东海莫霍面起伏与地壳减薄特征初步分析

收集、整理大量由地震剖面提供的沉积层厚度资料,得到东海沉积层等厚图。对完全布格重力异常进行沉积层重力效应改正后,得到剩余重力异常,利用地震资料揭示的莫霍面深度值来约束界面反演得到东海莫霍面埋深。结果表明,东海陆架盆地莫霍面深度在25～28 km之间平缓变化,地壳厚度为14～26 km,西厚东薄;冲绳海槽盆地莫霍面深度为16～26 km,地壳厚度为12～22 km,北厚南薄。东海陆架盆地东部与冲绳海槽盆地南部地壳减薄明显,拉张因子分别达到2.6和3。初步分析认为冲绳海槽地壳以过渡壳为主,并未形成洋壳。     

琼东南盆地深水区长昌凹陷地壳结构特征

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区,向东通过西沙海槽与南海西北次海盆相通,其近东西向的展布形态明显异于深水区其他凹陷的NE-NEE向形态,为了弄清其地壳结构,从而更好地分析凹陷的结构和演化机制,这里根据深反射地震资料、VSP资料和最新重力资料对长昌凹陷的地壳结构进行了综合地球物理模拟.结果显示:长昌凹陷北侧地壳厚度为22～24 km,南侧地壳厚度约20～22 km,从两侧向长昌凹陷中央地壳厚度逐渐减薄,最薄处只有2.8 km;莫霍面深度与沉积基底呈镜像关系,沉积基底最深的地方莫霍面深度最浅,最浅深度距海平面13.8 km;凹陷中央东部存在一层厚约4 km的下地壳高速层,该层在地震剖面和层速度剖面上均可识别.     

珠江口盆地白云凹陷裂后异常沉降研究及成因分析

南海北部大陆边缘的许多盆地都发现了裂后沉降异常,位于深水陆坡区的白云凹陷是其中的典型代表。本文采用盆模软件Temis Suite 2007对穿过白云凹陷的3条地震剖面进行回剥分析,观测其不同时间基底的垂向运动特征,并将其与MCKENZIE经典拉张模型计算的理论裂后沉降值进行对比,发现白云主凹中心的裂后异常沉降量最大超过2.6 km,白云南凹最大异常沉降量接近2 km,高于白云凹陷北部边缘的异常沉降。凹陷东部的裂后沉降作用强于凹陷西部。对沉降曲线的研究发现,白云凹陷在中中新世(16.5～10.5 Ma)期间有一段沉降明显加速的过程,白云南凹尤为明显,可能与南海扩张停止事件有关。白云凹陷发育了巨厚的沉积,并且呈韧性伸展状态,本文认为下地壳流可能是导致白云凹陷裂后异常沉降最主要的因素。     

南海北部陆缘地壳结构探测结果分析

深部地震和重力资料反演揭示了南海北部陆缘地壳结构在总体上由北部的华南沿海（厚约30km）向南部的洋盆（5──8km）逐渐减薄。南海的近SN向拉张不仅造成南北方向地壳结构的巨大变化，也造成东西向的明显变化。在南海北部陆缘的西部，局部拉张产生了一系列裂谷构造。西沙海槽作为一条狭窄的陆内裂谷向西延伸，海槽南北两侧地壳厚度超过25km，海槽中部地壳减薄至不足10km。西端的莺歌海盆地地壳厚仅5km，缺少明显的壳内反射－折射。在珠江口盆地中部，地壳厚度在下陆坡明显减薄，地壳下部存在较薄的（3──4km）高速层（地震波速7．2──7．5km·s－1）；在珠江口盆地东部，地壳底部存在约 10km厚、300km宽的高速层。在台湾地区，由于弧陆碰撞，曾经减薄的陆壳在碰撞带增厚，莫霍面深度超过30km。南海北部陆缘在裂谷拉张和海底扩张期间岩浆活动平静，表明南海北部陆缘为非火山型陆缘。     

东海的地壳结构特征

介绍了国内外有关东海地壳结构特征的调查研究状况,并利用前人大量的调查研究成果,根据自西向东地壳速度结构的差异,将东海海区划分为东海陆架区、冲绳海槽区、琉球岛弧-海沟区三部分。东海陆架区主要由沉积盖层(速度为5.8～5.9km/s)、基底层(速度为6.0～6.3km/s)和下地壳层(速度为6.8～7.6km/s)三个速度层组成,属于典型的大陆型地壳。冲绳海槽则位于大陆地壳和大洋地壳的过渡地带,它仍然具有大陆地壳的结构特征,并无洋壳的形成,但在海槽的轴部地壳已经减薄。琉球岛弧-海沟区的地壳结构总的来说属于过渡型地壳,但在海沟靠洋一侧已属于大洋型地壳,而从琉球海沟往东的西北菲律宾海盆,就完全属于典型的大洋地壳。     

华南海陆过渡带的地壳结构与壳内低速层

壳内低速层与地质构造背景的联系已逐渐引起人们的重视。华南沿海众多的地震测深剖面揭示出地壳不同深度上存在着壳内低速层。根据海陆联合深地震探测取得的数据,通过射线追踪和走时模拟方法,获得了沿OBS-2001测线海陆过渡带的地壳结构。根据低速层的走时间断特性辨识了海区地壳中部低速层。剖面中壳内低速层分布在新塘经南澳岛至南澳岛东南约150.0 km的陆架区,尖灭于东沙隆起,其顶面深度为10.0—18.0 km,速度为5.5—5.9 km.s-1,与上、下岩层的速度差均为0.5 km.s-1,其空间展布较为稳定,厚度为3.0—4.0 km,推断其为华南沿海陆上低速层的延伸,含水矿物脱水和部分熔融可能是引起该区壳内低速层弹性波速下降的主要因素。该区壳内低速层的研究对于深入认识岩石圈结构及动力学作用过程具有重要的地质地球物理意义。     

南海北部陆缘的地壳结构及构造意义

研究发现,南海北部陆缘地壳厚度从陆架、陆坡至深海平原呈阶梯状减薄。上地壳薄,下地壳厚,上地壳厚度占整个地壳厚度的百分比在１６．０％￣４４．９％之间,约为１／５￣１／３。下地壳下部存在高速地壳层,陆缘东部普遍存在,中部和西部则零星出现;推测这种地壳层在新生代前的地壳中已存在,但厚度较薄,在新生代张性构造运动中,熔融的上地幔基性岩浆侵入到地壳底部,或进入下地壳,冷却后形成高速地壳层。陆缘地壳结构存在横     

对马凹陷的地壳

属于日本海主要的形态构造单元有 3个深水凹陷 (日本、对马和大和 )和分隔它们的隆起(大和、朝鲜等 )。从 1 985年开始 ,海参崴太平洋海洋学研究所的地球物理学家БЯКарΠ、СНМедведев和ВГПрокудин在此海域采用带有海底地震站的反射波进行了研究。获得的大量信息可以确定 ,在对马和大和凹陷中 ,地壳的厚度大约为 1 4km ,而在日本凹陷的东部则为约 8 5km。专家们在有关这些地区海底地壳的性质上意见有分歧 ,一种认为是变厚的洋壳 ;另一种认为是拉长了的陆壳。在对马凹陷的西部和西南部进行了类似的地震研究工作。这…     

南海北部陆缘地热状态及其成因探讨

对收集、整理的462组大地热流和地温梯度数据进行统计分析,结果表明南海北部陆缘具有普遍偏高的大地热流和地温梯度,大地热流总体表现为由陆架向洋盆方向递增的趋势。海底热流资料经稳态温度场计算南海北部随深度变化的热流和温度分布,获取热居里面深度,与地磁资料反演的居里面深度进行对比,发现南海北部中、下陆坡磁居里面深度浅于热居里面深度,处于地热不平衡状态。通过对地壳结构、拉张因子、莫霍面埋深、断裂带及火山活动的综合分析,表明南海北部陆缘地热状态受控于地壳拉张减薄和莫霍面抬升的构造格局,裂后晚期局部岩浆活动对地热状态亦有影响。     

东海陆架盆地南部中生代成盆过程的数值模拟

采用I2VIS有限差分方法,模拟了东海陆架盆地南部中生代的盆地演化过程。数值模型的构建主要基于研究区域内现有的地震剖面、测井、层析成像等资料获得的中生代地层结构特征。根据模拟结果,对比已知的岩浆侵入特征和断裂组合规律,定量分析了在不同边界条件下,各阶段盆地演化的岩浆断裂及沉积特征,并探讨了影响盆地构造特征的主要因素。得出以下认识:(1)通过改变模型的边界条件发现,层状含水地幔在拉伸环境下,会对地壳结构造成破坏,中生代东海陆架盆地区域性伸展不是盆地演化过程的唯一主控因素。(2)东海陆架盆地中生代的成盆过程及属性与中生代时期上地幔物质流动有着密切关系。(3)中生代的地幔物质流动导致的大规模岩浆事件很可能作用于闽江凹陷之下,由此导致了闽江凹陷的进一步抬升,形成现今的斜坡带,而基隆凹陷进一步沉降,形成凹陷的沉积中心。基于以上结论,认为区域性伸展和上地幔物质流动导致的岩浆上涌两大因素共同控制下,影响了东海陆架盆地南部中生代的演化。     

冲绳海槽地壳结构性质的初步探讨

冲绳海槽位于东海东部,介于陆架海与琉球群岛之间,是西太平洋边缘岛弧向陆侧的一个弧后盆地。其存在和发展与西太平洋板块运动的动力学特性有着密切的关系,而冲绳海槽地壳的结构性质却是研究这种关系的重要依据。地壳结构性质主要包括莫霍界面的深度(地壳的总厚度),以及地壳各分层的厚度与成分。     

南冲绳海槽及其邻域的磁性基底与地壳结构

研究区域的基底断裂构造十分发育。EW、NEE和NE向基底大断裂宏观上构成和控制区域地质构造的基本格架;NS、NNW和NW向断裂多为张扭性平移断层,它们对基本格架起强烈的分割破坏和错断作用,形成和控制次一级区域差异性的构造运动和岩浆活动特征。东海陆架边缘隆起带磁性基底埋深一般为3～4km.基底由前中新世变质岩系及不同时期形成的火成岩类组成。地壳厚度为24-28km,为大陆地壳。南冲绳海槽盆地磁性基底埋深一般为5～7km,可划分出4个次一级盆地。基底极可能由前中新世以来海槽张裂运动所形成的玄武岩层或部分变质岩系组成,靠近陆坡坡脚处可能包括前第三纪的老地层。地壳厚度为15～20km,地壳为亚大洋型。     

南海西北部与红河地区地球物理场及其地壳深部结构特征

分析了南海西北部与红河地区地球物理场特征，计算了研究区重、磁资料的一阶小波细节变换、四阶小波逼近变换。根据重力场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果，同时参考在研究区进行的地震勘探结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算。结果表明，研究区域地壳结构较为复杂，地壳厚度在17—38km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、过渡壳的性质，同时存在上地幔隆起区及凹陷区。用地震层折成像结果与重力资料计算出的地壳分布趋势进行了对比验证。根据地幔对流结果探讨了研究区深部地球动力学特征及其与深部地壳结构的关系。     

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区地壳结构反演及构造解析

南极布兰斯菲尔德海峡及邻区是南极半岛海域火山、地震等新构造运动最活跃的地区,由于前人对资料处理解释的差异,导致盆地的构造格局仍部分存疑。本文以研究区的卫星重力数据为基础,以多道反射地震和部分岩性资料为约束,采用重震联合反演方法构建了三条横跨研究区的地壳结构剖面,并进一步研究布兰斯菲尔德海峡盆地的地壳结构。研究结果表明布兰斯菲尔德海峡盆地莫霍面深度为33—38km。菲尼克斯板块俯冲消减下沉至南设得兰岛弧之下,导致南设得兰海沟的俯冲带后撤,产生3—4km厚的岩浆混染地壳,密度为2.9g/cm³。分析认为受板块运动和弧后扩张影响,沿布兰斯菲尔德海峡盆地扩张脊分布的海底火山裂隙式喷发,并进一步导致盆地的持续性扩张。     

南海东北部陆缘地壳结构特征及下地壳高速层成因

南海东北部陆缘构造演化信息丰富,对于理解南海的演化过程至关重要。本文收集了南海东北部的深反射地震和海底广角地震成果剖面,提取地壳和下地壳高速层的厚度结果,并结合水深、重磁异常和岩石圈的流变学等地质地球物理资料,对南海东北部的地壳减薄特征、吕宋-琉球转换板块边界的性质和下地壳高速层的分布及成因进行了分析和讨论。南海东北部的地壳减薄在横向和垂向上都存在不均匀性,以下地壳减薄为主,在台西南盆地存在极端减薄地壳;南海北缘的白云凹陷、西沙海槽和西缘的中建南盆地也存在类似的极端减薄地壳,且都与刚性地块共轭或邻近,推测刚性地块的存在导致地壳初始破裂时下地壳流动和地幔上隆是局部出现地壳极端减薄的主要原因。吕宋-琉球转换板块边界两侧在海底地形、新生代反射和重磁异常等方面均存在差异,与中生代岛弧引起的高磁异常大角度相交,其可能是中生代古特提斯构造域向太平洋构造域转换的边界断裂。下地壳高速层在南海东北部广泛发育,结合其分布特征和波速比V_p/V_s的分布区间,认为其是多期次岩浆底侵形成的铁镁质基性岩。     

南海西沙海槽地壳结构的海底地震仪探测与研究

利用中德合作在南海西沙海槽首次获得的海底地震仪探测数据 ,通过震相分析和走时模拟 ,研究了该区的纵波速度模型和地壳结构特征。结果显示 ,新生代沉积层厚 1— 4km ,其下的地壳纵波速度从 5.5km·s- 1 向下逐渐增加到 6.8km·s- 1 ,下地壳未见有明显的高速层 ,地壳厚度在剖面两侧为 2 5km ,向中部逐渐减薄至 8km ,莫霍面在剖面中部上隆 ,其速度反差强烈 ,从地壳底部的 6.8km·s- 1 跳跃到上地幔顶部的 8.0km·s- 1 。这一地壳结构反映出新生代拉张裂谷的特征 ,海槽两侧地壳结构相似 ,南北呈对称分布 ,没有或很少下地壳底侵 ,与南海北部陆缘的东段有很大差别。     

南海共轭陆缘构造不对称性研究及其成因的数值模拟

<正>岩石圈在水平拉张力的作用下会发生伸展变形,以致形成裂陷盆地,但是在多因素的影响下,岩石圈的拉张形式会存在很大的差异,因此学者致力于提出不同模型解释不同的裂陷盆地结构。英国学者Mc Kenzie根据大陆纯剪切伸展模式建立了岩石圈伸展量与裂陷盆地的沉降量以及后裂陷阶段热沉降量之间的定量模型[1],在解释被动大陆边缘的地壳减薄、张裂和沉降方面发挥了重要作用[2-3],但它仅适用于完全对称的纯剪拉张模型,很难解释非对称共轭     

古特提斯缝合带澜沧江段花岗岩高温高压实验模拟

对古特提斯主体遗迹的云南西部昌宁-孟连构造混杂缝合带、临沧花岗岩基、澜沧江韧性变形变质带进行了岩石高温高压三轴变形实验模拟研究．以期对该构造带形成时期所处的构造物理环境作出判断。实验岩洋取自紧邻澜沧江韧性剪切变形变质带西侧的临沧花岗岩基。实验后样品产生了一系列新生显微构造，对应的地壳深度环境相当于中下地壳(13-18km)。澜沧江韧性变形变质带花岗岩的显微组构以动力重结晶颗粒极为发育为特征，表明其形成时的环境远比实验深度更深。综合考虑临沧花岗岩基现在的厚度(达15km)和花岗岩浆流动的上限深度(8-10km)以及风化剥蚀量．可以认为临沧花岗岩基的形成深度可大于25km，原始岩浆源于下地壳下部．接近莫霍面的顶面。澜沧江韧性变形变质带的形成与临沧岩基向东逆冲相关．它直抵古特提斯俯冲板块下插滑动顶面。研究表明，昌宁-孟连古特提斯曾发生过真正意义上的大规模洋壳俯冲．是一个具有较大规模的古洋盆。     

东海陆架盆地西部坳陷中—新生界构造特征

东海陆架盆地西部坳陷为整个盆地内重要的二级构造单元之一,发育有多个次级凹陷,完整记录了盆地及周边晚白垩世以来的构造变形信息,能够为解决太平洋板块俯冲、东亚陆缘类型转换等相关科学问题提供参考。基于二维地震剖面解释,并综合前人研究成果,通过对东海陆架盆地西部坳陷的构造分析认为,该坳陷发育有中—新生界两大构造层,由一系列中—新生代裂陷盆地组成,为早白垩世晚期应力场由挤压环境转换为拉张伸展环境下的产物,以伸展构造样式为主,半地堑、掀斜断块、多米诺式断裂等上述伸展构造样式发育。同时,伴随晚白垩世末期的应力反转,坳陷内长江凹陷局部可见有正反转构造样式。坳陷内断裂展布具有不同时期、方向不同、性质各异的特征,而岩浆岩发育则表现出了广泛分布、不同时代、规模和岩性各异的特点,二者皆与区域构造方向基本一致。白垩纪以来,太平洋板块的漂移方向、俯冲角度的多次变化为坳陷现今中—新生代构造格局形成的主要因素,此外后期菲律宾海板块向欧亚板块的碰撞、挤压、俯冲作用使得整个构造格局更加复杂化。     

琼东南盆地北礁凹陷伸展构造的几何学分析

北礁凹陷作为琼东南盆地南部深水区的一个典型半地堑凹陷,层序地层具有明显的膝折变形特征,几何学分析显示出伸展断层转折褶皱模型特点。经过对凹陷内部构造变形的测量和推算,本文确定了北礁凹陷断层转折褶皱的构造几何学特征及其运动学过程,揭示了凹陷主要裂谷阶段的水平伸展量,其总的伸展量可达到12 km,平均伸展速率约为0.44 km/Ma。通过构造几何学方法推测始新世末期该区域海平面上升了约200 m。并运用伸展断层转折褶皱理论,按照平衡剖面原理,正演了北礁凹陷及北礁低隆起的伸展构造发育过程。