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南海西北部沉积盆地垂向升降、地热特征及其动力学意义
Alternative TitleThe Vertical Movement , Geothermal Features and their Dynamic Implications in the Sedimentary Basins, NW South China Sea
陈梅
Thesis Advisor施小斌
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name博士
Degree Discipline海洋地质
Keyword北部湾盆地和珠三坳陷,构造沉降,不整合面特征,地热特征,雷琼低速异常体
Abstract南海位于太平洋板块、欧亚板块和印-澳板块交汇处,是动力学研究的热点区域之一。近年来,大量地球物理、岩石地球化学和深部热结构等研究显示南海西北部雷琼区域下方存在深部低速异常和热异常,本文称“雷琼低速异常体”。虽然现有基于层析成像和岩石地球化学研究已经取得了重要进展,但是对该深部异常过程的形成、演化及其对表层过程的影响程度的认知还十分有限。本文的研究对象北部湾盆地和珠三坳陷位于雷琼低速异常体上方,西临红河走滑断裂带,东部为南海北部张裂大陆边缘,其独特的构造环境使之成为研究深部异常过程、板块活动和大陆边缘动力学过程的理想场所。论文以盆地动力学、构造地质学、沉积学、地震地层学和地热学为理论指导,以大量钻孔、地震和地热数据为基础,采用地震资料综合解释法、回剥法、拉张应变速率法和古地温拟合计算法等研究方法,系统分析了研究区新生代不整合面特征、构造沉降特征、沉积特征和地热特征,探讨周缘板块活动对南海西北部地区的构造沉积演化的影响,提取雷琼低速异常体的可能活动信息。得到的主要成果如下:(1)北部湾盆地主要发育T100、T90、T86、T83、T80、T60、T20、T10和T05不整合面,珠三坳陷主要发育T100、T90、T80、T70、T60、T20和T10不整合面。研究区T100、T90、T80和T60在区域上可对比,为区域不整合面;其余为局部不整合面,其中T10和T05不整合面以雷琼火山区为中心大致呈环状分布。(2)回剥分析结果显示,北部湾盆地新生代构造沉降可分为2个阶段:张裂期快速沉降(65~23.03 Ma)和裂后慢速热沉降(23.03~0 Ma)。珠三坳陷新生代沉降可划分为5个阶段:初始张裂慢速沉降(65~49.5 Ma),张裂期快速沉降(49.5~30 Ma),裂后慢速沉降阶段I(30~23.03Ma),裂后快速沉降(23.03~16.5Ma),裂后慢速沉降阶段 II(16.5~0Ma)。其中,晚中新世(10.5~5.5 Ma),北部湾盆地和珠三坳陷的构造沉降速率明显低于其他时期,为晚新生代最低值,推测受雷琼深部低速异常体活动影响。(3)北部湾盆地张裂期沉积速率高,裂后期沉积速率低。张裂期存在2期快速沉积:流沙港组和涠洲组沉积期。其中流沙港组沉积期流三段(49.5~44 Ma)沉积中心位于盆地东部的迈陈凹陷、福山凹陷和雷东凹陷,而流二段(44~40 Ma)沉积中心位于盆地西部的涠西南凹陷、海中凹陷和乌石凹陷。涠洲组沉积期快速沉积时间为35~26 Ma(涠三段和涠二段)。但流一段(40~35 Ma)和涠一段(26~23.03 Ma)沉积期受构造运动影响,沉积速率低。裂后期,福山凹陷、雷东凹陷和徐闻凸起晚中新世沉积速率较低,可能是雷琼低速异常体活动影响的结果。珠三坳陷张裂初期沉积速率低,张裂中、后期沉积速率高。受海侵影响,裂后初期(30~23.03 Ma)沉积速率相对较高。受异常沉降影响,珠三坳陷18.5~16.5 Ma沉积速率非常高,达200~850 m/Myr。(4)研究区现今地温梯度普遍高于30 ℃/km,该区域的高地温可能受深部热异常影响。古地温研究显示北部湾盆地和珠三坳陷现今地温梯度均高于古地温梯度,北部湾盆地除乌石凹陷外,现今高地温对有机质演化影响甚微,推测形成时间晚于1 Ma;珠三坳陷现今高地温对有机质成熟度演化有一定的影响,持续时间至少大于1 Ma,但不超过5 Ma。(5)根据研究区晚中新世构造沉降减缓及雷琼地区岩体年龄主要分布于更新世等特点,本文认为雷琼低速异常体对研究区明显影响发生于晚中新世以来。主要影响包括:1)雷琼区域沉积盆地晚中新世构造沉降降低;2)地壳抬升形成局部剥蚀面;3)中中新世末期以来岩浆活动;4)第四纪强烈的火山活动使琼北地区和雷州半岛出露海底成为陆地;5)局部高热流和高地温梯度特征。分析表明雷琼地区深部低速异常体对表层升降影响有限,推测该深部异常体规模较小,可能是深部更大规模异常体的一个分支。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18026
Collection学位论文(博士)
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GB/T 7714
陈梅. 南海西北部沉积盆地垂向升降、地热特征及其动力学意义[D]. 南海海洋研究所,2018.
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