南黄海盆地地质演化及构造样式地震解释
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2008年10月海洋地质与第四纪地质
V01.28.No.5第28卷第5期
MARINEGEOLOGY&QUATERNARYGEOLOGY
Oct.,2008
DoI:10.3724/SP.J.1140.2008.050
南黄海盆地地质演化及构造样式地震解释
侯方辉1,张志殉1,张训华1,李三忠2,李
刚1,郭兴伟1,田振兴1
(1青岛海洋地质研究所国土资源部海洋油气与环境地质重点实验室。
青岛266071‘
2中国海洋大学地球科学院,青岛266100)
摘要:南黄海盆地奠基于前南华纪变质基底之上,盆地演化历经南华纪一早、中三叠世海相地层发育期、晚白垩世一古近纪箕状断陷发育期和新近纪一第四纪坳陷发育期,为一典型地台一断陷一坳陷多层结构的复合盆地。
受不同时期地质营力及区域应力场变化的影响,南黄海盆地形成多种构造样式,可分为伸展构造、挤压构造、反转构造和底辟构造4类,前3类构造样式是地壳水平运动的结果,后一类是地壳垂直运动的结果。
关键词:地质结构;地质演化;构造样式;南黄海盆地
中图分类号:P736.1
文献标识码:A
文章编号:0256—1492(2008)05—0061—08
南黄海盆地位于我国黄海南部,是我国大陆近海海域含油气盆地之一,在大地构造位置上,南黄海盆地位于下扬子准地台的东部。
现今的南黄海盆地是根据白垩纪一古近纪地层分布范围圈定的,自北
而南可划分出北部坳陷、中部隆起、南部坳陷和勿南沙隆起4个二级构造单元,其中北部坳陷又可进一步划分出8个三级构造单元,南部坳陷可划分出9个三级构造单元Ⅲ(图1)。
图1
南黄海盆地及邻区构造纲要图
Fig.1
Sketchmapofthetectonic
units
intheSouthYellowSeaBasin
基金项目:11100万南通幅海洋区域地质调查项目(1212010310401)
作者简介:侯方辉(1979一)。
男.研究实习员,从事海洋地质与构造地质研究,E—mail:houfanghui3993@163.corn收稿日期:2008—05—1I;改回日期:2008—09一16.
文风英编辑
万方数据
万方数据
第5期侯方辉.等:南黄海盆地地质演化及构造样式地震解释63
起区形成11。
网2南黄海盆地典型多道地震剖lfIf
Nh一南华系;z簇ft系;∈一()2一寒武系一巾奥陶统;
垮志留系;D-P1一泥盆系~卜|.:磊统;
K2p_上白’弘统浦u组;El-f1I"近系争。
r组;
Es—Ed一占近系二垛组戴南组;Q—N一新近系第叫系Fig.2Typicalmuhichannelseismicprofileinthe
SouthYellowSeaBasin
晚侏罗世一早白孚世,属于南黄海应力调整和改造时期,强烈挤压作用逐渐减弱。
表现为区域垃力场相对松弛状态_卜.的走滑、挤压、拉张。
10l。
干罩岩断裂反转成同牛正断层。
I幸『黄海北部坳l;f!j在断裂作用下发生断陷。
盆地性质也发生改变。
部分逆断层活化为止断层,中部隆起区和勿南沙隆起区处于卡|J对上升部位,未接受移C积。
南黄海南部坳陷继续断陷沉积:8。
晚白垩世,受环太平洋构造域的影响。
南黄海地壳处于伸展状态,区域应力场进入拉张环境。
这一时期以张性正断层为特征,包括继承性和新生的断层,丽坳陷沉移l既受rli地形的控制,也受f司牛断层的控制,沉积范围较前拓宽,厚度变化大,充填河湖相碎屑岩一“1‘,含钙质和石膏。
古新世早期,南黄海延续晚白垩f砖的伸展特点,但托张作用明显增强,断裂活跃,大量张性断裂造就的箕状断陷和地垒普遍分布。
南黄海北部坳陷和南黄海南部坳陷持续稳定下降,湖盆小断扩大,水体加深。
后期除局部构造高部位外,已逐渐连成一体。
形成广阔的湖瓮,接受了一套湖相沉积。
8。
晚期,南黄海经过一次变浅后水体再一次扩大。
南美海北部坳陷受郯庐断裂走滑平移和太平洋板块向欧亚板块俯冲的共同影响,坳陷东西受力状态的差异明显。
两部、中部、北部和东北部发育NE、NEE走I旬凹陷,东部及尔I幸l部出现NW向伸展的张裂凹陷…。
同时干里岩隆起Ⅸ源源/fi断向瓮地提供大鼍碎屑物质,北部和东北部凹陷沉积中心逐渐向南(中部坳陷)迁移。
沉降幅度为3500m。
南黄海南部坳陷两部发育NE—NEE向凹陷。
东部发育近EW向fUl陷。
坳陷沉降中心在南五凹陷,包括晚白垩世晚期移C积在内,沉降幅度达4400m,其他凹陷在沉降较深地带形成半深湖环境,沉降幅度为2000~2500m。
始新世,南黄海以断块运动为主,中部隆起区E升.南、北两个坳陷下降,南部坳陷内IlJI陷和凸起明显分化,北部坳陷的沉降中心移向中部凹陷,呈现为南、北两个坳陷对称于中部隆起区带的箕状结构。
北部坳陷继承了晚},1孚世以来的构造,NEE向断层继续控制坳陷(凹陷)和隆起(凸起),但扭C积范围缩小,沉降中心在北部11Il陷二台阶断层的南侧,沉降幅度为1500m;南部坳陷在Nww、NEE和NW—NNW向断层的分割控制下。
大部分为凸起,未接受相Ⅵ{沉积,只有南二凹陷和南五『U1陷接受沉积,主要沉降中心在南五凹陷南部,沉降幅度达1700m。
渐新世时地形逐渐被夷平,沉积层向n起和隆起超覆,沉积范围超过始新f砖,大部分地区为河流相沉积,早期振荡运动频繁,沉积旋回明显,沉积物较粗。
晚期以紫红色泥岩为主。
南部坳陷的南二和南五IIII陷以及北部坳陷的南部山J陷则保留着浅湖一沼泽环境。
南部坳陷南四凹陷的浅湖较封闭,湖水时而成化,时而淡化;南七|IJl陷的浅湖只持续到渐新世早期,湖水有时半诚化。
此外,北部坳陷中部凹陷的东部和南部坳陷的南四凹陷发生过基性火山喷发。
1.2.3坳陷阶段
中新世早期南黄海『柯北两个坳陷继续为沉降区,丰要同生断层仍有一定控制作用(图3)。
冈而首先在原来坳陷(fUl陷)中出现网状河流一蛇曲河流环境,接受粗碎屑沉积。
晚期大部分|一生断层相继消失,本区整体下沉,地形也逐渐夷平。
沉积物向其他凹陷、凸起上超覆。
中新卅时期坳陷沉降相对较快,在北部坳陷的沉降中心,沉降幅度最大町达900m;南部坳陷的;!)C降中心,沉降幅度最大可达1000m。
图3南黄海盆地腆刑常道地震削面
Fig.3Typicalsingle—channelseismicprofile
intheSouthYellowSea
Basin万方数据
64海洋地质与第四纪地质
上新世继承了中新世发育趋势,海域继续全面下降,成为蛇曲河流和泛滥平原,局部有沼泽发育;晚期转变成广阔的湖泊,盆地填平补齐,随着水域扩大,隆起区开始接受沉积。
沉降幅度以南部坳陷较大,为400700m,北部坳陷为150~250m。
南黄海地区自进入新近纪以来整体处于拗陷阶段,f县其局部地区存在差异性升降运动。
新近纪时期,图幅内存在3个较大的沉降中心和一个持续隆升区。
在研究区西部的两个继承性沉降中心,新近系厚度最大可达2000余米;而在东部隆起区,基底持续隆升,新近系不超过200m,个别地段几乎没有接受沉积(图4)。
第四纪时期,广大海域稳定而缓慢地下降。
研究区北部的沉降中心向其西部转移,接受了厚达450余米的沉积;南部的沉降中心北移,第四系厚度达300余米;东南部为持续沉降区,第四系超过400m;东部隆起区持续隆升,个别地段仅接受晚更新世以来的沉积。
第四纪时期海水逐渐从东、东南部侵入,广泛沉积一套水平、以灰色黏土为主的地层。
图4南黄海盆地典型单道地震剖面
Fig.4Typicalsingle-channelseismicprofile
intheSouthYellowSeaBasin
2地层展布概况
南黄海盆地地层划分如表1所示,从青岛海洋地质研究所“1:100万南通幅海洋区域地质调查”项目最新采集地震剖面解释结果来看,南黄海盆地的南华系至志留系分布较广,总体为一北东向坳隆相间的构造格局,其中南华系一奥陶系分布厚度相对稳定,志留系受后期构造运动强烈改造,厚度变化大,北部坳陷可能缺失相当沉积,其上为一区域性滑脱面。
泥盆系至印支侵蚀面以下地层全区厚度变化较大,以逆冲推覆构造为特征,形成r南北对冲的构造格局,其中三叠系下统(青龙组)和二叠系上统(大隆组和龙潭组)在南部坳陷分布广泛,北部坳陷分布局限。
白垩系至古近系在断陷内分布广泛且厚度变化大,其中白垩系在北部坳陷内分布范围很广,除隆起外均有发育,南部坳陷仅见于个别凹陷。
古近系在南、北坳陷均有发育,在北部坳陷无论是发育范围还是厚度都较南部坳陷大。
新近系至第四系伞区均有分布,厚度变化较大,总体厚度南部坳陷大于北部坳陷。
需要强调的是,以往认为南黄海盆地中部隆起上覆盖着大套的E古生界及下三叠统[121,最新采集的地震大剖面显示,受印支一燕山构造运动的影响,中部隆起上的下三叠统青龙灰岩和上古生界龙潭煤系基本已剥蚀殆尽,其上主要残留了南华纪一石炭纪地层,局部地方沉积了较薄的白垩纪地层;南华纪一石炭纪地层受后期火成岩侵入和喷发的影响,其分布是分段而不连片。
表1南黄海盆地地层划分
Table1Stratigraphicdivisionofthe&)uthYellowSeaBasin
古近系(j垛组+戴甫组+阜宁组)E
中构造层断陷期白华系上统(泰州组+赤山组+K2
蒲u组+葛村组)
3盆地基本构造样式
构造样式是一组相关构造的总体特征,是在特定应力场作用下形成的构造几何形态,其本身可以反演构造的形成和演化过程i131引。
构造样式受多种因素影响,不同成因类型盆地可具有相同(或相似)的构造样式,但同一类盆地亦可有不同构造样式。
根据不同地质营力及区域应力场的变化,南黄海盆地构造样式可分为伸展构造、挤压构造、反转构造和底辟构造4类,前3类构造样式是地壳水平运动的结果,后一类是地壳垂直运动的结果。
万方数据
第5期侯方辉,等:南黄海盆地地质演化及构造样式地震解释65
3.1伸展构造样式
伸展构造是岩层在水平引张应力作用下形成的构造变形,其荩本构造样式是地堑或半地堑。
地堑可根据边界断层产状分为直线型(断面平直)和铲式(断面上陡下缓),前者是单纯脆性破裂后断块蕈力滑动的结果,后者是脆性破裂后断块重/I丁滑动和韧性滑动共同作用的结果。
半地堑这类形态在南黄海更为发育,一般所称的“箕状断陷”即为半地颦,该类断陷常由一条主干断裂控制,多数情况下是一组断裂形成的掀斜断块,剖面上常呈“Y”型。
如南黄海盆地南部坳陷的南七凹陷(图5),该凹陷由南侧一条铲式生长断层控制,南断北超,古近纪地层逐次向北超覆于基底之上。
该断层发育自古近纪早期,控制r古近系的沉积,以南侧凸起(南j凸起)为物源,在紧靠铲式断层的下降箍形成巨厚山前洪积扇(或冲积扇),其根部借助于生长断层的遮挡易形成油气藏。
图5南黄海盆地半地堑
Fig.5Semi—grabens}ructureinthe
SouthYellowSeaBasin
3.2挤压构造样式
在水平挤压应力作用下,地层发生冲断、褶皱,形成多种样式的挤压构造。
冲断构造足南黄海常见的构造样式,广泛发育于南黄海下构造层。
如南黄海盆地南部坳陷的南部斜坡广泛发育高角度逆冲断层(|冬16),叠瓦状逐次向南部勿南沙隆起逆冲,该构造样式是’印支运动的产物。
另外,本次调查所获剖面首次揭示南黄海盆地北部坳陷靠近于罩岩隆起发育大型逆冲构造(图7)。
如图所示,剖而横向垂直切割了该大制推覆体,F1和F2是同一条断裂,且断层面亦为推覆面。
从速度资料初步推断该推覆体为古元古代变质岩体,自北而南逆冲推覆于南黄海盆地北部坳陷的晚古生代地层之上。
在平面上,该推覆体呈NE向弧形展布,剖面上为楔状断面。
图6南黄海盆地高角度逆冲断层
Fig.6High—anglethrustfaultsstructur.七
inthesouthYellows矗Basin
从推覆体下伏晚古生代地层以及上替中新生代小断陷分析推断,认为推覆时期在印支期,可能延续到甲.燕山期。
由于逆冲断层下盘的晚占生代海相地层属原地体,构造变形较弱,油气封盖条件不易被破坏,保存条件相对较好,可形成有利油气储集带。
图7南黄海盆地大型舌状逆冲推覆构造
Fig.7Ligulatethrustnappeinthe
SouthYellowSeaBasin
3.3反转构造样式
反转构造是不同时期不同形式的位移方式在同一岩层中的叠加变形现象n31,是断层面上两种力学性质逆转形成的构造。
按断层逆转运动方式分为两种类型:即由正断层转为逆断层称为正反转构造,由逆断层转为正断层称为负反转构造。
一个箕状断陷,由拉张体制转化为挤压环境时,
常常是利用原有的拉张正断层面发生逆转,使裂谷
万方数据
66海洋地质与第四纪地质2008证
同期充填层序发生变形,或者有限挤出,形成正反转构造(图8)。
由于区域应力场由挤压应力场转变为托张应力场,原逆断层顺原断层面下滑,发生正断层位移。
形成负反转构造(图9)。
由于先存逆断层上盘隆起构造在发牛构造反转之前往往有区域忡剥蚀作用,在地震剖面上表现为止断层下盘地层厚度大于卜盘相应地层厚度。
图8南黄海往地正反转构造
Fig.8Positiveinversion
intheSouthYellowSeaBasin
图9南黄海盆地负反转构造
Fig.9Negativeinversionin
theSouthYellowSeaBasin
反转构造与油气关系密切,正反转构造在发生构造反转之前,沉积了巨厚的生、储、盖层。
构造反转形成的背斜圈闭往往可形成油气藏;负反转构造在发生构造反转之前,逆断层上盘遭受风化剥蚀,构造反转形成的占潜山及披覆构造足有利的油气寓集地带。
3.4底辟构造样式
底辟构造又称“挤入构造”,在断陷盆地巾塑性物质在外力作用下发牛底辟作用,由此而产牛的构造叫底辟构造。
按底辟核岩性不同,町以把底辟分为冷底辟和热底辟。
冷底辟是指盐、膏、泥岩等塑性
地层向上侵入或刺穿所产生的构造样式。
热底辟主要足指岩浆侵入或喷发引起的底辟构造样式∽J。
南黄海盆地中新生代岩浆活动频繁,由于岩浆足熔融体,密度低,在上覆岩层的差异垂向应力作用下,加之断层的诱发,常形成底辟构造。
如图10,该岩浆岩体两侧岩层反射波中断清晰,岩体内杂乱反射。
在磁力异常I冬I上,有明显的异常反应,可排除为礁体的可能。
由于岩浆岩体广泛发育空隙和裂缝,可作为重要储集层,如果卜覆围岩有好的烃源岩和盖层,可形成油气藏。
4结论
图10南黄海瓮地岩浆底辟构造
Fig.10Magmadiapir
inthe&)uthYellowSeaBasin
(1)南黄海盆地地震大剖面自下而1-_可划分为三大构造层:下构造层为南华纪一早巾三叠世海相地层;中构造层为晚白军世一古近纪箕状断陷湖相沉积;卜构造层为新近纪一第四纪坳陷式河流棚及海陆交互卡H碎屑沉积,各构造层相互叠置,构成典型地台一断陷一坳陷多层结构的复合盆地。
(2)受印支燕山构造运动的影响,南黄海盆地中部隆起卜的下二叠统青龙灰岩和卜古生界龙潭煤系基本已剥蚀殆尽,其卜主要残留r南华纪一石炭纪地层,局部地方沉积r较薄的白孚纪地层;南华纪~石炭纪地层受后期火成岩侵入和喷发的影响,其分印分段而不连片。
(3)南黄海瓮地构造样式可分为伸展构造、挤压构造、反转构造和底辟构造4类,前3类构造样式是地壳水平运动的结果。
后一类是地壳垂直运动的结果。
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万方数据
万方数据
南黄海盆地地质演化及构造样式地震解释
作者:侯方辉, 张志珣, 张训华, 李三忠, 李刚, 郭兴伟, 田振兴, HOU Fang-hui,
ZHANG Zhi-xun, ZHANG Xun-hua, LI San-zhong, LI Gang, Guo Xing-wei, Tian
Zhen-xing
作者单位:侯方辉,张志珣,张训华,李刚,郭兴伟,田振兴,HOU Fang-hui,ZHANG Zhi-xun,ZHANG Xun-hua,LI Gang,Guo Xing-wei,Tian Zhen-xing(青岛海洋地质研究所,国土资源部海洋油气与
环境地质重点实验室,青岛,266071), 李三忠,LI San-zhong(中国海洋大学,地球科学院,青
岛,266100)
刊名:
海洋地质与第四纪地质
英文刊名:MARINE GEOLOGY & QUATERNARY GEOLOGY
年,卷(期):2008,28(5)
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4.学位论文王晨彬地质建模中若干算法的研究与应用2007
经过几千万年的地质演化,各种地质结构变得错综复杂。
利用计算机辅助三维地质信息的采集、存储、管理以及建立三维地质模型并进行相应的空间分析一直是地质研究、地质勘探、矿业工程和水利工程科技工作者的梦想。
三维地质模型是指使用适当的数据结构在计算机中建立一个数字地质模型,该模型能反映地质结构以及各个结构之间的关系。
这是一种崭新的研究手段和研究方法,有利于合理、有效地对地形地貌、矿产资源等进行各种预测与评价,节约资金,减少实际应用中的盲目性,降低风险,对生产及环境分析发挥指导和决策作用,具有重大的经济与社会效益。
地质数据一方面数据量庞大,另一方面,有时又很稀疏,而且包含了不规则以及不确定性,给地质建模带来了很大的困难。
论文的主要结构如下:
第一章介绍了地质建模的意义和应用需求,并大致描述了我们的研究工作。
第二章描述了地质建模中点云到网格的转换,我们介绍了几种不同的点云三角化方法,并进行了不同用途的比较。
还介绍了一种点云聚类方法,使得三角化更合理,更有效,避免了在断层处产生无意义的三角片。
第三章介绍了地质建模中三角网格的一些编辑算法,包括网格简化、网格求交和裁除以及B-样条曲面延拓三个算法。
这些操作对于节约计算资源、提高处理效率有很大帮助。
第四章对全文进行了总结,并对未来的工作提出了展望。
我们结合本文开发了一个三维地质建模算法的软件包,主要应用于稀疏地质数据的分析、整合,对于不规则、有断层的数据也可以进行分割。
但是对于大规模数据的处理能力还有待进一步研究。
本文链接:/Periodical_hydzydsjdz200805009.aspx
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