南海东北部陆坡与恒春海脊天然气水合物分布的地震反射特征对比

对“探宝号”调查船2001年8月在南海东北部陆坡及台湾南部恒春海脊海域采集的多道地震剖面资料进行了地震反射波数据分析、解释和研究,并对南海北部陆坡、陆隆及其东侧俯冲带等区域天然气水合物矿藏的成藏规律及分布特征作了初步的分析与探讨,结果表明:(1)南海东北部陆坡和台湾南部恒春海脊海域地震剖面上均显示有BSR,但两区域构造成因、形式和相关地质环境的不同造成了天然气水合物的成因及过程不同。(2)南海东北部陆坡区域的天然气水合物形成与该区广泛发育的断裂带、滑塌构造体及其所形成的压力场屏蔽环境有关,而台湾南部恒春海脊海域天然气水合物的形成则与马尼拉海沟俯冲带相关的逆冲推覆构造、增生楔及其所对应的海底流体疏导体系有关。(3)南海陆缘区域广泛发育有各种断裂带、滑塌构造体、泥底辟、俯冲带、增生楔等,且温压环境合适,是天然气水合物矿藏极有可能广泛分布的区域。     

台西南盆地晚新生代构造演化初步分析

台西南盆地是南海北部陆缘的一个新生代沉积盆地。通过对构造沉降，断裂活动，岩浆活动，构造应力场等特征的分析和恢复盆地发育过程，认为台西南盆地主要是在南海北部陆缘与台湾晚新生代构造作用下地壳多次张裂而成的。     

南海的“山根拆沉成因观”——南海成因新议

南海成因问题至今仍众说纷纭。作者以寻求南海形成演化的内因为着眼点,在大量地震剖面地质解释的基础上,运用构造解析法对南海南北陆缘前新生代基底地质构造变形形迹进行了系统的构造恢复和组合分析,发现了残存于南海南北陆缘中生代基底中的断层褶皱具有碰撞造山带特有的背冲断褶构造特征,指出该古造山带的中轴位置大致沿现今双峰笔架海山连线分布,并称之为古双峰笔架碰撞造山带。结合南海地区新生代岩浆岩地球化学特征分析和南北陆缘新生代伸展构造特征分析,提出该造山带在新生代发生了山根拆沉的解体过程,并明确提出了该“山根拆沉”机制是诱发南海形成的根本原因。     

南海北部新生代构造迁移特征

选择南海北部比较有代表性的珠江口、琼东南和中建南3个盆地作为研究区,对所获取的剖面进行了地震解释工作,运用地震地层学和构造地质学等方法对我国南海北部新生代演化史开展研究,探讨了南海北部陆缘各区域构造演化差异及规律。结果表明,南海北部陆缘构造活动在时序上存在着迁移的特征,体现出自北向南"珠江口盆地→琼东南盆地"、"珠江口盆地→中建南盆地"构造事件逐渐变晚的趋势。因此,南海北部陆缘破裂从北部开始,以"撕裂"的方式逐渐向南推进,同时排除了红河断裂的叠加影响,南海北部自北向南断陷活动强度逐渐减弱。在其后的演化中,构造沉降与物质充填中心的迁移以一种更加复杂的方式进行。     

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,以构造圈闭型油气藏为主;南海中南部深水的曾母盆地南部和文莱-沙巴盆地,主要为构造圈闭型油气藏,曾母盆地北部以岩性油气藏（生物礁滩型油气藏）为主,万安盆地主要为构造圈闭型和基岩潜山型油气藏。南海北部深水盆地和中南部深水盆地的烃源岩、储盖和圈闭等油气地质特征表明,南海深水盆地具有巨大的油气勘探潜力。南海深水的有利勘探方向为：①琼东南盆地乐东-陵水凹陷的中央峡谷、陵南斜坡带,松南-宝岛凹陷的反转构造带,宝岛凹陷北坡海底扇,长昌凹陷的环A洼圈闭带（海底扇）;珠江口盆地白云凹陷的主洼深水扇、主洼两翼、西南断阶带,荔湾凹陷的深水扇。②南海中南部深水盆地的文莱-沙巴、曾母和万安盆地。     

南海北部陆缘古双峰-笔架碰撞造山带空间展布特征

为了解南海北部陆缘古双峰-笔架碰撞造山带空间延伸范围、褶皱和断裂构造发育特征,通过对研究区22条多道反射地震剖面资料的地层-构造解释,结合钻井岩石地层资料的综合解释,运用构造解析分析法、筛选法以及回剥法对位于南海北部陆缘的古双峰-笔架碰撞造山带的构造几何学基本特征进行了研究。综合分析筛除了新生代构造沉降量后的新生代地层底界面(反射地震Tg界面)的空间起伏形态特征和前新生代地层变形特征发现,古双峰-笔架碰撞造山带呈NEE向展布,其核部位于珠江口盆地东南部的陆洋过渡带下陆坡位置,即06号测线所在位置及其附近,琼东南盆地为造山带的NWW翼。此研究结果可为南海地区前新生代晚期大地构造格局重建、南海成因机制研究提供构造事实观测依据。     

南海——中国边缘海形成演化及其资源效应研究的关键区域

南海海域因其特殊的地理位置和地质构造、丰富的地质现象和巨大的油气资源潜力被众多的欧美学者誉为“地球上最好的天然实验室”,是研究边缘海成因及动力学机制、洋陆板块相互作用和大陆边缘岩石圈变形及深部地质结构的理想场所。南海油气资源潜力巨大,新生代含油气盆地有２０多个,中生代盆地特别是特提斯型残余海盆地、陆坡深水区扇体、２１世纪新能源甲烷气体水合物也是有等探索、寻找的新的重要领域,然而,目前我国对南海油气     

2015年6月南海北部陆坡气旋-反气旋涡对陆坡水文和环流影响的观测

利用2015年6月南海北部现场观测的水文数据,结合卫星高度计资料,分析了2015年6月13日—28日南海北部陆坡在气旋涡-反气旋涡的双涡结构影响下的水文和环流特征。结果表明,2015年6月南海北部陆坡调查海区表层50 m以浅盐度存在NE—SW向低盐区,表层盐度最小值低于32,这表明南海北部陆坡存在跨陆架海水输送。在观测期间,南海北部陆坡调查海区受气旋涡和反气旋涡双涡结构影响,使得南海北部陆坡表层100 m以浅存在跨陆坡流,流速最大值出现在两涡交汇区域。此外,通过潜标连续海流资料,发现南海北部陆坡环流呈现了“深入浅出”(100 m以深层为向岸的入侵、以浅层为离岸的出流)的“两层结构”。     

南海北部陆坡海底峡谷形成机制探讨

通过对南海北部地震剖面的解释,并结合地貌以及区域地质特征等,对发育于南海北部陆坡区的珠江口外、台湾浅滩南以及澎湖海底峡谷的地貌和构造特征进行分析和对比,并对其形成机制进行探讨。研究结果显示,各海底峡谷具有相似的走向,并均具有转向的特征,但是其形成机制却各不相同,由此形成的地貌特征也各不同:珠江口外海底峡谷的形成与珠江带来的大量陆上沉积物的搬运相关,形成了喇叭型的水道;台湾浅滩南海底峡谷的形成受到NW向断裂构造的控制,这些断裂构造形成了薄弱带,经过沉积流的侵蚀而形成狭长的水道,当进入下陆坡后由于海山的阻隔作用而转为近EW向;澎湖海底峡谷带的上段主要是由陆坡沉积流的下向侵蚀、崩塌和滑移形成的,而其下段则主要具有沿马尼拉海沟北向延伸段发育的特征。     

南海天然气水合物项目纳入973计划

我国南海北部陆坡是天然气水合物发育的理想场所。近年来,在中国地质调查局统一组织下,广州海洋地质调查局经过9年的调查研究,发现了天然气水合物赋存的地质、地球物理、地球化学和生物证据,圈定了有利远景区,初步评价认为南海北部具有良好的天然气水合物资源前景,并于2007年5～6月经钻探在南海北部神狐海域获取了天然气水合物的岩心样品。     

中美海底光缆中国段路由条件及评价

中美海底光缆是连接中国和美国的主要国际通讯光缆之一,该光缆中国段穿越中国南海北部陆架、陆坡、海盆平原和马尼拉沟-弧区域,地形地貌、地质条件和水动力条件非常复杂。为了探讨这些复杂条件对该光缆的影响,充分利用了获取的区域水深、侧扫、浅地层剖面、底质等数据,并结合区域构造背景和水文气象条件,分析典型不良地形地貌特征,特别是陡坡、裸露基岩以及陆架-陆坡区大面积的沙波活动对海缆造成的危害。根据底质沉积及浅地层特征,研究南海北部陆架路由走廊的底质分区。综合分析结果表明光缆所处区域构造稳定,针对路由线路作适当调整后以适合光缆铺设。该研究内容可为经过南海复杂地质区域的海底光缆路由选择积累经验。     

南海北部晚新生代岩浆活动的发育特征与构造意义

南海北部陆缘具有极其独特的岩浆活动特征,其岩浆活动在大陆张裂和破裂期间表现的较为薄弱,而在裂后期尤其是海底扩张停止之后的晚新生代时期却变得极为强烈。通过总结南海北部晚新生代玄武岩浆的岩石学、年代学、地球物理学等方面的研究成果,从发育规模、物质属性、构造模式以及通道特征等方面系统揭示了岩浆活动的发育特征及其隐含的构造意义。结果显示:(1)南海北部晚新生代玄武岩均显示洋岛玄武岩(OIB)的物质属性,且与世界典型热点火山OIB具有相似的同位素分布范围;(2)南海北部海底火山的侵入和喷出体积量与世界典型的大火成岩省具有可对比性;(3)岩石圈伸展过程中所形成的张性断裂可能为后期玄武岩浆的活动提供了良好的通道;(4)沉积地层中所发现的岩脉与岩墙复合体与海底火山活动应该具有相同的岩浆来源;(5)全球和区域地震层析成像结果均显示了一条清晰的深部低速通道,暗示了南海北部晚新生代玄武岩浆活动可能与深部地幔柱存在紧密联系。     

南海北部陆坡的地貌形态及其控制因素

利用精细地貌图、高分辨率多道地震剖面等资料研究南海北部大陆边缘深水陆坡的地貌形态及控制因素。莺琼陆坡具有不同于其他部分的特殊性,红河物源是造成它的地貌形态的主控因素,南海北部陆坡的其他部分的地貌形态依然受控于古新世—渐新世的断陷期所形成的凹凸格局,其空间分布状况决定了陆坡地貌的形态和演变;物源类型和供给数量是陆坡地貌形态的次级因素,决定着陆坡地貌在总体框架下的局部特征,地震和海流等外动力因素则在一定程度上决定了陆坡沉积类型和微地貌形态。南海北部的这种特点与大西洋两岸的大部地区有显著区别,后者在晚侏罗—早第三纪的断陷期所形成的构造格局对陆坡地貌的影响已次于物源状况和向深水的物质分散体系。南海北部陆坡可自西而东依次划分为五段:莺琼陆坡段、神狐陆坡段、珠江海谷段陆坡、东沙陆坡段和台湾浅滩陆坡段;各陆坡段的地貌形态和走向上的差异全面反映了以上三个因素,尤其反映了断陷期构造格局分布状况的效应。     

南海晚新生代构造运动与天然气水合物资源

南海在新生代经历过两次海底扩张产生了南海洋盆。南海北部和南部原来都是被动大陆边缘,但北部在晚新生代由于菲律宾海板块与欧亚板块在台湾地区发生了碰撞,使陆缘遭受到北西向挤压,在陆缘上产生了北西向左旋走滑活动,我们命名此次构造活动为东沙运动;南部陆缘在早中新世末由于南移的南沙地块与婆罗洲地块发生了碰撞,加上此时北移的菲律宾海板块在明都洛岛地区与欧亚板块发生碰撞,以及南部的东南苏拉威西地块与西北苏拉威西地块发生碰撞,在南海南部产生了挤压构造,我们命名此次构造运动为南沙运动。这两次新生代的构造运动改变了南北陆缘的性质,北部陆缘有人因此称之为准被动陆缘,而南部陆缘的南部则变成了挤压边缘。南海南北陆缘在晚新生代受到的挤压活动,对油气成藏和天然气水合物的形成有重要的推动作用,因为挤压活动有利于流体的流动,进而在适当的地方形成油气藏和天然气水合物。     

东沙群岛西南海区海底地震测线OBS2015-1揭示的深部地壳结构

为深入理解南海北部多道地震测线D80显示的深反射信息,沿此测线布置OBS(15台)地震测线(OBS2015-1),测线长300km,方向NNW—SSE,从水深800m陆坡延伸至3760m深海平原。文章利用Obstool软件进行预处理(位置校正和时间校正等)、震相识别,利用FAST tomography软件进行速度层析成像。速度结果表明,新生代沉积层速度1.6~3.5km·s-1,厚度约2km;中生界速度3.5~5.5km·s-1,平均厚度约3km。在洋陆过渡带处,沉积基底受新生代岩浆活动影响,有较大起伏。在上陆坡处,上地壳存在向上凸起约5km的高速异常,在多道地震剖面中表现为杂乱反射的背斜构造,上覆晚新生代地层也同步形变,推测可能是新生代晚期岩浆侵入造成。地壳厚度由陆坡的23~20km减薄至洋盆的8km。地壳下部存在7.0~7.6km·s-1的高速层,高速层由陆坡的5km左右逐渐递减至海盆的2km左右,因上陆坡和洋陆过渡带晚新生代岩浆活动活跃,作者认为地壳下部高速层是由海底扩张停止后岩浆侵入形成。     

南海中—西沙地块前新生代构造变形特征

为确定南海西部的中—西沙地块是否存在前新生代地层与构造,对研究区内多道反射地震剖面资料进行了地层-构造解释,并结合围区钻井、拖网等岩石地层资料,在研究区北部发现了前新生代地层-构造变形形迹。运用回剥法、去断层恢复法和地质反序法对前新生代地层的构造变形进行了古恢复。结果表明,研究区的地层可划分为上、中、下三套构造层,其中属于前新生界的下构造层可见褶皱、逆冲等挤压构造样式,前新生代末期,其构造形态表现为一系列连续的宽缓褶皱,结合断层逆冲推覆方向可判断其主要挤压应力来自于东南方向,并推测该挤压作用与古南海的扩张有关。     

南黄海盆地北部坳陷北部断阶带构造地质特征

南黄海盆地北部坳陷北部断阶带主要定型于古近纪末期,在2条同向正断层持续强烈活动控制下,形成一个断背斜样式的坳中隆构造,并被坳陷期新近系和第四系地层覆盖,具有烃源岩后期埋藏较深、离深凹近和双向供烃的特点。同时,局部发育断背斜圈闭、鼻状构造圈闭、超覆和不整合等,这些圈闭与生储盖组合形成了很好的空间匹配关系,有利于油气聚集。通过对该北部断阶带中-新生代断裂活动特征、局部构造活动演化和石油地质意义的研究,探讨该区的勘探意义。     

南海北部深水区东西构造差异性及其动力学机制

南海北部深水区位于南海洋陆转换带,构造运动活跃,构造特征复杂。同时,南海北部深水区石油、天然气、天然气水合物等矿产资源丰富。因此,加强南海北部深水盆地构造特征分析,揭示南海北部陆缘构造属性与南海形成演化机制,对于南海深部过程演变研究、油气资源评价与地质灾害防治等具有重要的意义。本论文通过对南海北部深水区陆架-陆坡结构、盆地构造特征与演化规律的分析,指出研究区东西存在明显的构造差异性,并分析了其动力学机制。南海北部深水区东部陆架-陆坡结构为宽洼窄隆型,而西部为窄洼宽隆型。东部珠江口盆地深水凹陷均为半地堑结构,剖面上呈不对称的箕状;西部琼东南盆地除北礁凹陷为南段北超的小型半地堑外,其它凹陷均为地堑结构,为南北双断式沉积体系。在构造演化方面,东部中中新世末结束裂后期进入新构造活动期,白云凹陷构造活动性增强,表现为快速的沉降和显著的晚期断裂作用;而西部晚中新世末才进入新构造活动期,深水区表现为快速沉积作用,断裂活动较弱。     

南海主要控凹断层活动特征与新生代地壳初始张裂

基于贯穿南海南、北陆缘2条长地震剖面的资料解释,分析了南海海域主要控凹断层的活动特征及其新生代地壳初始张裂特征。南海陆缘大部分断层于新生代张裂期开始发育并强烈活动,控凹断层基本上都发育在凹陷的边界,又称之为控凹边界断层。多数控凹断层早期以断块旋转滑脱、形成铲状断层为特征,北部陆缘主要控凹断层多数还具有幕式断裂的活动特点。控凹断层的初始活动时间主要集中在早始新世—晚渐新世,在南海北部陆缘东部早于西部,东部断层初始活动时间为早始新世甚至更早,西部断层初始活动时间多为晚始新世;南海南部陆缘的控凹断层初始活动时间晚于南海北部陆缘,主要集中在中始新世甚至晚始新世。南海海域地壳新生代初始张裂活动时间具有“东早西晚、北早南晚”的特点。此外,这些控凹断层部分于南海的漂移期继续活动或开始活动,少数断层于中中新世重新活动。     

南海东北部陆坡与恒春海脊天然气水合物分布的地震反射对比

经过对"探宝号"调查船在2001年8月在南海东北部陆坡及台湾南部恒春海脊海域采集的多道地震剖面资料进行的地震反射波数据分析、研究和解释,结果表明:(1)南海东北部陆坡段区域和台湾南部恒春海脊海域地震剖面上均显示有被作为天然气水合物存在标志的BSR,但两区域构造成因、形式和相关地质环境的不同造成了此两处的天然气水合物成因及过程的不同.(2)南海东北部陆坡区域的水合物形成与该区广泛发育的断裂带、滑塌构造体及其所形成的压力场屏蔽环境有关,而台湾南部恒春海脊海域的天然气水合物的形成则与马尼拉海沟俯冲带相关的逆冲推覆构造、增生楔等及其所对应的海底流体疏导体系有关.(3)南海陆缘区域广泛发育有各种断裂带、滑塌构造体、泥底辟、俯冲带、增生楔等,且温压环境合适,是天然气水合物矿藏极有可能广泛分布的区域.