深化南海大陆边缘研究
摘要：南海作为中国重要的边缘海，在中生代期间经历西部特提斯域的构造演化，形成主动大陆边缘．在新生代期间受太平洋域构造演化作用的影响在南北两侧出现陆缘共轭张裂，形成发育多个大型新生代盆地的被动大陆边缘．中国南海从主动大陆边缘转化为被动大陆边缘，南海大陆边缘动力学：科学实验与研究进展
摘要：国家重点基础研究发展计划（973）项目（2007CB411700）首次在南海南部大陆边缘及西南次海盆开展长排列大震源多道地震、海底地震仪（OBS）折射/反射地震等的综合地球物理探测,结合地质构造、地球化学、动力模拟等的综合研究,形成如下重要认识：南海海盆新生生了早、晚两期海底扩张.早期扩张发生于33.5～25 Ma,经过1.5 Ma的调整,晚期扩张发生于23.5～15.5 Ma.早晚两期扩张均为由东向西传播的渐进式扩张,构造上具有南北分块、东西分带的特点.南海新生代南、北陆缘沉积盆地从断陷到坳陷的构造转型时间存在差异,并分别与海盆晚期扩张和早期扩张的结束时间相对应.南海新生代陆缘张裂变形具有随深度变化的特点,海盆的洋壳深部和上地幔顶部存在磁化现象,地幔没有明显的速度异常.南北大陆边缘均属非火山型大陆边缘,虽然北部陆缘东段存在下地壳高速层,但没有发现向海反射层,而共轭对比应沿NW-SE向进行.南海新生代南北陆缘沉积盆地形成演化存在系统差异,总体上“外油内气”呈环带分布,南部陆缘盆地具有更优的油气成藏地质条件.南海中生代南北陆缘均为华南块体的一个部分,受到古特提斯和古太平洋构造域的联合控制.南海新生代海底扩张的构造演化模式：来自高分辨率地球物理数据的新认识
摘要：根据高分辨率重、磁测网数据的分析,结合多波束海底地貌的构造解释,南海海盆新生代经历了两期不同动力特征的海底扩张,25 Ma的沉积-构造事件是其重要分界.早期扩张从约33.5 Ma开始至25 Ma停止,在东部海盆南、北两侧和西北海盆形成了具有近E-W向或NEE向磁条带的老洋壳,是近NNW-SSE向扩张的产物；晚期扩张从25 Ma开始至16.5 Ma结束,在东部海盆中央区和西南海盆形成了具有NE向磁条带的新洋壳,是NW-SE向扩张的产物.南海海盆分区特点明显,南北分区,东西分段.从南到北可进一步分为3个亚区,南、北亚区由早期扩张产生,而晚期扩张的中央亚区从东到西又可进一步分为6个洋段,中间均由NNW或NW向断裂分割,是扩张中脊分段性的表现.南海晚期扩张具有渐进式扩张的特点,虽然它们均于磁条带异常C5c停止扩张,但开始扩张的时间从东部的C6c（23.5Ma）,到中部的C6b（22.8 Ma）,一直变新到西部的C5e（18.5Ma）.东部海盆与西南海盆之间的NNW向断裂是分割两海盆的边界断裂,不仅切割了磁条带异常,控制了两海盆不同的地球物理场特征,而且还使扩张中脊左行平移约95km,造成扩张中心和磁条带不连续.南海海盆扩张期间,其东部没有菲律宾群岛封闭,当时是一个面向大洋的港湾,与亚丁湾洋盆可以对比,是洋中脊向大陆边缘入侵的产物.台湾—吕宋会聚带的地壳运动特征及其动力学机制
摘要：南海东部的台湾-吕宋会聚带是南海四个边界中构造背景最为复杂、构造活动最为活跃.本文收集该区的GPS速度场资料,通过对速度场进行样条插值获得了该区连续的速度场、主应变率场、最大剪应变率场等结果.研究发现,该区的地壳运动受西北侧华南陆缘基底隆起和西南侧巴拉望岛阻挡、台湾北部24°N俯冲极转换、琉球海沟弧后扩张,以及菲律宾大断裂高速走滑等关键构造因素的影响,可分为（1）受华南地块运动影响区；（2）台湾岛上俯冲极转换部位至宜兰盆地之间受弧后扩张影响区；（3）俯冲极转换部位以南受菲律宾海板块俯冲和北港隆起阻挡影响区；（4）吕宋岛菲律宾大断裂以东受菲律宾海板块运动影响区；（5）大断裂以西受菲律宾海板块运动和巴拉望阻挡影响区；（6）巴拉望受巽他块体运动影响区6个地壳运动与变形区.南海西南海盆壳幔结构重力反演与热模拟分析
摘要：壳幔结构及扩张期后的岩浆活动是研究南海西南海盆形成演化的关键.本文针对NH973-1剖面开展壳幔密度结构重力反演,并依据重力反演的壳幔模型,定量模拟海底扩张期后的壳幔热结构与热演化过程.重力反演表明：西南海盆中央残余扩张脊之下存在一个较深的凹陷带,其下Moho面比两侧略深,呈现扩张期后的热沉降特点.热模拟发现：海盆扩张终止后,壳幔并非均衡一致降温,而是以“地壳增温-地幔降温”方式进入热沉降阶段.海底扩张终结后,地壳继续增温约7 Ma之后才与地幔一同缓慢降温,同步进入后期热沉降.沿NH973-1剖面南、中、北段的地壳增温特点不同,在海盆扩张中心北侧约70 km之下7～9 km深度处,在9.6～4.6 Ma期间温度增幅一直保持在200℃以上,将该处地壳温度抬升至1100℃以上,具备了产生扩张期后岩浆熔融的温度条件.P-T图解分析也支持此期间如果地壳具备局部构造断裂形成的含水条件和减压条件,就可能因部分熔融产生岩浆活动.南海南部陆缘构造变形特征及伸展作用：来自两条973多道地震测线的证据
摘要：973项目“南海大陆边缘动力学与油气资源潜力”在南海南部陆缘采集了两条多道地震剖面,其中NH973-1测线始于南海西南次海盆,横跨了整个南沙地区,至于婆罗洲西北侧,NH973-2测线位于礼乐滩东侧.对地震剖面的解释共划分出7个层序界面,地层可以划分为5个构造沉积单元.根据地震解释对不同时期断层的水平断距进行了测量及分析,获取了与脆性拉张相关的伸展信息：研究区的拉张作用可以分为两期,主要的拉张作用发生在大陆裂谷期（古近纪）,形成了一系列的地堑-半地堑以及翘倾断块.第二期拉张作用的时期为漂移期（晚渐新世-早中新世）,断层活动强度明显变弱,并主要集中在洋陆过渡带.在南海南部陆缘广泛发育了碳酸盐沉积,其发育的时代和南海的海底扩张时期一致.对位于礼乐滩东西两侧的两条地震剖面伸展特征的分析表明,其根据断层水平断距获得脆性伸展因子与根据深反射地震及重力反演获得的全地壳伸展因子之间存在差异,表明南海南部陆缘的拉张在纵向上并非是均一的,而是取决于深度发生变化.南海北部珠江口与琼东南盆地构造-热模拟研究
摘要：珠江口盆地和琼东南盆地位于南海北部的大陆边缘,本文在此地区选取了13条典型剖面,进行了构造沉降史和热史的模拟,初步探讨了其新生代以来的构造-热演化历史.其研究结果表明：珠江口盆地存在两次热流升高过程,分别为始新世（56.5～32 Ma）和渐新世（32～23.3 Ma）.琼东南盆地存在三期加热和两期冷却过程,始新世盆地热流缓慢升高,渐新世西部地区热流持续升高,而东部地区热流升高持续至16 Ma,并在5.4 Ma以来存在一期快速沉降,由西向东加热事件逐渐变弱.南海北部陆缘存在多期次裂谷作用、热流升高的特征；“热沉降”阶段也非完全处于热衰减期,晚期也存在热流升高的加热事件,这些都有别于典型的被动大陆边缘盆地的热演化模式.南海东部海盆扩张过程的数值模拟
摘要：南海的形成演化一直是国内外关注的热点之一,南海的扩张发生在早渐新世-早中新世,并且在南海的扩张中至少包括一次洋脊跃迁.本文采用上升离散地幔流和热对流耦合模型模拟了南海东部海盆扩张、洋中脊跃迁和扩张停止后岩石圈的热结构演化和岩浆熔融过程.数值模拟结果表明,洋中脊跃迁是南海扩张中的一个重要的过程,由于洋脊跃迁使得在两洋脊之间形成一个部分熔融岩浆区,岩浆部分熔融的存在使洋脊之间海底火山分布也相对较多以及地形相对较高,同时造成南侧的洋脊两侧地形以及海山都分布不对称的现象,这反过来也能论证跃迁模型的可行性.渐进式扩张海盆亚丁湾与南海西南次海盆扩张演化特征的对比
摘要：本文总结了渐进式扩张洋中脊和渐进式演化海盆的全球空间分布,并将西南次海盆与典型渐进式演化的亚丁湾加以比对,通过对海盆扩张中心的起源、扩张中心分段特征、火山活动、磁异常特征等的比较,为西南次海盆的演化提供新观点,为南海的演化观点寻找新证据.西南次海盆为渐进式扩张的海盆,与东部次海盆属于同一期扩张形成,海盆的渐进式扩张与渐进式扩张的方向很有可能受到地幔热柱（印支地幔柱、南海中部低速柱或海南地幔柱）的控制.南海的扩张演化模式并不是单一的,而是多种模式的综合,在考虑海底演化模式时应该同时考虑地幔柱的影响.南海及邻近地区面波层析成像和S波速度结构
摘要：本文介绍由面波层析成像得到的南海和邻近地区地壳上地幔三维S波速度结构.研究区域介于100°E～130°E和0°～30°N之间,南海位于区域中心,其北、西、南三面通过大陆架和陆坡分别与华南、印支和巽它地块相连,东面邻接台湾—菲律宾岛弧和西菲律宾海盆.由面波层析成像得到的速度结构横向变化与研究区内构造单元的划分基本相符,给出了各个单元的主要结构特征.（1）扬子地块具有厚而高速的岩石圈,华南褶皱带和印支地块具有活动陆块的结构特征,西菲律宾海盆表现为一个较老的稳定的海盆,而岛弧地带显示低速的岩石圈和俯冲板片引起的高速.（2）南海海盆岩石圈厚度60～70 km,横向变化不大,软流圈内低速不显著,整体上表现出一个已停止扩张的年轻海盆的结构特点.与东部中央海盆相比,西南次海盆的上地幔盖层速度和软流圈速度都较低.（3）在南海海盆周边的陆缘地区,岩石圈厚度变化较大,上地幔盖层和软流圈速度较低,明显低于海盆和的大陆地区.红河断裂带也表现类似现象,说明这些地区的岩石圈新生代以来经历了长期的构造作用.南海共轭大陆边缘构造属性的综合地球物理研究
摘要：利用南海最新的重磁资料,在岩石物性分析和全海域分带变倾角化极磁异常反演磁性基底分布的基础上,选择6条典型剖面拟合反演其密度与磁性结构,在此基础上进行了深部结构的对比分析.反演中尽可能以海底地震仪探测数据（OBS）、多道地震等结果作为约束,其中FF＇剖面层速度分析是利用“南海大陆边缘动力学及油气资源潜力”973项目2009年最新采集的多道地震数据,并利用了OBS2009南沙段数据对重力数据进行了物性结构拟合反演.根据剖面深部结构与物性分布特征分析认为：南海北部、南部陆缘均应以非火山型构造属性为主.北部陆缘CC＇剖面以东,虽有下地壳高密度层存在并伴有活跃的岩浆活动,但缺乏典型向海倾斜反射层（Seaward Dipping Reflectors）存在的证据,推断高密度层应与浅表岩浆岩一样,是海底扩张之后陆缘裂解过程中的产物.中沙隆起与礼乐盆地区的磁性基底和深部结构特征十分相似,推断在海盆拉张之前应为同一块体,属于共轭大陆边缘中的“共轭点”.西南次海盆南部陆缘地球物理综合分析表明：在陆坡坡脚附近有中生界分布,但层速度计算结果表明可能整条剖面上的中生界并不完全连续.南海西南次海盆与南沙地块的OBS探测和地壳结构
摘要：跨越南海西南次海盆南部陆缘和南沙地块中部的OBS973-1测线是南海南部首次采集的海底地震仪（OBS）广角反射与折射深地震测线,本文通过震相分析和走时正演拟合,获得了沿测线的二维纵波速度结构模型.模拟结果显示表层沉积物速度2.5～4.5 km/s,厚度1000～3000m,局部基底面起伏较大.结晶基底的速度从顶部的4.5～5.5 km/s增加到地壳底部的6.8～6.9 km/s,中地壳有一个小的速度不连续面（0.1～0.2 km/s）,而地壳底部的莫霍面有较大的速度反差（1.2 km/s）,上地幔顶部的速度为8.0～8.1 km/s.莫霍面埋深和地壳厚度在测线的北段和南段有很大的不同,在测线北段的海盆区,莫霍面埋深约11 km,结晶地壳的厚度仅为5～6 km,表现为典型洋壳的特征,而在测线南段的陆块区,莫霍面埋深最大达24 km,地壳厚度可达20 km,表现为减薄陆壳的特征,从海盆区到陆块区莫霍面埋深和地壳厚度迅速增加.陆块区上下地壳的厚度和变化趋势相似,下地壳没有看到高速层（HVL）,可能说明地壳内部是以纯剪拉张的均匀减薄为主,地壳下部的岩浆底侵不发育.对比OBS973-2和OBS973-3测线的结构模型,可以推测南沙地块的中部和东部具有相似的构造性质,西南次海盆两侧是一对非火山型的不对称共轭陆缘.南海西南次海盆北缘海底地震仪测线深部地壳结构研究
摘要：基于2009年和2011年采集的海底地震仪数据,辅以多道地震数据,对南海西南次海盆北缘的地壳结构进行了探索.利用二维射线追踪的反演方法建立测线上的模型.利用声学基底面的反射波,下地壳顶界面的反射波和莫霍面的反射波走时的反演勾绘了地层中的不连续界面,利用自声学基底面下的折射波和来自上地幔的首波来反演整条测线的P波速度结构.结果发现在下地壳顶界面和莫霍面都出现了较大的起伏,据此推断西南次海盆的张裂模式,并得到西南次海盆与非火山型的大陆边缘伊比利亚-纽芬兰的张裂具有一定程度上的相似性的结论.说明了大陆张裂的两种端元力学模型不能很好的解释西南次海盆的拉张模式,而应用弹性梁的力学模型可以解释这种拉张模式.虽然在西南次海盆北部陆坡区的下地壳中没有发现大规模的岩浆活动,但是得出在莫霍界面上方可能有小规模熔融物质存在的结论.穿越南沙礼乐滩的海底地震仪广角地震试验
摘要：本文对穿越礼乐滩东北部向西北方向延伸进入中央海盆长369 km的广角地震剖面OBS973-2进行了反演研究,以期了解南海南部陆缘的地壳结构,同时探讨南、北陆缘的共轭问题.结果表明OBS973-2剖面的速度模型中三个沉积层的速度分别为1.8～2.0 km/s、2.0～2.7 km/s和3.5～4.0 km/s;沿剖面沉积层总体上较薄或缺失.礼乐滩上地壳厚约9～10 km,速度为5.5～6.4 km/s,顶部存在小型火山；下地壳厚约11 km,速度为6.6～7.1 km/s.过渡区和海盆的上地壳厚约4～5 km,速度为5.9～6.1 km/s;下地壳厚约2～4 km,速度为6.6～6.9 km/s.从总体上看,海盆和过渡区的地壳厚度偏小,显示了拉伸减薄作用,速度分层显示陆壳比较典型,而洋壳和过渡壳的上地壳速度比标准洋壳偏高.莫霍面总体从陆坡向海盆方向较快速地抬升,在礼乐滩埋深约23 km,在海盆中的埋深8～12 km,海盆中的莫霍面顶部速度8.0 km/s,要明显小于礼乐滩下方的8.2 km/s.将OBS973-2剖面与北部陆缘的OBS2006-1剖面进行了对比,结果表明两者速度结构极为类似,讨论认为礼乐滩与中沙块体互为共轭.进而根据西北次海盆的宽度、礼乐滩与中沙块体的距离及前人提出的南海海盆的扩张时代,计算了扩张速率.南海中北部陆缘横波速度结构及其构造意义
摘要：纵横波联合勘探可以得到更多关于岩石圈层岩性、物性等介质属性方面的信息,有效提高地壳物质组成的约束性.在纵波速度结构模型的基础上,通过射线追踪和走时拟合对OBS2006-3地震剖面径向分量的转换震相进行了横波速度结构模拟.结果表明：沉积层1、沉积层2的横波速度分别为0.7～0.9 km/s和1.6～1.7 km/s,波速比由2.64～3.16变化到2.41左右,较高的波速比表明沉积层固结程度不高；中生代沉积层横波速度由浅部的2.6 km/s增大到3.0 km/s,波速比为1.74～1.80;地壳中波速比为1.74～1.82,表明该剖面地壳为陆壳性质；下地壳高速层的横波速度为4.0～4.2 km/s,纵横波速比为1.73～1.78,揭示高速层的物质组成为铁镁质的基性岩,推断其与海底扩张停止之后的岩浆底侵作用有关.南海西沙地块岛屿地震观测和海陆联测初步结果
摘要：为了研究南海西沙地块下方的地壳结构,我们在岛屿区架设了流动地震台站进行天然地震观测和海底地震仪的人工地震探测.本文利用远震接收函数方法和射线追踪方法对琛航台的远震数据和海陆联测数据进行了初步处理和分析,建立了琛航岛下方的一维横波速度模型以及横穿琛航岛的二维地壳结构模型.琛航岛顶部存在2 km厚的新生代低速沉积层,下地壳存在明显低速层,横波速度只有3.5 km/s,莫霍面埋深24～26 km,岛屿两侧地壳厚度向外逐渐变薄,其西北侧地壳结构表现为裂谷特征,可能为西沙海槽在该地区的延伸表现.地幔热活动和区域拉张应力作用引起的上地幔物质的韧性流变构造和各向异性排列可能是产生下地壳低速层的主要原因.南海及邻区莫霍面深度分布特征及其与各构造单元的关系
摘要：为了研究南海及邻区莫霍面分布特征及其与边缘海盆、海沟、岛弧、新生代沉积盆地的关系等构造单元的关系,本文通过对研究区的空间重力异常数据进行全布格改正,得到研究区内的布格重力异常,并以近年来的声纳浮标探测与海底地震仪探测剖面所得到的莫霍面深度资料为控制点采用三维带控制点界面反演方法得到了研究区的莫霍面深度图和地壳厚度图.本文通过已有的地震剖面和研究区内9条剖面的莫霍面分布特征与各个构造单元的关系进行统计分析,总结出研究区各构造单元莫霍面的形态、走向、梯度和地壳性质,并绘制了研究区沟-弧-盆体系构造简图.本文所得到的结果和认识对研究区内进一步的构造特征、地质地球物理调查、岩石圈的研究以及油气预测有重要意义.南海北部陆坡块体搬运沉积体系的地震响应与成因机制
摘要：块体搬运沉积体系是一种重力作用下形成的深水沉积体系,在全球大陆边缘沉积体系中扮演着重要角色.块体搬运沉积作用不仅造成危害极大的深水地质灾害,而且与海洋天然气水合物和深水油气的形成过程与富集有密切联系.根据新获得的海底地形地貌资料和地震资料,揭示了块体搬运沉积体系识别特征,明确了其分布范围.这些块体搬运沉积体系具有明显的滑坡形态和沉积构造；头部表现张性断裂构造,内部有旋转断块和流动构造,趾部表现为挤压和逆冲构造.块体搬运沉积体系表现出不同的成因类型.通过白云凹陷天然气水合物的分布模式和白云块体搬运沉积体系有限元数值模拟研究,认为白云块体搬运沉积体系与天然气水合物分解密切相关,进一步给出6种水合物分解模型情况下海底稳定性的安全因子,随着水合物分解量的增加,斜坡的稳定性逐渐减弱,当水合物的分解达到一定数量时,就会发育海底块体搬运沉积体系.
