南海北缘珠三坳陷新生代构造沉降特征

盆地的构造沉降史是盆地基底垂向升降的历史记录,不仅可以反映盆地形成演化历史,而且可能记录了深部地质过程的信息。近年来,越来越多的地球物理证据显示,雷琼地区深部存在延伸到下地幔的柱状低速异常体。为了揭示该深部异常体的活动信息,利用地震资料和钻孔资料,采用回剥和应变速率反演技术,计算了珠三坳陷各构造单元的构造沉降曲线和理论构造沉降曲线。结果显示,珠三坳陷新生代构造沉降可划分为5个阶段：初始张裂慢速沉降(65~49.5 Ma),张裂期快速沉降(49.5~30 Ma),裂后慢速热沉降阶段Ⅰ(30~23.03 Ma),裂后加速沉降(23.03~16.5 Ma),裂后慢速热沉降阶段Ⅱ(16.5~0 Ma)。珠三坳陷在裂陷期存在沉降亏损现象,裂后期存在300~800 m异常沉降可能是对前期沉降不足的补偿,可能与裂陷期软流圈热物质上涌和消退有关。研究结果还表明23.03~10.5 Ma珠三坳陷构造沉降中心发生北东向的迁移,是否与深部异常体活动有关或受区域应力场影响,还需进一步研究。     

琼东南盆地新生代沉降特征

利用回剥技术对琼东南盆地进行了沉降史计算和分析,主要包括北部坳陷带的崖北凹陷、崖南凹陷,中央坳陷带的乐东凹陷,和南部坳陷带的华光凹陷.按照地震测线的分布和凹陷特征,我们共选取了30口模拟井进行一维沉降史计算,并展示了具有代表性的8口井,分析他们在小同时期的构造沉降速率与总沉降速率.分析结果表明,新生代以来,琼东南盆地主要经历厂三个主要的沉降幕:(1)始新世至渐新世,盆地处于裂陷期,构造沉降速率较大,平均为81m·Ma-1,沉降中心位于中央坳陷带.(2)早中新至中中新世,盆地由裂陷期向坳陷期转化,平均构造沉降速率减小至68m·Ma-1;(3)晚中新世以后,瓮地进入新一期的沉降阶段,平均构造沉降速率增加至84m·Ma-1;上新世以后,中央坳陷带发生快速沉降,达到了110m·Ma1.     

琼东南盆地古近系沉降特征

在建立层序地层格架的基础上,对琼东南盆地古近系各个层位沉降史进行了回剥分析。研究表明,琼东南盆地古近系沉降中心不断迁移,沉积中心不断扩大,沉降速率随构造活动程度的变化而发生变化。琼东南盆地的12个凹陷可分为2个沉降梯队,西北及东南部总体上为非沉降区。通过选取各个凹陷中的典型点(最深位置)做出单点上的回剥模拟结果可知,琼东南盆地断陷期的3幕表现明显,构造沉降所占的比例逐渐减少,整体上琼东南盆地中央凹陷带东南区的沉降大于西北区。     

琼东南盆地新生代构造研究现状及展望

琼东南盆地属于南海北部陆缘拉张盆地,但是由于其不同的发育历史及红河断裂的影响,具有与东部陆缘盆地不同的构造特征。琼东南盆地和珠江口盆地在地壳结构、基底特征等方面存在差异,但是这种差异的原因还不清楚。新生代沉降速率发生多期变化,并存在裂后异常沉降、沉降延迟等现象,其形成机制尚需要进一步研究;平面上,构造具有迁移性,但是对不同地质时期的构造迁移方向仍存在不同的看法。盆地沉降中心和沉积中心经历了由裂陷期和裂后早期的较好重合到裂后晚期的逐步分离,直至完全分离的过程。盆地形成与地幔流的关系,以及红河断裂对盆地裂后沉降迁移的影响,也都是需要进一步确定的工作。鉴于以上各方面存在的问题,对琼东南盆地与南沙的共轭关系、盆地异常沉降、红河断裂及内部构造转换带对构造迁移的影响、以及琼东南盆地与珠江口盆地的比较等方面的研究是下一步工作的重点。     

南海礼乐盆地新生代构造沉降特征及其成因分析

为深入认识礼乐盆地的构造演化史,基于已有钻井资料和重新处理解释的地震数据,对区内43个代表点进行了系统的沉降史重建,发现礼乐盆地新生代3个演化阶段分别具有快速、缓慢和快速的构造沉降特点,并且总构造沉降量与地壳减薄程度密切相关;礼乐滩礁体发育区晚渐新世以来构造沉降量为580～900 m,礁体厚度与构造沉降量和下伏沉积层厚度有关。分析表明礼乐盆地构造沉降具有"先抑后扬"的特征,礼乐地块裂离和漂移阶段,构造沉降受到深部热物质上涌产生的浮力作用而出现明显亏损,拗陷阶段,礼乐盆地随着南海海底扩张停止而失去深部浮力的支持,从而发生幕式的快速构造沉降,以补偿早期亏损的构造沉降。     

莺歌海盆地由沉积负载引起的裂后期快速沉降的耦合模式

莺歌海盆地位于印支半岛与南海北部大陆边缘交接区,复杂的地质构造背景使其形成演化的动力学机制成为国内外的研究焦点,其中盆地裂后期快速沉降的动力学机制是解决盆地动力学演化机理的关键问题。通过对莺歌海盆地沉降史与滇西高原隆升史对应关系的研究,结合Westaway的含裂后沉积负载响应的下地壳流动的耦合模式,来解释莺歌海盆地裂后期快速沉降的动力学机制。认为莺歌海盆裂后期演化经历了3个阶段,即快速沉降阶段、相对稳定阶段、加速沉降阶段。     

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。     

珠江口盆地?琼东南盆地深水区新生代构造沉积演化对比分析

南海北部陆缘记录了南海形成演化的历史,但是其新生代构造沉积演化特征在东段和西段的差异及其原因目前还不太清楚。本文分别在珠江口盆地和琼东南盆地的深水区选择了数口构造地理位置相似的井通过精细地层回剥分析,重建了两沉积盆地的沉积速率和沉降速率并结合前人研究成果进行了对比分析。研究结果发现,两沉积盆地在裂陷期的沉积和沉降特征基本相似,但是两者在裂后期的构造沉积演化特征差异明显。珠江口盆地深水区沉积和沉降速率都表现为幕式变化特征,其中沉积速率表现为“两快三慢”的特征而沉降速率表现为“两快一慢”的特征。琼东南盆地深水区的沉积速率表现为“地堑式”变化特征,但是沉降速率表现为“台阶式”上升的变化特征。琼东南盆地“台阶式”上升的沉降速率推测主要是受到海南地幔柱伴随红河断裂的右旋走滑而向西北漂移的影响,这也与南海西北部的岩浆活动以及周围盆地的沉降特征吻合。红河断裂在2.1 Ma BP的右旋走滑控制了琼东南盆地1.8 Ma BP以来的快速沉积和加速沉降分布。     

南海西南部马来盆地新生代构造沉降特征及其成因分析

南海西南部是南海构造复杂程度最高的区域之一,为深入认识马来盆地及南海西南部构造演化过程,本文基于最近公开发表的地震剖面和钻井资料,对马来盆地内69个模拟井进行系统的构造沉降史重建,发现马来盆地构造沉降史可以分为张裂期快速沉降、裂后早期异常快速沉降、裂后中期慢速沉降以及裂后晚期缓慢沉降等4个阶段。分析表明马来盆地属于叠加了翼部小幅断裂走滑作用的张裂型沉积盆地,马来盆地裂后早期的快速构造沉降很可能是因加载作用导致的岩石圈非弹性屈服的结果。     

南沙海区万安盆地构造演化与成因机制

本文基于地震、钻井和区域地质资料,运用回剥法和平衡剖面技术定量研究了万安盆地的构造沉降和伸展程度,重建盆地的构造演化史并探讨其成因机制。模拟结果表明,万安盆地构造沉降曲线为多段式,其南北部构造沉降差异明显,且沉降中心逐渐向南发展的趋势。晚始新世-渐新世（37.8~23.03 Ma BP）盆地中、北部快速沉降,存在两个沉降中心;早中新世（23.03~16.0 Ma BP）盆地南部也发生快速沉降,整个盆地存在3个沉降中心;中中新世（约16.0~11.63 Ma BP）沉降作用减弱,盆地进入裂后热沉降期。万安盆地的伸展和形成演化呈现北早南晚的特征,与南海海底扩张密切相关,同时受控于万安断裂带交替地右旋-左旋走滑作用,是伸展和走滑双重作用的结果。盆地的构造演化过程可细分为4个阶段:初始裂谷期、主要裂谷期、走滑改造期和裂后加速沉降期。     

莺歌海盆地新生代构造沉积演化及动力学机制分析

南海西北陆缘构造演化极其复杂,受到红河断裂、海南地幔柱和南海形成演化等多种因素的控制。莺歌海盆地位于南海西北部,发育了巨厚的新生代沉积物,详细记录了南海西北陆缘新生代的演化历史。但是莺歌海盆地新生代以来主要受到何种构造因素的控制目前还不太清楚。本文在莺歌海盆地较为均匀地选择了7口钻井和23口模拟井,通过空盆构造沉降方法重建了莺歌海盆地的构造沉降量、构造沉降速率和沉积速率,同时运用重力反演方法模拟了莺歌海盆地深部地壳结构,并结合前人研究成果进行了综合分析。结果发现莺歌海盆地在裂陷期（45～23 Ma BP）,盆地北部和中部沉降速率较大,南部沉降速率较小;在裂后期（23～0 Ma BP）, 盆地北部和中部沉降速率存在两期“台阶式”上升,分别为23～11.7 Ma BP和11.7 Ma BP至今,北部裂后期构造沉降速率最大可达80 m/Ma,中部最大可达110 m/Ma;南部地堑和隆起裂后期分别在11.7～5.7 Ma BP和15.9～11.7 Ma BP构造沉降速率最大可达70 m/Ma。莺歌海盆地新生代整体上表现为沉降速率与沉积速率变化基本一致,说明构造沉降对沉积速率具有显著的控制作用。重力反演发现莺歌海盆地可能存在下地壳高密度异常体,结合盆地沉积物内部钻遇玄武岩,我们推测下地壳高密度异常体为基性侵入体。通过与南海周边其他沉积盆地沉降速率对比发现,几乎所有盆地都在中中新世−晚中新世（15.9～11.7 Ma BP）发生了加速沉降事件,我们认为这可能跟南海海盆停止扩张导致大陆边缘次生地幔对流消失有关。莺歌海盆地5.7 Ma BP至今的加速沉降则可能与红河断裂右旋走滑活动有关。     

北康盆地沉降作用与构造运动

在地质构造特征研究的基础上,采用地层回剥法和局部均衡模式,研究北康盆地的构造沉降作用,并探讨该盆地构造演化与区域构造运动的关系。北康盆地是一个拉张性盆地,经历了3次快速沉降作用。中始新世沉降作用占总构造沉降量的28％～34％,沉降速率为234～325m／Ma,拉伸系数最大达1.72,它是43Ma时印度板块和欧亚板块碰撞的结果。上始新世—早渐新世构造沉降作用速率较慢,幅度也较小,为西卫运动影响下的越东—万安走滑断裂发生走滑拉张活动所致。上新世—第四纪的沉降速率极快,幅度很大,可达整个构造沉降的40％以上,可能是太平洋板块与欧亚板块相互作用所引起的整个南海区域沉降在盆地中的反映。     

青藏高原隆升、琼东南盆地沉降和西沙岛礁发育之间的耦合关系

本文基于琼东南盆地15口钻井和西沙石岛岛礁“西科一井”的钻井资料,结合过井地震剖面,系统分析了琼东南盆地沉降（沉积充填）和西沙岛礁生长速率及其变化特征,探讨了青藏高原隆升与琼东南盆地沉降和西沙岛礁发育之间的耦合关系,三者在发育时间和发育过程上表现出高度的一致性,且南海古海水中Sr同位素组成变化也表现出对青藏高原隆升速率变化很好的响应。相对于深水区,浅水区的沉积物堆积速率及其变化能够更好地反映盆地的沉降速率及其变化。琼东南盆地的沉降（沉积物堆积）和西沙岛礁的发育过程均可以分为3个阶段,分别对应于青藏高原的3个隆升期,时间自老到新分别为:23~16 Ma BP、16~5.5 Ma BP、5.5 Ma BP至今。相比而言,岛礁的发育过程与青藏高原的隆升之间的耦合关系更为密切。在青藏高原的快速隆升期,相应发生盆地沉降（沉积充填或沉积物堆积）和岛礁生长速率的加快,同时对应发生了南海海水87Sr/86Sr比值的增大,说明青藏高原隆升可能是影响琼东南盆地乃至整个南海沉降（沉积充填）、岛礁发育和古海水Sr同位素组成变化的主要因素。     

琼东南盆地断裂构造与成因机制

琼东南盆地断裂较为发育,主要发育NE、近EW和NW向的三组断裂,其中NE向和近EW向断裂是主要的控盆断裂。盆地早期发育主要受基底先存断裂的控制,形成了众多裂陷构造;晚期主要受热沉降作用控制,断裂不太发育,对沉积的控制作用较弱,从而使盆地具有典型的裂陷盆地和双层结构特征。琼东南盆地受到太平洋俯冲后撤、印藏碰撞和南海张开等多期构造的作用,盆地的裂陷期可以分为两阶段:始新世-早渐新世的整体强张裂期,晚渐新世-早中新世的弱张裂期。     

南海北部新生代构造应力反演及其动力学背景探讨*

南海北部为我国重要的含油气区之一, 但目前南海北部盆地的演化史及其与周边构造事件的关系仍不明确。基于钻孔和地震资料, 通过数学模拟, 反演了琼东南盆地和珠江口盆地的构造应力演化特征和初始地壳厚度。结果表明, 南海北部盆地具有较薄的初始地壳厚度和岩石圈厚度。珠江口盆地存在两期应力松弛期, 而琼东南盆地在深水区和浅水区分别存在一期应力松弛期。南海北部第一期应力松弛在空间上具有连续性, 主要分布在深水区, 在时间上东早西晚; 第二期应力松弛空间上存在东西分异性。分析认为, 南海北部深水区应力松弛期由东至西的演化应为西北次海盆由东至西的剪刀式张裂所致。珠江口盆地第二期构造应力松弛与局部岩浆侵入有关, 琼东南盆地浅水区的构造应力松弛期与红河走滑断裂平静期相对应。     

南海北部新生代构造应力反演及其动力学背景探讨

南海北部为我国重要的含油气区之一,但目前南海北部盆地的演化史及其与周边构造事件的关系仍不明确。基于钻孔和地震资料,通过数学模拟,反演了琼东南盆地和珠江口盆地的构造应力演化特征和初始地壳厚度。结果表明,南海北部盆地具有较薄的初始地壳厚度和岩石圈厚度。珠江口盆地存在两期应力松弛期,而琼东南盆地在深水区和浅水区分别存在一期应力松弛期。南海北部第一期应力松弛在空间上具有连续性,主要分布在深水区,在时间上东早西晚;第二期应力松弛空间上存在东西分异性。分析认为,南海北部深水区应力松弛期由东至西的演化应为西北次海盆由东至西的剪刀式张裂所致。珠江口盆地第二期构造应力松弛与局部岩浆侵入有关,琼东南盆地浅水区的构造应力松弛期与红河走滑断裂平静期相对应。     

南海北部与南部新生代沉积盆地热流分布与油气运聚富集关系

南海处于欧亚、印度澳大利亚及太平洋三大板块相互作用的特殊构造位置,区域地质背景及地球动力学条件复杂,不同类型大陆边缘盆地深部地壳属性与大地热流分布均差异明显:北部大陆边缘以拉张裂陷型为主,形成了具典型断坳双层结构的断陷裂谷盆地,由于处在减薄型陆壳及洋陆过渡型地壳位置,深部地壳自北向南逐渐减薄,大地热流值由北至南逐渐递增...     

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     

琼东南盆地古近纪基底断裂的活动特征分析

为优化油气盆地内断裂活动强度的研究方法,分析了断层生长指数、断层落差和断层活动速率等定量研究断裂活动强度的常用参数,提出了根据断裂两侧的构造沉降差异计算断裂的垂直断距和垂直活动速率的新方法。然后应用这种方法研究琼东南盆地古近纪基底断裂的活动特征。研究表明,琼东南盆地古近纪基底断裂的活动分为3个阶段:第一阶段(40—36MaBP),琼东南盆地东部NE向断裂发生强烈活动,垂直断距800m左右,垂直活动速率约200m.Ma 1;第二阶段(36—30MaBP),盆地东部NE向断裂活动减弱,盆地西部E-W向断裂开始活动,两者垂直断距约400—800m,垂直活动速率70—130m.Ma 1;第三阶段(30—21MaBP),盆地内部断裂活动再次增强,垂直断距700—1800m,垂直活动速率80—200m.Ma 1,而边界断裂活动较弱,垂直断距约500m,垂直活动速率不足60m.Ma 1。     

南海北部陆缘盆地群新生代构造过程与油气运聚规律

南海北部陆缘盆地群包括莺歌海盆地、北部湾盆地、琼东南盆地、珠江口盆地和台西南盆地,均处于复杂的构造环境下,盆地的形成及演化与周围的构造过程息息相关。本文对新生代55 Ma以来的典型时期海陆格局进行了重建,在此基础之上对南海北部陆缘各盆地的油气运聚规律进行探讨,提出:(1)太平洋板块与欧亚板块、印度-澳大利亚板块与欧亚板块相互作用可以从多方面影响油气的运移。(2)自西向东,由琼东南盆地到珠江口盆地烃源岩时代相对变老埋深变大,地幔埋深也逐渐变大,生烃能力逐渐提高;自北向南,北部湾盆地、珠江口盆地和琼东南盆地的地幔平均埋深也有逐渐变深的趋势。(3)莺歌海盆地、琼东南盆地和珠江口盆地南部成为天然气富集区的原因是由于这些区域构造活动相对较微弱,坳陷幅度小,长期处于沉降速率小的条件下,而且地壳非常薄(Moho面埋深均低于24 km),地温梯度及大地热流值偏高,有利于形成烃源岩有机质热演化多处在成熟-高熟凝析油及湿气阶段。(4)琼东南盆地和珠江口盆地具有更好的油气前景。具体来说琼东南盆地和珠江口盆地南部可成为该区极具潜力的天然气产区,而珠江口盆地北部则具有极大的石油开发潜力。