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。     

珠江口盆地基底结构的综合地球物理研究

通过对珠江口盆地重磁资料的分析处理及反演计算，依据盆地的地质、地球物理特征，采取了针对性的综合地球物理研究思路与方法，对地震资料难以解决的珠江口盆地基底结构进行了研究，确定了盆地的重力和磁性基底深度，并对盆地内的断裂和基底岩性作了推断，提供了新的认识，为今后研究提供了依据。     

东海陆架区中北部前第三系基底综合地球物理研究

从地震、钻井资料出发,结合周边地质特征,推断东海陆架区中北部存在中生界和古生界地层。结合地震资料,正演消除了海底和新生界密度不均匀在重力场上的影响,定量反演重、磁力异常并求取了重力基底和磁性基底。重力基底的特征在东西分带的大背景下表现出“靠陆侧南北分块,靠洋侧东西分带”的特点。西湖凹陷区的磁性基底与重力基底埋深大致相同,不一致地方可能是受岩体的影响。西湖凹陷以西地区,包括海礁凸起等单元,总体出现磁性基底埋深比重力基底埋深深2km左右,初步解释为古生界地层的反映。中生界地层厚度的分布也具有东西分带和南北分块特点。西湖凹陷西缘的中生界地层厚度大,其中带中生界虽然含有一定的火山岩或火山碎屑岩,但沉积岩更多,这对下一步的油气勘探有利。     

南沙海域中建南盆地的磁性基底及地壳结构

通过对南沙海域中建南盆地重磁资料的分析及反演计算,依据盆地的地质与地球物理特征,对地震资料难以解决的基底结构、性质进行了研究,确定了磁性基底与莫霍面深度,确定了地壳类型,并对盆地内的深部大断裂及磁性基岩属性作了推断,为今后的研究提供了依据。     

海区沉积盆地的三维变密度基底反演及其应用

建立了适合海区沉积盆地基底反演的密度模式，推导了对应的重力异常精确公式（近区计算公式）和近似公式（远区计算公式），提出模拟沉积盆地复杂变化的密度差－深度曲线的分段拟合方法。建立了一种利用地震波速度谱、重力和水深资料反演沉积盆地基底的方法。利用地震波速度谱的资料对厦澎凹陷的密度－深度关系进行了统计分析，并反演了厦澎凹陷的重力基底，认为整个厦澎凹陷可能由不同构造格局的东北和西南两部分组成，并分别讨论了这两部分的基底特征。     

琼东南盆地深水区长昌凹陷地壳结构特征

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区,向东通过西沙海槽与南海西北次海盆相通,其近东西向的展布形态明显异于深水区其他凹陷的NE—NEE向形态,为了弄清其地壳结构,从而更好地分析凹陷的结构和演化机制,这里根据深反射地震资料、VSP资料和最新重力资料对长昌凹陷的地壳结构进行了综合地球物理模拟。结果显示:长昌凹陷北侧地壳厚度为22~24 km,南侧地壳厚度约20~22 km,从两侧向长昌凹陷中央地壳厚度逐渐减薄,最薄处只有2.8 km;莫霍面深度与沉积基底呈镜像关系,沉积基底最深的地方莫霍面深度最浅,最浅深度距海平面13.8 km;凹陷中央东部存在一层厚约4 km的下地壳高速层,该层在地震剖面和层速度剖面上均可识别。     

南海西北部与红河地区地球物理场及其地壳深部结构特征

分析了南海西北部与红河地区地球物理场特征，计算了研究区重、磁资料的一阶小波细节变换、四阶小波逼近变换。根据重力场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果，同时参考在研究区进行的地震勘探结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算。结果表明，研究区域地壳结构较为复杂，地壳厚度在17—38km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、过渡壳的性质，同时存在上地幔隆起区及凹陷区。用地震层折成像结果与重力资料计算出的地壳分布趋势进行了对比验证。根据地幔对流结果探讨了研究区深部地球动力学特征及其与深部地壳结构的关系。     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

南海东北部的断裂分布及其构造格局研究

通过对南海东北部重磁异常的分析和处理,结合珠江口盆地、潮汕坳陷等地区的综合地质地球物理研究成果,根据研究区的重磁异常特征划分了4个异常区。应用地球物理数据处理方法,推断了该区的主要断裂35条,其主要走向为NW、NE、NEE向及S-N向4组。综合各方面研究成果在该区划分了7个构造单元。依据地震剖面、物性资料和重磁资料的分析,对南海东北部地区中生界的地层标定、构造与结构特征有了新的认识,研究了该地区前第三系基底和中生界的分布,并对南海东北部构造演化进行了探讨。     

重磁震联合解释在崖北凹陷地球物理解释中的应用

在面对复杂地质条件下的勘探问题时,单一使用地震勘探方法存在局限性,经常难以得到满意的地质解释。这就需要使用多种物探方法进行辅助和补充。本研究综合利用海洋重力磁力测量数据,以Encom Model Vision解释软件为平台,结合琼东南盆地崖北凹陷区域地质背景资料,在两条地震剖面及邻近井资料的约束下建立地质地球物理模型,进行重磁反演,对两条测线中的地层及地质异常体的密度及磁化率进行计算。结果显示,崖北凹陷地层呈现四层密度结构,反演所得沉积基底密度为2.70 g/cm3,沉积地层的密度为2.18~2.51 g/cm3。地震剖面中向上侵入的地质异常体经判断为新近系末期喷出地表被后续沉积地层覆盖所形成的蘑菇状,低密度,中-强磁性的火成岩体。结合磁力异常可推断在测区西部还有更大规模的发育的火成岩侵入。这表明了同时新近系末期火成岩及相应火山活动的发现将会对崖北凹陷油气的成藏产生一定的影响。     

利用重磁震资料解释推断东海海底火成岩

利用1:100万上海幅海洋区域地质调查项目最新获得的重力、磁力和多道地震数据,根据研究区内重、磁场特征,以及已知的火成岩发育状况,在数据处理的基础上,通过剖面和平面相结合,对东海海底的火成岩进行了推断解释,从而得到火成岩在空间上的展布位置。分析认为东海海底火成岩具有沿北北东向成带发育的特点,沿深大断裂侵入于中生代地层;北北西向火成岩带发育时间较晚,规模小,与北西向断裂形成较晚相对应,火成岩分布呈现东西分带的特点,陆架盆地中低部隆起为喜马拉雅早-中期岩浆岩。     

南海东北部陆缘地壳结构特征及下地壳高速层成因

南海东北部陆缘构造演化信息丰富,对于理解南海的演化过程至关重要。本文收集了南海东北部的深反射地震和海底广角地震成果剖面,提取地壳和下地壳高速层的厚度结果,并结合水深、重磁异常和岩石圈的流变学等地质地球物理资料,对南海东北部的地壳减薄特征、吕宋-琉球转换板块边界的性质和下地壳高速层的分布及成因进行了分析和讨论。南海东北部的地壳减薄在横向和垂向上都存在不均匀性,以下地壳减薄为主,在台西南盆地存在极端减薄地壳;南海北缘的白云凹陷、西沙海槽和西缘的中建南盆地也存在类似的极端减薄地壳,且都与刚性地块共轭或邻近,推测刚性地块的存在导致地壳初始破裂时下地壳流动和地幔上隆是局部出现地壳极端减薄的主要原因。吕宋-琉球转换板块边界两侧在海底地形、新生代反射和重磁异常等方面均存在差异,与中生代岛弧引起的高磁异常大角度相交,其可能是中生代古特提斯构造域向太平洋构造域转换的边界断裂。下地壳高速层在南海东北部广泛发育,结合其分布特征和波速比V_p/V_s的分布区间,认为其是多期次岩浆底侵形成的铁镁质基性岩。     

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。     

Crustal analysis of the Ulleung Basin in the East Sea (Japan Sea) from enhanced gravity mapping

To facilitate geological analyses of the Ulleung Basin in the East Sea (Japan Sea) between Korea and Japan, shipborne and satellite altimetry-derived gravity data are combined to derive a regionally coherent anomaly field. The 2-min gridded satellite altimetry-based gravity predicted by Sandwell and Smith [Sandwell DT, Smith WHF (1997) J Geophys Res 102(B5):10,039–10,054] are used for making cross-over adjustments that reduce the errors between track segments and at the cross-over points of shipborne gravity profiles. Relative to the regionally more homogeneous satellite gravity anomalies, the longer wavelength components of the shipborne anomalies are significantly improved with minimal distortion of their shorter wavelength components. The resulting free-air gravity anomaly map yields a more coherent integration of short and long wavelength anomalies compared to that obtained from either the shipborne or satellite data sets separately. The derived free-air anomalies range over about 140 mGals or more in amplitude and regionally correspond with bathymetric undulations in the Ulleung Basin. The gravity lows and highs along the basin’s margin indicate the transition from continental to oceanic crust. However, in the northeastern and central Ulleung Basin, the negative regional correlation between the central gravity high and bathymetric low suggests the presence of shallow denser mantle beneath thinned oceanic crust. A series of gravity highs mark seamounts or volcanic terranes from the Korean Plateau to Oki Island. Gravity modeling suggests underplating by mafic igneous rocks of the northwestern margin of the Ulleung Basin and the transition between continental and oceanic crust. The crust of the central Ulleung Basin is about a 14–15 km thick with a 4–5 km thick sediment cover. It may also include a relatively weakly developed buried fossil spreading ridge with approximately 2 km of relief.     

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。     

Geophysical Evidence of a Relict Oceanic Crust in the Southwestern Scotia Sea

The southwestern part of the Scotia Sea, at the corner of the Shackleton Fracture Zone with the South Scotia Ridge has been investigated, combining marine magnetic profiles, multichannel seismic reflection data, and satellite-derived gravity anomaly data. From the integrated analysis of data, we identified the presence of the oldest part of the crust in this sector, which tentative age is older than anomaly C10 (28.7 Ma). The area is surrounded by structural features clearly imaged by seismic data, which correspond to gravity lows in the satellite-derived map, and presents a rhomboid-shaped geometry. Along its southern boundary, structural features related to convergence and possible incipient subduction beneath the continental South Scotia Ridge have been evidenced from the seismic profile. We interpret this area, now located at the edge of the south-western Scotia Sea, as a relict of ocean-like crust formed during an earlier, possibly diffuse and disorganized episode of spreading at the first onset of the Drake Passage opening. The successive episode of organized seafloor spreading responsible for the opening of the Drake Passage that definitively separated southern South America from the Antarctic Peninsula, instigated ridge-push forces that can account for the subduction-related structures found along the western part of the South Scotia Ridge. This seafloor accretion phase occurred from 27 to about 10 Ma, when spreading stopped in the western Scotia Sea Ridge, as resulted from the identification of the marine magnetic anomalies.     

台湾海峡盆地九龙江凹陷火成岩发育特征及其油气地质意义

基于二维地震剖面的精细地质解释,并结合磁力和钻井资料分析,开展了九龙江凹陷火成岩发育特征、岩浆活动和区域构造与盆地演化关系及其油气地质意义的研究。分析认为,九龙江凹陷经历了始新世中晚期、中新世中晚期二期火山活动,火成岩在地震剖面上主要表现为板状、锥状及块状三种地震相类型,钻井主要揭示了喷发、侵入及火山碎屑三大类型火成岩,它们的发育与分布是区域性构造事件和盆地演化相作用的结果。始新世中晚期火山活动产生的高温有利于烃源岩在短期内经历高温的催化改造而生成油气,形成的火成岩体岩墙面可以增加和改善凹陷中央区油气向西部斜坡的运移,该火成岩附近区的一些圈闭在成岩期受热液蚀变的影响,储层孔、渗性得到改善的同时也会致使储层发生不同程度的变质,在今后的勘探开发中是一个值得关注的问题。     

Contribution of global potential field data to the tectonic reconstruction of the Rio Grande Rise in the South Atlantic

The application of advanced enhancement techniques for geophysical anomalies to global gravity (WGM2012) and magnetic (EMAG2) models sheds light on the complex tectonic evolution of the Rio Grande Rise (RGR) in the southern South Atlantic. Long wavelength Bouguer gravity lows indicate a thicker crust beneath of the ridge, whose nature can be related to a microcontinent or an excess of volcanism within the oceanic realm. Recently dredged continental rocks reinforce the hypothesis of a microcontinent or, at least, slivers of continental crust. However, the reserval magnetic pattern of the processed magnetic anomalies provide no evidence of aborted spreading center similar to the well-studied Jan Mayen microcontinent and the surrounding (inactive) Aegir and (active) Kolbeinsey ridges in the North Atlantic Ocean. The reversal magnetic anomalies show a series N-S trending parallel stripes roughly follow the current South American coastline and segmented by E-W oriented oceanic fracture zones (FZs). The magnetic stripes are bended eastwards at the RGR, showing a more complex magnetic pattern similar to that in the Iceland. The aborted Cruzeiro do Sul Rift (CSR) and the Jean Charcot Chain (JCC) are structures that cross the RGR and contribute to the understanding of the tectonic evolution of the South Atlantic Ocean. NW-SE oriented extensive gravity lows and bathymetric valleys, which mark the CSR, are segmented by E-W trending magnetic lineaments related to FZs. This structural configuration suggests that the extensional event, which formed the rift and the seamounts chain, was replaced by strike-slip movements along the FZs. In addition, we constructed a plate kinematic model for the evolution of the RGR based on bathymetric, free-air and Bouguer gravity and magnetic data. Our model comprises five main stages of the RGR formation and evolution between late Cretaceous and Paleocene (ca. 95 - 60 Ma), separated by published seafloor isochrones. The proposed model suggests that the RGR was built at the mid-Atlantic ridge by increased magmatism probably related to the Tristan da Cunha hotspot.     

南冲绳海槽及其邻域的磁性基底与地壳结构

研究区域的基底断裂构造十分发育。EW、NEE和NE向基底大断裂宏观上构成和控制区域地质构造的基本格架;NS、NNW和NW向断裂多为张扭性平移断层,它们对基本格架起强烈的分割破坏和错断作用,形成和控制次一级区域差异性的构造运动和岩浆活动特征。东海陆架边缘隆起带磁性基底埋深一般为3～4km.基底由前中新世变质岩系及不同时期形成的火成岩类组成。地壳厚度为24-28km,为大陆地壳。南冲绳海槽盆地磁性基底埋深一般为5～7km,可划分出4个次一级盆地。基底极可能由前中新世以来海槽张裂运动所形成的玄武岩层或部分变质岩系组成,靠近陆坡坡脚处可能包括前第三纪的老地层。地壳厚度为15～20km,地壳为亚大洋型。