中国东部大陆边缘中生代晚期增生过程的数值模拟:以那丹哈达为例

许多现存造山带中均发现了洋岛玄武岩(OIB)和地幔柱型蛇绿岩记录,因此洋底高原增生是大陆生长的重要方式,但目前对控制洋底高原增生过程的机制仍不清楚。采用热-机械-岩石学模型数值模拟研究洋底高原的陆缘增生过程,结果显示洋底高原向大陆边缘增生具有3个控制因素:(1)减薄的大陆边缘;(2)海洋岩石圈中的"薄弱"层;(3)年轻的洋底高原。模拟结果与中国东北地区那丹哈达地体的野外构造解析结果和地球化学特征结合,揭示了洋底高原和东北亚大陆边缘的强烈挤压引起俯冲带的应变集中,产生与阿尔卑斯型褶皱相关的高角度逆冲断层和背冲断层,并伴随低级变质作用的构造折返过程。     

俯冲板片熔融柱的数值模拟:上覆板块破坏及动力地形效应

洋壳俯冲过程中温度、压力升高和密度差异,可导致俯冲板片熔融柱的快速上涌,并作用在上覆板块岩石圈地幔底部,从而导致岩石圈的破坏减薄以及地表形态的剧烈变化,该过程类似于地幔柱对岩石圈的破坏作用。目前,对于俯冲板片熔融柱的形成及其对岩石圈破坏程度的研究相对较少,特别是地表动力地形变化与深部岩石圈破坏作用之间的响应关系依然不清楚。为此,本文将利用I2VIS有限差分方法,基于质量守恒方程、动量守恒方程以及能量守恒方程,通过给定材料参数和一定边界条件,计算揭示俯冲洋壳在不同时间和不同深度下发生部分熔融并形成俯冲板片熔融柱的过程,从而模拟再现该熔融柱对上覆板块岩石圈的破坏过程,并进一步分析其导致的浅部地表地形变化响应。数值模拟结果显示,在大洋板片俯冲过程中,由俯冲的陆源沉积物以及洋壳形成的混合熔融柱垂向侵蚀岩石圈底部,造成岩石圈减薄。在熔融柱的横向侵蚀过程中,岩石圈地幔熔融范围增加,可达300 km。在地形变化方面,板块俯冲造成大陆前缘受挤压变形,引起构造变形,构造变形范围可达300 km。同时,与俯冲相关形成的熔融柱对岩石圈地幔底部的侵蚀作用逐渐增强,动力地形变化幅度增大,并持续抬升,最终可垂向抬升至4 km。动力地形的变化范围局限在300 km以内,这与岩石圈地幔的破坏范围保持一致。     

陕西勉略地区两类混杂岩的发现及其地质意义

陕西勉略地区大地构造位置处于扬子板块和秦岭微板块接合部位,该区混杂岩的发现和厘定是国家基金项目“秦岭勉略构造带的组成、演化及动力学特征”的阶段成果,目前所发现的俯冲型和碰撞—逆冲型两类混杂岩分别位于略阳横现河和勉县长坝,分别称之为横现河混杂岩和长坝混杂岩。 横现河混杂岩:出露横现河镇南张崖沟,呈宽约800～1000m的楔状岩片产出,与南北两侧岩片以向南高角度的韧性逆冲断层接触,属泥砂质混杂岩。混杂岩由大小悬殊形态各异的岩块和基质两部分     

黄东海灾害地质类型及声学反射特征

高分辨率声学剖面资料是识别海洋灾害地质现象的有效手段。该文利用国家“12 6”专项调查在黄东海海域获得的各种声学剖面及历史资料 ,在黄东海海底及浅层识别出多种灾害地质类型 ,如潮成沙脊、沙波、古河道、断层、浅层气等。根据对它们的声学特征及成因机制的分析 ,作者认为 :潮流是黄东海海底表层灾害地质形成的主要动力因素 ;而浅层灾害地质因素以古河道、断层、浅层气等为主。     

南海北部神狐海域地质环境综合调查及科学意义

在南海北部神狐海域水合物活跃区域开展了一次综合的海洋地质、物理海洋和生态环境调查,10个站位分布在水深1 000~4 000 m范围内的陆坡和深水盆地区域,是南海北部油气活跃的重要区域和天然气水合物试采区域.航次主要对10个海底站位进行了表层沉积物箱式和重力活塞柱状取样.针对天然气水合物试采区域,开展了一台"海燕"水下滑翔机的海洋物理环境连续走航剖面观测.利用海底地震仪在两个站位开展了连续海底地震和微振动观测.进行了站位的分层水体和沉积物样品中微生物学实验研究.初步航次结果展示了沉积物为黏土和软泥.站位和水下滑翔机走航观测提供了水体内海洋物理环境参数变化特征.海底地震仪观测展示了研究区天然地震活动和可能与水合物活动有关的微震动和短持续事件记录.微生物学实验揭示了沉积物中的微生物细菌群落特征.      

华南东部陆缘新生代隆升历史及其动力学机制

华南陆缘在新生代期间经历了千米量级的上覆盖层剥蚀和山脉隆升;同时,其东侧的东海陆架盆地经历多次构造应力场的反转并发育多期反转构造。东海陆架盆地内的构造反转与华南陆缘隆升的发生时间和触发机制是否一致有待研究。为此,本文对浙江地区的岩石样品进行磷灰石裂变径迹测试和热演化史反演分析其隆升历史,并通过地震剖面分析东海陆架盆地的反转时间及其反转所导致的地层剥蚀量;最后,将二者进行对比分析并研究其动力学机制。结果发现,华南东部陆缘地区至少存在晚始新世(34. 5～33. 5Ma)、中中新世(16～11. 5Ma)、上新世以来(5～0Ma)三期明显的快速隆升事件,三期隆升导致的地层剥蚀量分别为227m、593m和865m;东海陆架盆地经历了古新世末-始新世初(～56Ma)、始新世末-渐新世初(～32Ma)和晚中新世(～10Ma)三期构造反转,三期反转导致的局部地层最大剥蚀量分别可达1200m、1300m和2000m。在时间上,东海陆架盆地的始新世末-渐新世初(～32Ma)和晚中新世(～10Ma)的构造反转分别滞后于浙江的晚始新世(34. 5～33. 5Ma)和中中新世(16～11. 5Ma)的隆升时间,说明这两期挤压-剥蚀事件分别具有自西向东的迁移性,即印度-欧亚板块碰撞的远程效应可能是导致该迁移特征的原因;在强度上,东海陆架盆地的反转剥蚀量大于浙江境内的地层隆升量、挤压强度东强西弱,中新世晚期菲律宾海板块向西俯冲导致冲绳海槽弧后伸展产生向西的挤压力、这种挤压应力向陆内传递且强度变弱可能是导致该特征的原因。     

海洋核杂岩

为了解释洋壳中大量铲形正断层及垂直洋中脊的大量线理(如大西洋中脊的巨型窗棱构造)等现象,通过与大陆上变质核杂岩对比,近来提出了一种新的海底构造类型———海洋核杂岩。在洋底深地震剖面上核杂岩结构形态可以分为3部分,其中第1部分为层1和层2,以脆性变形为特征;第2部分为脆-韧性过渡层,拆离带发育其中,由白色结壳式碳酸盐岩和强烈蛇纹石化的橄榄岩或玄武岩、超镁铁质糜棱岩、糜棱状辉长岩等组成。拆离面之上为未变质的薄层海洋沉积层,其下为热洋幔的退变质岩石组成;第3部分为核部,以塑性变形为特征,常被超基性岩体(尤其是辉长岩侵入体)底辟侵入。与大陆变质核杂岩相比,海洋核杂岩具有明显的独特性。海洋核杂岩的拆离断层同样有数十千米的位移量,因而,可能导致出现海底磁条带的局部错位现象,使得洋壳磁条带的平面结构复杂化。     

南海北部珠江口盆地烃源岩成因:阳江凹陷的资源潜力

本文基于最新的三维地震资料和钻井等资料,对阳江凹陷古近系烃源岩的形成条件与资源潜力进行分析和评价.作者从盆地分析入手,明确了走滑拉分的成盆模式有利于烃源岩形成,并首次利用Badlands盆地模拟揭示了阳江凹陷古地貌及沉积发育特征,指出该区属于典型有利于烃源岩的形成和发育的内源沉积;并利用三维地震资料,精细解析其断裂体系...     

太古宙岩石圈构造变形过程与岩浆作用的数值模拟研究

太古宙岩石圈构造变形是岩石圈与软流圈在高温条件下发生垂向运动的结果,反映了太古宙非板块构造体制下的地球动力学过程.为了解释这个已经消失的过程,前人利用数值模拟方法并结合较少的地质实例,提出了盖子构造、热管构造、湿盖子构造、地幔柱构造等多种可能存在于太古宙的前板块构造体制.这些体制的主要差异源于前人实验中对岩浆作用的简化...     

基于古地貌和源-汇特征分析的烃源岩评价:以珠江口盆地阳江凹陷为例

近海盆地烃源岩评价是海上油气勘探成败的关键,也是亟待解决的关键科学问题。珠江口盆地阳江凹陷近期实现了油气勘探的重大突破,并展示了该区广阔的勘探前景。但在海上探井井位不足的情况下,仅靠地震资料难以客观地评价烃源岩的生烃潜力。为了进一步明确该区主要生烃层文昌组的生烃潜力,本文首先利用最新的四维层序地层模拟(Bandlands软件)技术,恢复了阳江凹陷古近系沉积期间的古地貌。古地貌恢复预测的古环境特征较好地揭示了文昌组古地貌与沉积体系的对应关系,说明文昌组古地貌背景对烃源岩沉积发育的影响较大。结合沉积体系的研究结果,分析总结了该区文昌组沉积时的源-汇特征,表明该凹陷文昌组早期是烃源岩发育的最有利时期。再结合洼陷古地貌特征、烃源岩的发育程度(主要依据半深湖相的厚度和面积)、与油源断裂的沟通及浅部圈闭的匹配等将各洼陷烃源岩综合划分为优质烃源岩、较好烃源岩和一般烃源岩3个级别:恩平20洼、恩平21洼为优质烃源岩;恩平27洼为较好烃源岩;恩平19洼、阳江24洼等为一般烃源岩。在对烃源岩分布预测的基础上,根据已钻井烃源岩样品的分析化验资料,将实验分析、地质分析与模拟结果相结合,分别对文昌组上段和文昌组下段两套烃源岩的沉积埋藏史、热演化史及生烃史进行综合分析。最后利用Petromod盆地模拟技术模拟了文昌组烃源岩的生烃潜力。模拟结果表明:恩平20、21洼和恩平27洼文昌组下段烃源岩生烃强度大于文昌组上段烃源岩生烃强度,说明文昌组下段烃源岩为生烃潜力最好的层段,且凹陷中东部的恩平20、21洼和南部的恩平27洼为生烃潜力最好的洼陷,具有较好的勘探潜力。这种基于古地貌和源-汇特征分析的烃源岩评价,对近海油气勘探具有重要的指导作用。