亚得里亚海中部Tremiti群岛构造高地的重力异常模拟新启示:盐构造与断层反转的重新审视

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Technovation 11.1

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  本研究通过整合地震、重力和磁力等多源数据,对亚得里亚海Tremiti群岛构造高地(TISH)的成因提出新见解。研究人员挑战了传统盐底辟主导模型,提出断层反转主导的构造演化机制,并通过重力异常模拟证实盐体规模有限(深度>5 km)。该成果为亚平宁造山带前陆变形机制及亚得里亚海盆地动力学研究提供了关键约束。

  

在亚得里亚海碧蓝的海水中,Tremiti群岛如珍珠般散落,其独特的地质构造长期吸引着学者目光。这片区域位于意大利Gargano岬角以北,是亚平宁与狄纳里克造山带共有的前陆盆地核心地带。传统观点认为,群岛下方存在巨大的盐底辟构造(salt diapir),这些三叠纪蒸发岩(Burano组)在新生代挤压作用下刺穿上覆地层,形成NE-SW走向的Tremiti群岛构造高地(Tremiti Islands Structural High, TISH)。然而,这种解释存在明显矛盾——地震剖面中缺乏典型的盐底辟地震相特征,且区域重力异常模式与大规模低密度盐体假设不符。

为破解这一谜题,研究人员开展了多学科交叉研究。通过整合40口钻井数据、36条地震剖面以及布格重力(Bouguer gravity)和航磁数据,首次对TISH进行系统的重力-磁力正演模拟(forward modelling)。研究采用平均层速度法(average interval velocity method)进行时深转换,密度参数设置为:三叠纪盐体2200 kg/m3、中生代碳酸盐岩2600-2700 kg/m3,并设置磁化率(magnetic susceptibility)为0.001-0.055 SI单位。通过构建无盐模型、小规模盐体模型和大规模盐底辟模型三种假设,定量评估不同构造场景与观测异常的匹配度。

地震解释揭示构造特征
地震剖面显示TISH表现为不对称背斜,西翼缓倾(约30°)而东翼陡峭(达60°)。在CROP M13剖面上可见典型的"鱼钩状"反转构造(harpoon-like inversion),中生代盆地沉积在断层上盘明显增厚。特别值得注意的是,尽管BR169-32剖面局部出现1 km宽的杂乱反射(可能指示小规模盐体),但整体缺乏盐底辟典型的"下拉"(pull-up)速度异常和刺穿构造。

重力-磁力模拟颠覆认知
正演模拟得出突破性结论:

  1. 最佳拟合模型要求盐体顶部埋深>5 km,厚度<4 km,远小于前人提出的5 km长、0.3 s TWT(约450 m)浅的底辟体假设
  2. 大规模盐底辟模型会导致计算重力异常比观测值低65 mGal(1 mGal=10-5 m/s2),与区域重力高特征矛盾
  3. 磁异常主要源自下地壳(28-30 km深度),与浅部构造无关

构造演化新模型
研究提出两阶段演化机制:

  • 早阶段(古近纪):三叠纪正断层在NW-SE向挤压下发生反转,形成初始构造高地
  • 晚阶段(上新世-第四纪):构造挤压引发有限盐迁移(salt remobilization),但主要变形机制为断层相关褶皱(fault-related folding)而非底辟作用

这项研究的意义在于:

  1. 首次通过定量地球物理模拟证实TISH的断层反转主导成因,修正了持续30年的盐构造主导范式
  2. 为亚得里亚前陆盆地(Adriatic foreland)的复杂变形机制提供新证据,揭示挤压背景下先存断层(inherited faults)的关键控制作用
  3. 建立的方法框架可推广至全球盐盆地的构造解析,特别是在地震资料品质受限区域

该成果对油气勘探具有直接指导价值——深部有限盐体的认识将改变该区油气运移模型,而反转构造控藏理论为寻找新圈闭类型指明方向。正如作者所述:"TISH的演化史犹如一本被多次改写的地质日记,而我们刚刚破译了其中最关键的一页。"

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