底主要地貌类型及其特征该区海底地貌以宽阔的大陆架为其特点。黄海呈反Ｓ状，平均深度４４ｍ。东海则呈扇形，平均水深３７０ｍ，其西部为陆架，大约在水深１４０ｍ左右，向东过渡为孤带状的大陆坡，主体地形为冲绳海槽，向东越过琉球群岛岛架，过渡到琉球海沟。黄、东海海底地貌类型比较齐全（图１），现分为黄海北部区、…