被动大陆边缘张裂特征与南海北部陆缘构造属性

大陆边缘研究是板块构造运动史重建、地球环境演变研究与矿产资源开发的关键。火山型(volcanic passive margins)与非火山型(magma-poor passive margins)大陆边缘作为被动大陆边缘的2种基本类型,在结构特征、演化过程、洋陆过渡带等方面存在一定的相似之处,但二者在形成机制、构造过程、沉积特征等方面显著不同。向海倾斜的基底反射层(SDRS)以及其下高速异常体是火山型被动大陆边缘的典型标志,而非火山型被动大陆边缘以低角度拆离断层(S反射面)为主要标志。我国南海地处三大板块与两大构造域的结合部,构造特征复杂,北部大陆边缘构造属性一直备受争议。以国外典型被动大陆边缘研究成果为基础,开展多尺度构造综合研究与数值模拟分析,是行之有效的研究手段。     

南海北部被动大陆边缘新构造运动

1989年至1994年间,德国太阳号调查船SO－50B、SO－72A和SO－95航次在南海香港岩外做了6600km的地震测线。对剖面的地震地层学解释确定了更新纪地层中T0不整合的时代归属。东沙隆起的抬升和上覆地层的削蚀形成新第三纪T1和T9不整合,这次隆升事件由岩浆侵入上地壳所引起。地震剖面显示穿入沉积盖层的火成侵入岩体使接触带原有的层理现象消失。岩浆－构造事件也许瑟台湾和中国东部大陆边缘5－3Ma以及3－0Ma两次碰撞有关。碰撞事件以及随后台湾NNW和WNW向的拉移使台湾与中国东南大陆边缘的挤压转变为走滑。张裂活动停止洋壳冷却下沉并消亡在马尼拉海沟之下并产生拉张应力,形成张扭应力场。走滑运动使多数裂陷期和漂移期形成的断层重新活动,给岩浆上拱提供了通道。南海北部构造格局以中新世NE－SW向断裂为特征,这类断层数量虽少却在整个研究区都有分布。ENE－WSW向和NE－SW向上新世断裂集中分布在东沙岛西部,且多为走滑断裂。现代断裂总体为NW－SW走向,与裂陷期形成的断层大致平行,部分断层因局部上隆而产生,一般为正断层性质,但也有走滑性质。上述多数断裂至基底,可见这些是裂断陷和漂移期薄弱带重新活动的结果。     

南海北部陆缘构造属性研究进展

南海北部陆缘位于特提斯与古太平洋两大构造域的叠合部位,构造特征十分复杂,其构造属性一直是国内外学者争论的焦点,从主动陆缘到被动陆缘,火山型被动陆缘到非火山型被动陆缘等均有表述。南海复杂的形成机制以及东、西部构造差异性所引起的地球物理、岩浆活动等认识的异同,是造成南海北部陆缘构造属性认识差异的主要原因。通过与全球典型地区的比较研究,进一步加强对南海形成演化过程分析,开展大洋钻探与多学科综合分析,揭示南海海盆的多期扩张与多盆张裂特征,是认识南海北部陆缘构造属性的关键。探讨了南海三叉裂谷张裂模式,初步认为南海第1次扩张具有非火山型被动陆缘性质,第2次扩张具有火山型陆缘性质。     

南海北部新构造活动特征及地震区带划分参数分析

南海北部分布有赋存石油、天然气资源的沉积盆地。南海北部的地震活动会对资源聚集的沉积盆地的稳定性有重要且直接的影响。着重对南海北部的主要断裂带分布及其活动特征进行详细分析。在对南海北部已有地震数据研究基础上,形成了南海北部断裂带分布图、南海北部的地震震中分布图。依照地震区、带小区划确定的原则,在南海北部地震活动性区划图基础上,形成了3个地震小区划,分别是广东沿海小区、福建沿海小区、珠江口盆地和台湾浅滩小区。最后对比研究了3个地震小区划的地震参数b值范围及地震动加速度,其中广东沿海小区的b值为0.949 8,福建沿海小区为0.645 2,珠江口盆地和台湾浅滩小区为0.486 5,该区的地震动加速度值介于0.115~0.379 g之间。该项研究工作可以为南海北部沉积盆地稳定性分析评价提供依据。     

南海北部大陆边缘天然气水合物稳定带厚度的地热学研究

The exploration of unconventional and/or new energy resources has become the focus of energy research worldwide,given the shortage of fossil fuels.As a potential energy resource,gas hydrate exists only in the environment of high pressure and low temperature,mainly distributing in the sediments of the seafloor in the continental margins and the permafrost zones in land.The accurate determination of the thickness of gas hydrate stability zone is essential yet challenging in the assessment of the exploitation potential.The majority of previous studies obtain this thickness by detecting the bottom simulating reflectors(BSRs) layer on the seismic profiles.The phase equilibrium between gas hydrate stable state with its temperature and pressure provides an opportunity to derive the thickness with the geothermal method.Based on the latest geothermal dataset,we calculated the thickness of the gas hydrate stability zone(GHSZ) in the north continental margin of the South China Sea.Our results indicate that the thicknesses of gas hydrate stability zone vary greatly in different areas of the northern margin of the South China Sea.The thickness mainly concentrates on 200–300 m and distributes in the southwestern and eastern areas with belt-like shape.We further confirmed a certain relationship between the GHSZ thickness and factors such as heat flow and water depth.The thickness of gas hydrate stability zone is found to be large where the heat flow is relatively low.The GHSZ thickness increases with the increase of the water depth,but it tends to stay steady when the water depth deeper than 3 000 m.The findings would improve the assessment of gas hydrate resource potential in the South China Sea.     

南海北部大陆边缘从裂谷到扩张的演化过程

由于南海是西太平洋区域众多边缘海的主要组成部分，故了解南海从同裂谷到海底扩张的发展史对阐明西太平洋的构造演化是非常重要的。本文阐述了通过综合利用新获得的和已有的地球物理资料研究南海北部大陆边缘从裂谷到扩张过程的变迁。南海的最北部地区是中日合作项目(JCCP)一部分，该项目分1993年和1994年两个阶段。JCCP调查的目的是揭示大陆壳和深海盆间的过渡地区的地震与磁力特征。南海磁力和海洋重力资料表明了其张裂陆壳和汇聚边缘过去与现在的构造特征。全磁和三维磁力资料清楚表明海盆的线型磁异常特征和变化的海盆边缘磁异常特征。南海重、磁及地震资料和其他地球物理、地质的分析可以得出如下结论： (1)N-s向海底扩张始于早始新世。它至少有四个独立的演化阶段，其扩张的方向和速率是不稳定的．扩张从32Ma一直持续到17Ma； (2)陆洋边界(COB)的东西两边在现代构造形式上的明显差异暗示东部陆壳的破裂受走滑断裂的控制； (3)下地壳的地震高速层似乎被俯冲到伸展的陆壳下； (4)最上层的沉积和覆在第三纪火山上的下地壳的上部以大陆边缘区的磁力异常体为基底； (5)位于大陆边缘的磁力平静带(MQZ)对应COB； (6)无磁或弱磁层可能导致MQZ，地磁退磁的一个原因是当高温地幔物质被俯冲时地热的变化．另一种解释是每个往返磁极玄武岩的横向连续消失在上部合成磁场。 我们正建立一个包含地震数据、潜在油田、地壳和地热结构与其它地球物理数据的人工数据库系统。以便更好地对过去、现在和将来环日本的深海环境的变化进行研究，即海沟、海槽、俯冲带、边缘盆地和岛弧。该数据库的一些特征是对来源不同的全球数据的多方面研究和有目的定向搜集资料。     

活动大陆边缘的板片窗构造

正俯冲的洋中脊的持续扩张作用将会使该洋中脊两侧的洋壳板片之间形成一个持续加宽的间隙,这个间隙称为板片窗。板片窗往往形成于小于10Ma左右具浮力的大洋岩石圈俯冲时期。板片窗形态依赖于3个主要因素：板块的相对运动、俯冲前的洋脊一转换断层组合样式、俯冲角度。影响板片窗形态的次要因素还有热侵蚀、相变等因素。在板片窗出现的活动大陆边缘,软流圈、岩石圈、大气圈、水圈发生独特的多圈层相互作用,是地球系统最为活跃的地带。由于该地带的洋底消减往往与生长轴呈一定角度相交,不仅引起盆地的不对称消减,而且使得板片窗之上的活动大陆边缘的构造、岩浆、成矿和热效应明显不同于洋中脊平行于俯冲带的消减作用产生的构造、岩浆、成矿和热效应。     

天然气水化物：对全球气候变化和大陆边缘构造的激发因素

大陆边缘海洋沉积物中天然气水化物之产生，受控于这里的高静水压、低的海底不温及存在大量的天然气。海平面升降引起静水压的温度发生变化，因此这是控制天然气水化物生长和分解的主要因素。当海平面升高时，大陆边缘的水压力增加，因此水化物（大多为甲烷和水）固化并生长，当海平面下降时，静水压力减小，引起天然气水化物的分解。     

南海的基本构造特征与成因模型：问题与进展及论争

南海位于欧亚、印澳、太平洋三大板块交接部位,是东亚大陆边缘最大的边缘海,其大陆边缘经历了复杂的类型转换:北部80 Ma左右为安第斯型大陆边缘,于始新世逐步转变为裂陷边缘,中中新世以来逐步转变为典型被动陆缘;东侧17 Ma前为开放的海域,6 Ma以来逐渐以沟弧盆系统的俯冲带为界,成为半封闭海盆,由单向俯冲演变为双向俯冲;西界自34 Ma以来逐渐转变为走滑型或转换型大陆边缘;南界34 Ma前为与北部对应的不对称裂陷型大陆边缘,34~16 Ma为被动陆缘,16 Ma以后逐渐为俯冲消减型大陆边缘。南海成因的动力学背景复杂,有多种成因争论。板块动力因素既有东侧太平洋板块俯冲、菲律宾板块楔入的影响,又有西侧印度洋板块斜向俯冲、洋中脊俯冲,还可能有北侧青藏高原隆升、大陆块体挤出的影响;同时,深部底侵、拆沉、地幔柱、地幔水化过程等地幔动力学背景也不可忽视。     

西非被动大陆边缘重力滑脱构造体系下的塑性构造

论述了西非被动大陆边缘深水环境下的重力滑脱构造体系中的塑性构造。研究发现塑性地层在整个西非被动大陆边缘都有分布,且盐岩塑性层主要分布在西非被动大陆边缘的西南部和西北部,发育层位为过渡期(J-K)构造层之内;中部尼日尔三角洲等塑性层主要为泥岩塑性层,发育层位为古近系和新近系。根据重力滑脱构造体系发育特征可划分为:以正断裂和塑性焊接构造为主的上部重力滑脱伸展构造、以底辟构造为主的中部重力滑脱底辟构造、以冲断裂、塑性褶皱和塑性冲断构造为主的下部重力滑脱冲断构造。根据塑性构造上覆地层的变形过程,塑性构造演化主要经历了后生变形期和同生变形期。塑性构造变形机制主要受基底掀斜作用和上覆地层的沉积速率控制。塑性构造中的底辟、褶皱、冲断及塑性焊接构造对油气成藏的控制作用依次减弱。     

南海新构造与资源勘查及开发利用的关系

南海新构造运动的动力学类型丰富多彩，既有离散扩张，俯冲挤压，亦有剪切拉张、消减聚敛和地体碰撞。这些类型和演化控制着本区矿产资源的形成和分布规律，与地下水资源，海涂资源及旅游资源亦有一定的关系。     

南海北部陆缘区中特提斯构造演化研究

通过对南海及周边地区特提斯构造遗迹的综合分析，并与东亚、东南亚地区特提斯构造对比，认为南海北部陆缘区存在可以进行东、西向对比的中特提斯构造。相应的中特提斯洋因北巴拉望－礼乐－南沙地块与华南大陆边缘在白垩纪中期的碰撞而关闭。南海北部陆缘区中特提斯构造向西可以与加里曼丹的Metratus缝合线和苏门答腊的Woyla缝合线对比，向东经台湾海峡、琉球群岛与日本佐用带对比。南海北部陆缘区中特提斯构造的确认对正确解释南海北部陆缘区地壳结构在东西向和南北向的差异、重新认识华南陆域内地质构造演化以及对南海北部陆缘区油气资源勘探均具重要意义。     

塞内加尔盆地北部次盆被动大陆边缘沉积演化特征与控制因素

塞内加尔盆地是位于西北非大西洋沿岸的一个裂谷-被动大陆边缘叠合型盆地,其中的北部次盆在非洲的大西洋沿岸盆地中,其以陆坡地貌多变、碳酸盐岩发育而盐构造相对欠发育为特征。本文通过地震、钻井资料解释与构造沉积学分析,研究北部次盆南段在被动大陆边缘盆地发育期的陆坡地貌与沉积充填演化特征,明确其主控因素,为系统揭示塞内加尔盆地发育特征、西北非被动大陆边缘盆地演化规律提供地质依据。研究表明,研究区在白垩纪经历了台地边缘斜坡、同沉积断坡、宽缓沉积斜坡等陆坡地貌阶段,发育了早白垩世Neocomian-Aptian期的碳酸盐岩台地建设期、Albian-Santonian期的断坡-碎屑岩陆坡内外分离式沉积期、Campanian-Maastrichtian期的碎屑岩缓坡沉积期等构造沉积演化阶段,各阶段形成了不同的沉积格局。全球海平面变化与陆源碎屑供给相对欠发育是造就研究区被动大陆边缘盆地沉积充填特征的首要因素;区域构造运动对该区陆坡地貌的演化、不整合的发生、物源的进退有着直接的控制作用;古气候与物源区条件则间接影响着盆内沉积物的类型、规模与格局。     

硅质碎屑被动大陆边缘的地貌变化分类

我们运用Ｓｍｉｔｈ和Ｓａｎｄｗｅｌｌ的最新全球测深资料 ,提出了对硅质碎屑为主的被动大陆边缘的分类结果。根据海底坡度随深度的平均变化 ,我们鉴定了５种一般的被动边缘形状。柱状图表明边缘形状、海底峡谷的出现数量与Ｅｍｅｒｙ（１９８０）确定的全体边缘地层之间存在着相关性 ,几种边缘形状与现代沉积物向边缘的供给之间也似乎具有相关性。尽管这些结论是初步的 ,尽管沿检验边缘的环境在整个地质时代已经改变了 ,这些结论仍表明有可能建立现代边缘形状和环境之间的定量关系。该研究中心运用的数据来源于Ｓｍｉｔｈ和Ｓａｎｄｗｅｌ…     

南海北部新生代构造迁移特征

选择南海北部比较有代表性的珠江口、琼东南和中建南3个盆地作为研究区,对所获取的剖面进行了地震解释工作,运用地震地层学和构造地质学等方法对我国南海北部新生代演化史开展研究,探讨了南海北部陆缘各区域构造演化差异及规律。结果表明,南海北部陆缘构造活动在时序上存在着迁移的特征,体现出自北向南"珠江口盆地→琼东南盆地"、"珠江口盆地→中建南盆地"构造事件逐渐变晚的趋势。因此,南海北部陆缘破裂从北部开始,以"撕裂"的方式逐渐向南推进,同时排除了红河断裂的叠加影响,南海北部自北向南断陷活动强度逐渐减弱。在其后的演化中,构造沉降与物质充填中心的迁移以一种更加复杂的方式进行。