南海共轭陆缘新生代碳酸盐台地 对海盆构造演化的响应

南海新生代碳酸盐台地分布面积广、厚度巨大,但大部分已经淹没,成为淹没碳酸盐台地,它们孕育着南海海盆演变的 重要信息.南海碳酸盐台地伴随着南海陆缘张裂而发育,最初主要发育在两个共轭陆缘伸展地块的构造高地.南海经历了大陆 边缘伸展、岩石圈减薄和地幔剥露等过程,始新世到早渐新世的第二期NE-SW 向扩张,形成了破裂不整合面,随之发生了晚 渐新世至早中新世的海底扩张,形成中央海盆.构造沉降提供了台地生长的可容纳空间,构造掀斜作用、断裂作用和前陆盆地 前沿挤压褶皱的迁移控制了台地各单元厚度、沉积相和地震反射终止特征在横向上的变化,构造控制的相对海平面的变化控 制了不同级序生物礁碳酸盐台地的沉积旋回,而后期加速沉降导致碳酸盐台地淹没.      

南海北部陆缘的构造属性问题

以1号断裂为界,南海北部陆缘可分为东,西两段：东段包括北部湾盆地,琼东南盆地,珠江口盆地和台西盆地等,西段包拓莺歌海盆地。两者构造形变特征存在一定的差异性：东段盆地边界断层主要为NE－EW向,为分支断层通过不同类型转换坡连接而成的多支正断层系,因断层位移沿走向有规律变化,在其上盘发育相关褶皱,如横向褶皱;西段盆地边界断层也是由多条分支断层连接的多支断层系,但方向为NW向,以走滑作用为主,上盘没有发育断层相关褶皱。结合新生代岩浆作用,沉降和充填作用及地壳结构等特征分析,南海北部陆缘东段在构造活动上可以分成三个相对活跃时期,即50－40,30－28和10－5Ma左右。每一期拥有各自的特点,并具有不同的动力学来源,前两期与南海的扩张关系密切,3则与南海扩张无成因联系。南海北部陆缘虽然有一定的岩浆活动,但不是张烈的同期产物,因而它在形成机制上属于非火山型被动大陆边缘,其活动性因素是受周边板块相互作用的叠加所致。西段从成因机制上来讲并不属于南海北部陆缘,可能与印－藏碰撞关系更为密切。     

边缘海构造旋回:南海演化的新模式

南海边缘海构造旋回包括古南海形成与萎缩及新南海形成与萎缩两个构造旋回,形成中央洋壳、大陆坡和大陆架。古南海扩张前南海具有统一拼合基底"古南海陆块",古南海白垩纪末—始新世为扩张期,渐新世—第四纪为萎缩期,现今洋壳已基本消减殆尽。新南海古—始新世为陆内裂谷期,渐新世晚期—中中新世为洋壳扩张期,中中新世至今为萎缩期,表现为南北向扩张停滞,菲律宾岛弧向西仰冲,但处于萎缩期早期。上述两个旋回叠加控制了南海区域构造格局的形成。边缘海构造旋回控制了南海各大陆边缘及地块性质。北部大陆边缘为被动大陆边缘;南沙地块具有漂移性质;南部大陆边缘为多期叠加型活动大陆边缘,西部具有转换特征,东部为挤压岛架型大陆边缘。     

Gyrolithes:边缘海沉积的特征遗迹化石

Gyrolithes为螺旋形垂直居住潜穴,是具成对附肢的两侧对称甲壳类所建造,出现在近海泻湖和河口湾等边缘海和极浅海环境中,常与半咸水条件有关。塔里木盆地塔中地区诸多钻井的下志留统塔塔埃尔塔格组上部大量发育有此类潜穴,在局部层位可形成强烈的扰动构造。伴生的遗迹化石很少,只有极个别的Beaconites。根据沉积学、地球化学和古生态学特征,这类潜穴形成在半咸水的泻湖环境中。这类潜穴外壁基本平直,在泥质沉积物中掘穴深度大而不变形,而且其充填物与围岩完全不同,这些特点表明Gyrolithes为固底控制的遗迹化石。     

南海万安盆地构造-层序发育特征与构造-沉积充填演化

万安盆地是南海西南部重要的沉积盆地之一,深入分析其构造-沉积充填特征对于认识南海南部主要构造事件及其沉积响应具有重要的科学意义.利用覆盖全盆地的二维地震资料,结合国内外的研究成果,对万安盆地构造-层序特征及其构造-沉积充填演化进行分析.研究表明,万安盆地内新生代以来可识别出8个主要的二级/三级层序界面.沉降模拟显示,盆...     

南海中北部陆架-陆坡区新生代构造-沉积演化

南海中北部陆架-陆坡区作为南海地区的一个重要地质构造单元,记录了大陆张裂到海盆扩张的丰富信息。通过对研究区地震剖面的解释,分析了该地区新生代的构造与沉积特征,同时通过平衡剖面恢复工作,建立了新生代演化模型。研究显示南海中北部陆架-陆坡区新生代构造演化可以分为三个阶段：古新世—始新世的裂陷阶段、渐新世—早中新世的裂陷-坳陷过渡阶段以及中中新世以来的坳陷阶段。沉积环境经历了河流-湖泊、浅海和深海的演化过程。南海北部陆缘下NW-SE方向流动的地幔流的存在使得伸展活动具有由北向南发育的机制。同时陆坡区盆地（如白云凹陷）显示出韧性伸展的特征,这与地幔上涌热岩石圈伸展引起的该区域地壳强烈韧性减薄和颈缩变形相关。     

南海新生代的构造演化与沉积盆地

南海在新一代过复杂的构造演化史。中生代末至新生代早期。由于亚洲东南部燕山造山带岩石圈之拆沉作用,使下地悫及岩石圈上地幔向东南方向蠕动,在当时地表产生一系列北东向断裂,以及彼此分卫的地堑、半地堑。这次运动称做神狐运动。古新世一始新世时,这些地堑、半地堑接受了陆相沉积、它们构造南海诸沉积盆地的下构造层。在神狐运动期间,亚洲东南部岩石圈向东南方向蠕动,其西界是哀牢山－红河－莺歌海－南海西缘－万安大断裂,     

构造对热液矿化控制作用的实例:陆缘沉积盆地中的断层带评述

通过收集逐步深入的地质研究资料并辅以研究工作,似乎有可能在越来越多的矿区中找到区域构造对热液矿床控制作用的证据。当然对于热液矿化、断层作用或断层活化以及有关作用过程之间的关系而言,在古老的陆缘沉积盆地的弱变形沉积岩中可以得到最好的验证。越来越多的证据表明,以沉积岩为母岩的海底热液Zn—Pb—Ba矿化,象Meggen,Rammelsberg,Howards Pass和McArthur River,它们在空间上成因上与陆内盆地或受拉伸被动大陆边缘的同沉积深断裂体系有关。在长时期的盆地发育过程中,断裂为周期性释放的盆地—脱水卤水提供了有利的通道,从而在这些断裂附近的三级盆地中沉淀了淋滤的金属。它们与后成矿化作用有许多相似之处。它们在造山期前、同期或期后由淋滤(变质)沉积岩及有关岩浆岩并沿断裂带上升到近地表圈闭构造的卤水中形成。     

南海北部深水盆地沉积-构造的差异性及其油气意义

南海北部深水区自西向东依次分布着琼东南盆地、珠江口盆地、台西南盆地等新生代被动陆缘盆地,这些盆地经历了大致相当的从裂陷到坳陷的构造演化史,但在张裂活动过程中存在着明显的沉积-构造的差异性。构造沉降特征分析显示:在同一构造带上自西向东有盆地主要构造沉降发生的时段逐步变晚的趋势;在不同构造带上自北向南有盆地主要构造沉降发生的时段逐步变晚的趋势。这种沉积-构造的差异性对烃源岩的发育类型、分布及生储盖组合等方面有明显的控制作用,表现为:裂谷期构造沉降幅度大的盆地,陆相烃源岩发育,以陆生陆储陆盖型成藏组合为主;裂后期构造沉降幅度大的盆地,海相烃源岩发育规模较大,海生海储海盖型成藏组合及混生海储海盖型生储盖组合所占分量逐渐增多。推测渐新统湖相-湖沼相及海陆过渡相源岩和中新统海相烃源岩应是南海北部深水区油气的主要来源,陆生海储海盖型、海生海储海盖型及混生海储海盖型生储盖组合应是深水区基本生储盖组合类型。     

南海西北次海盆构造演化的沉积响应

通过对南海西北次海盆新获得的地震资料进行综合解释和层序地层分析,揭示了海盆中的沉积对构造演化阶段的响应。始新世-早渐新世陆缘裂陷期,盆地以对称裂谷形式,发育地堑裂谷层序,沉积以近物源为特征,相变大,发育了冲积扇-扇三角洲-湖相沉积,沉积体系的配置受同沉积断裂控制明显,快速沉降和充分的物源供给决定了沉积体系的构成特征。晚渐新世海底扩张期,岩石圈破裂,陆缘进一步拉开并开始海底扩张,出现海相沉积,来自陆坡的陆架边缘三角洲越过陆坡进入海盆,在海盆内沉积了一套向海盆中部逐渐减薄的楔状地层,并伴有大量的火山碎屑沉积物。早-中新世以来热沉降期,随着构造沉降增大,相对海平面总体不断上升,进入深水盆地,形成陆架陆坡体系,大量的碎屑物质以重力流、深水底流等深水作用方式进入海盆;沉降晚期陆架-陆坡物源供应减弱,琼东南中央峡谷成为其主要的物质供应来源通道,在此期间二次海平面下降、回升的综合作用下,海盆内发育了多期以下切水道为特征的低水位域沉积体系。     

古南海俯冲过程:婆罗洲晚白垩世-渐新世地层沉积记录

古南海的俯冲消亡是深入揭示南海扩张机制和重塑东南亚中新生代构造演化的关键,然而目前对于古南海的俯冲过程仍存在诸多争议。马来西亚婆罗洲出露完整的晚白垩世-渐新世沉积地层,是研究古南海构造演化的重要窗口。本文通过碎屑矿物组成、元素地球化学及Nd同位素分析,对婆罗洲晚白垩世-渐新世地层沉积物来源进行示踪,反演区域古地理格局及构造演化。结果显示,晚白垩世-古新世Rajang群沉积物主要来源于古太平洋俯冲形成的岩浆岩带,马来半岛与印支陆块南缘对古新世-晚渐新世地层沉积贡献明显增加,暗示古太平洋板块俯冲的影响持续到早古新世(～60 Ma)。晚始新世,随着澳大利亚板块持续向北漂移,婆罗洲逆时针旋转引起残余海盆剪刀式闭合。～37Ma,曾母陆块与婆罗洲碰撞, Rajang群抬升剥蚀。渐新世,古南海在婆罗洲东北部沙巴开始俯冲,对应于南海的打开。古南海自西向东斜向俯冲消亡,婆罗洲的逆时针旋转与沿卢帕尔线的走滑使Rajang群与Kuching超级群叠置。     

全球被动陆缘盆地构造沉积与油气成藏:以南大西洋周缘盆地为例

被动陆缘原型盆地在各个地质历史时期广泛分布,是全球富油气盆地的主要盆地类型。现今被动陆缘盆地在全球主要分布在大西洋周缘、印度洋周缘、北冰洋周缘和地中海东南缘。通过对南大西洋周缘主要含油气盆地分析,将被动陆缘盆地分为伸展型和转换型两大类。根据沉积充填特征,伸展型被动陆缘盆地又可细分为含盐型、不含盐型和三角洲型。不同类型的盆地在区域上具有明显的分段特征,如可将南大西洋边缘分为南段、中段和北段。南段主要为伸展型不含盐被动陆缘盆地、中段为伸展型含盐被动陆缘盆地、北段主要为转换型被动陆缘盆地。中段尼日尔河流域还发育尼日尔三角洲高建设型被动陆缘盆地。基于已发现的被动陆缘盆地大油气田(5亿桶油当量)分析,发现这几种类型的被动陆缘盆地均具有发现大油气藏的潜力,但油气成藏特征不同。     

南海晚中新世-上新世红河沉积体系研究

红河沉积体系为南海西北部近期新发现的大型远源沉积体系,其主要发育于南海莺歌海盆地和琼东南盆地。重点利用大量二维地震剖面资料,根据地震反射特征对晚中新世-上新世红河沉积体系的识别特征以及平面展布进行了研究,以此为基础划分了红河沉积体系在晚中新世-上新世演化阶段。研究结果表明:通过地震反射特征的分析,可以识别出三角洲、水下下切水道、海底峡谷、水道堤岸复合体以及海底扇朵体等沉积;依据红河沉积体系的平面组合和展布特征,可将晚中新世至上新世的红河沉积体系演化划分为3个阶段:10.5～5.5 Ma（SQ1、SQ2）为红河海底扇发育阶段,以发育大型“三角洲-水下下切水道-海底扇”为特征;5.5～3.6 Ma（SQ3、SQ4）为限制性海底扇-中央峡谷发育阶段,以先发育限制性海底扇,后发育大型海底峡谷为特征;3.6～1.8 Ma（SQ5、SQ6）为红河沉积体系衰弱阶段,在研究区内以红河沉积体系主体不发育,海南岛陆坡发育为特征。红河沉积体系是青藏高原隆升的产物,研究红河沉积体系除有利于制定油气勘探方向外,还有助于青藏高原隆升历史恢复、红河袭夺等问题的研究。     

南海北部被动陆缘典型剖面的地质-物理模型及其综合解释

鉴于南海北部被动大陆边缘的复杂构造背景,从典型剖面的综合物探解释入手,讨论了南海北部地质－物理模型的建立过程,建立了琼东南盆地１１０４剖面定量物理模型并予地质解释。     

青海湖:研究地质微生物的天然实验室

青海湖位于青海省的东北部,是中国境内最大的内陆高原咸水湖泊。由于青藏高原的不均匀隆升,使这些湖泊形成了封闭的水系和地球化学物质循环特征。青海湖有限的几条供给河流的水化学受其所经过岩石的化学成分控制,而湖水的化学成分和物理化学特征则受补给水系的影响。湖泊的碳循环除受盆地周围风化搬运作用以外,主要碳源为湖泊以及周围的生物群落。青海湖水的物理化学特征本身由于受补给水源和深度的影响而具不均一性,并随季节温度的变化而发生调整。这些特征预示其独特的微生物生态系统和与之有关的碳循环和元素地球化学循环特征。丰富的铁、硫酸根、碳酸根和钙镁离子为其中嗜铁和嗜硫的微生物繁盛以及随后的矿化作用提供了有利的条件。藻类也具有很高的多样性并且不同种类具有明显的随季节或气温变化的特点。这些微生物活动会在湖泊沉积物中形成有机的和无机的生物标记化合物或矿物。进一步揭示这些生物标记化合物与局部环境的碳循环、元素循环、微生物生态以及相关环境变迁的关系将具有重要意义。     

逆断层正牵引构造对冲积扇沉积过程与沉积构型的控制作用:水槽沉积模拟实验研究

逆断层正牵引构造广泛发育于挤压盆地边缘,伴随逆断层的幕式活动而生成,并影响山前冲积扇沉积过程与沉积构型。为进一步认识这种特殊的凸起构造对冲积扇沉积过程及其内部构型的控制作用,利用水槽实验对正牵引构造发育背景下的冲积扇沉积过程进行模拟与观测。研究表明,携带大量沉积物的碎屑流冲出供水槽后很快受到正牵引构造的阻挡,大量的粗粒沉积物快速卸载在正牵引构造的迎水面,形成一个砂砾坝,同时水流被分成两股分支水流。由于较粗粒的沉积物快速在迎水面卸载,砂砾坝迎着水流逐步向物源方向生长,形成逆向(生长)砂砾坝。分支水流绕过正牵引构造后形成两个新的次级物源,在次级物源持续供给下,形成两个由多期碎屑流朵体复合而成的次级扇。受控于正牵引构造的阻挡,冲积扇表面不同位置的沉积物卸载过程差异较大,相较于正常冲积扇沉积体,砂砾坝沉积物偏粗、分选更差,而次级扇沉积物粒度偏细、分选更好;正牵引构造凸起幅度高低也会影响冲积扇沉积构型,凸起幅度越高,正牵引构造对水流的阻挡作用越强、越持久,逆向砂砾坝和次级扇的规模越大、空间结构也越复杂。正牵引构造完全被沉积物覆盖后,扇面沉积特征与一般冲积扇无异。受控于正牵引构造的冲积扇与一般冲积扇的内部构型存在较大差异,在顺物源剖面上前者依次发育碎屑流朵体、逆向砂砾坝及次级扇,而后者则整体以碎屑流朵体为主;在由近端至远端的切物源剖面上,前者依次以碎屑流朵体主控、逆向砂砾坝主控及次级扇主控,而后者则均以碎屑流朵体主控为主。     

尼日尔三角洲的沉积-构造特征

尼日尔三角洲位于非洲大陆西海岸的几内亚湾,由尼日尔河注入大西洋形成的,是世界上最大的三角洲之一。它发育于冈瓦纳大陆裂解形成的中、西非裂谷系和大西洋被动大陆边缘交汇部位,主体位于大西洋洋壳之上,部分位于非洲前寒武纪结晶基底之上。中、西非中生代裂谷系通过控制贝努埃-尼日尔河系的发育,间接控制三角洲的形成演化。尼日尔三角洲是一个进积型三角洲,具有典型的进积三角洲沉积序列,自下而上依次是海相页岩(Akata组)、近海三角洲相砂岩-页岩互层(Agbada组)和陆相冲积砂岩(Benin组)。三个岩石地层单位均规律性穿时,向洋方向变新。尼日尔三角洲层序中发育一大型重力滑动构造。该重力滑动构造的主滑脱面位于Akata海相页岩中,可以划分出前缘挤压构造变形区和后缘拉张伸展构造变形区。挤压构造变形区发育褶皱冲断带,伸展构造变形区发育堑垒构造,两者之间的过渡带发育滑脱褶皱。尼日尔三角洲的重力构造伴生有广泛发育的泥构造。重力动构造的形成可能与新生代喀麦隆火山带(Cameroon volcanic line)有一定的关系。     

鄂尔多斯盆地西南部古构造指示的构造-沉积过程及砂岩型铀成矿意义

鄂尔多斯盆地自晚中生代以来长期处于多个板块汇聚的中心,在多期构造作用下,引起了盆地内部地层的变形和叠加。因此,通过恢复鄂尔多斯盆地西南部下白垩统不同地质历史时期的古构造特征,可以更好地理解该地区的构造-沉积与铀成矿过程。文章利用钻孔分层数据和地震剖面解释成果,采用了单一岩性逐步回剥的算法进行地层去压实校正,参考了前人的剥蚀量数据,从而恢复了鄂尔多斯盆地早白垩世末的古构造特征。早白垩世末的古构造图显示,在该时期下白垩统中并不存在现今的天环坳陷结构,华池环河组的顶面古构造特征与下部层位相比发生了显著变化。这些现象表明,华池环河组和罗汉洞组之间存在明显的二级层序界面,其转变的动力背景可能源自六盘山裂谷盆地的初始裂陷和相应的岩浆侵位作用。天环坳陷结构的初步形成可追溯到晚侏罗世末的挤压改造,在中新世晚期再次经历了叠加改造并最终定型。研究区的古构造条件及其演化过程指示了该区域存在“渗出”铀成矿作用。     

南海西南次海盆地壳岩石圈伸展破裂过程的构造、沉积和岩浆作用记录

基于跨南海西南次海盆V型尖端区共轭被动大陆边缘的1 000 km长的深反射地震剖面的解释和分析,深入研究南海临界破裂区地壳结构、盆地构造地层格架和岩浆作用特征,阐明地壳岩石圈的伸展破裂过程.结果表明,在南海西南次海盆共轭陆缘可以识别出3条一级界面,即海底、基底（Tg/Tb）和Moho面,根据这些界面可将共轭边缘划分为箱型域、细颈域、楔型域和薄箱型域等多个地壳基底结构构造特征显著不同的构造单元;在西南次海盆V型尖端陆缘盆地充填序列中识别出岩石圈裂解分离的响应界面,即裂后不整合界面T50/Tm,该界面与基底面Tg/Tb限定了陆缘盆地的同裂陷沉积充填序列,其内发育了T70、T60两条重要的幕式构造响应界面,控制了早期高角度正断层控制的断陷盆地系（Tg-T70）、中期拆离断层控制的拆离盆地系（T70-T60）和晚期断坳转换作用控制的坳陷盆地（T60-T50）;西南次海盆V型尖端薄箱型域属于原洋洋壳域,为岩浆型地壳,代表了岩石圈临近裂解分离、但支撑稳定态海底扩张的地幔对流系统还未完全建立起来之前的“临界破裂”状态,发育于23.5~15.5 Ma（T60-Tm）期间.综合考虑地壳初始厚度、断裂活动性和不同时期的盆地原型等,运用平衡剖面技术重建了西南次海盆V型尖端共轭边缘的发育演化过程,建立了南海西南次海盆临界破裂区构造-地层-岩浆相互作用模式,揭示了南海陆缘岩石圈伸展破裂机制.本研究具有重要的理论意义,并对南海的深水油气勘探具有重大的实际应用价值.