南海北部地壳结构的深地震探测和研究新进展

南海是西太平洋最大的边缘海之一,其北部具有被动大陆边缘特征.深部地壳结构的研究对深入认识南海北部边缘的构造属性、演化历史、含油气盆地的形成过程,以及南海成因具有十分重要的意义.南海北部地壳结构的深地震探测经历了声纳浮标、双船扩展剖面和海底地震仪几个阶段,声纳浮标探测了解到上地壳的结构特征,双船扩展剖面首次获得了地壳结构和莫霍面起伏的情况,海底地震仪探测则得到了详细的地壳结构模型.文中回顾了这些深地震探测和研究的历史,介绍和总结了最新的研究进展和重要成果,并提出存在的问题和今后工作的建议.     

南海北部陆坡地形特征及其影响因素研究

南海北部陆坡位于南海北部大陆边缘,地质构造活动丰富,是大陆和深海进行物质和能量交换的重要过渡区。研究北部陆坡区复杂的地形地貌,有助于深化对南海北部陆缘海底地质活动与环境变化的认识,并为资源勘探与工程建设提供基础地质信息支撑。本研究基于全球水深地形图（General Bathymetric Chart of the Oceans,GEBCO）数据及实测多波束数据,对南海北部陆坡的地形地貌进行研究,识别出不同的地貌类型,并探讨其形成和发展的控制因素。研究表明,南海北部陆坡发育有海台、海山、海丘、海槽、海底峡谷以及冷泉地貌类型。南海北部陆坡地形地貌的发育和演化主要受控于构造活动及火山活动,而外动力地质作用如沉积输运、海平面变化及甲烷流体的活动等,都对研究区的地形地貌做了进一步的改造,使之更加复杂。     

南海海盆东-西部地质特征存在巨大差异

 南海中部存在巨大的中南断裂将南海海盆分割为东-西两部分,至少自1亿年以来,在沉积环境与沉积厚度、洋陆边界的属性与特征、大陆破裂的时代、岩浆活动的来源与程度、减薄大陆架和大陆坡的宽度、洋壳年龄与磁性层结构、磁异常条带特征、岩石化学等诸多方面都存在巨大差异,它们主要受控于早期地质构造背景的差异、东西部大陆减薄伸展速率的变化以及海底扩张的构造环境的不同,并深刻影响了之后的区域沉积分区和沉降特征。     

西沙、南沙等群岛的自然地理概要

(一)南海海底地形轮廓南海亦称南中国海,是我国沿边四海中最大的一个。它北起台湾海峡的南口,南抵加里曼丹岛西南方的卡里马塔海峡。西界中南半岛和马来半岛,东界菲律宾群岛。南北纵长,东西稍狭,面积三百六十多万平方公里,为东中国海(东海、黄海、渤海的总称)的三倍。南海海底地形相当复杂,海水也较深,通常分作四个地形区: 1、大陆架它是大陆的延伸部分,地势比较平坦,水深一般不到200米。南海     

南海海底矿物资源开发前景

随着陆地矿产资源的不断使用变少,海底矿物资源将成为社会经济发展和现代化建设的优质接替资源。为实现海洋强国战略,加快南海海底矿物资源的开发利用,亟需对海底的矿物资源重新评价。本文综合分析多年地质调查数据和近年来的重要研究进展,结合近年来载人潜器和ROV调查成果,梳理了南海海底矿物资源研究现状,研究南海海域锰结核、富钴结壳、多金属硫化物、富稀土沉积物、砂矿等类型资源的矿物特征和分布规律,评价多类型矿物的成矿远景,并总结分析南海海底矿物资源开发中可能存在的问题,以指导我国南海海底矿物资源潜力研究和满足勘探开发前景分析的迫切需求,并为南海海底矿物资源的开发和决策提供依据。     

南海和东海板块构造演化的几个问题

本文就南海、东海及台湾板块构造演化的若干问题展开讨论。我们认为南海海盆是在被动大陆边缘的基础上张开的，而不是弧后扩张的产物；台湾不是活动岛弧．而是典型的岛弧‘大陆碰撞带，并将台湾与鲁马拉雅地区的构造作了对比；吕宋至台湾的板块边缘显示出板块俯冲至碰撞的转化．南海东缘板块边界演化的基本趋势是．从俯冲到碰撞．进而形成极性相反的新俯冲带．南海海盆终将成为被地块全面包围的残留盆地；南海的开合表现为威尔逊旋回的复杂形式。认为冲绳海槽尚未出现伴有新洋壳形成的海底扩张作用．冲绳海槽是弧后裂陷．而非弧后扩张的产物。     

国内期刊亮点

正南海海底天然地震台阵观测实验及其数据质量分析为了在海底天然地震观测领域积累经验,同时揭示南海中央海盆残留洋脊下的岩石圈结构,国家海洋局第一海洋研究所刘晨光等在南海深海区进行了一次较大规模的被动源海底地震仪(OBS)台阵观测实验。从多个角度分析所收集的海底地震记录的数据质量。地震波形分析表明回收的OBS记录质量良好,来自远震、区域性地震和马尼拉俯冲带内的小震的主要     

中国南海高分辨率大地水准面及海底地形特征

利用高分辨率的海洋卫星测高资料,构制中国南海及邻近海域完整到3600阶次的甚高阶大地水准面数值模型,使其表示大地水准面起伏的空间分辨率好于5.5km;对大地水准面进行滤波和平滑,滤除相关的波长,得到了中国南海及邻近海域高分辨率的海底地形图像,清晰地勾画出中国南海及邻近海域海底地貌、构造特征及动力学事件,可作为海洋测深预报和构造的重新构成等之参考.     

科学触角

拖网捕鱼重塑深海地形深海拖网捕鱼会改变海底地形?是的。这种捕捞作业已经扫平了海底大陆坡上的褶皱,使得大陆坡看起来像犁过的土地,也改变了深海生物的栖息地。它对深海环境的影响,已经可以与海底滑坡、海洋风暴相提并论。这个研究成果,发表于9月的《自然》(Nature)杂志。海底拖网,由一个犁形的拖网门和一副张开的渔网组成。     

南海准被动陆缘深水油气与水合物共生意义

南海北部准被动陆缘深水区处在欧亚、印-澳和太平洋-菲律宾三大板块相互作用之特殊大地构造位置,具有被动大陆边缘拉张裂陷的基本属性和典型断拗双层或三层盆地结构及沉积充填特征,与相邻的北部陆架浅水区一样具备基本油气成藏地质条件。南海北部准被动陆缘深水盆地油气运聚成藏地质条件与世界典型被动陆缘盆地深水油气富集区基本类似,但亦存在一定的差异和特殊性。南海北部深水油气运聚成藏及其空间分布与天然气水合物具有纵向上的共生组合关系及烃源供给上的成因联系,其油气地质意义在于其浅层油气及海底水合物显示可以指示深部油气藏的存在或作为深部油气藏勘探的指向和示踪,而这种空间上的共生叠置关系,亦拓宽了资源勘探领域,扩大了其资源规模及潜力。     

Tracing the life history of a marginal sea—On “The South China Sea Deep” Research Program

The Major Research Program "Deep Sea Processes and Evolution of the South China Sea", or "The South China Sea Deep", launched in January 2011 by the National Natural Science Foundation of China, is the first large-scale basic-research program in ocean science in the country aiming to reconstruct the life history of a marginal sea. The overall scientific objective of the program is to dissect this typical marginal sea by studying its history of evolution and its modern processes, including the following three major components:(1) Development of the deep basin:utilizing new techniques to re-measure magnetic anomaly lineations, to explore the deep tectonic features, to drill the oceanic crust, and to study volcanic seamount chains; (2) deep-water sediments: observing the modern processes to reveal the patterns of deep-water circulations and sedimentation, analyzing deep-sea sediments to recognize paleoceanographic response to basin evolution, and subsequently to bridge the modern and paleo-studies of the deep-sea processes; and (3) biogeochemical processes:using a variety of techniques including deploying submarine observation and deep-water diving device to investigate the distribution patterns and environmental impacts of deepwater seepages and sub-bottom circulation, and to reveal the role of microbes in deep-sea carbon cycling. As compared with the open ocean and other marginal seas, the South China Sea enjoys many more advantages as a marine basin for reconstructing the life history. Meanwhile, the South China Sea Deep Program provides unique opportunities in studying the evolution and variations of the sea-land interactions between the Pacific and Asia.     

南海成因模式述评

南海的构造演化与其周边的板块构造运动有密切关系,一直是地学研究的热点问题。现对中外学者关于南海成因模式的观点、模式进行综述分析,讨论涉及主动成因10种,被动类成因7种,涉及代表性观点20个,每一观点都能合理解释一些宏观地质现象,也都与另一些地质现象相悖,还需要进一步修正、发展或用新的资料来验证。这是南海研究日趋成熟的表现,未来将会逐渐各个学说融合发展。从史学的角度讨论了"南海观点"之演变,认为未来主要趋向是研究方法多元化、精细化、定量化,认为南海与周围地块之间主被动关系研究、东南亚盆地群响应序列之间对比、岩石圈结构学、区域岩石发展史、不同学说的动力学定量对比与评价是未来的主要研究关注点,并充分考虑外围被动因素,融合南海的发育历史,并将中生代南海的岩石圈禀赋及历史融于其中是南海成因模式研究的重要方向。     

南海珠江深水扇系统的沉积构造背景分析

从深水扇系统的观点出发,主要基于对最近所采集的穿越整个白云凹陷的700余公里长电缆深反射(深达14 s)地震资料综合解释,结合南海大洋钻探的成果,对南海珠江深水扇系统沉积的构造背景特征进行了综合分析.研究发现:白云主凹在早中新世-中中新世期间(即大约距今25～10 Ma)是一个因坳陷期盆地基底的持续沉降及其相关断裂活动而形成的南海北部陆缘上的斜坡内盆地;白云主凹这个"斜坡内盆地"有别于世界上其它位于被动大陆边缘背景中(如西非近海、巴西近海、墨西哥湾)的斜坡内盆地;海平面变化、沉积物通量变化、构造活动等地质营力都在斜坡内盆地的构造背景上对南海珠江深水扇系统在不同时期产生了不同程度的重要影响.简言之,斜坡内盆地成就了南海珠江深水扇系统.这为以后进一步全面深入研究南海珠江深水扇系统的形成机制、演化过程、结构特征等有着重要意义.     

Trends of sea level rise in the South China Sea during the 1990s: An altimetry result

Using 7 years of TOPEX/POSEIDON satellite altimetry data, we have identified a general trend of sea level rising in the South China Sea between January 1993 and December 1999. The estimated bulk rising rate of the entire basin is -1 cm/a. The rise of sea level appears to be spatially non-homogeneous, which shows a highest rate of 2.7 cm/a in the deep basin west of Luzon and generally low (even negative) rates over the shallow continental shelves. It is believed that the observed rapid rising of sea level is a regional phenomenon and is mainly caused by warming of the upper layer of the South China Sea, which showed a bulk warming rate of 0.15℃/a in the same period. It is also suggested that the observed rising trend is mainly a decadal signal, which is possibly associated with decadal variation of the Pacific warm pool region.     

中国大陆南缘不活动大陆边缘和拉裂盆地

中国大陆南缘经历了太平洋板块和特提斯板块与欧亚板块会聚作用的复杂过程,并在不晚于早第三纪早期,已经由活动的大陆边缘转换为不活动的,具有典型的不活动边缘的重力效应特征。根据构造演化分析,大陆南缘的陆缘盆地属不活动边缘拉裂盆地,南海中央海金则属于边缘海盆地。本文阐述了亚洲大陆南缘的主要转换断裂系统,讨论了这些断裂系统所反映的太平洋—特提斯板块和欧亚板块之间板块边界的应力机制和活动方式,认为在特提斯—印度洋域,这些转换断裂系统从西向东延伸,分别属于右旋和左旋滑移。它们对中国大陆南缘边缘构造带和含油气盆地的形成和地质演化起着重要的作用。     

南海北部陆缘黏土矿物组合特征与地质意义

采用沉积矿物分析方法对南海北部九口探井渐新世—中新世沉积物进行系统的黏土矿物分析.结果表明:南海北部沉积物黏土矿物组成随时间及空间呈现规律性变化,黏土矿物伊/蒙转化深度具有自北向南逐步变浅的规律,与地温梯度升高变化趋势基本一致,这种黏土矿物伊/蒙转化的变化规律反映了南海北部洋陆过渡地壳减薄,莫霍面抬升,热流值升高的趋势.通过黏土矿物组合演变特征与热流变化趋势的相关关系,可以预测区域性温度场变化规律,加深对南海北部洋陆过渡地壳厚度变化的认识.     

Clay minerals in surface sediments of the Pearl River drainage basin and their contribution to the South China Sea

Clay minerals have played a significant role in the study of the East Asian monsoon evolution in the South China Sea by being able to track oceanic current variations and to reveal contemporaneous paleoclimaUc changes prevailing in continental source areas. As one of the most important rivers inputting terrigenous matters to the northern South China Sea, the Pearl River was not previously paid attention to from the viewpoint of clay mineralogy. This paper presents a detailed study on clay minerals in surface sediments collected from the Pearl River drainage basin （including all three main channels, various branches, and the Lingdingyang in the estuary） by using the X-ray diffraction （XRD） method. The results indicate that the clay mineral assemblage consists dominantly of kaolinite （35%-65%）, lesser abundance of chlorite （20%-35%） and illite （12%-42%）, and very scare smectite occurrences （generally 〈5%）. Their respective distribution does not present any obvious difference throughout the Pearl River drainage basin. However, downstream the Pearl River to the northern South China Sea, the clay mineral assemblage varies significantly： kaolinite decreases gradually, smecUte and illite increase gradually. Additionally, illite chemistry index steps down and illite crystallinity steps up. These variations indicate the contribution of major kaolinite, lesser illite and chlorite, and very scarce smecUte to the northern South China Sea from the Pearl River drainage basin. The maximum contribution of clay minerals from the Pearl River is 72% to the northern margin and only 15% to the northern slope of the South China Sea. In both glacials and interglacials, kaolinite indicates that the ability of mechanical erosion occurred in the Pearl River drainage basin.     

南海成因：岩石圈破裂与俯冲带相互作用新认识

 南海深部计划与国际大洋钻探航次取得了一系列创新进展与重大突破：1）发现南海陆缘岩石圈减薄之初未出现地幔蛇纹岩出露，且岩浆迅速出现；2）新提出南海不是“小大西洋”，而是“板缘张裂”盆地，与经典的大西洋型“板内张裂”陆缘模式不同；3）揭示南海受到俯冲带的强烈控制，提出俯冲诱发地幔上涌并影响南海岩浆活动。     

南海深部过程的探索

 2011-2018年，国家自然科学基金委员会设立“南海深部过程演变”重大研究计划，同时推动实施了三次半的大洋钻探航次，使南海进入国际深海研究的前列，在深海盆洋陆相互作用、边缘海盆地的板缘张裂和气候演变的低纬驱动等3方面取得了突破性进展，挑战了源自西欧、北大西洋的传统观念。深海探索的进展，确立了中国在南海科学上的引导地位，下一轮的深入研究可望将南海建成世界海洋科学的天然实验室，进一步提升中国在海洋基础研究中的国际地位。