红河断裂与南海西缘断裂对接处的构造特征及演化过程

The Red River Fault zone and the Western-edge Fault zone of South China Sea (SCS) are the tectonic boundary between the SCS and the Indochina Peninsula. The two fault zones connect with each other at the southwest of Hainan Island, however the extension direction of the Red River Fault is unknown after its passing through the area. The geologic structures and its evolution process of the connection area between the two fault zones may contain important information about the extension direction of the Red River Fault. In the past, due to the influence of limited deep sea exploration technology and the geopolitical factors, it is difficult to implement and make a breakthrough by traditional structural geological research methods. Therefore, the study on the tectonic characteristics and evolution process has not been thoroughly carried out. What are the structural, tectonic features and tectonic evolution process in the connection zone? What is the intertwined relationship between the two faults? How do the structural characteristics and the evolution process of the connection indicate the direction of the extension of the Red River Fault zone? In order to answer these scientific questions, our study intends to interpret the geologic structure characteristics of the connection through the latest geophysical data, and establishes the corresponding structural geological model. Then we use FLAC numerical simulation software to simulation its deformation and stress process, to reveal the tectonic evolution process and the dynamic mechanism of the connection, and provide the basis on the extension direction of Red River Fault zone after crossing through the area. Also this study is significant for deeply understanding the formation of the SCS and the evolution of the regional petroliferous basins.

红河断裂带和南海西缘断裂带是南海与印支半岛之间的大地构造边界，两者在海南岛西南部海域对接，红河断裂入海经过该海域后其延伸方向不明，因此该对接处的地质构造特征及其演化过程可能蕴含着红河断裂延伸方向的重要信息。由于过去深海探测技术有限及地缘因素影响，传统构造地质的研究方法较难实施，造成该处构造特征及演化过程的研究还未深入开展。红河断裂带和南海西缘断裂带的对接处具有怎样的结构、构造特征，两断裂的交切关系如何，以及构造演化过程是怎样的？两断裂对接处的构造特征及演化过程对红河断裂的延伸方向有何指示作用？为回答以上科学问题，本项目拟通过该海域最新的地球物理资料，解译该对接处的地质构造特征，并建立相应的构造地质模型，运用FLAC数值模拟软件对其变形、应力作用过程进行模拟，揭示对接处的构造演化过程及动力学机制，为深入探讨红河断裂的延伸方向提供依据。这对于深入认识南海形成及区域含油气盆地发育也具有重要意义。

基金项目《红河断裂与南海西缘断裂对接处的构造特征及演化过程》在2018-2020年执行过程中，按照申请书的要求，以红河断裂与南海西缘断裂对接处的构造特征及演化过程作为研究对象，对研究区的区域构造背景、对接处的结构和构造特征及断裂间的交切关系进行梳理，建立断裂对接处的地质模型和数值模拟模型，对研究区的区域和局部应力应变状态进行了模拟研究，揭示了红河断裂的延伸方向及动力学过程，并探讨了其对南海形成演化及周边含油气盆地发育的影响，完成了申请书的预定目标。在区域构造背景分析中，对南海及邻区的构造单元进行了重新划分，将南海及周边区域划分为九个块体构造单元、两个结合带、两个增生带、一个俯冲-碰撞带、一个对冲带以及六个边缘海小洋盆，进一步明确了研究区所处构造单元分区边界，即西侧为印支块体，东边为琼南块体，北侧为华南块体。通过研究区及周缘构造样式发育特征分析，认为两条断裂对接处周围分上下两大构造层，并且差异明显：下构造层断裂发育，断陷分割性强，其沉降主要受断裂控制，反映了裂陷沉积特征；上构造层地层连续且厚度较均匀，断裂体系不发育，反映了坳陷沉积特征。对接处发育了张、压、剪三类的构造样式，以张为主，挤压反转构造样式较少，发育时期较晚，剪切构造样式较少，NW向断裂表现出走滑断裂特点，典型的花状构造少，常发育在背斜顶部。研究发现红河断裂交切了琼东南盆地若干NE向主控断裂，并且在红河断裂两侧，断裂构造特征大不相同。通过对研究区区域和局部地质模型的数值模拟研究，认为红河断裂带从莺歌海盆地出来后，向SE方向延伸的可能性较小，最可能与南海西缘断裂相连，共同组成一条巨型的构造带，为南海及周边区域一重要的大地构造边界，对于印支挤出、南海形成发育具有重要作用，也控制着沿线众多沉积盆地的发育。两条断裂的对接处周边发育有莺歌海、琼东南和中建南盆地等重要的含油气盆地，本项目的成果和认识可为探索这些盆地的形成演化及油气规律提供参考依据。