南海共轭陆缘构造不对称性研究及其成因的数值模拟

<正>岩石圈在水平拉张力的作用下会发生伸展变形,以致形成裂陷盆地,但是在多因素的影响下,岩石圈的拉张形式会存在很大的差异,因此学者致力于提出不同模型解释不同的裂陷盆地结构。英国学者Mc Kenzie根据大陆纯剪切伸展模式建立了岩石圈伸展量与裂陷盆地的沉降量以及后裂陷阶段热沉降量之间的定量模型[1],在解释被动大陆边缘的地壳减薄、张裂和沉降方面发挥了重要作用[2-3],但它仅适用于完全对称的纯剪拉张模型,很难解释非对称共轭     

西菲律宾海盆的构造沉积特征及对海盆演化的指示——来自地球物理大断面的证据

菲律宾海发育了全球最典型的沟弧盆体系,新老俯冲系统众多,是研究大洋板块扩张过程的理想场所。本文主要利用2015年中科院海洋所在西菲律宾海采集的1400km地球物理大断面,并结合最新的重力数据,对比、分析了西菲律宾海内部古扩张中心(中央海盆裂谷)和残留弧(九州-帕劳海脊)的沉积地貌和地壳结构特征。研究表明:(1)中央海盆裂谷内部发育远洋沉积为主的沉积物,沉积层序分布不均,局部盆地内沉积物厚度可达300m。九州-帕劳海脊附近发育与火山碎屑物源有关的厚层沉积物;(2)以129°30′E处的转换断层为界,裂谷东西部洋壳结构分别体现"慢速"和"快速"扩张特征,东部洋壳岩浆供应较少,厚度较小,断裂较为发育,其附近可能发生水岩作用;西部洋壳岩浆供应较多,厚度较大,结构相对均一;盆地西部的小规模地幔柱可能控制了裂谷东西部不同洋壳结构的发育;(3)九州-帕劳海脊内的角度不整合面代表岛弧裂解事件,张裂与挤压构造共同发育反映了裂解过程的复杂性。     

深水盆地中大型侵入砂岩的地震识别及其成因机制探讨

侵入砂岩是深水盆地中常见的地质现象,由于本身具有高孔隙度、高渗透率的特点,对深水油气储集、运移和成藏均有重要的影响。综合国内外研究成果,探讨了深水盆地中大型侵入砂岩的地震特征和成因机制。研究表明侵入砂岩具有明显的强振幅地震反射,这些振幅异常一般呈V字形反射形态,沿着走向反映出一系列的特点,如阶梯性、分支性等,并伴有极性反转和高速度异常,在侵入砂岩下部的喉道出现上拉现象;关于侵入砂岩的成因,认为是未固结成岩阶段深水盆地中的异常超压砂体的向上侵位形成,大型的侵入砂岩及其伴生的断裂系统为流体运移提供渗流通道,深部水道或深水扇系统为侵入砂岩提供充足的物源。     

南海西北陆坡火成岩体地震识别及分布规律

本文根据南海西北陆坡西沙海区及周缘地球物理资料,分析了火成岩体的形态特征及识别特征,并结合南海及周缘地区岩石学测年数据,对该区火成岩进行了期次划分,总结了各期分布规律。研究发现,本区火成岩体代表性产状主要有平柱状、锥状的喷出型,及星状刺穿侵入型。利用地震反射特征通过火成岩体与围岩接触总结了三个判断火成岩形成时代的标准分别为:接触关系、上覆地层沉积厚度及两侧地层对比,从而识别出同扩张期火成岩,并将本区火成岩形成时代分为三期:南海扩张期(32~16 Ma),岩浆活动主要集中在西北次海盆和西沙隆起边界,琼东南盆地及中建盆地也有零星分布;扩张结束后的早期(16~5.5 Ma),岩浆活动规模小、数量少,只零星分布在西沙隆起内,研究区的其他地方并不存在该期岩浆活动;扩张结束后的晚期(5.5 Ma至今),火成岩体个体面积较小、数量众多、分布广泛,几乎在全区都有分布,并可见部分该期火成岩与南海扩张期的火成岩呈明显的继承关系。本研究证实南海扩张期间,陆坡虽有岩浆活动,但较之火山型张裂边缘其规模较小,没有形成大火成岩省,也没有发现火山型张裂边缘中典型的向海倾斜反射(SDR),为南海北部陆缘是岩浆匮乏型张裂陆缘这一观点提供了坚实的依据。扩张结束后的晚期,即自5.5 Ma以来岩浆活动剧烈,与莺歌海盆地、琼东南盆地及西沙海区异常热沉降直接相关,并推测该期岩浆活动可能与海南地幔柱有关。     

琼东南盆地深水区流体势分析及其对天然气水合物成藏的意义

针对深水区缺乏钻井资料的情况,从可以广泛获取的叠加速度出发建立了一套计算地下流体势(气势)的方法,并以此对琼东南盆地深水区进行了实例分析,以此来获得天然气运移和水合物成藏的有益信息。盆地广泛发育断裂、底辟构造,影响着水合物的分布。BSR发育区与气体势场强度的汇聚区域有着较好的对应关系,水合物根据成因可分为两类:一类是以浅部地层生物成因气为主,另一类是以深部热成因气为主。大部分断层对应于相对低势区,反映断层的开启性,可以作为气体运移的通道,其上部发育深部热成因气为主的水合物藏。在构造隆起附近发育的底辟具有相对高气势的特征,这类底辟携带大量的深部热成因气运移至浅部,为水合物的形成提供充足的气源,在其附近剖面上常具有BSR的显示。     

构造分析方法在伸展盆地中的综合运用

为了更有效地研究伸展盆地,论述了目前伸展盆地研究中几种常用软件的方法和原理,包括用于盆地反演研究的一维Airy均衡模型、二维挠曲回剥模型、平衡剖面技术以及用于盆地正演研究的挠曲悬臂梁模型和二维粘弹塑性热-力学数值模拟模型。综合分析了这些方法的原理、优势与不足,在此基础上进一步探讨了不同方法之间的综合运用。其中平衡剖面技术恢复得到的盆地剖面可以为裂谷期构造沉降展布范围提供约束,并与挠曲悬臂梁模型结合可以得到盆地演化过程中不同时期上地壳的伸展减薄情况。数值模拟方法则在以上盆地模拟方法得到的结果约束下,模拟伸展盆地的形成过程进而得到初始地质参数与演化过程。综合利用盆地分析的方法可以对盆地演化有更准确的认识并指导油气资源的勘探与开发。