辽东湾地区地球物理场与岩石层特征

辽东湾地区是沿着郯庐断裂系发展的新生代大陆裂谷型断陷,其深部构造制约浅部结构。总结和分析辽东湾地区的重力场、磁力场、地震波场、热流场、地温分布及岩石层速度研究成果,表明辽东湾地区具有高值深部重力、浅居里等温面、浅壳幔电性高导体、相对低热流值等特征。该区Pn波平均速度较低,可能由于上地幔顶部热流物质向上侵入所致。NE向快波方向体现的是东侧右旋走滑响应,推测是辽东湾东部走滑作用弱于莱州湾及渤中地区,西部更弱或者未发生走滑的结果。辽东湾地壳发生明显减薄,居里等温面抬升区对应地壳厚度减薄区,在地壳减薄过程中很可能发生了伸展拆离。     

南海成因机制及北部岩石圈热-流变结构研究进展

南海是西太平洋地区最大的边缘海之一,其北部具有被动大陆边缘特征。南海的形成演化动力学过程对理解该区地质、资源、环境等科学问题有重要意义。综述了近年来在南海北部大陆边缘开展的岩石圈热状态、流变学及南海成因机制和国际上伸展盆地成因数值模拟等方面的研究进展。南海北部大陆边缘区的大地热流相对较高,平均为75 mW/m2,其中绝大部分为来自地幔热流的贡献。莫霍面温度亦较高,从陆架向海盆方向,深部地温越来越高。岩石圈具有温度高、强度低和强烈流变分层等特征,且下地壳表现为韧性流动变形。伸展盆地成因模拟研究已从运动学向动力学模拟过渡,并逐渐强调岩石圈流变学性质的影响。目前对南海成因机制的理解仍存在争议,大陆裂解过程中岩石圈热-流变结构随时间的变化是控制南海形成演化的关键因素,对南海形成中岩石圈的热-流变学结构随时间的演化过程需要进行深入研究。     

南海热流特征及其构造意义

根据南海 592个热流数据 ,为克服热流站位分布不均及局部异常热流的影响 ,结合各单元的地质史及其地壳厚度等资料对研究区热流特征进行了详细分析。结果表明 ,具拉张背景的区域如北部陆缘、湄公盆地以及北巴拉望盆地具有中等偏高热流 ;海沟区热流相对较低 ,东部海沟区除台西南盆地外均为低热流区 ,而南部边缘东段古海沟区处于热恢复中 ;南部边缘西区因边界断裂的扭张及深部热源的异常补给而具高热流 ;属于剪切断裂带的西部陆缘也具高热流特征 ;中沙—西沙地区热流中等偏高 ,并由NW往SE方向增加 ,而南沙地区热流较低 ,约为 60mW·m- 2 ;海盆的热流基本满足随洋壳年龄增加而降低的规律 ,东部次海盆实测热流与理论预测基本一致 ,而西南次海盆实测热流普遍低于预测值 ;在南海北部下陆坡区识别出一条高热流带 ,该带与前人给出的海盆北缘断裂带位置基本一致。研究区不同区域地热特征直接或间接地受控于其所处的构造环境。据此 ,给出了研究区的热流趋势图。     

尼日利亚南部大陆边缘重力场特征及解释

利用中国-尼日利亚国际合作航次获得的船载重力数据,分析了尼日利亚南部大陆边缘的自由空间重力异常和布格重力异常特征,并通过两条从陆架—陆坡—陆隆一直延伸到深海盆地的重力剖面拟合出地壳密度结构。研究结果表明,地壳厚度总体上从陆架、陆坡至深海平原呈现阶梯状减薄的趋势,东侧的减薄幅度大于西侧,东侧从24 km减小到10 km,西侧从21 km减小到14 km。     

南海北部陆缘地热状态及其成因探讨

对收集、整理的462组大地热流和地温梯度数据进行统计分析,结果表明南海北部陆缘具有普遍偏高的大地热流和地温梯度,大地热流总体表现为由陆架向洋盆方向递增的趋势。海底热流资料经稳态温度场计算南海北部随深度变化的热流和温度分布,获取热居里面深度,与地磁资料反演的居里面深度进行对比,发现南海北部中、下陆坡磁居里面深度浅于热居里面深度,处于地热不平衡状态。通过对地壳结构、拉张因子、莫霍面埋深、断裂带及火山活动的综合分析,表明南海北部陆缘地热状态受控于地壳拉张减薄和莫霍面抬升的构造格局,裂后晚期局部岩浆活动对地热状态亦有影响。     

南海西北部与红河地区地球物理场及其地壳深部结构特征

分析了南海西北部与红河地区地球物理场特征，计算了研究区重、磁资料的一阶小波细节变换、四阶小波逼近变换。根据重力场资料以及南海北部盆地钻井取样的测试结果，同时参考在研究区进行的地震勘探结果，对研究区的地壳结构进行了反演计算。结果表明，研究区域地壳结构较为复杂，地壳厚度在17—38km之间，总的趋势由陆向洋地壳厚度逐渐减薄，反映出该区域地壳具有陆壳、过渡壳的性质，同时存在上地幔隆起区及凹陷区。用地震层折成像结果与重力资料计算出的地壳分布趋势进行了对比验证。根据地幔对流结果探讨了研究区深部地球动力学特征及其与深部地壳结构的关系。     

东海地区地热场综述

综述了东海地区地热场的特征及研究进展,根据收集的各航次热流值资料,绘制了东海地区的热流值分布图,并根据热流值的分布特点将东海地区分为陆架区、冲绳海槽区、琉球岛弧和海沟区、菲律宾海盆区等4个区块,详细分析了它们的热流分布成因,在已有的东海南北热结构模型基础上对东海南北热结构差异进行了分析。南冲绳海槽区的地壳热流值和地壳减薄程度都明显高于北冲绳海槽及其它各区,说明高热流值起源于地幔抬升和地壳的减薄,东海的扩张已经从冲绳海槽北部转移到南部。     

与岩石圈拉伸有关的盆地的形成机理、类型及特征

与岩石圈拉伸有关的盆地可以出现在威尔逊旋回的各个阶段和各种不同的板块构造环境中。两种主要的拉伸盆地(裂谷盆地和被动大陆边缘盆地)在世界的油气资源中占有非常重要的地位。概括了拉伸盆地的形成机理,并分析了裂谷盆地和被动大陆边缘盆地的基本地质特征和成藏特征。指出裂谷盆地能够形成大量油气藏的主要原因在于:裂谷阶段产生的封闭环境及高热流有利于烃源岩的发育和成熟,是成藏的物质基础;拉张作用形成的裂谷盆地和被动大陆边缘盆地很少遭受较大的后期改造作用,油气保存条件良好,也是这些地区富集油气的一个重要原因。低位域砂体是世界级储层和今后勘探的主要方向。     

琼东南盆地张裂期沉降亏损与裂后期快速沉降成因

前人研究发现琼东南盆地裂后期存在大规模快速沉降事件,并提出了多种成因机制。为了考察该事件与整个沉降历史的关系,选取跨越琼东南盆地主要凹陷的5条地震剖面上的39个代表点位,利用回剥技术和应变速率反演方法,计算了这些点位的回剥构造沉降及理论构造沉降。计算结果不仅确认了前人的认识即琼东南盆地在裂后期存在快速的构造沉降现象,而且还发现,如果假定地壳减薄发生在张裂期(45~21 Ma),那么,依据地壳减薄计算的理论构造沉降在张裂期明显大于回剥构造沉降量。结合琼东南盆地裂后期断裂活动特点和深部结构探测结果,认为地壳减薄发生在古近纪张裂期,表明琼东南盆地张裂期存在明显的沉降亏损现象,在张裂期结束时(21 Ma)各代表点处的回剥构造沉降量,比由地壳减薄计算得到的理论构造沉降量小约900~2 000m。进一步分析认为,裂陷期的沉降亏损与裂后期的快速沉降很可能存在内在成因联系,后期快速沉降是早期沉降亏损的补偿,其成因可能和该区深部热异常的演变有关。深部热异常可导致张裂期的沉降不足,随着热异常热源的消退,导致晚期快速沉降现象的发生。     

用样条函数计算结果研究冲绳海槽热源机制

对冲绳海槽１９８４－１９９０年的实测热流值，利用数字滤波方法计算，得到反映该区深部地壳热状态的区域热流值为８０－１６０ｍＷ／ｍ＾２，用Ｂ样条函数法对其作数值模拟，计算出海槽地温场模式，并以此研究冲绳海槽海底高热流的形成机制，得出冲绳海槽热流值的区域性变化与綦中地质构造格局呈正相关，高热流是该区现代构造活动所致，其明显特征是地壳减薄，地幔上拱等结论。     

被动大陆边缘伸展–破裂过程研究进展

深地震探测、大洋钻探及野外露头观测等技术方法的联合运用,极大地推动了对大陆边缘地质过程的认识。目前对大陆边缘,尤其是对被动大陆边缘的结构、演化和发育机制的认识,正在经历一场前所未有的变革。文章从基本的概念和分类开始,综述了全球已探测到的几种主要大陆边缘类型的盆地结构、深地壳?岩石圈结构、圈层速度、沉降特点和破裂方式的研究进展,讨论了被动大陆边缘的发育和演化的机制。综合已有研究进展,指出富岩浆型和贫岩浆型陆缘在裂前和裂陷期具有相似的岩石组成和裂陷结构特征,只是在破裂前后由于岩浆量的不同而发生了结构的分异。贫岩浆型陆缘中的全岩石圈断裂型、上地壳过渡型、下地壳剥露型、上地幔剥露型,甚至下地壳+上地幔剥露的组合类型陆缘,是被动陆缘在张裂期由于岩石圈各层流变结构等因素的差异发生分异演化的结果。贫岩浆型陆缘下地壳高速体主要来源于地幔蛇纹岩化,而富岩浆型陆缘则主要来源于高温地幔熔融产生的底侵或侵入,局部可能继承了前张裂期的高速变质岩体。上述大陆边缘研究成果为研究南海的结构和演化提供了很好的对比和借鉴。     

东海及其邻域地球动力学研究进展

分别对东海陆架盆地和冲绳槽盆地的地质概况,地壳结构、地热场分布及热水活动状况,地震层析成像及其它地球动力学研究做了综合分析,研究结果偏重于大陆地壳下的物质向边缘海方向扩张,形成边缘海和边缘洋盆的模式,从而取代多年来关于西北太平洋边缘海盆是由于海沟向欧亚大陆的俯冲产生的观点。     

冲绳海槽地热研究中若干问题的探讨

根据冲绳海槽地区实测海底热流资料,结合该地区最新的地质地球物理调查研究成果,分析了冲绳海槽地热研究中的几个问题,认为(1)相对于其它边缘海盆地,冲绳海槽是一个高热流异常区,同时具有热流值极不均匀的特点;(2)冲绳海槽的壳幔热流比值介于大陆地壳与大洋地壳之间,具有过渡性地壳的性质;(3)冲绳海槽强烈的岩浆作用是造成局部高热流的重要原因;(4)广泛分布的海底热液活动造成了局部热流值强烈的高低变化。     

冲绳海槽地壳结构与性质研究进展和新认识

冲绳海槽是张裂于东亚大陆边缘的弧后盆地,对其地壳结构性质的研究具有重要的理论和现实意义。本文在总结冲绳海槽重力场、广角反射/折射地震探测、海底磁异常条带以及火山岩和岩浆作用这4个方面研究成果的基础上,对海槽的地壳结构、地壳性质和所处的构造演化阶段进行了探讨。认为冲绳海槽绝大部分地区地壳厚度大于正常洋壳,应属减薄的陆壳,由裂陷作用形成;但海槽中段和南段中央地堑地壳速度结构与洋壳类似,发育条带状磁异常,且已有大量幔源物质参与了地壳的组成,具备初始扩张作用的特征。对于海槽内是否存在洋壳,仍需进一步调查和研究。     

南海北部陆缘地壳结构探测结果分析

深部地震和重力资料反演揭示了南海北部陆缘地壳结构在总体上由北部的华南沿海（厚约30km）向南部的洋盆（5──8km）逐渐减薄。南海的近SN向拉张不仅造成南北方向地壳结构的巨大变化，也造成东西向的明显变化。在南海北部陆缘的西部，局部拉张产生了一系列裂谷构造。西沙海槽作为一条狭窄的陆内裂谷向西延伸，海槽南北两侧地壳厚度超过25km，海槽中部地壳减薄至不足10km。西端的莺歌海盆地地壳厚仅5km，缺少明显的壳内反射－折射。在珠江口盆地中部，地壳厚度在下陆坡明显减薄，地壳下部存在较薄的（3──4km）高速层（地震波速7．2──7．5km·s－1）；在珠江口盆地东部，地壳底部存在约 10km厚、300km宽的高速层。在台湾地区，由于弧陆碰撞，曾经减薄的陆壳在碰撞带增厚，莫霍面深度超过30km。南海北部陆缘在裂谷拉张和海底扩张期间岩浆活动平静，表明南海北部陆缘为非火山型陆缘。     

南海西部大陆边缘南段油气形成差异性分析

南海西部大陆边缘南段发育万安盆地和湄公盆地,二者仅以昆仑隆起相隔,万安盆地以生气为主,湄公盆地以生油为主,造成二者油气差异性的原因有待探究。在已有的油气勘探资料和现有认识的基础上,通过对湄公盆地和万安盆地的热流背景、构造格局、沉积环境和生烃母质等特征进行剖析和类比,探讨2个盆地油气形成差异性的原因。研究认为,造成二者油气差异性的主要原因在于热流背景、构造格局、沉积环境以及生烃母质的不同。受断裂活动影响,万安盆地地温梯度和大地热流值均高于湄公盆地。万安盆地主力烃源岩时期是渐新世-早中新世,主要发育断拗型盆地湖沼-海湾相沉积,渐新世生烃母质主要为湖沼环境的藻类、水生植物以及高等植物的混源,早中新世生烃母质主要来自红树林等陆源高等植物,以Ⅱ_2-Ⅲ型干酪根为主,生气为主。湄公盆地主力烃源岩时期为渐新世,主要发育断陷型盆地湖相沉积,生烃母质主要来源于中深湖相的藻类和水生植物,以Ⅰ-Ⅱ型干酪根为主,生油为主。因此,断裂活动的差异控制了热流背景,构造格局的差异控制了沉积环境,沉积环境的差异控制了生烃母质,生烃母质的差异控制了油气类型。     

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     

南海北部大陆边缘深水盆地成因机制与油气资源效应

南海北部陆缘深水油气及天然气水合物等多种资源分布及资源潜力与其深部地壳岩石圈结构构造特征,尤其是地壳浅表层沉积盆地类型及成盆机制等存在时空耦合配置关系及成因联系,亦是目前油气及水合物地质勘探研究调查部门和学术界重点关注领域。基于海洋地质调查地质地球物理资料和油气勘探开发成果,综合分析了南海北部陆缘深部岩石圈地壳结构构造特征,借鉴陆缘伸展地壳拆离薄化新模式的理念,阐明深部地壳结构构造特征与深水盆地的时空耦合配置关系,进而揭示了深水盆地成因及其与深水油气及水合物成藏等的成因联系及资源效应;预测陆坡-洋陆过渡带深水及超深水盆地油气资源潜力与勘探前景优于陆架浅水盆地,且水合物资源潜力巨大,是我国海洋油气勘探可持续发展与油气储量接替的重要战略选区。     

大陆岩石圈在张裂和分离时的变形模式

通过对南海南北共轭边缘地壳剖面的对比研究,发现大陆岩石圈的物理性质是分层的：上、中地壳呈脆性,下地壳表现出塑性,而岩石圈上地幔则仍呈脆性。因此,在它受张性应力场作用时,其变形和破裂分离方式也是分层进行的：上、中地壳能发生犁式断裂,产生的断块沿断面转动在地表产生一系列半地堑,并使地壳厚度减薄;如拉张应力继续作用时,上、中地壳将沿犁式断裂被拉开,从而形成上、下板块边缘,并彼此分开。下地壳则发生塑性变形,使地壳厚度减薄,并最终将其拉断。岩石圈上地幔亦可产生陡倾断裂,形成的断块沿断面转动亦使其厚度减薄,并最终沿陡倾断裂被拉断。这就是我们称之为岩石圈变形和破裂分 离时的分层变形及分层破裂分离模式。     

北冰洋楚科奇边缘地的地球物理场与构造格局

利用高分辨率水深、重力、地磁和多道反射地震数据,综合分析了楚科奇边缘地及其周边区域的地形地貌和地球物理场特征,划分了区域构造单元。研究表明,楚科奇边缘地不仅是楚科奇大陆架外缘独特的地形单元,也是一个相对独立的构造单元,与周边的加拿大洋盆、阿尔法-门捷列夫大火山岩省、北楚科奇陆架盆地和阿拉斯加被动陆缘等构造单元在地球物理场和区域构造上具有截然不同的特征。楚科奇边缘地是一个地壳减薄的微陆块,新生代早、中期发生了大规模的E-W向构造拉伸作用,基底断块的差异性升降塑造了当前的地形地貌和沉积层的发育。边缘地可能形成于北楚科奇盆地侏罗纪-早白垩纪的张裂作用,而内部盆-脊相间排列的构造格局则可能与加拿大海盆相边缘地俯冲作用停止后的均衡调整有关。