南海北部深水区新生代断裂特征与油气聚集

为了揭示南海北部深水区新生代断裂构造特征及其与油气聚集的关系,以地震资料解释为基础结合钻测井资料,通过编制构造几何学图件,运用油区构造解析原理,对南海北部深水区新生代断裂特征及其发育演化进行系统分析。该区主要发育东西,北东-南西,北东东-南东东3个走向的断裂; 北东和北东东走向的断裂形成时间早于近东西走向的断裂。以珠江组-三亚组为界,南海北部深水区形成了基底和盖层上下两套断裂系统,主要发育持续型、中衰型和晚生型3种类型的正断层,形成了伸展、走滑和垂直3种构造样式。断裂活动控制了南海北部烃源岩的演化与分布、圈闭形成以及油气的运聚; 断陷期是主要的烃源岩形成期,持续沉降有利于烃源岩保存和成熟; 强烈的构造活动形成了多种类型的圈闭,其中在古近系和早中新统时期断裂发育密集,形成众多与断裂和背斜有关的构造圈闭。根据断裂发育和演化特征,由于持续性基底断裂的长期活动,在缓坡带和盆地中的坳中隆和凸起等构造高部位是油气聚集的有利场所,也是深水区下一步油气勘探的重要方向。     

南海北部新生代火山岩微量元素与同位素体系特征研究

南海北部新生代火山岩由早期的钙碱性双峰式向晚期的碱性玄武岩和拉斑玄武岩演化，微量元素与同位素体系特征研究表明这种趋势与该地区边缘海的扩张过程相对应，在拉伸作用早期，岩浆来源于富集型岩石圈地幔，而在晚期则来源于亏损的软流圈地幔。     

南海北部深水区新生代热演化史

在构造沉降史恢复的基础上确定拉张期次,再采用非瞬时非均匀多期拉张纯剪切模型恢复南海北部深水区新生代热流史,结果表明：始新世以来,南海北部深水区存在多期热流升高的加热事件。裂谷阶段盆地基底热流幕式升高,裂后阶段也并非完全处于热衰减期。琼东南盆地新生代存在56.5～32 Ma、32～16 Ma和5.3 Ma以来3期加热事件,珠江口盆地存在56.5～32 Ma和32～23.3 Ma两期加热事件。琼东南盆地深水区基底热流始新世末为56～62 mW/m2; 早中新世末上升到60～64 mW/m2; 上新世末在深断陷区最高达75mW/m2。珠江口盆地深水区基底热流始新世末升高到60 mW/m2; 渐新世末升高到70 mW/m2。深水区新生代裂谷阶段多期拉张决定了基底热流幕式升高的多期加热事件,琼东南盆地晚期加热事件与红河走滑断裂在10～5 Ma时由左旋走滑转变为右旋走滑拉张有关。     

长白山地区新生代火山活动分期

本文所指长白山地区新生代火山活动,除白头山之外;还包括长白山南坡鸭绿江上游;北坡图们江、松花江上游和长白山西麓龙岗山脉中段,即龙岗火山群中的火山活动。这里新生代火山岩分布面积13000km~2,大小火山二百多座(图1)。     

南海北部新生代构造演化序列

本文从构造地质学的基本理论出发,在综合分析板块作用、壳幔作用、岩浆热事件、构造变形、沉积作用等地质作用特点及其相互印证与制约关系的基础上,梳理了南海北部新生代主要构造事件和构造演化序列,提出受欧亚、印澳、太平洋3大板块的共同影响,南海北部新生代主要构造运动划分为礼乐运动、西卫运动一幕、西卫运动二幕、南海运动、南沙运动5次较为合适。其中礼乐运动使南海北部进入裂陷发展阶段,并产生NE走向小型断陷;西卫运动一幕使断陷进一步扩展;西卫运动二幕使南海北部由断陷向断坳转变,断陷走向向NEE向转变;南海运动使南海北部进入坳陷发展阶段;南沙运动使南海北部进入差异性区域沉降阶段,构造格局基本形成。南海北部这种构造演化序列造就了前古近系、古近系、新近系3层含油气结构层系及始新统湖相、渐新统湖相—湖沼相及海陆过渡相和中新统海相3套烃源岩,围绕3套烃源岩可形成"上生下储上盖"、"自生自储自盖"与"下生上储上盖"3类成藏组合和背斜、古潜山、地层-岩性等多种类型的油气藏及其复式油气聚集带。     

南海北部陆坡海底火山活动对天然气水合物成藏的影响

南海北部陆坡发育海底火山。海底火山的发育是否有利于天然气水合物的成藏是该区进行水合物勘探首先要考虑的一个关键问题。通过地震剖面解释、建立地质模型,并通过模型温度场计算,认为发生岩浆底侵时,高温岩浆使水合物稳定域的厚度变薄。随着热量的散失,水合物稳定域的厚度逐渐恢复。底侵的深度较浅时,水合物稳定域减薄的幅度增大,恢复周期变短。对海底火山喷发的情况,水合物稳定域将完全不存在,但其恢复的时间更短。岩浆底侵深度为6 km时,其对水合物稳定域的影响周期为1 Ma左右。南海北部东沙运动和流花运动都伴随着规模性的火山活动,两次构造运动期间岩浆侵入、侵出引起的热效应到目前为止已对该区水合物稳定域的发育没有影响,但海底火山活动对增大地层的孔隙与通道,从而对甲烷气体的运聚和水合物的成藏都能起到积极的作用。火山活动引起的高地温梯度,对生物甲烷的产生也将起到一定的帮助,从而有利于水合物的形成。南海北部陆坡火山区仍是天然气水合物勘探的有利靶区。     

青藏高原新生代火山活动与高原隆升关系

青藏高原新生代火山岩分布广泛,在时代上几乎贯穿了整个第三纪和早第四纪。火山活动与高原岩石圈的构造演化和隆升过程有良好的耦合关系。高原隆起前、后火山岩在地球化学性质及源区的差异,反映了岩石圈深部地质过程的不同特征。火山活动和高原的隆升都表现了多阶段性和非均匀的特点。推测在上新世末高原面已抬升到4000～4500 m,更新世以来的强烈隆起主要表现为高原周边造山带的构造活化,青藏高原的隆升是多因素综合作用的结果。     

中国东北—华北新生代火山活动的深部动力学机制

在综合地质年代学、数值模拟和岩石学研究成果的基础上,作者提出中国东北—华北地区新生代玄武质火山活动是岩石圈发生拆沉失稳,导致软流圈地幔发生强迫对流的结果。发生在东北—华北地区中部的岩石圈拆沉失稳诱发了早第三纪火山活动,而地幔对流环的扩展引起的热机械侵蚀作用使得周边地区相继发生岩石圈拆沉,从而导致晚第三纪第四纪火山活动的产生。拆沉失稳机制得到了大地热流、布格重力异常反演和新构造运动研究结果的支持。     

中国东北地区新生代火山活动构造控制及火山灾害

东北地区的新生代火山、火山岩主要沿北东向、北北东向断裂带,其次沿北西向断裂等分布,这是由东北地区所处的区域大地构造环境所决定的。４２．４Ｍａ以后,太平洋板块运动方向由ＮＮＷ转为ＮＷＷ,这与我们研究的断裂带内,由断裂、节理求得的主压应力方位转化是吻合的。在伊通—依兰断裂带内,前第三纪主压应力σ１平均方位ＳＥ１２２°,第三纪以后,主压应力σ１方位转为９８°。因此,新生代特别是渐新世以后,在近东西向最大水平挤压应力作用下,使得东北地区已存在的北东向、北北东向断裂发生右旋扭动,在右旋扭动过程中将这些断裂拉开,逐渐演化为走滑拉伸裂陷盆地或裂谷盆地,同时为岩浆上升提供了通道。由于太平洋板块对欧亚大陆俯冲,东北地区４个活火山群（即长白山火山群、五大连池火山群、龙岗火山群和镜泊湖火山群）中的活火山都有再次爆发、造成灾害的危险     

南海新生界热释光特征

南海北部西区新生界天然热释光强度为０．２２×１０２～１７×１０２（平均２×１０２），并且随着地层时代变新而呈递增趋势。南海北部西区特别是新生代以来，至少发生过如下几次重要的构造热事件：前新生代（可能是多次）、老第三纪末─新第三纪初和新第三纪晚期，从而造就了研究区独特的新生代沉积建造和构造热场格局及相关的油气藏类型。南海北部西区油气田的形成与定位，主要是老第三纪末─新第三纪初构造热事件作用的结果。     

从轮藻探讨南海北部大陆架的地层划分对比

根据南海北部大陆架18个钻井561个样品的分析鉴定,说明含有Characeae,Clavatoraceae和营养体三类轮藻。依据化石特征其地层时代为早、晚白垩世,古新世,渐新世和晚第三纪。其中早、晚白垩世和古新世地层的轮藻化石和岩性,可分别与广东陆地上,下白垩统官草湖群,上白垩统大塱山组及古新统(土布)心组和西(土布)组等对比,表明两者在白垩纪—古新世期间连为一体。恩平组沉积后隆升,自渐新世起南海北部大陆架逐渐沉降并形成今日南海。     

末次冰期以来南海北部物源及古环境变化的有机地球化学记录

文章在AMS～14C定年的基础上建立了南海北部MD05-2905钻孔（20°08.17′N,117°21.61′E）末次冰期以来有机地球化学记录的时间序列,利用其中的正构烷烃、甾醇和烯酮等有机分子标志物对南海北坡25ka以来沉积物物源、气候环境变化进行探讨。长链正构烷烃总含量和浮游植物标志物总含量表明25.0～14.5kaB.P.时段南海北部沉积物中陆源物质输入、海洋初级生产力浮游植物输入均较高,14.5～8.5kaB.P.时段迅速降低,全新世8.5kaB.P.之后稳定在较低水平。末次冰期海平面低,陆架出露面积大,陆源物质搬运至沉积地点的距离短,强盛的冬季风及其驱动的洋流有利于大量的陆源物质搬运至该沉积地点;14.5kaB.P.,对应于MWPIa时期,陆源物质输入迅速减少,海洋初级生产力的迅速降低,印证了此时海平面的快速上升。C31/C17物源参数表明陆源物质输入和海洋内生源输入在25.0～14.5kaB.P.时段和14.5～8.5kaB.P.时段分别占据了主要地位,这表明海平面变化对陆源物质输入影响可能更大;全新世8.5ka之后,陆源、海洋内生源输入交替占据主要地位,这可能与东亚季风增强有关。从有机分子标志物研究来看,海平面的变化对陆源物质输入及总海洋初级生产力可能均有重要控制作用,但海洋初级生产力中某些藻类如硅藻可能受控于不同的气候因素。C28甾醇含量指示硅藻在MWPIa和MWPIb时期大量增多,这可能是14.5～8.5kaB.P.海洋内生源输入相对较多的重要原因,同时,对11.0～8.5kaB.P.时段的碳酸钙低值事件可能有一定贡献,但其对海陆环境的响应还有待于进一步研究。     

南海地质灾害类型与分布规律

南海地质灾害用力学观点按其主要成因可划分为5种类型:水动力型地质灾害,气体动力型地质灾害,土力学型地质灾害,重力型地质灾害和内动力型地质灾害。大型地质灾害多发生在构造活动带;滑坡、浊流等主要集中在陆坡地带;内陆架地区浅层气、埋藏河道、古潟湖等比较发育;滨海地区水动力作用,尤其是风暴潮是诱发该区地质灾害的主导因素。南海地质灾害的特点还具有周期性、继承性和新生性。     

南沙海区及其周缘中-新生代岩浆活动及构造意义

通过对南沙海区及其周缘地区中-新生代以来4个主要地质时期即燕山期、喜山早期、喜山晚期一幕和二幕各种类型岩浆岩的发育特征(包括时空分布、地球化学及构造环境)的综合分析,重构了研究区中-新生代岩浆活动的演化历程:燕山期(侏罗纪到白垩纪)在南沙西面和西南面陆区以中酸性岩浆活动为主,代表中生代东亚陆缘火山岩带的南段。同时在南沙与加里曼丹之间广泛发育的是基性-超基性岩,是在俯冲过程中折返到浅部的古南海洋壳碎片。喜山早期(古新世至始新世)岩浆活动微弱。喜山晚期一幕(晚渐新世至中中新世)在加里曼丹—卡加延一带岩浆活动相对重新活跃,西段主要有英安岩、花岗闪长岩、安山岩、闪长岩等,东段主要为玄武安山岩,但规模较小,似乎不足以构成与古南海俯冲伴生的火山岩带。喜山晚期二幕(晚中新世至第四纪)岩浆活动出现高峰,为大规模的中基性火山喷发,与燕山期及喜山早期截然不同,在中南半岛南部和加里曼丹岛中-北部尤为广泛,可能是该区出现上涌的地幔热团的指示。     

南海新生代碱性玄武岩中斜长石矿物的化学成分及意义

南海新生代碱性玄武岩中存在两种不同粒径的斜长石矿物.其一为斜长石斑晶,常见熔蚀麻点,是岩浆上升、压力降低时发生熔蚀作用并在骤冷条件下形成的;其二斜长石微晶,半定向或杂乱分布于火山玻璃中,其中空骸晶结构表明斜长石微晶是在淬冷条件下迅速结晶形成的.斜长石斑晶具弱成分环带,斑晶边部的An值稍高或接近于斜长石微晶.微晶斜长石An值与岩浆喷出后的水深以及喷发位置距离岩浆主通道的远近存在一定联系.本区的斜长石斑晶形成温度明显低于冲绳海槽地区,而类似于东海陆架地区;斜长石微晶的结晶温度类似于冲绳海槽,表明两地区在岩浆喷出海底后淬火结晶的物理化学条件相似.结合同样品中橄榄石斑晶研究结果以及已有的地球物理学和岩石学方面的资料,可能反映了地幔柱快速上涌使早期部分熔融及结晶分异作用较弱,岩浆本身温度高提供了早期结晶形成的斑晶与寄主岩浆进一步充分反应的热量.计算的斜长石斑晶温度不能反映源区温度特征,后者应高于本文所计算的斜长石斑晶的结晶温度.     

中建南盆地新生代层序地层特征

中建南盆地是在晚白垩世末南海中南部的一次张性构造运动──礼乐运动作用下开始形成的。盆地的发育经历了中、晚始新世之间的西卫运动造成区域抬升,使中建南盆地的下伏地层遭受变形、隆升和剥蚀;晚渐新世─中中新世的南海中央海盆扩张──南海运动;中中新世末期的万安运动和中新世末期南海整体沉降作用。共划分了6个层序组,8个层序,即A层序组(含A层序)、B层序组(含B层序)、C层序组(含C1层序和C2层序)、D层序组(含D层序)、E层序组(含E1层序和E2层序)和F层序组(含F层序)。     

对南海北部陆坡至东海南部“残留特提斯”的几点认识

特提斯构造域是指发育于欧亚大陆南缘的一条全球性纬向展布的构造域,在该构造域内发育有许多蕴含丰富油气资源的沉积盆地,是世界上最主要的含油气区。通过对比分析世界上典型的"特提斯域"所拥有的特有沉积及构造环境及其对油气生成、聚集成藏与保存带来的深刻影响,如赤道封闭型浅海碳酸岩盐礁为主夹页岩的沉积主体及有机质类型为Ⅰ、Ⅱ型及蒸发岩盖层等特征,并通过对实际勘探资料的对比分析,认为南海北部、东海南部中生代缺乏典型"特提斯域"沉积及典型特提斯型大型油气藏成藏条件。     

南海北部深海花粉记录的环境演变

本文报道了南海北部深海沉积物中花粉的研究结果。所研究的17940孔长13．30m,包括最近4万年的沉积物。共鉴定统计103个样品,样品间距10cm,分辨率约为360a,自下而上分为3个花粉带和8个亚带。P1带(13．06～8．70m,约37000～15000aB．P．)以山地针叶树(Picea,Abies,Tsuga)花粉高含量组合与蒿属花粉占优势组合交替出现为特征,指示冷湿及温干频繁交替的气候。根据氧同位素资料该带相当于3期及本次盛冰期。P2带前期(P2-a亚带,8．70～7．23m,约15000～11300aB．P．)热带-亚热带常绿阔叶乔木花粉增加指示气候变暖,其中14000aB．P．前后红树林的高峰可能是海平面一度上升的结果;P2带后期P2-b亚带(7．23～660m,约11300～10000aB．p．)高山雨林及山地针叶树花粉增加指示气候变冷。根据氧同位素资料P2－a亚带与Bφlling－Allerφd升温期相当,而P2－b亚带属新仙女木期。P3带(660～0m,10000aB．P．至现在)为全新世,花粉组合以松属花粉占绝对优势,与现代南海北部表层沉积物中花粉组合相似,说明近万年以来南海北部气候与现代气候相近。近1400年来芒其孢子突然增加说明人类活动加剧。     

南海北部全新世早期低钙事件及其古气候解释

碳酸盐旋回是南海晚更新世以来的最重要沉积特征之一，它受控于表层海水生产率、陆源物质的稀释作用以及深水对碳酸盐的溶解作用。南海北部碳酸钙百分含量主要受控于陆源物质对碳酸盐的稀释作用，即海平面低位时陆源碎屑经过陆架进入较深海域增多，也称稀释旋回。对西沙海槽北侧陆坡柱状样高分辨率研究后发现，在冰消期，低海平面时期存在高碳酸钙，而在冰后期的早中期，6～8ka B．P．的高海平面时期，却存在短暂的碳酸盐含量急剧下降的过程，即低钙事件，产生这种短暂的碳酸钙与其旋回性不吻合的现象应该是降雨量变化造成。在冰消期，出现干旱，陆源物质减少，而早中全新世的雨量，尤其是具较强冲刷能力的大雨量急剧增加。造成北部海南岛和华南陆地的冲刷增强，陆源物质供给增加，从而出现低钙事件。