南海北部珠江口—琼东南盆地地壳速度结构与几何分层

基于南海北部大陆边缘珠江口—琼东南盆地深水区实施的14条近垂直深反射地震探测叠加速度谱,利用Dix公式将叠加速度剖面转换为地壳层速度剖面,并利用时深转换方法构建了深度域地壳层速度模型,综合各地壳速度剖面分析了南海北部大陆边缘珠江口与琼东南盆地不同深度层次的P波速度变化趋势以及地壳几何分层特征.结果表明,琼东南盆地区可分为4～8 km沉积层（VP为1.7～4.7 km/s）、4～10 km厚的上地壳层（VP为5.2～6.3 km/s）、5 km〗左右的下地壳层（VP为6.4～7.0 km/s）以及2～6 km厚的高速下地壳底层（VP＞7.0 km/s）.VP＞7.0 km/s下地壳高速层的存在被认为是岩石圈伸展、下地壳底部底辟构造或者是残存的原始华夏下地壳基性层的地震学指示;综合研究区地球物理探测成果构建了跨越华南大陆与南海北部陆坡区剖面莫霍和岩石圈底界图像,揭示出岩石圈上地幔在华南大陆与南海北部大陆边缘的减薄特征.     

南海北部珠江口与琼东南盆地构造-热模拟研究

珠江口盆地和琼东南盆地位于南海北部的大陆边缘,本文在此地区选取了13条典型剖面,进行了构造沉降史和热史的模拟,初步探讨了其新生代以来的构造-热演化历史.其研究结果表明:珠江口盆地存在两次热流升高过程,分别为始新世(56.5~32 Ma)和渐新世(32~23.3 Ma).琼东南盆地存在三期加热和两期冷却过程,始新世盆地热流缓慢升高,渐新世西部地区热流持续升高,而东部地区热流升高持续至16 Ma,并在5.4 Ma以来存在一期快速沉降,由西向东加热事件逐渐变弱.南海北部陆缘存在多期次裂谷作用、热流升高的特征;"热沉降"阶段也非完全处于热衰减期,晚期也存在热流升高的加热事件,这些都有别于典型的被动大陆边缘盆地的热演化模式.     

琼东南盆地地壳伸展深度依赖性及其动力学意义

地壳或岩石圈尺度内伸展因子随深度变化特征对于理解岩石圈演化有重要的指示意义.我们利用南海北部大陆边缘琼东南盆地区深反射地震剖面的地壳分层模型,计算了沿剖面上地壳与全地壳的伸展因子.结果表明:琼东南盆地区具有明显的地壳尺度内伸展的深度相关性（上地壳尺度伸展因子变化范围为1.0~2.0,全地壳尺度的伸展因子变化范围为1.2~2.5）;琼东南盆地各构造单元内的上地壳与全地壳伸展具有明显的非均一性(长昌凹陷上地壳尺度伸展最大,乐东—陵水凹陷其次,松南—宝岛凹陷最小;长昌凹陷和松南—宝岛凹陷的地壳尺度伸展因子较乐东—陵水凹陷大) 与各向异性(南东—北西剖面较之北东—南西向剖面地壳伸展因子大).这些结果预示着琼东南盆地区地壳伸展优势方向为北西向,盆地区东西部的伸展过程或伸展机制可能差异较大拟或存在太平洋岩石圈俯冲角空间差异或地幔岩浆产出时空差异.结合研究区相关研究成果,推断地壳伸展因子的深度相关性可能是共轭大陆边缘低角度拆离控制的简单剪切系统内伴随地幔挤出的动力学现象.     

南海北缘琼东南盆地热结构与莫霍面温度

相对于大陆地区,洋壳或海陆过渡区目前较缺乏岩石圈热结构方面的研究.本文依据琼东南盆地现有热流数据和相关岩石热物性参数,沿分布于盆地内不同位置的4条地震测线计算了不同圈层的热流分配关系(即热结构)及莫霍面温度.计算时根据最新的P-波速度变化分析将该区地壳分为四层,分别为沉积盖层、上地壳、下地壳及下地壳高速层.结果表明:琼东南盆地地幔热流由浅水区向深水区逐渐增加,是控制盆地现今海底热流分布的主要因素;其占海底热流平均比例为76.3±7.0%,具有典型的"冷壳热幔"的岩石圈热结构特征;莫霍面温度范围500~700℃,存在一个低温区和两个高温区,其整体分布与盆地基底以下地壳伸展减薄及断裂发育有关.     

莺歌海—琼东南盆地构造-地层格架及南海动力变形分区

通过对盆地地震剖面构造-地层的详细解释,在莺歌海盆地和琼东南盆地(简称莺-琼盆地)古近纪同裂陷充填序列中识别出一条区域性的构造变革界面——T70,该界面在地震剖面上表现为显著的下削上超的地震反射结构特征,发育的时代为32~30 Ma,与南海海底扩张起始和红河断裂带左旋走滑的时间一致; T70界面将莺-琼盆地的同裂陷期地层分隔为断陷层和断坳层(琼东南盆地)或坳陷层(莺歌海盆地)两个构造-地层单元,这些构造地层单元和构造变革界面是南海及其周缘区域板块构造重组事件在莺-琼盆地的响应.论文结合前人成果,论述了以红河—越东—Lupar线断层为界,可以将南海及其周缘地区划分为结构构造、演化特征和动力学背景有显著区别的两个构造变形区:挤出-逃逸构造区和古南海俯冲拖曳构造区.以此构造变形分区为基础,确定了莺-琼盆地的动力学机制,建立了其构造演化模式.本研究有助于从整体上理解南海周缘盆地的发育演化过程及主要控制机制,并对大陆边缘动力学研究和陆缘盆地区的油气勘探有重要意义.     

南海北部琼东南海域活动冷泉特征及形成模式

近年来,活动冷泉的研究越来越受到关注.本文利用多波束数据、多道地震数据以及底质取样结果研究琼东南海域活动冷泉系统,分析活动冷泉的羽状流特征、海底地貌与底质特征以及流体活动构造特征.多波束水体数据上,观测到多个延伸高度超过750 m的气泡羽状流,海底流体活动非常强烈;多道地震上识别出麻坑、流体运移通道、气烟囱等流体渗漏相关的构造,与其他海域观测到的反射特征不同,羽状流的下方流体运移通道呈强振幅"串珠"反射;重力活塞取样在两个站位上获得浅表层块状天然气水合物.其中一个站位位于活动冷泉附近,天然气水合物赋存于海底以下8 m左右.基于以上三方面的数据,笔者提出了一个用于描述活动冷泉系统的形成模式,游离气通过气烟囱向上运移到达浅层,一部分在天然气水合物稳定带内形成天然气水合物,另一部分穿透天然气水合物稳定带到达海底,形成活动冷泉的羽状流.     

琼东南盆地基底特征及其构造演化

本文通过处理琼东南盆地现有的重磁数据资料,得到琼东南盆地重磁特征,并采用三维Parker法进行重磁基底深度的反演,获得琼东南盆地的重力基底深度变化在1～11 km之间,磁力基底深度变化在5～11 km之间,结合地震剖面的重磁震联合反演结果和钻井资料推断琼东南盆地的基底岩性主要以酸性花岗岩和中性安山岩为主,少量陆相中生界地层.琼东南盆地的基底演化表现为早期主要与古特提斯洋的演化相关,晚期则与太平洋板块的俯冲密切相关.     

深水峡谷体系控制因素分析——以南海北部琼东南盆地中央峡谷体系为例

利用2D/3D地震数据及钻井资料,详细解剖了晚中新世以来构造-沉积背景对琼东南盆地大型轴向峡谷体系形成和演化的控制.晚中新世以来的大规模海平面下降导致了陆坡区的沉积物易发生失稳,从而为中央峡谷体系沉积充填提供了物源.峡谷内部的2套沉积物:浊流沉积体和块体搬运复合体,分别来自西北部物源和北部物源,不同部位沉积物供给能力的差异,导致峡谷内部表现出不同的充填结构和样式.11.6 Ma时期构造变革事件为峡谷的形成提供了构造背景,盆地东部形成的轴向"限制型"小型盆地可视为中央峡谷体系的雏形.5.7 Ma时期红河断裂带右旋走滑的活动,将增强莺-琼盆地交界处沉积物的水动力条件,并向浊流发生演变,形成深水浊积水道.南部隆起的存在对峡谷内部充填沉积物起到了"遮挡"的作用.更新世以来的气候因素所引起的强烈沉积物供给和盆地东部特殊的地貌特征,引起了中央峡谷体系的"回春",大量垮塌沉积体的发育将进一步加剧峡谷的"负地形"特征.研究表明,琼东南盆地中央峡谷体系自西向东不同区段的主控因素存在差异:西北部物源的供给和红河断裂带在5.7 Ma时期的构造活动控制了头部区域浊积水道的形成和发育;西北部物源、北部陆坡的沉积物供给、构造地貌特征等,控制了峡谷自西向东的运动,并影响了峡谷内部的充填结构;盆地东部11.6 Ma时期的构造变革和长昌凹陷有限的沉积物供给能力是盆地东段中央峡谷体系的主控因素.     

地震资料极性判断方法在琼东南盆地的应用

极性是地震资料的一个基本属性,不同极性的地震资料可能得到不同的地质认识.琼东南盆地多年度地震资料极性不统一,给目标评价和储层描述带来很大的困扰.本文从探讨地震资料采集、处理、解释各阶段极性的定义入手,分析不同阶段引起地震极性变化的原因,总结适合地震解释阶段极性判断方法.判断地震资料极性的方法主要有利用已知地球物理性质的标志层判断和利用钻井资料合成地震记录判断两大类,将极性判断方法应用到琼东南盆地地震资料,分析认为资料A、B浅层均为正极性,资料A深层偏向于负极性,资料B深层偏向于正极性.根据极性判断结果对资料A、B进行纵波阻抗反演,两批资料反演结果的高度吻合证实极性判断准确.琼东南盆地多年度地震资料在使用前做针对目标层段极性判断并匹配处理是必要的.     

临汾盆地的现今地壳形变场及时空演化特征

利用区域垂直形变、水平形变资料分析了临汾盆地现代构造运动及其演化特征，指出了进一步划分潜在震源区、进行工程场地地震基本烈度复核和地震中长期预报的形变场依据。     

南海东南部陆缘地壳结构特征及其构造意义

南海东南部海域沉积厚度较大,礁体发育,构造演化复杂,导致深部结构探测不清楚,制约了对南部陆缘地壳结构的认识.本文通过对新采集和重新处理的多道地震剖面解释,结合钻井、拖网资料,对浅部地层和构造进行约束,同时利用附近海底地震（OBS）测线的速度结构,对深部结构和界面解释约束;在此基础上,开展了重震联合反演,分析地壳密度空间分布特征,结合重力梯度特征对构造单元进行识别.通过对东西两条测线的上下和全地壳厚度、拉伸因子比较,发现南海东南部的东西部深部结构存在差异性;礼乐断裂可能是礼乐和郑和地块的分界,并控制了两个地块在南海扩张时期的相对运动.

     

中国海及邻域重力场特征及其构造解释

利用中国海及邻域 2’× 2’由Seaset,Geosat,ERS 1及TOPEX/POSEIDON等卫星测高资料解算的自由空气重力异常 ,结合ETOPO5全球海底地形资料计算了中国海及邻域布格重力异常 ,并反演了得到了中国海及邻域地壳厚度 .经对重力异常特征进行分析 ,讨论了重力异常与大地构造及其活动的相关性 .     

南海北部盆地基底岩性地震-重磁响应特征与识别

针对性选取东南沿海露头剖面18条,采集245件南海盆地基底可能出现的岩性样品,测定其密度和磁化率,建立各种岩性的密度-磁化率交会图版,以此约束过井地震剖面和重磁异常的地质解释,总结出南海北部盆地基底火山岩、侵入岩、变质岩和沉积岩4大类11亚类岩性的地震-重磁响应特征.应用重磁震-岩性解释模型逐一对南海盆地北部主干剖面进行地质-地球物理综合解释,从而实现了盆地基底岩性的平面填图.这种从盆缘剖面到盆地内部、从岩石物性测量到地质-地球物理综合解释的方法,在资料获取难度大、地质条件复杂的南海盆地基底地质研究中,业已证明是行之有效的,相信在其他盆地研究中也会有借鉴意义.     

The transition from Alboran to Algerian basins (Western Mediterranean Sea): Chronostratigraphy,deep crustal structure and tectonic evolution at the rear of a narrow slab rollback system

The eastern Alboran basin and its transition to the Algerian basin is a key area in the Mediterranean realm where controversial kinematic and geodynamical models are proposed. Models imply striking differences regarding the nature of the crust, the prevalence of brittle faulting and ductile shear, the origin of magmatism, the style of Miocene deformation and the driving mechanisms of the Alboran plate kinematics. Combining a new chronostratigraphic chart of the Alboran and Algerian basins based on the Habibas (HBB-1) core drill, deep seismic sections striking WSW-ENE and SSE-NNW, and potential field data, we re-assess the tectonic evolution that controlled the sedimentation and basement deformation of the westernmost limit of the Algerian basin and its transition with the Alboran domain. A WSW-directed extensional tectonic phase has shaped a stretched continental crust with typical tilted blocks along ∼100 km from Burdigalian to Tortonian times, which is assumed to result from the WSW-directed migration of the Alboran block driven by a narrow slab rollback. In the Algerian basin, this event was followed by the emplacement of an oceanic-type crust. Potential field signatures of the deep basin as well as geometrical correlations with onland outcrops of inner zones suggest a minimum WSW-directed displacement of the Alboran terrane of ∼200 km. At the southern foot of the Algerian basin, the continent-ocean transition is sharp and may result from the westward propagation of a slab tear at depth, forming two segments of STEP (Subduction-Transform Edge Propagator) margins. Our results support models of intense shear tractions at the base of an overriding plate governed by slab rollback-induced mantle flow. Finally, Messinian salt tectonics affected overlying deposits until today. A late Tortonian to Quaternary dominantly transpressive tectonic episode linked to the Africa-Iberia convergence post-dates previous events, deforming the whole margin.     

南海北部地壳密度结构:基于约束三维重力反演

地壳结构的揭示是研究陆缘伸展机制的基础.尽管在南海北部陆缘已开展了大量地壳尺度的二维地震探测,但目前还存在许多覆盖空白的地区,这些调查所得到的结果无法提供地壳结构的区域视图.为了揭示南海北部的地壳结构,本研究将水深和沉积物厚度信息作为约束条件,对空间重力异常进行区域三维反演,并利用地震研究的结果来衡量反演结果的质量.沿地震测线的密度切片显示,重力反演结果与地震研究结果具有良好的一致性.本研究通过选择两个与地震研究结果最匹配的密度异常等值面分别作为康拉德面和莫霍面,获取了莫霍面深度和上、下地壳的厚度.根据假设的相应初始地壳厚度,本研究进一步计算了全地壳、上地壳和下地壳的拉张因子.通过与已发表的居里面深度比较,发现南海北部大部分地区的居里面深度均位于莫霍面之下,其中西沙海槽的拉张因子β_w大于3.5并且缺乏岩浆活动,是地幔橄榄岩蛇纹石化的潜在区域.南海北部陆缘的地壳拉张因子显示其经历了伸展方向为128°和160°的两组张裂运动,分别对应于神弧运动和珠琼运动一幕及二幕,在张裂过程中应力场发生了顺时针旋转.此外,上、下地壳的拉张因子表明北部陆缘普遍存在正向和反向差异伸展,陆架区域表现为反向差异伸展,洋陆过渡带为正向差异伸展,推测这种正向和反向差异伸展可能是由下地壳流动导致的,由地壳厚度差异引起的横向梯度力、软流圈浮力和沉积物负载共同驱动.