南海北部陆缘与西沙海槽下地壳岩石学和化学成分模型

根据穿过南海北部陆缘和南海西北部西沙海槽的人工地震测深剖面的P波波速结构,依据笔者反演的当地现今地温线对P波波速进行温压校正,得到南海北部陆缘和南海西北部西沙海槽地壳在600MPa和室温条件下的校正P波波速值.     

南海北部陆缘东、西部新生代沉积盆地基底特征对比分析

本文通过对南海北部大陆边缘东、西部新生代沉积盆地基底岩性特征、基底构造格局、地壳结构和基底沉降结构等方面的论述,分析了北部陆缘东西部的地质差异,探讨了这些差异产生的原因。认为南海北部陆缘东西部新生代沉积盆地发育于不同的构造单元上,在形成演化过程中,基底具有不同的沉降结构和构造活动性,而地壳结构的明显差异,揭示了东、西部沉积盆地形成内因的差异,东部盆地发育于拉张减薄的陆壳之上,并伴有地幔隆起与地壳的上拱作用,西部盆地则主要以地壳的裂陷作用为主。     

南海北部陆缘地壳结构特征及其构造过程

根据“北部湾大陆缘地壳结构ＰＳ转换波测深”等地球物理测量结果,本文研究了南海北部陆缘的地壳结构特征,讨论了其白垩纪以来的构造过程。地球物理测量表明,由陆向海,南海北部陆缘地壳由陆壳、过渡壳变为洋壳,厚度由３４ｋｍ减薄至８ｋｍ左右。垂向上地壳为３层结构模式。陆壳、过渡壳和洋壳的下地壳Ｐ波速度普遍较高。地壳伸展系数的计算表明南海北部陆缘伸展主要发育于陆坡地区。结合区域地质研究,本文认为：南海北部陆缘及     

伸展盆地构造演化的数值模拟——以南海北部白云凹陷为例

介绍了瞬时均匀拉伸模型、挠曲悬臂梁模型和多幕伸展模型,特别强调各种模型的基本假设和适用条件,以及基于这些模型发展出的二维正反演模拟和一维应变速率模拟的方法。这些方法在计算岩石圈伸展系数和盆地张裂的过程中,具有一定的优越性。在盆地的数值模拟中,有时需要综合运用多种数值模型来突破单个模型假设条件的约束。为了研究南海北部白云凹陷的裂后沉降特点,分别应用二维正反演和一维应变速率正反演方法计算岩石圈的伸展系数,并计算理论热沉降,与实测裂后沉降进行对比。模拟结果表明,白云凹陷岩石圈的伸展系数大致呈钟形分布,在凹陷中心处最大,大约为3.5;凹陷的实测裂后沉降远大于理论值,即存在裂后异常沉降,裂后期的异常沉降总量在凹陷中心和南部在2km以上。     

伸展盆地构造演化的数值模拟——以南海北部白云凹陷为例

介绍了瞬时均匀拉伸模型、挠曲悬臂梁模型和多幕伸展模型,特别强调各种模型的基本假设和适用条件,以及基于这些模型发展出的二维正反演模拟和一维应变速率模拟的方法。这些方法在计算岩石圈伸展系数和盆地张裂的过程中,具有一定的优越性。在盆地的数值模拟中,有时需要综合运用多种数值模型来突破单个模型假设条件的约束。为了研究南海北部白云凹陷的裂后沉降特点,分别应用二维正反演和一维应变速率正反演方法计算岩石圈的伸展系数,并计算理论热沉降,与实测裂后沉降进行对比。模拟结果表明,白云凹陷岩石圈的伸展系数大致呈钟形分布,在凹陷中心处最大,大约为3.5;凹陷的实测裂后沉降远大于理论值,即存在裂后异常沉降,裂后期的异常沉降总量在凹陷中心和南部在2km以上。     

南海北部陆缘中生代沉积层序、对比和油气地质意义

南海北部陆缘陆上粤中-粤东地区出露一系列的中生界,可以划分为15个Ⅲ级沉积层序。在毗邻海区的潮汕坳陷的地震剖面和LF35-1-1井也可以识别出12个Ⅲ级沉积层序。这些Ⅲ级层序组成了6个Ⅱ级层序和2个Ⅰ级层序,反映出由海向陆的环境变化过程。陆区和海区中生界在岩性、岩相以及层序地层等方面存在可对比性。陆区上地层-沉积特征以及模式可以作为模型应用于海区中生界相关研究,对南海北部中生界油气勘探具有指导意义。     

从陆缘伸展探讨新生代南海构造演化

南海的形成和演化是地学界长期争论的问题,前人给出了多种成因模式,目前较流行的模式是海底扩张,但它难以合理解释南海海底扩张中的洋中脊跳跃现象及南海大洋中的大陆残片。基于欧亚东缘的陆缘伸展,从地幔上涌和陆壳沿莫霍面的重力滑移的新大陆漂移模型出发,通过横跨南海的几条地震勘探剖面的地质新解释,研究了南海的形成和演化过程。结果说明,南海的形成是一种“构造被动挤出+微陆块主动漂移”模式。构造被动挤出是指印度-欧亚碰撞造成的欧亚大陆东南缘的微陆块被大规模挤出,而由陆缘伸展形成的微陆块在被挤出后发生了主动裂解漂移,南海的海底扩张现象是诸多微陆块主动漂移的结果。这个新的模式能够合理地解释南海形成过程中的洋中脊跳跃现象及南海中大陆残片的成因机制。进一步恢复了南海演化过程中周边陆块的运动演化历史,说明欧亚东缘在中生代晚期发生的大规模伸展构造运动是南海形成的基础,新生代印度-欧亚碰撞是南海形成的直接动力,微陆块的裂解漂移是南海形成的主要参与者。     

南海东北部岩石圈伸展的构造模拟约束

盆地的形成是深部过程的浅部响应,其中不同尺度拉张因子的变化能够反映岩石圈的伸展特征。运用基于弹性梁模型和挠曲均衡原理的2D构造模拟软件对横穿南海东北部地区的两条地震-地质剖面进行模拟,计算上地壳、全地壳和岩石圈尺度拉张因子。结果表明,南海东北部岩石圈伸展存在横向非均质性和深度相关的伸展现象:(1)不同坳陷中心的拉张因子从陆架-陆坡-海盆区有变大的趋势;(2)三种尺度的拉张因子之间存在明显差异,并且这种岩石圈深度相关的伸展现象在陆架和陆坡地区表现不同:陆架范围内上地壳和全地壳尺度的拉张因子在数值上相近,而在陆坡向洋壳方向,岩石圈、全地壳尺度拉张因子在数值上比上地壳尺度拉张因子大的差别趋势越来越明显。分析认为南海东北部岩石圈深度相关的伸展模式与海底扩张早期温度较高且黏滞性较小的下地壳在陆坡向海盆方向的流动性大于陆架地区有关。南海东北部伸展盆地的形成经历了岩石圈在陆内裂谷阶段均匀伸展以及大陆边缘裂谷阶段深度相关的伸展作用过程。     

南海北部陆架断裂系统特征及其对南海打开的启示意义

南海作为西太平洋最大的边缘海之一,处于太平洋、欧亚以及印-澳三大板块的俯冲汇聚作用之下,具有复杂的形成机制和演化历史。白垩纪初期,受太平洋板块俯冲后撤的影响,南海北部和南部陆缘发育一系列NE-NEE向张性剪切岩石圈断层,渐新世以来断裂大多继承先存断裂继续活动。中新世晚期,菲律宾海板块向西持续俯冲,在南海北部陆缘出现大量的近EW-NEE向张性正断层和NWW-NW向剪性基底断裂。两期断裂在平面上相互交切,代表了不同时间板块间的相互作用,但这些断裂在垂向上经历了何种构造活动,如何控制南海北部盆地群的沉积分布,与周围板块的运动方式有何联系,这些问题仍未得到系统解答。最重要的是,这些断裂系统的形成过程对南海海盆的打开方式有何启示意义是一个值得深入探讨的问题。本文针对南海北部陆缘发育的NE-NEE向、NW向和E-W向断裂系统,选取NE-NEE向、NW向断裂系统最发育的珠江口沉积盆地,利用重磁异常、沉积地层和地震反射剖面资料,系统分析断裂结构特征及活动历史。结果表明,南海北部陆缘一系列NEE向的断裂带(如滨海断裂带),很可能为珠江口盆地内部控坳主控断层,且断裂活动经历了早期低角度滑脱,第二期高角度正...     

南海北部陆缘早侏罗世海平面变化的古盐度记录

早侏罗世南海北部陆缘粤东地区发生大规模海侵。古盐度的变化记录了海平面的变化。反映古盐度变化的Sr/Ba和B/Ga比值与海平面升降有关,前者为正相关,后者为负相关。本区m曲线（m= MgO/ Al2O3×100）与B/Ga曲线相似,但在幅度方面有差异。结合沉积充填序列、沉积环境、沉积相演变,确定了本区海平面变化经历了两次海侵和一次海退。早侏罗世南海北部陆缘构造背景相对活动,前陆再旋回造山带或前陆隆起成为物源区,海丰地区具有周缘前陆盆地的性质。古盐度记录揭示的海平面变化可能受古特堤斯闭合的影响。     

Lithospheric Thermal Isostasy of North Continental Margin of the South China Sea

Accompanied with rifting and detaching of the north continental margin of the South China Sea,the ernst and the lithosphere become thinner away from the continental margin resulting from the tectonic activities,such as tensile deformation,thermal uplift,and cooling subsidence,etc..Integrated with thermal,gravimetric,and isostatic analysis techniques,based on the seismic interpretation of the deep penetration seismic soundings across the northern margin of the South China Sea,we reconstructed the lithospheric thermal structure and derived the variation of the crust boundary in the east and west parts of the seismic profde by using gravity anomaly data.We mainly studied the thermal isostasy problems using the bathymetry of the profiles and calculated the crust thinning effect due to the thermal variety in the rifting process.The results Indicate that the thermal isostasy may reach 2.5 kin,and the compositional variations in the ilthospheric density and thickness may produce a variation of 4.0 kin.Therefore,the compositional isostatic correction is very important to recover the relationship between surface heat flow and topography.Moreover,because of the high heat flow characteristic of the continental margin,building the model of lithospheric geotherm in this region is of great importan for studying the Cenozoic tectonic thermal evolution of the north passive continental margin of the South China Sea.     

南海的右行陆缘裂解成因

南海成果是西太平洋边缘海动力学研究的重要部分,也关系到特提期,环太平洋两大超级会聚带的相互作用,是国内外地学界长期研究的热点问题。西太平洋边缘海内带,尤其是日本海和南海在形成时代,海盆形态和海底地貌,海底扩张的多轴,多阶段,由东向西扩展特征,岩石圈地幔的地球化学异常等方面具有共同特征,可能在成因上也相似,南海的海盆的楔形的楔形形状,海底扩张及陆架盆地的断陷的由北向南发展和自东向西推进的特征,地壳伸展减薄和海底扩张程度的由东向西减弱都可用尖端向西的“剪刀模型”来描述,即南海的张开是近南北向右行剪切力作用下东亚陆缘发生裂解的结果。南海张开的同时在海盆内及其西缘印支半岛上发育大量近南北向右行走滑断裂,表明当时存在区域性的近南北向右行剪切应力,而在其东缘现在看不到大型近南北向右行走滑断裂,可能是在中中新世以后受从赤道附近近滑移北上并沿马尼拉海沟仰冲的菲律宾群岛所破坏的结果。晚中生代以来,在西太平洋构造域,特提斯构造域西段（印度）及东段（澳大利亚）先后发生了朝欧亚大陆的,不同方向和速度的会聚。在这三大作用的复合和竞争的动力学背景下,东亚陆缘发生了有地幔参加传动的“超级剪切”,其应力场经历了左行压扭体制和右行张扭体制交替的阶段性变化,正是在特提斯构造域西段的会聚起主导作用的阶段,东亚陆缘在右行张扭应力场作用下发生裂解,形成了南海和其他内带边缘海。     

南海西北陆缘多金属结核地球化学特征及成因

对取自南海西北陆缘海域的大型多金属结核进行了电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)、等离子质谱仪(ICP-MS) 和等离子光谱仪(ICP-AES) 等方面的分析.结核核心部位的主要矿物组成为石英、伊利石、钠长石和绿泥石, 壳层的主要矿物为δMnO₂等.铁、锰组分呈现Fe含量高、Mn含量低和Mn/Fe低的特征.Si含量高, Cu、Co、Ni含量低; 稀土元素(REE) 含量高, 平均为1472.30×10-6, 轻稀土与重稀土的比值(LREE/HREE) 达19.54, 并且存在较强的Ce正异常.元素含量的变化显示: 从结核内壳层到外壳层, Fe、Mn、Cu、Co等元素含量呈不规律变化, 具有典型的边缘海特征, 该特征反映结核在形成过程中受到边缘海沉积环境波动变化的影响, 陆源物质供应量的增加对Fe、REE、Si等元素的富集起到了促进作用, 而对Mn、Ca等元素的富集则产生明显的稀释作用.多金属结核Mn/Fe比及Mn-Fe- (Cu+Ni) ×10三组分图解显示, 南海北部陆缘多金属结核为水成成因, 该成因与结核所赋存的边缘海环境密切相关, 反映了结核成长发育的过程中, 南海典型的边缘海沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要影响.      

南海北部陆缘的构造属性问题

以1号断裂为界,南海北部陆缘可分为东,西两段：东段包括北部湾盆地,琼东南盆地,珠江口盆地和台西盆地等,西段包拓莺歌海盆地。两者构造形变特征存在一定的差异性：东段盆地边界断层主要为NE－EW向,为分支断层通过不同类型转换坡连接而成的多支正断层系,因断层位移沿走向有规律变化,在其上盘发育相关褶皱,如横向褶皱;西段盆地边界断层也是由多条分支断层连接的多支断层系,但方向为NW向,以走滑作用为主,上盘没有发育断层相关褶皱。结合新生代岩浆作用,沉降和充填作用及地壳结构等特征分析,南海北部陆缘东段在构造活动上可以分成三个相对活跃时期,即50－40,30－28和10－5Ma左右。每一期拥有各自的特点,并具有不同的动力学来源,前两期与南海的扩张关系密切,3则与南海扩张无成因联系。南海北部陆缘虽然有一定的岩浆活动,但不是张烈的同期产物,因而它在形成机制上属于非火山型被动大陆边缘,其活动性因素是受周边板块相互作用的叠加所致。西段从成因机制上来讲并不属于南海北部陆缘,可能与印－藏碰撞关系更为密切。     

Patterns and Dynamics of Rifting on Passive Continental Margin from Shelf to Slope of the Northern South China Sea:Evidence from 3D Analogue Modeling

Affected by thermal perturbation due to mantle uprising,the rheological structure of the lithosphere could be modified,which could lead to different rifting patterns from shelf to slope in a passive continental margin.From the observed deformation style on the northern South China Sea and analogue modeling experiments,we find that the rift zone located on the shelf is characterized by half grabens or simple grabens controlled mainly by long faults with large vertical offset,supposed to be formed with normal lithasphere extension.On the slope,where the lithosphere is very hot due to mantle upwelling and heating,composite grabens composed of symmetric grabens developed.The boundary and inner faults are all short with small vertical offset.Between the zones with very hot and normal lithosphere,composite half grnbens composed of half grabens or asymmetric grabens formed,whose boundary faults are long with large vertical offset,while the inner faults are relatively short.Along with the thickness decrease of the brittle upper crust due to high temperature,the deformation becomes more sensitive to the shape of a pre-existing weakness zone and shows orientation variation along strike.When there was a bend in the pre-existing weakness zone,and the basal plate was pulled by a clockwise rotating stress,the strongest deformation always occurs along the middle segment and at the transition area from the middle to the eastern segments,which contributes to a hotter lithosphere in the middle segment,where the Baiyun (白云) sag formed.     

南海北部陆缘磁静区及与全球大洋磁静区对比的研究评述

磁静区与磁异常条带不同,具有宽缓的低幅值磁异常特征,但可能同样包含了从陆壳张裂到海底扩张早期的构造活动和演化信息.为了加深认识南海北部陆缘磁静区,归纳了全球深海和边缘两大类型磁静区的物理、化学及构造三大成因,主要包括大西洋和西太平洋侏罗纪磁静区,以及北太平洋、印度洋和南大洋白垩纪磁静区,强调磁静区与不同程度地幔柱活动、斜交扩张初始产生的小型错断磁源体及隐含弱磁条带关系的重要性.总结了南海北部陆缘磁静区的研究现状,并从区域综合地球物理和地幔热活动作用两方面探讨了南海北部陆缘磁静区的可能成因机制,最后阐述了需要关注的研究重点及其研究意义.     

华南和南海北部陆缘岩石圈速度结构特征与沉积盆地成因

新近地震层析资料表明, 华南和南海北部陆缘岩石圈及下伏的软流层中存在规模宏大的低速异常带, 它们在研究区新生代演化历史中曾发挥重要的控制作用.其中, 岩石圈底面及内部的巨型NW向异常低速带表明中生代末至新生代早期的神狐运动不仅在华南与南海北部陆缘产生NE向张裂构造体系并催生出内陆-陆架-陆坡沉积盆地, 还导致南海海盆的早期扩张.软流层NNW向的异常低速带则反映岩石圈SSE向的蠕动直接导致南海中央海盆的海底扩张及陆缘地区的持续裂解.研究区深部速度结构特征是历史动力过程所残留的痕迹, 华南陆缘和南海北部新生代沉积盆地的形成和发展, 与岩石圈及软流层的结构和运动方式密切相关.      

南海华南陆缘中生界层序地层模式与海平面变化

华南陆缘中生界地层以广东省出露最广,这套地层为陆源碎屑沉积岩,局部为火山岩。上三叠统—上白垩统划分为2个巨层序、7个超层序和15个层序。沉积充填序列展示出本地区经历了海侵-海退过程,沉积环境由海相转化为陆相环境。3个级别的海平面变化控制了层序、超层序和巨层序的发育。粤中--粤东地区中生界发育的Ⅲ级层序可归纳出3种类型:浅水型、深水型和湖盆型;浅水型层序又可以分为浅水Ⅰ型和浅水Ⅱ型。