莺歌海盆地异常裂后沉降的动力学机制

为了理解莺歌海盆地形成与演化的动力过程, 用回剥法和应变速率反演方法对该区的钻井和地层剖面资料进行了研究.研究结果表明莺歌海盆地观测得到的裂后沉降和模拟预测的理论裂后沉降结果存在较大差异, 其中在西北部为300~500 m, 中部和东南部为900~1200 m, 其异常裂后沉降明显呈现向东南和向海方向递大的趋势.地幔对流模型预测的结果表明, 20 Ma以来南海北部边缘的动力地貌沉降量为300 m, 因此, 莺歌海盆地裂后异常沉降在300 m左右的地区可以用动力地貌沉降机理来解释, 但是盆地中部和东南部的巨厚的异常沉降远大于动力地貌沉降量, 它是自晚中新世以来盆缘断层的右旋走滑作用、裂后热回沉和动力地貌沉降共同作用的结果.      

琼东南盆地新近纪构造沉降特征对BSR分布的影响

琼东南盆地陆坡深水区晚中新世以来的地层中有比较明显的BSR(似海底反射)分布。由于BSR是识别天然气水合物存在与否的重要地球物理参考标志,而构造变动是影响其分布的重要因素之一。本文结合南海发生的构造运动以及全球和莺—琼盆地海平面相对变化,以11.6 Ma,5.3 Ma和1.8 Ma 3个时间点为界,将琼东南深水区晚中新世以来的地层划分为3个层,自下而上分别为层序Ⅲ、层序Ⅱ、层序Ⅰ。通过对工区二维地震资料301个虚拟点进行盆地模拟,结果表明,3个层序存在构造沉降加速的过程。其中层序Ⅲ构造沉降速率变化相对最为缓慢,层序Ⅱ构造沉降速率整体增大,同时其变化加剧;层序Ⅰ构造沉降速率变化剧烈,最高沉降速率增至170 m/Ma。但是5.3 Ma以来的构造沉降加速在时空上存在东西的差异。空间上构造沉降速率呈周边向中心地带递增的规律。研究区BSR主要分布在各凹陷与凸起次级构造单元相接、构造沉降速率在70～110 m/Ma且变化迅速的区域。     

琼东南盆地岩石圈特征的构造模拟约束

琼东南盆地是晚始新世时期发育于南海北缘的伸展性盆地。本文在利用盆地内区域2D地震资料构造解释的基础上,运用基于弹性梁模型和挠曲均衡原理的2D构造模拟软件对琼东南盆地岩石圈结构特征进行模拟。研究发现:琼东南盆地地区的有效弹性厚度在1～5km,最佳取值为3km;拉张因子在1.3～1.5,其中裂后阶段反演模拟的拉张因子为1.5,裂陷阶段正演模拟的拉张因子为1.3左右。最后对红河断裂新生代的活动以及南海扩张运动对模拟产生的可能影响进行了分析与讨论。     

渤海湾盆地中北部沉降史分析及裂后期异常沉降分离

为了探究渤海湾盆地新生代沉降过程与西太平洋板块俯冲过程的对应关系,作者收集整理27口钻孔和1条地震地质 剖面数据,并运用回剥技术和应变速率反演方法,模拟出渤海湾盆地中北部裂陷期地壳应变速率变化,分离出裂后期异常 沉降。模拟获得裂陷期地壳应变速率曲线具有明显的三次大的波动,可指示三次构造沉降事件：裂陷Ⅰ幕（60~42 Ma）,对 应于渤海湾盆地孔店组-沙四段沉积过程,平均构造沉降速率为4.6 m/Ma;裂陷Ⅱ幕（42~36 Ma）,对应沙三段-沙二段沉 积过程,平均构造沉降速率为5.5~30.5 m/Ma;裂陷Ⅲ幕（36~24.6 Ma）,对应于沙一段-东营组沉积过程,平均构造沉降速 率为14.7~54.7 m/Ma。研究区内裂后期观测构造沉降与模拟的理论值存在明显的差异,即存在异常沉降。盆地北部异常沉 降值在100~200 m,中部渤海海域异常沉降值在500~700 m,裂后期异常沉降向海域增大。作者推测渤海湾盆地裂后异常沉 降主要是太平洋板块俯冲诱发的深部地幔物质流动导致向下拖拽力引起的。因此,渤海湾盆地中异常沉降可能是一种动力 沉降。     

松辽盆地南部白垩纪裂后期异常沉降分离

为了研究松辽盆地白垩纪裂后期沉降的动力机制,以松辽盆地南部长岭、十屋凹陷为例,用回剥法和应变速率反演方法对研究区钻井和地层剖面资料进行了研究。结果表明：观测得到的裂后沉降和模拟预测的理论裂后沉降结果存在较大差异,异常沉降量达160~800 m;并且异常沉降经历了两次沉降高峰期,分别出现在裂后期的泉头组及嫩江组沉积时期,平均沉降速率最大值出现在泉头组沉积时期,达16 m/Ma,同期地壳应变速率也达到裂后期最大值,约为6 Ga^-1。该异常沉降除受到裂后期基底断裂和盆地小型正断层活动的小部分影响外,可能主要受控于中生代晚期Izanagi俯冲板片在松辽盆地深部的下拽作用及其诱发的深部地幔流动,属动力沉降。     

琼东南盆地西南部新生代裂陷特征与岩浆活动机理

琼东南盆地是南海西北陆缘上一个北东走向的伸展裂陷带,向西与北西走向的莺歌海盆地相接,因此其西南部的构造演化包含了较多红河断裂走滑活动的信息。综合地质分析,我们发现琼东南盆地的发育既受控于南海北部陆缘的南东-南南东向伸展作用,又受到红河断裂左行走滑作用的控制和影响。盆地西南部裂陷带内发育了复式裂陷结构,由复式半地堑和复式地堑构成;裂陷带边缘的斜坡带和隆起上,以半地堑样式为主。始新世-早渐新世岩浆活动较多,主要表现为顺层充填的火山活动;中中新世后的岩浆活动分布较广,主要沿北西走向大断裂分布,在地震剖面上主要表现为尖锥状火山式活动特点。海盆扩张期,凹陷内缺乏岩浆活动。推测复式裂陷特点和较多的岩浆活动与陆坡区地幔上涌较高,具有较高的地温梯度,导致岩石圈弹性厚度降低有关。     

琼东南盆地深水区构造演化及东西段构造差异对比

以琼东南盆地为研究对象,在地震资料构造解释的基础上,选取琼东南盆地6条典型剖面,采用面积守恒法对其进行平衡剖面的恢复,计算出各个剖面在不同时期的拉张量以及拉张率,以此为基础对琼东南盆地的构造演化过程及区域性差异进行了定性以及定量分析。研究表明,在琼东南盆地中部位置,水平拉张率显著减小并较为稳定,表明盆地内部的打开是均匀的;琼东南盆地新生代的构造演化分为四个阶段,65~33.9 Ma: 盆地伸展活动开始;33.9~23 Ma: 盆地伸展活动增强并达到顶峰;23~10.5 Ma: 伸展活动明显减弱,发育了少量继承性断层;10.5~0 Ma: 平静沉积,基本没有断裂活动。琼东南盆地东西段构造样式存在明显差异,盆地西部断裂数量较少,单一断层断距大,有利于油气从烃源岩向内部储层运移填充,上部形成良好的盖层,防止油气的逃逸;盆地东段地堑内部发育较多断裂,断裂期次多、组合复杂,沉积盖层厚度薄,不利于油气的保存。基底性质和先存断裂影响着琼东南盆地东、西部的构造演化。     

琼东南盆地新生代伸展量的时空分布研究

以琼东南盆地新生代20条骨干地震剖面的构造解释为基础,利用平衡剖面技术计算了各剖面不同位置的伸展量、伸展率和伸展系数,并分析了伸展量的时空分布规律。同时采用分形法对平衡剖面技术所得到的伸展量产生的差值进行补偿分析,以验证平衡剖面技术在琼东南盆地的适应性。研究表明,琼东南盆地新生代具有多期伸展特点,伸展量时空分布不均匀。空间上,伸展量主要由盆地主控断层位移造成,主控断层位移较大处对应的伸展量大,盆地东区伸展率高于西区;时间上,水平伸展运动可分为始新世、渐新世和中新世3个时期,水平伸展量分布不均匀,伸展量主要发生在陵水和崖城组时期。其中,始新世伸展主要发生在乐东长昌凹陷,渐新世伸展主要发生在盆地中部。     

琼东南盆地深水区岩石圈伸展模式及其对裂后期沉降的控制

为了揭示盆地深水区演化及裂后期大规模沉降的成因机制, 在琼东南盆地典型的、高品质地震剖面地质构造精细解释基础上, 结合岩石圈变形的挠曲悬臂梁模型和挠曲均衡模型, 应用正演和反演模拟技术, 定量恢复了该盆地所处地区的上地壳、地壳以及岩石圈的伸展程度.结果表明, 琼东南盆地自陆架边缘到深水坳陷区, 岩石圈上地壳的伸展系数较小, β值最大为1.23~1.32;整个地壳的伸展系数变化较大, 盆地边缘隆起区的β值在1.1~1.2之间, 向盆地中部β值逐渐增大到3.14;而对整个岩石圈而言, 其伸展系数β值由陆架到陆坡深水盆地也从1.2逐渐增大到4.2.根据对南海地区的构造及岩石圈和地壳的结构分析认为, 与McKenzie的岩石圈均一伸展以及由热控制的裂后期缓慢沉降过程不同的是, 上述与深度相关的岩石圈伸展减薄是由南海西北次海盆扩张过程中深部物质的离散上涌流动所导致的下地壳的快速而强烈的塑性流动所引起的, 并由此建立了琼东南盆地的形成演化模式, 来解释和探讨深水坳陷区及裂后期快速而大规模沉降的成因机制.      

福建东南沿海第四纪盆地构造沉降

利用福建东南沿海地区城市活断层探测的研究资料,重新确认了福州、泉州和漳州盆地的断层组合与第四纪沉积。研究区内晚更新世“福州海侵”产生的炭质淤泥沉积现代高程的分析对比表明,晚更新世以来该区地壳发生不均匀隆升,而这些盆地相对于研究区内其他地区发生沉降。断层的静态位错理论研究认为,正断层深部活动引发地表的沉降,该区断裂的深部正断层活动是盆地沉降的重要因素。盆地的发展演化可划分为晚更新世以前的断陷阶段,和其间或其后的拗陷沉积阶段。     

Postrift Rapid Subsidence Characters in Qiongdongnan Basin,South China Sea

In this article,the backstripping technique was used in studying the subsidence charac-ters of the Qiongdongnan(琼东南) basin(QDNB) in order to understand its dynamic mechanism of formation and evolution.Meanwhile,the geothermal characteristics of this area were summarized,and the stretching factors(β) of the upper crust,the whole crust,and the whole lithosphere were calculated.The QDNB is characterized by high subsidence rate,high geothermal gradient,high geothermal heat flow,and the lithosphere stretching an...     

琼东南盆地2号断层构造转换带及其对砂体分布的控制

断陷盆地内构造转换带的有效识别对确定物源方向和扇体的发育位置具有重要意义。本文基于典型地震资料追踪、解释、闭合和钻井岩芯资料分析,通过应用断层活动性定量分析、以及古地貌恢复等技术,揭示了琼东南盆地2号断裂陵水-松南段发育一接近式构造转换带。转换带位置在剖面上表现为一系列堑垒结构低凸起;断层定量分析位移-距离曲线上表现为断层活动性微弱;古地貌上表现为一个分隔陵水凹陷和松南凹陷的NW向脊状凸起等特征。构造-地层分析表明,该转换带对陵水组陆相碎屑砂体具有非常显著的控制作用,砂体是沿着转换脊部位向两侧运移的,其下部毗邻的始新统、崖城组是重要的烃源岩层,垂向发育的断裂又组成了良好的油气垂向运移的运输通道,因此是寻找有利油气藏的关键部位。     

琼东南盆地地壳伸展因子计算及其伸展模式探讨

对伸展因子β的计算分析,可认识岩石圈的伸展变形特点。基于琼东南盆地具有"多米诺"伸展断层构造的5条反射地震剖面资料,利用"多米诺"伸展断层模式计算了上地壳伸展因子,其值分布在1.17～1.58之间;与对应位置的全地壳和岩石圈的伸展因子比较,结果显示上地壳、全地壳和岩石圈伸展因子三者之间存在差别,但不是简单的随深度增大,具体表现为盆地中北部的岩石圈伸展变形特点为岩石圈伸展因子大于全地壳大于上地壳,盆地西南部则表现为全地壳最大,岩石圈最小。通过计算,结合研究区相关研究成果,本文认为琼东南盆地岩石圈发生了随深度变化的伸展变形;不同构造位置的岩石圈伸展变形存在明显差异。     

莺歌海盆地构造演化与强烈沉降机制的分析和模拟

莺歌海盆地新生代发生了快速沉降, 盆内充填了最厚达17 km的沉积, 根据模拟实验, 印支地块或之上刚性地块的存在对莺歌海盆地的强烈沉降具有重要的贡献, 可能是造成莺歌海盆地裂陷期强烈沉降的重要原因之一.结合地质分析和物理模拟实验, 莺歌海盆地的演化大致可以分为以下4个主要阶段: 早期(42 Ma以前) 主要受到南海北部陆缘(主要是北部湾盆地) 裂解造成的右旋转换伸展作用的影响, 但影响范围较小, 主要为莺歌海盆地西北部和东部边界.42~21 Ma期间, 主要受控于印支地块左行走滑和顺时针旋转作用的影响, 莺歌海盆地在此期间发育了主体裂陷体系, 东侧受到右旋转换伸展应力场的叠加影响而导致沉降加强; 21~10.4 Ma期间, 受印支地块逐渐减弱直至停止的左行走滑作用的影响, 盆地西北部在21~15.5 Ma期间发生局部反转褶皱, 但盆地整体进入以热沉降为主的时期; 10.4 Ma以后, 盆地受华南地块沿红河断裂右旋走滑作用和5 Ma以后新一期热事件的影响.      

琼东南盆地松南低凸起花岗岩年代学、地球化学特征及构造环境

为了探讨琼东南盆地松南低凸起花岗岩的岩石成因及构造环境,本文对其进行了岩相学、锆石年代学与地球化学研究。研究结果显示：潜山岩性主要为花岗闪长岩和二长花岗岩;花岗闪长岩和二长花岗岩LAICPMS锆石UPb定年结果分别为228.6和243.7 Ma,为三叠纪岩浆活动产物;岩体属于高钾钙碱性系列,具有高硅（w（SiO2)为54.94%~79.71%）,中等质量分数的碱（w（K2O+Na2O）为3.53%~6.43%）、铝（w（Al2O3）为9.82%~18.23%）、钙（w（CaO）为1.24%~9.55%）和镁（w（MgO）为0.37%~2.28%）的特征;铝饱和指数（A/CNK）为1.09~2.13,兼有准铝质和过铝质花岗岩;岩石整体富集K、Rb、Th等大离子亲石元素,亏损 Ta、Nb、Ti 等高场强元素,中等—弱的Eu负异常（δEu为0.50~0.85）。岩相学和地球化学特征显示花岗闪长岩为准铝质I型花岗岩、二长花岗岩为过铝质S型花岗岩,形成于壳内沉积物的部分熔融。综合分析认为该花岗岩具有后碰撞花岗岩的特征,形成于伸展构造环境,与华南、印支块体碰撞后的反向伸展作用有关。     

琼东南盆地东部层间断层系及其形成机制分析

基于琼东南盆地最新3D地震资料的地质与地球物理解释,运用先进的地震剖面相干处理技术,在琼东南盆地东部早-中中新世泥岩中发现了大量层间断层,这些断层剖面上为板状正断层,倾角一般大于45°,长度不超过1000m,但是平面走向在不同区域差异很大。研究区层间断层为以体积收缩机制为主要形成机制,在区域应力、重力滑塌和超压水力破裂多种力学机制共同影响下形成的,基本限制在层间的、多种类型和多种性质的断层组合。研究区东北部主要为体积收缩机制形成的层间断层,并受到重力滑塌的影响,断层主要表现为平行于等深线的EW向的断层密集带和与之垂直的SN向直线状断层;中部主要受超压水力破裂作用和体积收缩机制的影响,断层主要由放射状断层和与之垂直的层间断层两部分组成;西南部地区主要受体积收缩作用和区域应力场的影响,在构造断层影响区,层间断层走向与构造断层相互垂直,未影响区则表现为断层多边形。