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。     

板片窗构造研究综述

在洋壳板片俯过程中,洋中脊到达海沟时通常与海沟有一定的夹角。若洋中脊在俯冲期间继续扩张就会形成板片窗构造。此外,非洋脊俯冲过程中板片撕裂或断离产生板片间隙,该间隙也称为板片窗。板片窗通常出现在活动大陆边缘,其一旦形成就会改变所在区域的局部地幔循环模式,导致在板片窗上覆板块中出现异常的地质效应,包括异常于普通俯冲带的岩浆活动、变质作用、地貌表现、流体活动以及特殊地球物理特征。板片窗特殊的地质效应控制着金、铜等特殊的金属矿产分布。综述了板片窗的形成机制、几何形态以及多种地质效应模式,以期为今后板片窗构造的研究提供借鉴。     

南海北部被动大陆边缘的新构造体制

１９８９～１９９４年间,德国汉堡大学用研究船“Ｓｏｎｎｅ”号经ＳＯ-５０Ｂ、ＳＯ＿７２Ａ及ＳＯ＿９５诸航次在香港岸外的南海做了６６００余公里的反射地震剖面,并采集了大量箱式岩样。这些剖面的地震地层学解释使得对Ｔ０不整合有了新的时代评估,定在更新世中。晚第三纪的Ｔ１和Ｔ０不整合都是由东沙隆起和超覆于该隆起上的地层的削蚀而产生的。而东沙隆起则是由岩浆侵入上部地壳而造成的。所测地震剖面中显示了一些侵入沉积盖层的火成侵入体,在接触处消除了沉积盖层的原始层理。这些岩浆构造事件可以与５～３和３～０Ｍａ时台湾与华…     

南海东部某油田地震成像畸变下的构造恢复

海上油气田开发到中后期,构造研究的精细程度直接影响到油藏的开发效果。针对南海东部油田开发中低幅度构造的地震成像畸变问题开展了研究。首先,为了消除断层阴影对于构造的影响,通过对断层附近成像畸变分析,根据层位和断层控制建立速度模型,准确恢复断层附近的速度场,有效消除断层阴影影响,精细恢复断层阴影带内的低幅度构造特征;然后通过高分辨率反演刻画浅层异常体分布,进行速度校正,以消除浅层异常体对构造影响。在地震成像畸变的情况下,将测井数据和地震数据相融合,并结合地震速度和地质规律分析相互验证校正构造解释,取得了较好的应用效果,为油田地质和油藏研究提供了准确的基础数据。     

南海沙巴—巴拉望边缘重力异常及深部构造控制

南海富烃区的东南部边缘被北西－南东走向的构造线分割成一系列区段，各区段具有鲜明的特征，重力形态往往发生突然变化。其中沙巴段的西南以廷贾（Tinjar)或西巴兰（West Baram)构成线为界，东北与苏禄海西南边缘的巴拉巴克构造线邻接。这部分最显著的特征是沿着距岸约150km的沙巴海槽伴生的自由空间重力异常极低。地震反射资料显示，前积沉积和重力驱动推覆体所产生的负荷使伸展的南海陆壳下陷到局部均衡面之下，产生了类似前陆盆地的海槽，海槽中的沉积速率低于沉降速率。负荷体本身则位于局部均衡面之上，部分受下伏地壳和岩石圈的刚性所支持。深部的晚第三纪沉积盆地就位于布格重力和自由空间重力高带的侧翼上。穿过沙巴海岸的重力值降低，因此，大致处于均衡补偿的克罗克（Crocker）山脉（包括Mt Kinabalu)很可能位于较弱的岩石圈之上。而和沙巴海沟相伴生的自由空间重力异常比根据其水体厚度所计算的异常要小，这预示着海槽轴线下面的地壳减薄，这不是一个正常的前陆盆地特征，因此推断地壳减薄是在盆地形成前就出现的。在沙巴海槽中最显著的是呈NE－SW走向的平行的重力异常和地貌特征，它们与海槽中早第三纪地质走向不一致，因此它们是受南海岩石圈和地壳中原有组构的控制。沙巴地区的第三纪构造重组就是以这种假设为基础的，即南海边缘在老第三纪的陆架裂开时所形成的裂谷盆地中的沉积物是这个地区富烃资源的主要来源。     

南海及其周缘中新生代火山活动时空特征与南海的形成模式

根据南海海区、华南和中南半岛的地面露头、钻井、拖网及地球物理资料,分析了南海地区火山活动的时空分布特点。在南海陆缘和周边陆区中生代末期花岗岩分布非常广泛。新生代火山岩活动规模较小,主要是海底扩张之后在洋盆扩张脊、北部陆缘的陆洋边界附近、雷琼地区和中南半岛南部的玄武岩。在南海北部陆缘的深部地震调查中发现,在地壳下部存在小规模的高速异常体,结合浅部的晚第三纪一第四纪火山活动,认为该高速体形成于南海扩张之后。这些特征表明,在南海的拉张过程中岩浆供应不丰富,在陆缘未形成大规模的侵入和喷出岩。南海陆缘属于岩浆匮乏型被动大陆边缘。南海海区残留多个刚性断裂陆块,反映了裂谷拉张过程中脆性破裂。根据这些特征,南海形成难以用印藏碰撞引起的软流圈物质上涌导致岩石圈破裂这样的模式来解释。     

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。     

红河活动断裂带在南海西北部的反映

红河断裂带是一条走滑的活动断裂带，它控制着南海西北部的构造活动，也控制着莺歌海盆地的形成和演化。根据南海西北部中穿过莺歌海盆地的地震剖面和历史资料进行解释，结果表明，莺歌海盆地的形成可分3个阶段：自50MaB．P．开始，沿红河断裂带的左旋错动和在印支地块的顺时针旋转的应力作用下，形成了莺歌海盆地的雏形；24MaB．P．之后在左旋压扭应力场作用下，形成了盆地西北部的反转构造；5MaB．P．之后发生了右旋错动，盆地内快速沉降，发育巨厚沉积层。根据盆地内最老和最新的沉积中心之间的距离，推测沿红河断裂带的左旋位错约200km。该断裂带发展到现代，其活动性大为减弱，曾发生10次小于5级地震。     

南海东北部陆坡天然气水合物区的滑塌和泥火山活动

本文研究了南海东北部陆坡天然气水合物区滑塌和泥火山活动的特征及表现形式,探讨了滑塌和泥火山活动对天然气水合物成藏的影响,提出了滑塌主导和滑塌、泥火山共同作用两种控制模式。根据地震数据、浅层剖面和海底地形数据解释,将研究区划分为规则滑塌区和泥火山活动影响区,并识别出泥火山、泥火山脊、凹槽、凹坑等特征地形。滑塌和泥火山活动是陆坡天然气水合物发育区重要的地形控制因素,两种活动共同作用产生复杂的地形特征。综合多条地震测线中似海底反射层(BSR)形态、连续性和滑塌、泥火山活动的关系,认为滑塌控制的区域,BSR连续,天然气水合物储藏较完整,泥火山活动区天然气水合物储藏也仅受到局部破坏。同时指出滑塌和泥火山活动对研究区长期天然气渗漏活动具有重要作用。     

南海万安盆地的构造样式与构造圈闭

通过对大量多道地震剖面的解释和分析,认为南海万安盆地发育有潜山披覆、基底张性断块、挤压背斜和骨牌式构造等４类典型构造样式,并形成背斜型和断块型两类主要的构造圈闭,构成了盆地内重要的油气圈闭类型。     

南海海盆新生代的构造演化史

南海海盆地的地壳为洋壳，在新生代它经历了大西洋海底扩张的演化历史，海盆中有三个残留的海底扩张中心，并发生过两次海底扩张。第一次海底扩张发生在晚始新斩新世，扩张方向为北西－南东向，产生了南海西北海盆和西南海盆。     

南海万安盆地的构造样式与构造圈闭

通过对大量多道地震剖面的解释和分析,认为南海万安盆地发育有潜山披覆,基底张性断块,挤压背斜和骨牌式构造等４类典型构造样式,并形成背斜型和断块型两类主要的构造圈闭,构成了盆腔内重要的油气圈闭类型。     

南海东部海域表层沉积物类型的研究

南海东部海域表层沉积物可被分为11种类型:含岩块砾石黏土质粉砂、贝壳珊瑚砂、黏土质粉砂、钙质黏土、钙质软泥、有孔虫砂、深海黏土、含铁锰微粒粉砂质黏土、硅质黏土、含火山灰硅质黏土、含火山灰粉砂质黏土.这些类型按物源和成因可被分为陆源碎屑、钙质碎屑和硅质碎屑、火山碎屑3大类型,其中陆源碎屑分布面积约占50%,钙质碎屑占20%,硅质碎屑和火山碎屑各占15%.在物质来源、海底地形、火山作用、生物作用、水动力条件等因素影响和控制下,由于沉积环境的差异,故区内褐色类沉积物最多(60.68%),灰色类沉积物次之(38.20%),黄色类沉积物最少(1.12%).台湾省以南到17°N以北海区沉积物以陆源沉积物分布为主;巴士海峡以西海区沉积物较粗,常含砂岩块和砾石;东沙群岛以东海区钙质生物碎屑沉积丰富;中、西部海区以含铁锰微粒沉积物为主;中、南部海区水深大,主要分布硅质沉积物;南部海区、礼乐滩北缘沉积物受礼乐滩珊瑚碎屑影响大,沉积物类型为钙质软泥.     

南海东部古扩张脊的俯冲机制

南海东部古扩张脊处于欧亚板块和太平洋板块的汇聚地带,其东侧为马尼拉海沟、北吕宋海槽和西吕宋海槽, 由于受到多个构造单元的相互作用, 使其处于复杂的构造环境中。南海东部古扩张脊俯冲过程的研究对深入理解南海海盆构造演化、火山及地震活动等具有重要意义,同时也是今后南海构造研究的重要方向之一。在总结前人研究基础之上,探讨南海东部古扩张脊俯冲时间、俯冲深度及动力学过程。南海板块在16Ma之后,由于菲律宾板块NW向仰冲的作用,使南海东部古扩张脊被动地沿马尼拉海沟进行俯冲,形成了现今马尼拉海沟中段的构造格局。古扩张脊俯冲深度为200~300km,并且在约100km处发生板片撕裂,造成古扩张脊两侧俯冲角度的不同。     

南海北部大陆边缘上的声纳浮标测量(二)——陆缘地壳结构构造

1979年12月至198o年8月我部和美国哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地质观测所合作在南海中部和北部开展地质-地球物理综合调查.在这期间,在北部陆缘投放了165个声纳浮标,其中152个浮标剖面能求解.分析研究这些成果,作者等(1982)曾发表了本区沉积物的速度结构分布一文.本文将选用揭示上、下地壳层或层_2、层_3的声纳浮标段,结合区域声纳浮标和折射资料,对南海北缘(包括部分海盆深海平原区)的地壳结构、构造作一初步讨论.讨论范围:东经112°—120°,北纬22°—14°附近(图1).     

南海东部晚更新世以来的火山沉积特征

对取自南海东部的5个沉积岩芯进行矿物学和地球化学研究。结果表明火山碎屑沉积层可分为2种类型：1种具高SiO2低FeO，TiO，MgO和无色玻璃一普通角闪石组合特征，火山玻璃富含微量元素Cu，Sc，Zr，为酸性火山沉积成因；另1种以火山玻璃相对低含SiO2，高MgO，FeO，TiO2为特征，并与褐色玻璃一普通辉石一磁铁矿组合和高V，Ni的沉积层伴生，属中性火山碎屑沉积。晚更新世以来以深海盆为中心曾发生2～5次火山沉积，其性质、强度、频率和分布随区域性的变化而不同，在晚更新世中期(24．1～73．9ka)达到鼎盛。南部海盆属中性火山沉积，北部海盆为中酸性-酸性火山沉积。北部陆坡区和南沙礁台区基本上未受到影响。火山碎屑沉积物主要来自海底喷发，部分源自菲律宾岛弧。     

南海东部海域的沉积作用和物质来源研究

1998年在南海东部海域采集了195个表层和24个柱状沉积物样,对沉积作用和物质来源研究表明:(1)南海东部海域具有典型的边缘海沉积特征,沉积物主要由陆源碎屑、生物碎屑、火山碎屑、浊流沉积物组成,沉积作用具有多样性;(2)黄岩岛以北海区沉积物中基性岩组分含量为23.2%,陆源硅铝质组分含量为76.8%,这两种组分的理论计算值与海底沉积物实际分布相一致;(3)由碎屑矿物分析得出陆源矿物、混合矿物、自生铁锰矿物和中基性火山矿物四种矿物组合区,矿物组成和含量差异反映了物源和沉积环境的变化;(4)对沉积物中大于0.063 mm的物质全组分分析表明,生源组分占66.97%,其中钙质生物含量为23.43%,硅质生物含量为43.54%,钙质生物高值区主要分布在水深小于3 500 m的海区,硅质生物高值区主要分布在水深大于3 500 m的深水区;(5)南海东部海域火山沉积作用明显,海底扩张区沉积物中铜、钡、铁、锰、钴、镍、砷等金属物质分布与海底构造和海底中基性火山活动密切相关;(6)对沉积物粒度、物质组成和生物化石组合分析表明北部陆坡区69柱187.5~190.0,287.5~280.0,377.5~380.0 cm,深海平原区149柱157~187,187~194 cm,南部陆坡区323柱280~350 cm在粒度上表现出浊流沉积特征;(7)对锶同位素物源示踪和粒度、矿物的研究表明,北部陆源碎屑向南一直扩散到约17 N,西吕宋海槽是亚洲大陆物质特别是我国大陆物质向南海东部海域输运的主要通道.