南海西南次海盆构造特征及其沉积响应

本文对穿过南海西南次海盆的逾1000 km的多道地震测线CFT剖面进行了地震界面特征的识别和地震层序的划分,分段分析了拆离断层对其减薄陆壳的拆离作用。结合前人研究成果,对南海西南次海盆地壳结构特征开展了分析,并总结了其构造特征。西南次海盆在发生陆缘张裂—海盆扩张、洋壳出现—扩张后稳定沉积这一系列过程中,可划分为4个阶段的沉积响应：A阶段(古新世之前)——前裂谷阶段,表现为地壳在拉张应力下产生小的断层;B阶段（始新世—早渐新世）——陆缘的裂谷阶段,地壳在拉张应力下拉张减薄,A阶段产生的断层出现了旋转,出现了大型掀斜的拆离断层,沉积物为同裂谷沉积,该阶段以产生了破裂不整合结束;C阶段（晚渐新世—早中新世）——海盆扩张阶段,海盆开始扩张,张应力从陆缘转移到了洋盆;D阶段（中中新世以来）——海盆扩张结束以后,以一套稳定沉积为特征。     

南海西北次海盆新生代构造 沉积特征及伸展模式 探讨

通过对穿越西北次海盆的3条地震测线以及一条深反射地震剖面的解释,对其新生代的构造 沉积特征进行研究,探讨了伸展模型,并进而对其新生代的构造演化过程和动力学机制进行了分析。结果显示：西北次海盆在30 Ma时开始发育,断层的活动期集中在渐新世,并大致以海盆中部的岩浆岩凸起为轴对称分布,对渐新统的沉积起控制作用。海盆扩张东强西弱,西部显示出更多的陆缘裂谷盆地的特征。25 Ma后扩张轴向南跃迁,西北次海盆的海底扩张运动停止,进入裂后沉降阶段。构造展布方向受到其南侧的中-西沙地块的影响,大致沿其北部边界展布。深反射地震剖面所反映的深部地壳结构也显示出大致沿海盆中轴对称的特征,显示研究区很可能为纯剪的变形模式。     

南海西北次海盆深水扇系统沉积演化特征

基于高品质二维地震资料的分析解释,在南海西北次海盆深海平原区识别出大规模深水扇系统。深水扇系统上扇为限制性水道复合体发育区,中扇为多期扇体垂向叠置区,下扇则以水道-朵体沉积为主。琼东南中央峡谷-水道是本区深水扇系统的主要物源通道,沉积物主要来源于红河、北部陆架-陆坡以及中西沙隆起区。本区深水扇系统可基本划分为晚中新世（Ⅰ）、中新世（Ⅱ和Ⅲ）以及第四纪（Ⅳ和Ⅴ）五期。各期深水扇的空间展布受到先存地形和物源供给强度的控制,双峰海山将深水扇系统分隔为南北两部分,早期沉积的扇体改变了后期扇体沉积地形。在丰富物源供给下,水道的冲溢频率较高,各个深水扇之间存在明显的侧向上叠迁移特征。沉积物源和南海北部“三段式”陆坡地形控制着整个南海北部深水扇系统的发育和演化。     

南海西北次海盆及其邻区地壳结构和构造意义

西北次海盆的深部地壳结构蕴含着南海北部陆缘拉张过程的重要信息.广角反射/折射测线(OBS2006-2)长386 km,是目前唯一的一条沿NEE向穿过西沙地块、并平行于西北次海盆扩张脊的深地震测线.通过射线追踪与走时模拟方法(RAYINVR),获得了OBS2006-2测线下方的速度结构.结果表明:西沙地块的沉积层厚度约为1~2 km,而西北次海盆的沉积层厚度大约为2~3 km;Moho界面从西沙地块的27 km逐步抬升到西北次海盆的12 km,Moho界面下方的速度为7.8~8.0 km/s;未发现壳内高速层和低速层.在西沙地块和西北次海盆的过渡区,有着较大量的岩浆活动信息,推测与西北次海盆的初始扩张有关.OBS2006-2测线中114.5°E以西的地区为减薄的陆壳,而114.5°E以东的地区为洋壳,莫霍面在陆壳与洋壳的结合处剧烈抬升,地壳厚度明显减薄.西北次海盆的扩张脊下方可能有残余岩浆的存在.      

南海西南次海盆剪刀式扩张

南海西南次海盆的平面形态比较独特,是一个往北东开口、尖角指向西南的“V”字型海盆。正确认识其扩张运动学特征是研究南海新生代扩张与构造演化的关键一环。本文利用反射地震剖面、重力异常和磁异常资料、IODP大洋钻孔资料等,详细分析了西南次海盆的地质构造特征。研究结果揭示,次海盆边缘扩张期的上超层序自北东而西南特征相同,是海盆同一时间开启形成的沉积;作为西南次海盆与东部次海盆的构造分界,中南-礼乐断裂带并非完全呈S—N向延伸,而是一条南、北两端均朝西弯曲、略呈弧形的断裂带,此为西南次海盆扩张期间呈扇形推移所导致;西南次海盆西部一条断层面西倾的断裂带在此分隔了扩张海盆区与过渡壳区,两区之上发育一套扩张期间沉积的层序,覆盖在扩张区的洋壳之上和过渡壳区的古近系之上,证实两区经历了同步拉张的过程。由此证实,西南次海盆的扩张运动学模式为“剪刀式扩张”。即海盆的扩张自北东而西南同时开启,扩张速率却自北东而西南逐渐减慢,导致越往西洋壳区越窄,使得海盆西部尖角区域成为有拉张而无扩张、面积较窄的过渡壳区,因而形成呈“V”字型展布的西南次海盆。     

南海海盆海底扩张年代之探讨

根据海底地形地貌特征和区域构造走向,可将南海海盆分为三个次海盆：西北次海盆、西南次海盆和中央次海盆。通过地磁异常资料之分析对比,在中央次海盆中鉴别出５ｄ－１１号磁异常条带,推测其海底扩张年代为晚渐新世一早中新世（３２－１ＭａＢＰ）;在西南次海盆中鉴别出１８－１３号磁异常条带,推测其海底扩张年代为晚始新世一早渐新世（４２－３５ＭａＢＰ）。通过对穿过中央次海盆与西南海盆的地震反射剖面之分析,发现西南次     

南海西北与西南次海盆沉积通量及其控制因素

作为西太平洋陆源沉积"源-汇"过程的重要场所,南海海盆半封闭的构造环境使得其与开放大洋的物质交换十分有限,沉积物保存基本完整,可以建立起南海沉积过程与区域重大构造事件、气候变化、海平面变化等之间的系统联系.选取南海西南与西北两个次海盆为对比研究区,基于穿越海盆的高分辨率多道地震测线和国际大洋发现计划(Internati...     

南海西北次海扩张时代和洋壳性质:沉积地层及重磁依据

利用沉积地层被动超覆和基底重磁异常特征对南海西北次海形成时代和洋壳性质进行了探讨。推断南海西北次海初始扩张时间为早渐新世,结束扩张时间为晚渐新世早期。地层变形、被动超覆特征、洋壳基底形态及对称性特点反映出两期洋壳扩张事件。第一期发生在早渐新世。由于洋壳扩张,上始新统被拉断,在洋壳边界处上始新统突然终止现象明显。受洋壳横向扩张推挤和纵向沉降作用影响,上始新统明显变形,并向扩张中心倾覆。第二期洋壳扩张发生在晚渐新世早期。该期洋壳扩张持续时间短,扩张幅度小,下渐新统被拉开的距离有限。由于南海西北次海形成期间不同部位地壳伸展减薄程度不同,南海西北次海洋壳基底呈北东部较宽,向南西方向变窄,并逐渐尖灭的不规则三角形。根据盆地边缘上始新统向海盆中心方向的断点/线和重磁异常资料,推测西北次海南西侧洋壳边界位于海盆基底坡角处附近,洋壳较窄;而北东侧洋壳边界位于海底坡角处附近,洋壳相对较宽。另外,重磁异常表明,在洋壳基底中有陆壳残留块体存在。上述这些现象说明南海西北次海在洋壳萌芽阶段就先天夭折,停止发育。     

琼东南盆地古近纪幕式裂陷及构造、层序和沉积的综合响应过程

通过对区域性角度不整合、构造沉降阶段性演化以及断裂幕式活动和古构造格架变化等信息的识别与厘定,揭示了琼东南盆地古近纪构造活动的幕式演化过程及其特征。进一步结合层序地层与沉积充填综合分析,系统论述了幕式裂陷作用对沉积层序形成与演化的控制。研究表明：琼东南盆地古近纪经历了3个裂陷阶段,即裂陷Ⅰ幕（S₁₀₀-S₈₀）、裂陷Ⅱ幕（S₈₀-S₇₀）和裂陷Ⅲ幕（S₇₀-S₆₀）,分别对应盆地的初始断陷期、主断陷期和断坳转换期。裂陷活动早期以强烈的差异性块断作用为主导,而晚期逐渐被区域性坳陷作用和少量断裂活动共同控制的均一化沉降作用所取代,整体呈现出弱-强-弱的演化特征。裂陷作用的幕式过程及不同裂陷幕同沉积构造活动的差异性通过对可容纳空间、沉降速率、同沉积断裂活动和古构造格架的深刻影响,进而控制了盆地内层序地层单元与沉积旋回的整体发育、沉积与沉降中心的时空展布以及层序地层格架下沉积体系域的构成样式。     

Sedimentary budget of the Northwest Sub-basin,South China Sea: controlling factors and geological implications

ABSTRACT

We calculated the sedimentary budget of the Northwest Sub-basin (NWSB), South China Sea for different geological times based on interpretations of four multichannel seismic profiles across the basin with constraints from International Ocean Discovery Program (IODP) Expeditions 367 and 368 drilling results. Sedimentation was generally dominated by regional tectonic events and climate change, but complicated by local tectonic events and geographic position, which resulted in a specific sedimentary budget in the NWSB compared with other marginal basins and the Southwest Sub-basin. The sedimentation rate was relatively low following the opening of the NWSB but increased gradually during the Middle Miocene, corresponding to the uplift of the Tibetan Plateau and the Asian monsoon. It reached its peak in the Late Miocene, corresponding to uplift of the Dongsha Island region that caused intensive bypass of eroded sediments from the Baiyun Sag into the abyssal basin, and reduced again during the Pliocene because of sediment storage on the wide northern continental shelf area compared to the abyssal basin during a period of high-stand sea level. Increase in sedimentation during the Pleistocene suggests that continental erosion and sediment transport to the abyssal basin were enhanced by an intensified Asian summer monsoon and glacial-interglacial climate fluctuations. Since the opening of the NWSB, the primary sediment provenance has been from southern China, with minor contributions from the Red River, Hainan Island, as well as local uplifts on the continental shelf.     

中国南海不同板块边缘沉积盆地构造特征

基于科学考察区域联测剖面资料,结合南海大地构造背景研究,对南海主要的新生代沉积盆地的构造特征进行了对比分析。研究表明,区域联测剖面穿越的沉积盆地的构造特征具有显著的差异,具体表现在大地构造背景、重磁场特征、盆地基底、断裂性质、构造线方向以及火成岩发育等方面。南海断裂的发育与盆地形成具有密切的关系,南海北部主要表现为NE向张性断裂控制的沉积盆地;西部主要表现为NW向和近SN向走滑断裂控制的沉积盆地;南部比较复杂,张性、压性、剪性断裂都有发育,但以NE向的南沙海槽逆冲断裂及其控制的南沙海槽盆地最具代表性;东部主要指南海中央海盆,断裂和海底火山共同控制了该区上新世-第四纪沉积。     

Sedimentary filling characteristics of the South China Sea oceanic basin,with links to tectonic activity during and after seafloor spreading

ABSTRACT

Based on approximately 11,000 km of seismic reflection data collected across the South China Sea oceanic basin, we describe the sedimentary filling characteristics of the basin since its Oligocene opening, as well as connections between this history and contemporaneous regional tectonic events. The seismic lines are spaced ~50 km apart, and the data are tied to International Ocean Discovery Program (IODP) Expedition 349 drilling data. Basin filling occurred in three phases, with basin-wide mean sedimentation rates increasing through time. During the Oligocene to middle Miocene, sediments accumulated primarily in the northern East and Northwest Sub-basins, with a mean basin-wide sedimentation rate of 8 m/m.y. The presence of these deposits over deep basement floor indicates that seafloor spreading initiated in these northern regions. During the late Miocene, deposition occurred primarily in the Northwest Sub-basin and partly in the southern East Sub-basin, with a mean basin-wide sedimentation rate of 30 m/m.y. Basin filling during this time seems to have been linked to slip reversal of the Red River Fault and collision of the North Palawan Block with the Luzon Arc. During the Pliocene and Pleistocene, sediments accumulated rapidly in the northeastern and southern East Sub-basin and the Southwest Sub-basin. The mean basin-wide sedimentation rate was 70 m/m.y. Basin filling during this phase seems to have been associated with the Taiwan and North Palawan collisions, SCS subduction along the Manila Trench, and Tibetan Plateau uplift. Gravity flow deposits predominate throughout the basin fill.     

Tectonic Evolution of the Wanan Basin,Southwestern South China Sea

Quantitative studies on the extension and subsidence of the Wanan Basin were carried out based on available seismic and borehole data together with regional geological data.Using balanced cross-section and backstripping techniques,we reconstructed the stratigraphic deposition and tectonic evolution histories of the basin.The basin formed from the Eocene and was generally in an extensional/transtensional state except for the Late Miocene local compressoin.The major basin extension ocurred in the Oligocene and Early Miocene(before ~16.3 Ma) and thereafter uniform stretch in a smaller rate.The northern and middle basin extended intensely earlier during 38.6–23.3 Ma,while the southern basin was mainly stretched during 23.3–16.3 Ma.The basin formation and development are related to alternating sinistral to dextral strike-slip motions along the Wanan Fault Zone.The dominant dynamics may be caused by the seafloor spreading of the South China Sea and the its peripheral plate interaction.The basin tectonic evolution is divided into five phases:initial rifting,main rifting,rift-drift transition,structural inversion,and thermal subsidence.     

南海南沙海域沉积盆地构造演化与油气成藏规律

据钻井、地震剖面、区域地质及磁异常条带分析解释,南沙海域及其邻区的主要沉积盆地的形成演化受裂谷起始不整合面和破裂不整合面分隔,可分为前裂谷期、裂谷期和后裂谷期3个构造阶段。大中型油气藏相关数据的统计表明,南沙海域及邻区大中型油气藏的成藏要素和油气田发育受构造阶段控制。(1)烃源岩发育具有分期、分区特征,礼乐盆地发育前裂谷期、裂谷1幕烃源岩;万安、曾母、西北巴拉望盆地发育裂谷2幕烃源岩,文莱-沙巴盆地发育后裂谷期烃源岩。(2)储层发育具有分期、分带特征,表现为外带老(裂谷2幕)、内带新(后裂谷期)。(3)圈闭类型包括构造、岩性地层圈闭及构造-岩性地层等因素形成的复合圈闭,大致具有内带以地层圈闭为主,外带以构造圈闭为主的特征。(4)大中型油气田分布具有外带砂岩富油气、内带碳酸盐岩富气特点。(5)南沙海域及邻区发育两个后裂谷期主含油气区,即东部巴兰三角洲砂岩背斜油气区和西部卢卡尼亚碳酸盐台地气区。其中,大中型气田的成藏要素组合为裂谷2幕烃源岩、后裂谷期碳酸盐岩储层和地层圈闭;大中型油气田则为后裂谷期烃源岩、砂岩储层和背斜圈闭。     

南海神狐海域地震——沉积相分析与沉积环境演化

应用高分辨率层序地层学方法在南海北部陆坡神狐海域天然气水合物的有利聚集区二级层序划分基础上共可划分出7 个三级层序,且在三级层序格架控制下,神狐海域可识别出席状、楔状、透镜状、丘状、充填状等5 个地震相和16 个地震亚相,沉积相发育以浊流和泥流为主。神狐海域沉积环境演化的总体特征以海平面下降为主,从层序C 到A 发育半深海--深海相到浅海相的地层,从上陆坡到下陆坡主要发育半深海--深海相地层。     

南海北部陆缘中生代沉积层序、对比和油气地质意义

南海北部陆缘陆上粤中-粤东地区出露一系列的中生界,可以划分为15个Ⅲ级沉积层序。在毗邻海区的潮汕坳陷的地震剖面和LF35-1-1井也可以识别出12个Ⅲ级沉积层序。这些Ⅲ级层序组成了6个Ⅱ级层序和2个Ⅰ级层序,反映出由海向陆的环境变化过程。陆区和海区中生界在岩性、岩相以及层序地层等方面存在可对比性。陆区上地层-沉积特征以及模式可以作为模型应用于海区中生界相关研究,对南海北部中生界油气勘探具有指导意义。     

南秦岭古生代沉积盆地构造活动-海平面变化与沉积响应

位于扬子地台北部被动边缘的南秦岭镇安、旬阳古生代沉积盆地,发育一套早古生代—中生代一套碳酸盐岩夹细碎屑岩沉积,其沉积建造稳定,岩相清晰,地层层序及沉积体系域发育清楚,海平面变化敏感,是研究海平面变化与沉积响应较理想的地区。通过对区内沉积盆地地层特征及侧向变化分析,初步划分出了10个层序,识别出若干个沉积体系域和层序界面。盆地沉积演化与构造体制、区域性构造运动密切相关,构造活动控制了海平面变化。通过区域地层格架分析和层序地层学研究,可以进一步研究区域构造活动历史,恢复海平面变化细节,建立岩石地层、年代地层格架,从微观上准确了解区域海平面敏感变化,确切刻画古气候、古地理、古环境,从而更好的预测沉积矿产。     

南海海域新生代沉积盆地构造演化的动力学特征及其油气资源

通过对构造环境、地球物理场特征、盆地生储盖层发育等方面对比研究, 讨论南海南北部沉积盆地的油气资源分布特征, 为在南海进行油气勘查指明方向.目前油气勘探实践证明, 南海南部的油气资源比北部丰富, 究其原因, 南海北部为被动大陆边缘, 张性沉积盆地的烃源岩体积较小, 而南部挤压环境下形成的沉积盆地的烃源岩体积大; 北部的地热流较南部小, 因此地温梯度也较小, 如北部陆架上的珠江口盆地的热流值在5 3~ 87mW /m2之间, 平均6 7mW /m2, 而南海南部大曾母盆地平均热流值达97mW /m2, 最大值达130mW /m2, 故南部边缘烃源岩的成熟度比北部高; 由于南部边缘处于挤压构造环境, 因此在沉积盆地中形成了许多挤压构造, 而北部边缘一直处于张性构造环境, 形成的构造较少且较小; 同时, 南部边缘沉积盆地中, 烃源岩生烃与构造形成在时间上搭配较好.因此, 在南海南部边缘沉积盆地中形成了许多大型油气田, 而南海北部边缘沉积盆地中, 大型油气田较少, 中小型油气田较多.这就是为什么南海南部边缘的油气资源比北部丰富的地质原因.