论南海的地壳结构及深部过程

南海是西太平洋最西部的边缘海,近年来由于海上普查勘探工作迅速开展,正在成为我国最重要的海上石油勘探开发基地.因而对南海成因的探讨,不仅对西太平洋边缘海的成因理论有所裨益,而且对解释大陆边缘沉积盆地的生成发展、评价油气远景,也有现实意义.七十年代以来,人们多用板块理论把南海解释为扩张形成,尽管扩张模式繁多(多次扩张、微扩张、三联点扩张、裂谷扩张……),扩张时代各说不一,但多数引用了南海海盆东西向地磁条带,将南海视为中渐新世-早中新世南北向扩张而成的弧后盆地.只是谢继哲工程师1982年在“对南海成因问题的探讨一文中,把南海成因首先归于“在张应力场控制下的地幔上蚀”.     

南海形成演化综合模式的初步探讨

南海是西太平洋边缘海中最大海盆之一,这里构造运动频繁,多种构造相互叠加,其形成演化过程非常复杂.许多学者对南海的成因持有各种不同的看法,主要有弧后扩张模式、地幔上涌模式、印度-欧亚板块碰撞挤出模式、海底扩张模式和陆缘扩张模式.作者在前人研究的基础上,提出各种成因模式在南海的形成演化中起到不同的作用,但是可以相互兼容而统一于南海的形成演化中,把多种成因模式综合起来才能更合理地解释南海的形成演化过程.     

南海中北部莫霍面及深部构造

本文用重力资料反演计算了测区莫霍面埋深,试分析了影响莫霍面埋深及其展布形态的深部因素,并以莫霍面等埋深图为依据,结合重磁水深图探讨了南海地壳结构及深部构造,发现与相邻边缘海和大洋相比,南海具有莫霍面埋深浅,布格重力异常值低的特点,究其原因可能与南海复杂的构造活动和低密度地幔的存在有关。     

南海边缘海成因与新生代构造演化研究综述

关于南海边缘海的成因以及新生代以来的构造演化问题，众多学者撰文探索奥秘，新理论新观点不断涌现。总体说来，主要有弧后主动扩张说、弧后被动拉张说、右行剪切拉分，局部区域挤出说，地幔柱构造理论等，各种理论演绎出大陆边缘和边缘盆地空间几何形态和块体运动及位移等各种模式。尤其是以板块构造为基础所产生的弧后扩张说，成为人们解释南海形成演化的经典假说，并有广泛的影响。但是近年来所提出的“原地重熔与地球化学场”学说也逐渐在各种找矿活动和理论研究中得到证实，也可应用于此学说解释南海边缘海的构造成因和新生代演化。     

西太平洋卫星测高重力场与地球动力学特征

通过多卫星测高数据的综合处理，获得西太平洋卫星测高重力场，进行不同尺度、深度构造动力信息的分离，探讨诸边缘海盆的地球动力学问题。测高大地水准面反映了研究区板块相互作用的特点，其高频成分可以刻画各海盆的构造特征。测高空间重力异常也可刻画陆架构造及盆地分布，由其推算出的海底地形含有大量的海底构造信息。各边缘海盆的莫霍面埋深具有往南变浅的趋势，与菲律宾海各海盆的莫同埋深大致相当，说明岛弧两侧的构造力强度基本相似。大尺度地幔流应力场总体上反映了欧亚板块向东南蠕散和太平洋板块向北西扩张的特点；日本海北侧和南海巽他陆架的中尺度上地幔对流与地幔柱之间有着密切关系，西北菲律宾海的上地幔对流强化了日本－琉球－台湾－菲律宾岛弧的活动强度；上尺度地幔流主要限于软流圈层内部，在各海盆分散，而在冲绳 海槽和马里亚纳海槽则会聚，可与均衡重力异常比。还讨论了大、中、小地幔流体系的特点及相互之间的关系，籍以阐明海盆及槽演化的地球动力学过程。     

太平洋卫星测高重力场与地球动力学特征

通过多卫星测高数据的综合处理，获得西太平洋卫星测高重力场，进行不同尺度、深度构造动力信息的分离，探讨诸边缘海盆的地球动力学问题。测高大地水准面反映了研究区板块相互作用的特点，其高频成分可以刻画各海盆的构造特征。测高空间重力异常也可刻画陆架构造及盆地分布，由其推算出的海底地形含有大量的海底构造信息。各边缘海盆的莫霍面埋深具有往南变浅的趋势，与菲律宾海各海盆的莫霍面埋深大致相当，说明岛弧两侧的构造动力强度基本相似。大尺度地幔流应力场总体上反映了欧亚板块向东南蠕散和太平洋板块向北西扩张的特点；日本海北侧和南海巽他陆架的中尺度上地幔对流与地幔柱之间有着密切关系，西菲律宾海的上地幔对流强化了日本-琉球-台湾-菲律宾岛弧的活动强度；小尺度地幔流主要限于软流圈层内部，在各海盆分散，而在冲绳海槽和马里亚纳海槽则会聚，可与均衡重力异常类比。还讨论了大、中、小地幔流体系的特点及相互之间的关系，籍以阐明海盆及海槽演化的地球动力学过程。     

南海表层沉积中超微化石优势种和丰度分布──比较与讨论

在分析南海中、北部146个表层沉积样的基础上,比较现有资料,分析边缘海和陆缘海区表层沉积中钙质超微化石优势种和丰度的分布特点,对它们在中、低纬度和高纬度边缘海和陆缘浅海的分布规律及其控制因素作了初步探讨.     

南海北部沉积物元素分布的统计分析

南海是西太平洋边缘海之一,研究其海底表层沉积物中元素的地球化学分布特征,将有助于了解南海的沉积模式和元素从大陆到海洋的运移与沉积规律,以及新生代以来南海地区沉积作用的演化。本文将通过因子、点群及趋势面分析,对南海北部的沉积环境进行分区,并初步研究一些有代表性元素的空间分布规律,探讨南海的物质来源。     

南桑威奇俯冲带大地水准面异常及其地幔对流特征分析

以南桑威奇俯冲带为例,根据EGM2008超高阶地球重力场模型、卫星重力数据为基础,利用移去-恢复原理计算了研究区大地水准面,实现了研究区不同场源深度大地水准面异常信息的分离,根据Runcorn模型计算了研究区小尺度地幔对流应力场,并结合天然地震空间展布和前人研究成果,对俯冲带结构特征与地幔对流模式进行了探讨。结果表明:南桑威奇俯冲带具有俯冲倾角较大、地震震级较低、弧前侵蚀明显等典型的马里亚纳型俯冲带特征,俯冲带南北部俯冲深度存在明显差异,中段偏北俯冲深度可达500 km;受到软流圈与上地幔上部物质密度差异的控制,东斯科舍海脊下存在沿海脊轴向南流动强地幔流;俯冲带结构与小尺度地幔对流应力场具有很强的相关性。本研究对于搞清南桑威奇俯冲带深部构造特征,理解俯冲运动、地幔对流方向及其动力控制机制提供了新的研究思路和方法。     

中国科学院南海海洋研究所边缘海地质与古环境开放实验室

边缘海地质与古环境开放实验室于 1 998年经中国科学院南海海洋研究所批准成立 ,旨在解决有关边缘海形成演化的地球动力学及其环境效应的重大、关键、基础性问题 ,开拓和发展新理论、新方法和新技术 ,推动海洋科学的发展和应用 ,为培养和造就高质量、高层次海洋科技人才服务。开放室聘请了由金庆焕、秦蕴珊、汪品先等院士组成的学术委员会 ;启动了开放室科学研究基金 ,近年拟重点资助范围为 :(1 )特提斯、太平洋构造域中新生代地质过程与边缘海形成演化的关系 ;　　 (2 )边缘海形成演化历史及成因模式 ;　　 (3)边缘海地壳和地幔的组成、结…     

东太平洋海隆下地幔的电磁和层析观测区附近的不对称性和熔化物的实测地球物理指示

利用测深和海底反射的多波束条带测量结果及野外重磁资料,我们能绘出海底山和最新岩浆流的分布,确定板块边界的详细形态和演变历史,推断出地壳厚度和地幔密度有所变化的那些地方,除了为地幔电磁和层析试验的设计提供资料外,这些观测资料能得出洋脊轴之下地幔流的模式...     

东海重磁场特征及构造格架

本文依据东海重磁调查资料,结合深部背景(莫霍面及地幔流应力场特征)的研究,对东海重磁场特征、构造格架和构造分区等问题进行了初步的讨论。图9,参考文献6。     

台湾海峡及其邻区岩石圈层下地幔流应力场

本文应用卫星测到的2～30阶球谐函数系数(GEM8) 计算了台湾海峡及邻近地区的岩石圈层下地幔流应力场。在比较了该区域的构造地质以后,发现应力场的方向,尤其是在板块收敛区域的甚高阶场(26～30阶)的方向与在菲律宾海和南海等区域的板块运动方向一致。     

南海陆坡天然气水合物成藏的构造环境

南海是西太平洋最大的边缘海之一，其复杂的构造演化，形成了构造特征迥异的南海陆缘，有利于天然气水合物的发育，南海地区在中中新统以上发育了上中新统，上新统和第四系3套地层，3套地层所对应的地质时期的沉降速率在纵横向上的差别均较为悬殊，总体而言，南海第四纪整体沉降速率较大，为天然气水合物压力场环境的形成提供了有利条件，南海复杂的构造背景形成了丰富多彩的构造地质体，特定的构造地质体与水合物形成关系密切，这里讨论了滑塌体、泥底辟、增生楔等构造地质体在南海的分布情况，分析了上述构造体与气体水合物地震标志BSR之间的关系，以及特殊构造带在南海的展布规律，提出了特殊的造带中天然气水合物的成藏模式。     

南海沉积物物质来源研究的意义及其进展

南海是典型的边缘海,其沉积物记录了南海古海洋演化、东亚季风演化和区域构造演化等重要信息.南海沉积物的物质来源研究,不仅可以深化边缘海沉积作用过程的认识;同时,为重建南海古海洋演化、探索东亚季风演化提供重要的理论依据.南海北部沉积物主要来自于北部大陆,主要输入河流包括珠江、红河以及台湾岛内河流;而长江物质以及东部吕宋岛弧...     

东海及琉球岛弧地区岩石圈层下地幔流应力场

本文使用C.A.Wagner等1977年公布的地球重力场球谐函数系数和S.K.Runcorn建立的球谐函数系数与地幔对流之间的关系式,分低阶场(2—12阶)、高阶场(13—25阶)、完全场(2—30阶)、甚高阶场(26—30阶)四种模式,计算了地幔对流对岩石圈层产生的牵引力。计算结果与有关地质、地球物理资料对比,较为符合。说明地幔流应力可能对构造发育起控制作用。图4,参考文献8。     

近40年来对南海化学海洋学研究的新认知

作为西太平洋最大的边缘海, 南海在全球海洋和海洋学研究中占有重要地位。近40年来, 南海的化学海洋学研究取得了大量系统的新发现、新认识, 提出了不少新的理论观点, 对全球海洋学的发展进步做出了重要贡献。研究发现了南海次表层存在以海水亚硝酸盐为代表的生态环境参数极值现象, 不同参数水层深度范围不同, 由此形成的跃层生态系统有着与其他生态系统显著不同的特点。从系统研究获知, 南海碳循环过程十分复杂, 生物作用下的生物泵过程以及碳源汇区域和季节变化巨大, 南海碳源汇在不同的区域不同的时间的性质和强度迥异, 全年尺度上总体表现为大气二氧化碳的弱源。南海北部的珠江口邻近海域和深海盆的生态环境特征与化学物质循环和陆架边缘海、珊瑚礁等密切相关, 但又与陆架边缘海、珊瑚礁等显著不同, 表现为珠江口底层存在缺氧现象, 珠江口海域是一个以缺氧为特征的生态脆弱区。在系统认识南沙珊瑚礁生态系统物质循环快速、生物过程控制着化学物质的垂直转移的基础上, 提出了维持珊瑚礁生态系统高生产力的新机制——“拟流网理论”。对南海沉积物化学的系统研究认识到, 沉积物-水体化学物质循环有密切的耦合关系, 南海珊瑚礁或沉积岩心化学物质分布变化可反演其历史变化, 如南海冰期表层海水古生产力为间冰期的1.6倍; 晚中新世南海南部发生了一次“生物勃发事件”, 其生产力主要受季风和陆源营养物质输入量影响; 东北季风与西南季风在不同区域其影响程度不同等。40年来南海化学海洋学研究的这些新发现和新认识对系统揭示南海的海洋学过程奠定了强有力的基础, 未来南海化学海洋学研究也必将为南海资源环境的可持续利用提供科学支撑。     

南海形成演化探究

通过分析前人对南海的研究,对南海扩张期次、扩张脊结构、动力来源等几个关键研究问题进行探讨。认为应将南海放入到欧亚板块、印度一澳大利亚板块和太平洋板块三大板块相互作用的统一构造应力场中进行研究。利用FLAC软件,首次对南海及邻区进行数值模拟分析,并进一步探讨了南海的形成演化机制,认为南海的打开和扩张是印度板块与欧亚板块的碰撞、地幔柱上涌以及太平洋板块向欧亚板块的俯冲共同作用的结果。     

南海半封闭边缘海碳酸盐台地兴衰史

南海发育了广泛的碳酸盐台地,具有分布面积广和时空变化大的特点。南海碳酸盐台地的生命演化史总体上经历了萌生期、扩展期、繁盛期、淹没期和残留期等演化阶段。根据近年来国内外关于南海地质地球物理研究进展,发现南海碳酸盐台地是伴随着华南陆缘张裂、陆海巨变而萌生,台地基底往往发育在两个共轭陆缘伸展地块的伸展断块构造高地。随着大陆岩石圈进一步伸展、减薄和地幔剥露等过程,台地经历了晚渐新世末至早中新世初的萌生,到中中新世的勃发。此外,张裂和扩张期的岩浆构造也成为台地发育的重要控制因素,比如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控制了不同级序生物礁碳酸盐台地的沉积旋回,而晚中新世构造作用导致半封闭边缘海的形成和大量碳酸盐台地淹没。最后,10.5Ma半封闭边缘海的形成,造成南海海盆古海洋环境的巨大变化,限制了台地的广泛发育,仅残留了数量少、面积小的现代孤立碳酸盐台地。     

南海深水盆地油气地质特征及勘探方向

在深入调研南海深水盆地油气地质条件的基础上,系统分析了油气分布规律和成藏主控因素,明确了油气资源潜力和有利勘探方向,旨在为南海深水油气勘探决策提供科学依据.研究结果表明:南海深水盆地发育在非典型边缘海大陆边缘,其石油地质条件具有特殊性,油气分布特征存在显著的南北差异.其中,南海北部深水的珠江口盆地和琼东南盆地,以构造圈...