伊通盆地断裂体系特征及其演化历史

综合利用最新的地震、航磁、钻井等资料,对伊通盆地断裂体系进行了重新认识,并对断裂演化及其油气成藏的控制作用进行了综合分析.伊通盆地主要是受西北缘走滑断裂控制的新生代走滑-伸展盆地;断裂的性质、特征及演化极其复杂,按断裂特征及规模可划分为3个级别.一级断裂为西北缘和东南缘控盆边界断裂;二级断裂为早期张扭作用形成的呈雁列展布的马鞍山断裂,2号、3号、4号断裂和晚期压扭作用形成的西北缘逆冲断裂;三级断裂为盆地演化过程中形成的众多次级断裂.伊通盆地断裂演化特征与太平洋板块的俯冲作用、印度板块和欧亚大陆碰撞作用以及盆缘大黑山地垒和那丹哈达岭地体挤压位置与隆升强度密切相关,断裂演化经历了古近纪成盆期的右旋张扭作用阶段和新近纪反转期的右旋压扭及基底隆升作用阶段;新近纪反转期压扭作用形成的西北缘断褶带具有良好的油气勘探潜力.     

中国南海礼乐盆地新生代断裂体系的发育与演化

断裂体系发育特征是礼乐盆地新生代构造演化的重要表现形式。运用研究区丰富的二维地震资料,在详细刻画主干断裂和次级断裂的几何学特征基础上,厘定了断裂体系各时期的活动规律,明确了断裂体系演化的时空差异性：古新世-早渐新世断裂体系以NNE向和NEE向主干断裂为主,早期整体断裂活动速率低且NNE向断裂占主导,后期NNE和NEE向断裂活动均大幅增强;晚渐新世-早中新世断裂体系表现为NNE和NEE向主干断裂继承性活动、NW向主干断裂和NEE-近EW向次级断裂形成;中中新世以来断裂体系活动微弱、消亡。响应于太平洋板块、欧亚板块和印澳板块交汇碰撞、古南海消亡以及新南海扩张的区域地质背景,礼乐盆地的新生代演化过程可分为陆缘裂陷(包括陆缘初始裂陷和陆缘强烈裂陷)、漂移裂陷及前陆拗陷三个阶段;古新世至早中新世拉张应力场由NWWSEE到SN向的顺时针转变和中中新世以来拗陷背景下来自东、南侧的挤压控制了礼乐盆地断裂体系的发育与演化。     

南海南部海域主要沉积盆地构造演化特征

南海南部海域主要沉积盆地沿南沙块体南部、西部两条不同的边界分布，其成盆时代、盆地类型、盆地演化历史以及油气资源效应都有较大的差异，它们的发生发展均与南海的两次海底扩张有关；构造演化具有明显的阶段性，早期均与区域拉张作用有关，都经历了中中新世末期的变形、改造和随后的区域沉降过程，并受到礼乐运动、西卫运动和南沙运动的影响。万安、曾母和北康盆地是南海南部海域具有代表性的新生代沉积盆地，分属于不同的盆地类型。万安盆地是叠置在较薄地壳和高热流值背景之上的一个新生代走滑拉张盆地，经历了三个构造演化阶段。曾母盆地是南沙块体向南俯冲与婆罗洲块体发生软碰撞而形成的一个周缘前陆盆地，经历了四个不同的构造演化阶段。北康盆地是在南沙块体上于白垩纪末一第三纪早期由于地壳拉伸、裂陷而形成的一个陆缘张裂盆地，经历了三个构造演化阶段。     

南海盆地演化及碳酸盐岩油气勘探

南海盆地碳酸盐岩油气勘探最早可追溯到19世纪后期，20世纪70年代开始有较多发现。南海的形成演化经历了安第斯型边缘-弧后裂谷-大西洋型海底扩张等一系列转变，形成了众多规模不等、类型各异的新生代含油气盆地。这些盆地可划分为拉张型、聚敛型、走滑型三大类，且可细分为陆缘张裂型、裂离陆块型、弧前型、周缘前陆型、走滑一拉分型以及残留洋壳型等6种类型，不同的构造演化背景和盆地类型，碳酸盐岩的建隆及其生物礁具有不同的特征，其地震相特征也有一定差异。碳酸盐岩主要发育在中中新统一上中新统中及上始新统上部，储层分布范围广，发育有台地边缘礁、塔礁、块礁、点礁、环礁等多种类型，以铸模灰岩、颗粒状白云岩的油气储集性能较好。碳酸盐岩的形成和分布受大地构造演化的影响和控制。以越东一廷贾断裂为界，其北部海域发育晚始新世一早中新世(早期)和中一晚中新世(晚期)两期碳酸盐岩和生物礁；而其南部海域仅发育晚期碳酸盐岩。在南海，至今尚未发现有单纯的典型碳酸盐岩构成油气源岩的，绝大多数是与所伴生的生物礁一起组成储集层，所发现的碳酸盐岩及其生物礁(滩)型油气田，普遍具有较好的物性。在南海北部盆地和东南巴拉望盆地中是油气兼有，而在南海南部以产天然气为主。     

南海万安盆地油气生成演化预测

基于万安盆地的地质构造特征,本文选用适合该盆地勘探和蔼的研究方法,进行了包括盆地和史、热流史、烃泊岩热成熟度史和生烃史的油气生成演化研究。研究成果表明万安盆地中不同构造单元的油气生成演化与其构造沉和作用强弱密切相关。在盆地中、北部地区,由于旱期构造沉降作用强,沉物细,烃源岩发育,热流值高,有利于有机质向油气转,成油气时间早,其生烃潜力大,在盆地南部地区,由于早期构造沉降作用弱,沉积物较粗,烃源岩不     

M盆地构造背景及其演化特征

M盆地位于塔拉斯—费尔干纳(卡拉套)大型走滑断裂最北端,构造特征表明其具有复杂的形成演化过程。笔者从控盆断裂的发育历史出发,分析了盆地发育的构造背景,厘定了盆地类型,进一步研究了盆地演化特征。研究结果表明,控盆断裂受板块构造运动影响,存在早期左行走滑和后期右行走滑;M盆地为早中侏罗世的走滑-拉分盆地,属于走滑-伸展叠瓦扇构造系统。盆地中新生代地质演化大体经历了初始张裂(晚三叠世)、断陷发育(早中侏罗世)、断坳转换(晚侏罗世)、坳陷发育(白垩纪)和萎缩隆起(古近纪)等5个阶段,其中早中侏罗世为盆地断陷伸展、沉积与沉降的主要时期,白垩纪主要为坳陷期。     

南海大陆边缘盆地构造演化差异性及其与南海扩张耦合关系

南海大陆边缘盆地由于边界条件的差异,不仅形成了不同类型的陆缘盆地,如离散型、走滑伸展型和伸展挠曲复合型,而且这些盆地构造演化存在明显的非同步性。这些陆缘破裂过程与南海扩张作用过程呈现明显不一致性。研究表明,南海扩张时期南海南、北大陆边缘均形成了一系列裂陷盆地,然而,南海南部、北部大陆边缘盆地裂陷作用结束时间不同,北部大陆边缘盆地裂陷作用结束于23 Ma或21 Ma,而南部大陆边缘盆地裂陷作用结束于15.5 Ma,显然北部大陆边缘盆地裂陷结束时间明显早于南部大陆边缘盆地。南海扩张停止后,南海南、北部陆缘仍表现出明显差异,北部陆缘仍以伸展作用为主,晚中新世以来出现快速沉降幕,而南海南部陆缘则以挤压作用为主,且其挤压时间及强度呈现南早北晚的特点,即南部曾母盆地明显早于南薇西盆地和北康盆地。南海南、北大陆边缘盆地形成演化的差异性,特别是构造转型差异变化,为新生代南海扩张的迁移性提供了有力的佐证,可以推断南海不同期次海盆扩张可能存在向南的突然跃迁。因此,本次研究梳理出的南海不同陆缘盆地张裂伸展的非同步性可为南海洋盆扩张演化过程解释提供新的证据。     

南海盆地演化及碳酸盐岩油气勘探

南海盆地碳酸盐岩油气勘探最早可追溯到19世纪后期,20世纪70年代开始有较多发现。南海的形成演化经历了安第斯型边缘-弧后裂谷-大西洋型海底扩张等一系列转变,形成了众多规模不等、类型各异的新生代含油气盆地。这些盆地可划分为拉张型、聚敛型、走滑型三大类,且可细分为陆缘张裂型、裂离陆块型、弧前型、周缘前陆型、走滑-拉分型以及残留洋壳型等6种类型,不同的构造演化背景和盆地类型,碳酸盐岩的建隆及其生物礁具有不同的特征,其地震相特征也有一定差异。碳酸盐岩主要发育在中中新统一上中新统中及上始新统上部,储层分布范围广,发育有台地边缘礁、塔礁、块礁、点礁、环礁等多种类型,以铸模灰岩、颗粒状白云岩的油气储集性能较好。碳酸盐岩的形成和分布受大地构造演化的影响和控制。以越东-廷贾断裂为界,其北部海域发育晚始新世-早中新世(早期)和中-晚中新世(晚期)两期碳酸盐岩和生物礁;而其南部海域仅发育晚期碳酸盐岩。在南海,至今尚未发现有单纯的典型碳酸盐岩构成油气源岩的,绝大多数是与所伴生的生物礁一起组成储集层,所发现的碳酸盐岩及其生物礁(滩)型油气田,普遍具有较好的物性。在南海北部盆地和东南巴拉望盆地中是油气兼有,而在南海南部以产天然气为主。     

非洲中部Muglad盆地Fula凹陷断裂演化及对油气的控制作用

Muglad盆地是中非剪切带南侧的一个中‐新生代陆内裂谷盆地,Fula凹陷是其北部的一个富油气凹陷。对于该地区断裂控烃作用研究,前人主要集中在断裂控制圈闭形成、阻止油气继续运移及为油气运移聚集提供通道等3方面,而对其他控制作用研究不足。故本文基于地震、地质及地化资料,对Fula凹陷断裂形成演化及对油气的控制作用等方面进行了研究。结果表明：1）Fula凹陷断裂第一、二期裂陷期活动性较强,控制“继承型”凹陷的形成;2）第一、二裂陷期断裂活动性较强,使Fula凹陷主要发育Abu Gabra组烃源岩与中部成藏组合;3）中央断裂带与西部陡坡带内断裂控制构造及构造—岩性油气藏的形成与分布,Abu Gabra组烃源岩生成的油气通过中央断裂带的主干断裂及断层①向上部圈闭中运移成藏。     

南海南部礼乐盆地结构演化及其对区域地质背景的响应

运用丰富的二维地震资料,通过构造结构与地层结构的分析,对礼乐盆地的盆地结构演化与转型过程及其对南海地区复杂动力学背景的响应特征进行研究。结果表明:受控于NNE、NEE、NW和近EW向的断裂体系,礼乐盆地现今构造格局表现为\"两坳一隆\"的结构特征;两个关键的区域角度不整合T70和T50将礼乐盆地新生界自下而上划分为三层结构:陆缘裂陷层、漂移裂陷层和前陆-拗陷层;响应于太平洋板块俯冲、印度-欧亚板块碰撞、新南海扩张、古南海消亡和菲律宾海板块楔入等一系列周缘板块重组事件,礼乐盆地的盆地结构演化及转型经历了三个阶段:陆缘多幕裂陷阶段,盆地结构受控于NNE和NEE向断裂体系,南北坳陷连通;漂移裂陷阶段,NNE和NW向共轭断裂体系控制盆地格局,中部隆起形成,分隔南、北坳陷;前陆-拗陷阶段,前陆盆地结构形成,随后盆地因热沉降进入拗陷沉积阶段。     

Post-spreading transpressive faults in the South China Sea Basin

The South China Sea was formed by seafloor spreading during the late Oligocene to the mid-Miocene. After the cessation of spreading, compression due to the northwestward-moving Taiwan–Luzon Arc and strike–slip motion have been occurring on the South China Sea's eastern and west margins, respectively. However due to limited survey coverage, little is known about the tectonics in the oceanic basin of the South China Sea. Satellite altimetry-derived bathymetric data in a 2′ × 2′ grid shows not only a young seamount chain along the E–W-trending spreading axis of the South China Sea Basin, but also three previously unmapped NW- to NNW-trending segmented linear features. These features are topographic highs, rising 300–600 m above the surrounding sea floor, 10–30 km wide and 300–500 km long. Bathymetric and seismic reflection data reveal that they are strike–slip fault zones, in which folds of various amplitude and patterns have developed. These basin-wide transpressive fault zones, and the young volcanism, may be the result of ongoing NNW convergence of the Taiwan–Luzon Arc following the cessation of seafloor spreading in the South China Sea. The NNW-trending strike–slip fault at longitude 116°E is considered to be the boundary between the Eastern Subbasin and the SW Subbasin.     

Late Mesozoic tectonic structure and evolution along the present-day northeastern South China Sea continental margin

The northeastern South China Sea continental margin holds the key to understanding Late Mesozoic tectonics and evaluating hydrocarbon potentials in Mesozoic tectonic and stratigraphic structures offshore southeast China. With newly obtained and processed seismic data, and new drilling and logging data, we correlate regional Mesozoic stratigraphy and analyze major Mesozoic tectonic events and structures. In particular, we focus our study on the three major tectonic units in the area, the Chaoshan Depression, the Tainan Basin, and the Dongsha–Penghu Uplift, which are separated by basement high, thrust fold, and (or) faults. Stratigraphic correlations suggest a major phase of southeastward regression, spanning in time from the late Early Jurassic (180 Ma) to the Early Cretaceous (120 Ma). Seismic data reveal two major tectonic events, with the first one in the Late Jurassic to the Early Cretaceous, contemporary with the regression, and the second one in the Late Cretaceous. Regional magnetic anomaly map after the reduction to the pole clearly reveals the boundary between the Dongsha–Penghu Uplift and the Chaoshan–Tainan depositional system. The seismic and magnetic data also suggest that, while the Dongsha–Penghu Uplift has highly magnetized sources buried mostly in the upper crust at depths from about 2 km to about 20 km, the Chaoshan–Tainan depositional system has thick Mesozoic sediments of low magnetization.     

南海北部陆坡区新近系沉积体系特征与天然气水合物分布的关系

南海北部陆坡区新生界含有丰富的油气资源和各种矿产资源，对其沉积体系的分析可以指导资源勘探和开发。笔者在对南海北部陆坡区的西沙海槽和东沙海域的地震剖面解释与研究的基础上，依据“外部形态＋内部属性”的分类原则，在中新世以来的沉积层中共识别出8种典型的地震相：席状平行相、席状波形相、席状空白相、席状杂乱相、席状前积相、帚状前积相、透镜状前积相和丘状杂乱相。结合地震相分析，在南海北部陆坡区识别出6种典型的沉积体系：三角洲体系、等深流、低位扇、滑塌块体、浊积扇和扇三角洲体系；其中等深流、滑塌块体和各种扇体的前缘与BSR分布的吻合率最高，是最有利于天然气水合物聚集成矿的相带。     

南海盆地演化对生物礁的控制及礁油气藏勘探潜力分析

南海盆地经历了断陷、坳陷和区域热沉降等演化过程。古新世—早渐新世,包括南沙地块在内的古南海北部陆缘的岩石圈伸展作用导致断陷湖盆的形成,局部遭受海侵。该期仅在古南海北部陆架和陆坡地区具备形成生物礁的条件。晚渐新世—中中新世,由于洋壳扩张南海盆地形成,南沙地块漂移到现今位置。随着海水大面积入侵,早期形成的断阶高部位成为水下隆起,岩石圈伸展引起的地幔岩浆喷发,形成水下火山高地,为生物礁的形成创造了地形地貌条件。在物源供给不足的地区,出现适于生物礁发育的温暖、透光、洁净、具有正常盐度的浅水环境,生物礁繁盛。从南海盆地演化和生储盖等地层层系形成时间上看,生物礁具有有利的生储盖配置关系和油气运聚条件。晚中新世-全新世区域热沉降形成全区统一的区域盖层,南海生物礁油气藏得以保存。上述情况决定了南海盆地生物礁具有很大的油气勘探潜力。     

南海北部古俯冲带的位置及其对南海扩张的控制

为了确定南海北部古俯冲带的具体位置,作者利用美国LCT综合反演软件对收集到的重磁数据进行处理解释,结果显示在南海北部从台湾西南部到一统暗沙隆起,即沿南海海盆北部陆坡为一条布格重力异常水平梯度峰值带,指示了古俯冲带的具体位置;其北部的高磁异常代表了与之对应的古火山弧。深反射地震资料也验证了南海北部陆坡位置存在古俯冲带,钻井资料显示俯冲带存在的时代为晚侏罗世到早白垩世。据此绘制了南海地区晚中生代到现今的构造古地理演化图,指出南海的扩张应与晚中生代俯冲带这个先存的软弱带有关,南海海盆正是从古俯冲带的位置开始扩张。     

南海成因及其演化模式探讨

尽管南海已进行深入的调查与研究,提出多种成因模型,包括挤出模型、弧后扩张模型、古南海俯冲拖曳模型等,但因其所处构造位置特殊,周边构造环境经历了复杂的改造,所有成因模式均未能得到广泛的认可。本文从三大板块相互作用入手,结合南海实测数据,提出南海形成的弧后扩张—左旋剪切模型。认为南海是古南海往北俯冲的弧后盆地,菲律宾海板块往北漂移形成的大规模左旋走滑是南海扩张的触发因素。印度—欧亚碰撞产生中南半岛挤出主要影响西南海盆扩张方向,使得扩张轴从近东西向转为北东向。南海及邻区晚中生代以来的演化可以分为以下阶段：1）早白垩世开始澳大利亚板块往北漂移,新特提斯洋往北俯冲消亡,导致弧后扩张,形成古南海;2）晚白垩世末—始新世,古南海往北俯冲,导致弧后拉张形成陆缘裂谷;3）早渐新世,受菲律宾海板块西缘大型左旋走滑影响,在原有裂谷的基础上从东往西海底扩张,形成南海;4）渐新世末,受俯冲后撤的影响,扩张中心往南跃迁,同时受西缘断裂左旋活动的影响,扩张轴从近东西西逐步转为北东向;5）早中新世晚期,南沙地块—北巴拉望地块与卡加延脊碰撞,南海扩张停止。     

Palaeoceanographic change in the northeastern South China Sea during the last 15000 years

The sedimentary succession of piston core RC26-16, dated by ¹⁴C accelerator mass spectrometry, provides a nearly continuous palaeoceanographic record of the northeastern South China Sea for the last 15000 yr. Planktic foraminiferal assemblages indicate that winter sea-surface temperatures (SSTs) rose from 18°C to about 24°C from the last glacial to the Holocene. A short-lived cooling of 1°C in winter temperature centred at about 11000 ¹⁴C yr ago may reflect the Younger Dryas cooling event in this area. Summer SSTs have remained between 27°C and 29°C throughout the record. The temperature difference between summer and winter was about ca. 9°C during the last glacial, much higher than the Holocene value of ca. 5°C. During the late Holocene a short-lived cooling event occurred at about 4000 ¹⁴C yr ago. Oxygen and carbon isotopic gradients between surface (0–50 m) and subsurface (50–100 m) waters were smaller during the last glacial than those in the Holocene. The fluctuation in the isotopic gradients are caused most likely by changes in upwelling intensity. Smaller gradients indicate stronger upwelling during the glacial winter monsoon. The fauna-derived estimates of nutrient content of the surface waters indicate that the upwelling induced higher fertility and biological productivity during the glacial. The winter monsoon became weaker during the Holocene. The carbonate compensation depth and foraminiferal lysocline were shallower during the Holocene, except for a short-lived deepening at about 5000 ¹⁴C yr ago. A preservation peak of planktic foraminifera and calcium carbonate occurred between 13400 and 12000 ¹⁴C yr ago, synchronous to the global preservation event of Termination I.     

南海华南陆缘中生界层序地层模式与海平面变化

华南陆缘中生界地层以广东省出露最广,这套地层为陆源碎屑沉积岩,局部为火山岩。上三叠统—上白垩统划分为2个巨层序、7个超层序和15个层序。沉积充填序列展示出本地区经历了海侵-海退过程,沉积环境由海相转化为陆相环境。3个级别的海平面变化控制了层序、超层序和巨层序的发育。粤中--粤东地区中生界发育的Ⅲ级层序可归纳出3种类型:浅水型、深水型和湖盆型;浅水型层序又可以分为浅水Ⅰ型和浅水Ⅱ型。