珠江口盆地白云凹陷壳幔拆离断裂活动对深层大型三角洲沉积体系的控制作用

壳幔拆离断裂活动与沉积体系响应为世界陆缘演变研究的热点,选取珠江口盆地白云凹陷壳幔拆离体系及其沉积响应开展系统性解剖.结合陆缘演变认识新进展、长电缆三维地震和钻井综合解释等揭示白云凹陷南部主控断裂带主要由4排NEE-NE向断至莫霍面的高角度铲式壳幔拆离断裂组成,裂陷期幕式活动使得白云凹陷经历了均一裂陷、拆离裂陷和断拗转换三阶段演化;均一裂陷期（下文昌组）,控洼断裂未延伸至莫霍面,主要发育断裂转换带控制下的轴向陡坡辫状河三角洲/湖相沉积体系,缓坡物源体系不甚发育;拆离裂陷期（上文昌组）,壳幔拆离断裂断至莫霍面,呈现强烈水平伸展和垂向落差,导致上盘远离断层一侧强烈旋转翘倾、抬升剥蚀成为最主要缓坡物源体系,靠近断层北侧沉降深陷成为深湖盆,上盘中段发育大型三角洲沉积;断拗转换期（恩平组）,拆离作用减弱而沉降作用显著增强,控制了北部缓坡挠曲坡折和NW-SE向推进的大型三角洲/湖相沉积体系的发育.由此,主控断裂由均一伸展到壳幔拆离伸展的构造演变导致白云凹陷上文昌组至恩平组缓坡大型三角洲、下文昌组东西轴向转换带辫状河三角洲和洼陷周边陡坡带扇三角洲砂岩三类规模储集体与湖相泥岩满盆叠置的分布格局,使其成为深水勘探向中深层拓展的主要对象.      

珠江口盆地浅水陆架区拆离断陷的构造变形与沉积充填响应:以恩平凹陷为例

珠江口盆地新生代发育跨越浅水区至深水区、多类型的拆离断陷,其中浅水陆架区拆离断陷是探究拆离构造变形与沉积充填响应的重要窗口.基于地震资料和钻井资料详细解析,对恩平凹陷低角度拆离断层特征进行了研究,探讨了拆离构造变形的控制因素、变形过程和沉积充填响应机制.研究表明,恩平凹陷低角度边界正断层为壳间拆离断层,长度约50 km,倾角平均17.5°,断面最深达中下地壳,裂陷期经历了中低角度到低角度的转变.拆离断层形成于中生代先存逆冲断层基础之上,与中下地壳韧性剪切穹隆和边界调节性走滑断裂相伴生,联合控制形成均衡深拆离、前展式宽拆离和迁移型复式拆离3种凹陷结构类型.垂向上可划分出三期裂陷幕,因差异构造变形而具有不同的沉积充填响应:（1）早文昌期均一裂陷幕,快速的裂陷沉降发育于先存逆冲断层弱面,形成具厚层中深湖的均一窄深箕状半地堑;（2）晚文昌期拆离伸展幕,凹陷受差异构造变形而发育成东、西沉积充填差异化的宽浅断陷,西部韧性剪切穹隆弱隆升与边界走滑断层强走滑控制了恩平17洼自迁移型中深湖和大型辫状河三角洲-重力流沉积,而东部韧性剪切穹隆强隆升控制了恩平12-18洼沉积中心跳跃式异迁移的沉积充填,过渡带发育大型走向斜坡扇三角洲;（3）恩平期拆离-断拗联控幕,构造变形由简单剪切向纯剪切转变,沉积向外流水系主导的浅水辫状河三角洲-浅湖相充填转变.低角度拆离断陷具有与高角度脆性断陷不同的构造变形和沉积充填响应,烃源岩与砂岩储层的时空分布非均质性强.研究成果对恩平凹陷的烃源岩和深部储层预测,以及南海北部陆缘同类拆离断陷的构造-沉积充填研究具有良好的指导意义.      

珠江口盆地白云凹陷文昌组构造?沉积响应关系

为揭示白云凹陷文昌组构造演化与沉积充填间的耦合关系,基于三维地震数据和钻井、测井资料,采用层序原形结构剖面恢复、增强地震相分析、砂体地震扫描解释等新方法,对白云凹陷文昌组构造演化及其控制下的沉积充填过程进行了详细研究. 研究表明,响应于控凹断层“弱?极强?较强?弱”的活动过程,文昌组沉积期白云凹陷经历了初始断陷期（WCSQ1）、强断陷早期（WCSQ2）、强断陷晚期（WCSQ3）和弱断陷期（WCSQ4、WCSQ5）4个构造演化阶段. 相应地,白云主洼经历了河流?湖泊、超深湖发生、超深湖充填、深湖?浅湖发生等沉积演化过程. 其中旋转断块翘倾侧的北部缓坡带主要为河流?浅湖过渡环境,发育大?中型辫状河三角洲沉积体系;断块倾没侧的南部陡坡带主要为半深湖?深湖环境,发育近岸水下扇?扇三角洲沉积体系;湖盆中心为深湖?超深湖环境,以泥岩沉积为主,深湖区周缘发育湖底扇沉积;同时期白云东洼为陡坡+岩浆底侵形成的多隆洼地貌,以小型近岸水下扇?扇三角洲沉积体系为主,局部发育火山碎屑沉积. 文昌组沉积砂体的孔隙性受白云凹陷控凹断裂和岩浆的活动强度、物源体系及次级洼陷古地理特征等因素共同控制.      

松辽盆地变质核杂岩和伸展断陷的构造特征及成因

文中讨论了松辽盆地北部中央基底隆起变质核杂岩和徐家围子伸展断陷的构造特征、成因和演化 ,重点讨论了下列问题 :( 1)中央基底隆起变质核杂岩具有科迪勒拉变质核杂岩的许多特征 ;( 2 )识别出组成中央基底隆起变质核杂岩的多层次、低角度韧性拆离体系 ,它们是使中地壳的中深变质岩层抽拉至上地壳的主要原因 ;( 3)穹窿状火山岩台地于晚侏罗世 ( 145.7±6.2 )Ma形成 ,受顶部拆离断层控制的伸展断陷于早白垩世 ( 133～ 12 0Ma)形成 ,而邻近顶部拆离断层的糜棱岩年龄为 ( 12 6.7± 1.54)Ma。这表明变质核杂岩的形成始于晚侏罗世。早白垩世递进的伸展构造与变质核杂岩较深部的部分上拱至地表相伴生 ,推测该变质核杂岩的上拱和剥露、火山岩台地和伸展断陷盆地的形成可能是由伊泽奈奇和亚洲板块陆陆碰撞后的地幔拆沉作用、地幔的岩浆底侵作用以及伸展垮塌作用联合造成的。     

南海北部珠江口盆地中段伸展构造模型及其动力学

位于南海北部大陆边缘上的珠江口盆地发育NNE向、NE向、NW向、近EW向等多组基底断裂,盆地结构复杂,并表现出明显的时空差异性。本文基于珠江口盆地中段地震资料解释的构造样式的变化推断地壳中存在一条向南缓倾斜、呈坡坪式形态的拆离断层,古近系构造属于这条拆离断层上盘的伸展构造系统。北部的西江凹陷属于拆离断层伸展构造系统的头部,凹陷边界正断层铲式断层面形态向深层延伸并收敛在拆离断层面上,凹陷表现为半地堑“断陷”样式;中部的番禺低隆起对应于拆离断层的低角度断坪部位,拆离断层上盘断块的伸展位移导致两侧的恩平组超覆在低隆起上;南部的白云凹陷位于拆离断层的深部断坡部位,充填的文昌组和恩平组表现为“断坳”或“坳断”样式;南部隆起位于拆离断层深部断坪部位,其上盘发育的分支断层控制着荔湾凹陷古近系、新近系的发育并使之表现为复杂的断陷断坳构造样式。该模型强调拆离断层上盘与下盘、不同地壳结构层均发生不同程度的伸展变形,且伸展变形方式、应变量等存在时空差异,而拆离断层正是不同构造单元、不同地壳构造层之间的调节性构造面。总体上,拆离断层上盘以脆性伸展构造变形为主,分支断层控制不同构造单元古近纪的构造演化,下盘则是以韧性伸展变形为主,并拖曳上盘发生不均一的伸展应变;西江凹陷的伸展应变量大于拆离断层下盘的伸展应变量,白云凹陷的伸展应变量则小于拆离断层下盘的伸展应变量。以西江凹陷北部边缘的NE向铲式正断层为头部的拆离断层控制了文昌组沉积,但在恩平组沉积期被近EW向高角度正断层切割破坏而被遗弃,拆离断层系统的头部由西江凹陷北部边缘迁移至番禺低隆起。盆地结构及断裂系统的时空差异性受盆地基底先存构造、地壳与岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,但主要是对软流圈流动及岩石圈热结构变化的响应。用软流圈由北西向南东流动拖曳上覆岩石圈发生伸展变形的动力学模型能合理地解释珠江口盆地中段古近系构造的形成和演化。     

福建省均口断陷带的地质特征及其演化

福建省均口断陷位于崇安－石城断裂带中部,是武夷山加里东隆起区在燕山期的重要活动形式之一。本文论述了均口断陷带的变形、火山、岩浆、沉积作用地质特征,并划分出３４个燕山期的构造层。作者认为主要断层是区域扩张作用下形成的拆离断层,它们控制了各种地质作用,推测主断层为超壳断层。     

珠江口盆地珠二坳陷中部“对向拆离型复合洼陷”结构特征及其成因探讨

南海北部陆缘深水区始新世多发育单向拆离断层,而珠二坳陷中部处于珠江口盆地珠二与珠一、珠三坳陷衔接带的南倾单一拆离断裂与北倾多级拆离断裂系交汇区,形成特有的“对向拆离型复合洼陷”,然而其结构特征及成因机制有待深入研究.基于最新高精度全覆盖三维地震数据和始新世全序列钻井数据,恢复始新世关键地质时期（T80/T83）洼陷构造地貌为窄深分隔型至宽浅汇聚型转换格局,沉积中心从两侧近源陡坡带向中央带拆离迁移,对向断裂交汇区隆升断块沿东西向长轴展布;构造演化序列揭示出对向拆离断裂系启动于始新世关键构造变革期（T83～43 Ma）,响应远程太平洋板块俯冲方向的变化,区内地壳在伸展应力的作用下拆离减薄,拆离断面之上广泛发生断块翘倾与差异隆升现象,从而接受剥蚀成为动态源区,同时伴生强烈岩浆活动,重塑了对向分布的箕状断陷结构,形成对向拆离区内长轴动态供给模型.厘定对向拆离型复合洼陷长轴动态源区与沉积中心时空配置,可为深水区始新世裂陷期优质烃-储组合预测提供有力支撑.     

岩石圈伸展的壳/幔拆离模型(Parallel Extension Tectonics):华北克拉通东部早白垩世岩石圈减薄与破坏机理

华北克拉通岩石圈减薄和破坏机理长期以来存在争议,基于岩石学、岩石地球的化学分析研究突出强调深部过程的重要性。前人提出了两种重要模式:包括以拆沉作用为代表的top-down tectonics模型和以热-机械侵蚀与化学侵蚀,或地幔置换、交代作用的bottom-up tectonics模型。然而,对于这两种模式而言尚存在许多无法合理解释的问题,比如在此深部过程中,区域性岩石圈伸展有多大的贡献?地壳伸展构造是作为深部过程的响应,还是同为岩石圈伸展的产物?本文基于早白垩世东亚地区(尤其是华北克拉通东部地区)伸展构造与岩浆活动的综合分析,揭示出华北克拉通东部不同地区伸展构造变形与岩浆活动之间的时、空和成因关系有一定的差异。但整体上看,岩石圈伸展起着主导作用,控制着岩浆上侵和就位,在拆离断层下盘侵入形成各种规模的花岗质为主的侵入体,或于上盘喷发形成火山-沉积岩盆地。在伸展构造发育的不同阶段,可以有伸展早期、伸展期及伸展期后的岩浆活动。岩浆活动的强度及岩浆源区特点有显著的时空变化。一方面,在同一地区不同演化阶段其源区有很大的差异。表现为主体上是早期以古老下地壳源为主,随着壳/幔伸展作用演化,逐渐向混合源或独立幔源的演化。同时,不同地区岩浆源区的变化规律也显著不同。以胶辽地区为例,胶东整体上是壳幔混合源区对于岩浆演化有重要贡献;而辽东地区具有显著的源区演化特点:从剪切早期古老下地壳源区为主,并伴有幔源物质加入,剪切期古老下地壳为主,到剪切晚期和剪切期后以新生下地壳为主。本文认为岩石圈伸展的壳/幔拆离模型(Parallel Extension Tectonics),可以合理地解释华北克拉通及邻区早白垩世构造-岩浆活动性。在该模型中,遭受伸展的华北克拉通岩石圈发生壳-幔拆离作用。在岩石圈伸展作用期间,地壳层次的拆离作用与岩石圈地幔层次上的拆离作用可以是耦合的或者是解耦的,从而导致华北克拉通岩石圈减薄过程中在地壳尺度上的拆离作用与变质核杂岩的剥露有三种不同的类型:同岩浆活动型伸展(C型:Co-magmatism mode extension)、无岩浆活动型伸展(A型:Amagmatism mode extension)和多阶段混合型(M型:Multi-mode extension)。     

珠江口盆地白云凹陷新生代构造演化动力学

白云凹陷构造演化史的研究对在白云凹陷开展油气勘探和深水沉积研究具有重要的意义。通过对断裂与沉积结构平面和剖面特点的分析,结合岩浆活动特点,文中提出白云凹陷是一个复式地堑,推测这种结构特点与凹陷下地壳的强烈韧性减薄和颈缩变形有关,表现为热岩石圈的伸展。其发育机制推测与白云凹陷位于构造转换带上有关,特殊的构造位置使白云凹陷成为强烈构造变形区,岩石圈地壳强烈减薄,伴随伸展过程和地幔上涌,脆性地壳或上地幔中部分熔融物质的出现导致岩石圈强度的急剧降低,在区域伸展应力场下以韧性流变方式减薄。岩浆在构造转换带下聚集并发育主岩浆房,由于白云凹陷南北边缘没有发育正断裂系统,岩浆主要沿垂直伸展的方向运移,因此在珠琼运动一幕和二幕南南东向伸展应力作用下,岩浆向白云凹陷的东部和西部运移至北西向基底深大断裂处,那里由于北西向断裂表现为左行张剪性质而成为压力较低的地区,从而成为岩浆上涌和侵位的地方。在岩浆聚集的地区,活动岩浆体附近的脆性变形被分散的韧性变形所取代,因此在凹陷的东北和西南两个角上,发育了张性和张剪性小断裂群,由于热岩石圈弹性较差,白云凹陷长期持续沉降。白云凹陷的断裂活动和沉积演化史还受到南海海盆扩张活动的影响。     

南海北部新生代盆地断裂系统及构造动力学影响因素

利用地震资料、油气勘探资料分析了南海北部大陆边缘珠江口-琼东南新生代盆地断裂系统的时空差异及动力学成因机制.珠江口-琼东南盆地古近系裂陷构造层以NE向、近EW向基底正断层构成的伸展断裂系统的几何学、运动学沿着盆地走向有明显变化,盆地内部隐伏的区域性和局部的NW向断裂及相关构造变形带构成伸展断裂系统之间的构造变换带.在空间上,区域性的云开、松涛-松南等NW向构造变换带以西为NE-NEE向正断层构成的"非拆离"伸展断层系,以东为NE向正断层、近EW向正断层(走滑正断层)复合而成的拆离伸展断层系.在时间上,古近纪裂陷作用可划分为早(文昌组沉积期)、中(恩平组/崖城组沉积期)、晚(珠海组/陵水组沉积期)3个有明显差异的裂陷期.裂陷早期,盆地西部以平面式正断层控制的简单地堑、半地堑为主,伸展量相对较小,东部则以铲式正断层控制的复式地堑、半地堑为主,伸展量相对大,断层向深部收敛在中地壳韧性层构成拆离的伸展断层系统.裂陷中期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有继承性活动特点,珠江口盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,并向深层切割早期浅层拆离断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着云开构造变换带发育反转构造.裂陷晚期,琼东南盆地、珠江口盆地西部断裂具有活动性减弱特点,琼东南盆地东部发育NWW-EW向伸展断层,形成深层拆离伸展断层系统,而沿着琼中央构造变换带发育反转、走滑构造.珠江口-琼东南盆地不同区段断裂系统及其构造演化的差异性受盆地基底先存构造、地壳及岩石圈结构及伸展量等多方面因素的影响,拆离伸展断层系统与发育NWW向"贯穿"断裂的基底构造薄弱带、现今地壳局部减薄带相关,南海扩展由东而西的迁移诱导北部大陆边缘块体沿着先存NW向深大断裂发生走滑旋转是导致变换构造带两侧差异伸展的动力学原因,应力场及岩石圈热结构变化是引起拆离断层深度变化的重要因素.     

Dynamics Analysis of the Baiyun Sag in the Pearl River Mouth Basin,North of the South China Sea

The Baiyun sag is a deep one developing on the slope of the Pearl River Mouth Basin. It occurs as a composite graben horizontally, and is composed of two sub-sags versus one low uplift. Vertically, the sedimentary architecture could be divided into three layers, i.e. the faulted layer on the bottom, the faulted-ductile stretching layer in the middle and the draping layer on the top. The main rifting stage of the sag is supposed to be characterized by ductile extension and thinning of the crust. The special deformation pattern is probably attributed to the fact that the Baiyun sag is located in the transfer zone of the pre-existing weak zone, which made the sag a strongly deformed area, characterized by the greatly thinned lithosphere and active magmatism. The highly rising mantle under the Baiyun sag should be an important mechanism responsible for the ductile deformation, which caused partial melting of the upper mantle. Upweiling to the upper crust and the sedimentary layers, the partial melting materials accommodated extensional strain and caused non-faulted vertical subsidence. Magma was collected under the transfer zone after the first stage of rifting, and transferred laterally in a direction perpendicular to the extension to the ENE and WSW parts of the sag and upwelled along the NW-trending basal faults, where WNW-trending shear faults developed in swarms. The faulting activity and sedimentation history of the Baiyun sag may have been affected by the ocean ridge jump around 24 Ma and the cessation of sea floor spreading around 16 Ma.     

华北上地壳构造单元划分

利用天然地震数据分析研究得到的中地壳滑脱层的深度、活动方式、强度等结果,与重磁异常基底解译成果相结合,提出华北地区在中地壳位置发育有区域滑脱面,其特定壳层及深度位置决定了其在华北深浅构造关系转换中,起着“屏蔽”或联系的重要作用,而在华北伸展变形中是地块运动变形的底边界面。上地壳各个部分在沿其滑动时,因速度差、侧向约束条件等的不同,而派生出断叉线、横向调整断裂及相应的凸起、凹陷断块等次级单元。它们构成了华北上地壳基本构造单元,并直接控制着盆山空间分布、构造地貌单元发育。研究提出了华北上地壳构造单元划分方案:上地壳基底构造分为9个一级单元(Ⅰ~Ⅸ)和23个二级单元。其中一级构造单元为:Ⅰ阴山北部东西向区域凹陷断块;Ⅱ阴山-燕山区域凸起断块;Ⅲ太行山区域凸起断块;Ⅳ大别山区域凸起断块;Ⅴ渤海湾盆地断坳、断隆区;Ⅵ南华北盆地断坳、断隆区;Ⅶ鲁西区域断隆区;Ⅷ下扬子区域断坳、断隆区;Ⅸ鄂尔多斯区域断坳区。     

歧口凹陷新生代构造演化与油气

歧口凹陷是地壳拆离断层(NE-NNE向沧东断层)NW-SE向伸展作用和NNE向深断裂带走滑作用叠加的产物.新生代演化分为3个时期:始新世,由于NW-SE向区域伸展作用,凹陷是一个由沧东断层控制的断坡凹陷;渐新世,凹陷受NW-SE向区域伸展和NNE向深断裂带右旋走滑的共同作用;晚第三纪到第四纪,区域伸展作用基本停止,走滑作用仍在继续,由走滑作用导致的SN向局部伸展作用显得更加突出.构造演化对凹陷油气形成和分布有控制作用,凹陷西部和南部是有利的油气勘探区.     

Deep Structure and Dynamics of Passive Continental Margin from Shelf to Ocean of the Northern South China Sea

To study the deep dynamic mechanism leading to the difference in rifting pattern and basin structure from shelf to oceanic basin in passive continental margin,we constructed long geological sections across the shelf,slope and oceanic basin using new seismic data.Integrated gravity-magnetic inversion and interpretation of these sections were made with the advanced dissection method.Results show that the basement composition changes from intermediate-acid intrusive rocks in the sheff to intermediate-basic rocks in the slope.The Moho surface shoals gradually from 31 km in the sheff to 22.5 km in the uplift and then 19 km in the slope and finally to 13 km in the oceanic basin.The crust thickness also decreases gradually from 30 km in the northern fault belt to 9 km in the oceanic basin.The crustal stretching factor increases from the shelf toward the oceanic basin,with the strongest extension under the sags and the oceanic basin.The intensity of mantle upwelling controlled the style of basin structures from sheff to oceanic basin.In the Zhu 1 depression on the shelf,the crust is nearly normal,the brittle and cold upper crust mainly controlled the fault development;so the combinative grabens with single symmetric graben are characteristic.In the slope,the crust thinned with a large stretching factor,affected by the mantle upwelling.The ductile deformation controlled the faults,so there developed an asymmetric complex graben in the Baiyun (白云) sag.     

渤海海域庙西凹陷古近纪沙三段 沉积期原盆面貌恢复

庙西凹陷位于渤海湾盆地渤中坳陷的东南部,是渤海海域近期勘探的热点地区和潜在富烃凹陷之一。由于该地区处于郯庐断裂带穿越部位,新生代以来构造改造较为强烈,致使对其主要生烃层段古近纪沙三段沉积期的原始面貌认识不清,从而给油气勘探和资源潜力评价造成困难。本文遵循改造型盆地的研究思路,在70余条地震剖面、多口钻井资料以及样品裂变径迹分析等基础上,恢复了该凹陷沙三段沉积期的原始面貌。研究表明,庙西凹陷东部在始新世末及其后遭受过较强烈的剥蚀改造,造成凹陷东部约1/4的原始沉积地层剥蚀无存;庙西北凸起和南凸起为沙三期同沉积断块,在沙三段沉积期向庙西凹陷提供物源;庙西凹陷西北部与渤东凹陷相通,西南部与黄河口、莱州湾凹陷连通。从沙三段烃源岩的原始沉积规模和勘探实践看,该凹陷具有良好的资源潜力。     

海拉尔盆地乌尔逊-贝尔凹陷挤压构造的发现及其地质意义

海拉尔盆地是叠置于内蒙古-大兴安岭古生代碰撞造山带之上的中-新生代盆地,总体上呈北东向展布,由三坳、两隆五个一级构造单元组成,自西向东依次为扎贲诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起和呼和湖坳陷, 其中乌尔逊凹陷、贝尔凹陷是位于贝尔湖坳陷凹陷南部的两个二级构造单元。研究表明,乌尔逊-贝尔凹陷在早白垩世大磨拐河期-伊敏期早期、伊敏期末期分别经历了北西 南东向、近东西向两次较长时间的挤压作用,使伸展断陷中的部分控陷正断层发生反转作用,在研究区形成了新的断层传播褶皱、断层转折褶皱以及叠瓦构造和双重构造、突发构造、构造三角带等。由于挤压构造的几何学、运动学特征的不同及隆升速率与同构造生长地层沉积速率的比值在空间上的差异,同挤压地层层序在不同构造部位也表现出不同的沉积特点,其构造特征与造山带十分相似。乌尔逊-贝尔凹陷中两次挤压构造的发现,说明中国东北地区的地壳厚度在早白垩世并非一直处于伸展减薄状态,而是在上述两次挤压时期地壳处于叠置增厚的特点,在空间上形成挤压坳陷型盆地和陆内(板内)造山带相间分布的构造格局。