基于重、磁数据的珠江口盆地构造格局研究

珠江口盆地位于南海北部大陆边缘,横跨了华南大陆架、大陆坡以及洋陆过渡带地区,其构造演化十分复杂。随着勘探程度的加深,珠江口盆地的边界也一直发生着变化,盆地南部边界存在争议。本文基于卫星重力异常数据和磁力异常数据,重新研究了珠江口盆地的断裂及火成岩分布,并以高精度地震数据为约束反演了研究区新生界深度,根据处理的结果对研究区构造单元进行了调整。研究结果显示,研究区的NEE、NE和NW向断裂较为发育,且在本次研究中新识别出4条断裂;火成岩平面位置整体走向为NEE向,但不同区域走向存在区别：在盆地西部有近EW向火成岩,盆地中部火成岩为NWW向,而盆地东部火成岩部分为近EW向;在构造单元中将阳江凹陷根据重力和新生界特征分成了阳江西凹陷和阳江东凹陷,并删去了文昌D凹陷和文昌E凹陷。NW向的北卫滩断裂与阳江−一统断裂一起将盆地分为西部、中部和东部3个部分,此3个部分的断裂走向、火成岩平面位置和新生界厚度及构造单元都有所不同。本次同时对珠江口盆地断裂、火成岩和构造单元进行研究,旨在对后续盆地研究和油气突破提供地球物理支撑。     

辽东湾地区重、磁异常特征及其区域构造分析

辽东湾地区是沿郯庐断裂系发展的新生代裂谷盆地,其断裂展布、基底性质对区域构造研究具有重要意义。充分利用我国海洋区域地质调查项目获取的辽东湾地区最新船载重、磁数据,详细描述了重、磁异常特征及对比分析特征。在此基础上,结合前人对区域构造及岩石物性的研究成果,对区域构造进行了分析和解释,指出了辽东湾坳陷东西分带的构造格局及不同时期区域构造的差异,对研究区内主要断裂展布、岩浆岩分布进行了划分,探讨了辽东湾及其周缘海域新太古宙古陆壳基底的分布。     

重磁资料揭示的冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布

冲绳海槽及邻区是强烈的构造活动区,断裂和岩浆岩分布广泛。以1:100万重磁数据为基础,计算了空间重力异常、布格重力异常和ΔT磁异常的垂向和水平方向一阶和二阶导数,通过对比计算结果,对冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布特征进行了研究。结果表明,冲绳海槽发育平行和垂直于海槽走向的两组断裂带,其中垂直于海槽走向的NW、NWW向断裂带为走滑断裂,在东海构造演化过程中长期发育并逐渐向东前展,受不同时期构造应力场变化的影响,走向自西向东发生变化,整体呈现NE向凸出的弧形;岩浆岩呈带状分布,海槽东侧自北向南纵贯海槽的岩浆岩带与琉球火山前锋相对应;与钓鱼岛隆褶带相对应的宽阔岩浆岩带南端终止于27°N的NW向断裂带附近;海槽南段轴部岩浆岩带与海槽现今的扩张活动有关,而陆架边缘和陆坡上部的台北-钓鱼岛火山岩带的构造属性不同于北部的钓鱼岛隆褶带。     

重磁资料揭示的冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布北大核心CSCD

冲绳海槽及邻区是强烈的构造活动区,断裂和岩浆岩分布广泛。以1∶100万重磁数据为基础,计算了空间重力异常、布格重力异常和ΔT磁异常的垂向和水平方向一阶和二阶导数,通过对比计算结果,对冲绳海槽及邻区断裂和岩浆岩分布特征进行了研究。结果表明,冲绳海槽发育平行和垂直于海槽走向的两组断裂带,其中垂直于海槽走向的NW、NWW向断裂带为走滑断裂,在东海构造演化过程中长期发育并逐渐向东前展,受不同时期构造应力场变化的影响,走向自西向东发生变化,整体呈现NE向凸出的弧形;岩浆岩呈带状分布,海槽东侧自北向南纵贯海槽的岩浆岩带与琉球火山前锋相对应;与钓鱼岛隆褶带相对应的宽阔岩浆岩带南端终止于27°N的NW向断裂带附近;海槽南段轴部岩浆岩带与海槽现今的扩张活动有关,而陆架边缘和陆坡上部的台北-钓鱼岛火山岩带的构造属性不同于北部的钓鱼岛隆褶带。     

冲绳海槽及邻区磁异常特征及其地质解释

对冲绳海槽及邻区的ΔT磁异常特征进行了定性分析和变纬度化极处理,通过对比ΔT磁异常和化极磁异常分布特征,对冲绳海槽及邻区几个构造地质学问题进行了探讨。冲绳海槽基底埋深较大,沉积中心位于海槽西部;钓鱼岛隆褶带大规模基底隆起的南端终止于渔山-久米断裂带,断裂带以南的东海陆架南部边缘覆盖了厚层沉积物;以渔山-久米断裂带、舟山-国头断裂带和吐噶喇断裂带为代表的NW-NWW向右旋平移断裂带在东海构造演化过程中自西向东逐渐前展,对构造应力场起到了重要的调节作用,是东海"南北分块"构造格局中主要的构造单元边界;中新世以来台湾碰撞造山作用引起了东海陆架南部主要构造单元的顺时针旋转;菲律宾海板块的俯冲对琉球弧前地区的磁异常分布产生了显著影响。     

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。     

嘉偕平顶山群重磁异常及其构造和沉积特征

对嘉偕平顶山群重力数据进行了垂向导数处理,磁力数据进行了解析信号处理。重力垂向导数异常显示海山斜坡至坡底发育几个局部重力低异常,反映了此处存在低密度的沉积;磁解析信号异常显示海山斜坡山脊和山顶存在局部磁力高异常,反映了此处存在高磁性体。综合分析后认为重力垂向导数低异常可能是重力滑塌作用引起的碎屑流沉积的反映,磁解析信号高异常可能与侧翼裂谷带引起的岩墙侵入和火山活动相关,进而形成了斜坡山脊和山顶局部隆起。海山重力滑塌作用引起的碎屑流沉积多位于侧翼裂谷带附近区域,这可能是侧翼裂谷带处易发生岩墙侵入和火山活动,在此阵发性因素诱导下,易发生较大规模的重力滑塌。     

南海北部磁静区重磁特征及成因

南海磁静区位于南海北部的洋陆结合带上,在磁异常图上位于陆架高值正磁异常带以南,海盆磁异常条带区以北。收集了南海北部的地质和地球物理相关资料,总结了南海北部磁静区的研究现状,对ΔT磁异常数据进行了低纬度化极处理,参考磁静区周围的自由空间重力异常分布,结合区域地质背景划分了南海磁静区的分布;采用小波多尺度分解方法讨论了南海北部磁静区及周围区域的重磁场特征,对主要界面的反演发现磁静区内存在磁性基底深度增加、居里等温面隆升、磁性层厚度减薄和莫霍面抬升的现象,认为南海磁静区形成的直接原因是区域内磁性层厚度的减薄,包括中生代末期地壳的拉张沉降使区域老地层断陷,磁性基底深度增加,磁异常减弱;拉张减薄促使深部地幔热物质向上运移,莫霍面抬升,磁性层发生热退磁,居里等温面抬升,磁性层厚度减薄,磁异常减弱;南海扩张期和张裂以后磁静区的热活动剧烈,深部高温物质底侵,形成高速层,进一步减弱了区域磁异常。     

西南次海盆及邻区CFT测线重磁震联合反演及其应用

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的1条长达1 093 km,包括海底地震仪(OBS)、长排列多道地震和测深、重力、磁力调查在内的综合地球物理探测剖面(CFT),进行了重磁震联合反演。基于重磁震联合反演结果,在分段解译的基础上,证实本区多处发育前新生界残余沉积层并发生多期次岩浆活动,南海海域地壳结构颇为复杂,具有陆壳、减薄型陆壳、陆洋过渡壳和洋壳等地壳类型,壳下高速层分布较广。根据以上分析,重磁震数据联合反演是研究海区构造特征和深部地壳结构的重要技术手段。     

北大西洋Mohns洋中脊扩张地壳构造特征的研究

北大西洋Mohns洋中脊是很重要的扩张带。中国第五次北极科学考察的重点之一就是获取Mohns洋中脊的磁力数据。通过获得的磁力和以往的重力与地震资料,研究洋中脊的扩张、地壳构造特征及厚度。这些研究有助于更好地理解地球上重要的地质过程、海底扩张和壳幔相互作用。     

滨海断裂带珠江口段的重磁资料解释

通过重磁资料系统处理、研究、解释,确认滨海断裂带珠江口段的存在,且是一条规模巨大特征明显的断裂带,深度在30 km以上,呈NEE向展布,是由滨岸断裂带和滨海断裂带界限的高重力地质块体带,重力、航磁梯度带或灰度带图像反映清楚。在浅部,它与NW和NE向断裂互有切割,不过,NW向断裂切割滨海断裂带和NE向断裂带的频度更高,图像更清晰。在10 km以深,NE、NW向断裂基本上消失,阻截在滨海断裂带内,某些资料认为,NE向莲花山断裂带往西南入海(本区)转为NEE走向,从重磁资料分析,这些NEE走向断裂其实是滨海断裂带的一部分。莲花山断裂带进入本区后,仍以NE45°左右方向,经深圳、香港,至万山群岛被滨海断裂带截断,图像清楚,不存在NE向转NEE向现象。滨海断裂带是一条活动性较强的断裂带,在珠江口段,强势不改,它与NW、NE向断裂交汇并相互切割,具备5级以上地震构造条件,尤其是与形成时代新、活动性较强的NW向断裂交切部位(如镇海湾、广海湾、崖门、澳门、担杆列岛地区)。但是,NW向断裂在本区较浅,不如粤闽、粤桂交界地区深(≥30 km),所以本研究区(段)地震强度应低于后者。     

三大洋中脊的重力异常及构造意义

本文根据中国第三次南极考察暨首次环球重力调查实测的重力资料,对太平洋、大西洋和印度洋三大洋中脊的重力异常特征及构造意义进行了较深入的研究和探讨。结果表明,构造活动强烈的世界三大洋中脊系,其活动的强大外力来源为地幔的热动力。其地壳虽新,但活动历史却很久远,且已达到热动力平衡状态。洋中脊处的低幅度、短波长变化的空间异常,不能一般近似地视为均衡异常,更不能由此断定洋中脊已处于均衡状态。在洋中脊之下,海底、莫氏面及软流层界面均发生了不同程度的拍升,是影响重力异常的主要原因。     

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。     

重磁异常导数计算的局部样条函数法

按局部样条函数计算重磁导数,在异常曲线变化大的条件下,用以提高导数计算的精度。并能同时得到水平导数和垂向导数。     

麦哲伦海山区ME海山磁异常特征及其成因探讨

西太平洋麦哲伦海山区由于大规模火山活动的存在，深层熔岩上涌，为结壳的形成提供了丰富的物质来源。根据磁测资料，对区内ME海山磁异常特征。采用似二度体磁力剖面异常特征计算公式。用正演拟合方法来反演地下地质体产状、形态大小、基底起伏和磁性体物性参数，从而得出磁源体特征。研究海山性质及邻域洋底的地质构造特征。特别是断裂构造及其分布、岩浆活动规律以及岩石物性等有关的海山结壳的地质构造背景及其演化。为探讨地质构造对结壳的生长的控制作用提供依据。并为评价富钻结壳资源提供基础资料。     

根据地震和重磁资料估算西太平洋岛弧岩浆作用新速率

前人为研究大陆地壳的演化过程已作过了许多的研究。有人提出，导致陆壳增生的机制之一是岛弧岩浆作用。在Reymer(利迈尔)和Schuert(斯科波特)发表的《构造(第三卷)》(1984)的第63页中指出．他们计算出了因岛弧岩浆作用而导致陆壳增生的附加增生率。结果表明。岛弧岩浆作用正以平均20～40km^3／km／Myr的速度产生物质(沿着岛弧走向每单位宽度的体积)。这次研究工作主要是利用了世界最新的海洋重力资料和一些西太平洋地区洋岛弧经技术改进而获得的地震资料。综合运用这些资料，可获得洋岛弧之下更精确的图像和由岛弧岩浆作用过程中形成的壳源体积精确估计值。研究中对洋岛弧的调查后表明，地壳厚度的分布深度为20～30km。根据这一厚度。由此就可以估算每个岛弧的相应地壳体积了。通过岛弧俯冲起初阶段地壳体积的划分．可以得到岛弧岩浆以30～95km^3／km／Myr的附加增生率增长。本文的估计值几乎接近于原先岛弧岩浆附加增生率的两倍。     

嘉偕平顶山群重磁异常及其构造和沉积特征北大核心CSCD

对嘉偕平顶山群重力数据进行了垂向导数处理,磁力数据进行了解析信号处理。重力垂向导数异常显示海山斜坡至坡底发育几个局部重力低异常,反映了此处存在低密度的沉积;磁解析信号异常显示海山斜坡山脊和山顶存在局部磁力高异常,反映了此处存在高磁性体。综合分析后认为重力垂向导数低异常可能是重力滑塌作用引起的碎屑流沉积的反映,磁解析信号高异常可能与侧翼裂谷带引起的岩墙侵入和火山活动相关,进而形成了斜坡山脊和山顶局部隆起。海山重力滑塌作用引起的碎屑流沉积多位于侧翼裂谷带附近区域,这可能是侧翼裂谷带处易发生岩墙侵入和火山活动,在此阵发性因素诱导下,易发生较大规模的重力滑塌。     

海洋重磁资料的最小二乘平差处理方法

海洋重磁资料的平差处理是海洋重磁资料处理过程中必不可少的环节之一。从最小二乘算法意义下的平差处理基本理论出发,建立起平羞测线网系统交点误差的方程组,给出了方程组系数矩阵的简单求取方法。理论计算和实际资料处理结果表明,该方法不仅原理简单,计算机实现方便,而且经平差处理后的系统交点误差可以达到最小二乘意义下的极小。最后讨论了实际重磁资料平差处理中任意常数的确定问题。     

重要的海洋测绘成果——南海重磁异常图

在前人工作基础上,校正、处理、整合升华了1987~2007年的南海海洋重磁调查成果,编制完成南海空间重力异常图、南海磁力ΔT异常图两份基础图件,探索了南海磁力ΔZ⊥异常的处理方法,并且获得了可信的南海磁力ΔZ⊥异常图。成果证实,本文编制的南海重力测量图件、磁力测量图件与南海多波束测深测量的结果匹配,这三种地球物理的成果可以互为验证、互为补充,并且与拖网获得的岩石地球物理性质一致,说明所编制的南海海洋测绘图件可信。提出开展多兵种联合的海洋测绘工作建议,这是海洋测绘发展的方向,互为验证、互为补充的海洋测绘成果才能踏实用于海洋资源、海洋地质灾害预测、海防等领域的基础研究,才能为决策提供客观依据。     

辽东半岛及邻近海区区域重磁场特征

本文简要介绍了辽东半岛及邻区的区域重磁场特征．并从北黄海盆地与渤海盆地重磁场的对比分析中着重探讨了北黄海盆地的深部地质结构．