大陆架科学钻探（CSDP），是一个在我国大陆架上实施的以钻探我国陆架区深部地层为目的的科学计划，是介于大陆科学钻探（ICDP）和大洋科学钻探（DSDP，ODP，IODP）之间的大陆架地球科学探索计划。首批两口科学钻探井布设在南黄海陆架上，CSDP-1井的主要目标为第四纪及其环境演化，CSDP-2井则瞄准中-古生界海相地层及其资源环境效应。CSDP-2井的科学目标为揭示中-古生界的地层时代、沉积环境、构造演化，详细标定钻遇地层的地球物理性质，系统评价其油气生储盖特征，以及开发和探索钻探与井中观测等技术。CSDP-2井完井深度2 843.18 m，创造了全球陆架全取心钻探的最深记录，综合取心率97.7%，其中中-古生界取心2 198.10 m，取心率99.3%，先后钻遇第四系-新近系，下三叠统青龙组，二叠系大隆组、龙潭组、孤峰组和栖霞组，石炭系船山组、黄龙组和高骊山组，泥盆系五通组，志留系坟头组和高家边组。初步建立钻遇中-古生界的岩性剖面、地球物理性质剖面、地层时代和沉积环境格架，厘定印支期和加里东期两个不整合面，以及孤峰组和龙潭组之间的断层滑脱面，并通过对烃源岩系统评价发现4套好的烃源岩。下一步工作将在进一步厘定地层年龄的基础上，深入探讨沉积环境演化、构造和热演化历史，以及结合区域资料恢复古地理环境。

2014年，大陆架科学钻探项目（CSDP）确定采用自主研发的轻便型海洋钻井平台"探海1号"在南黄海盆地中部隆起上实施首口科学钻探井（CSDP-2井），其科学目标是探查中部隆起的中-古生界地质结构和油气地质条件，解决南黄海中部隆起海相残留盆地长期悬而未决的地层属性问题，同时为区域地质、海陆演化与海相油气资源前景研究和评价提供基础资料。据此确定钻孔的选址原则为：钻探海域水深不超过30 m，在预定2 800 m的钻探深度范围内钻遇多套完整的中-古生界海相地层。根据钻探目标和选址原则，针对中部隆起没有钻探资料的状况，以区域地质特征和周边钻井对比为参考，以地震资料多属性解释为手段，标定了地震反射层位，解释并编制了反射层构造图，拟定了钻探井位，预测了钻探层位；采用地震储层预测技术预测了有利储层。上述工作形成了无井勘探区的钻探井位部署技术流程和方法，经钻探厘定了三叠纪-奥陶纪海相沉积层，并发现了多个油气显示层，达到了预定钻探目标。

南黄海海域的中、古生代海相油气前景广阔，是重要的油气战略接替基地。由于多期构造运动的改造作用，原型盆地遭受强烈破坏，地质构造复杂，地球物理勘探精度低，造成对地层与构造认识不清，油气分布规律不明。针对勘探中面临的主要问题，提出的主要对策是：重点开展地球物理勘探技术创新研究与攻关试验工作，提高方法技术的适用性与有效性；在大地构造理论的指导下，重点开展多期构造活动背景下有效烃源岩、储层、保存条件等因素的研究工作，对区域油气地质条件优越且地层、岩性等特征存在争议的局部构造实施科学钻探等。

针对南黄海盆地海相油气勘探的重大需求，在收集、整理下扬子苏、浙、皖地区地质和地化资料的基础上，依托科学钻探CSDP-2井岩心，系统对比了南黄海盆地与下扬子陆区早志留世古地理背景和沉积充填特征，进而利用一系列地化测试数据总结了南黄海盆地下志留统烃源岩特征并探讨其主控因素。研究结果表明：南黄海盆地大陆架科学钻探CSDP-2井目前已钻遇了坟头组和高家边组上部两套丰度很低的厚层、暗色（粉砂质）泥岩，其有机质类型主要为Ⅱ₂型，热演化程度已整体进入过成熟阶段；受控于全球海侵事件和扬子板块构造活动的发展阶段，早志留世初期深水陆棚环境逐渐向后期的浅水陆棚环境演变，加之早期较高的初级生产力和良好的保存条件，使得下扬子区高家边组下部烃源岩的品质明显高于上部，并以底部黑色笔石页岩段有机质丰度最高。因此，南黄海盆地高家边组底部理应存在一套优质烃源岩层，可作为下一步页岩气勘探的重点层位。

目前，大陆架科学钻探CSDP-2井是南黄海盆地中部隆起上的唯一深钻，是揭示南黄海中-古生界海相地层时代，恢复其沉积环境和构造运动的基准井。本文针对该井开展岩心描述并进行薄片观察，结合测井数据、古生物化石等资料，将志留系-石炭系划分为下志留统高家边组、侯家塘组、坟头组，上泥盆统五通组，下石炭统高骊山组、和州组，上石炭统黄龙组、船山组。其中，志留系沉积了一套浅海陆棚相的细碎屑岩，沉积物以浅海-滨海相砂泥岩为主；泥盆系五通组同样为碎屑岩沉积，稳定的石英砂岩和紫红色泥岩并存，下部为潮坪相，上部则为三角洲相；而石炭系发育台坪、泻湖、颗粒滩等碳酸盐岩台地亚相，岩性以生屑灰岩和泥晶灰岩为主。区域地层对比表明，南黄海盆地中-古生界海相地层是下扬子区由陆域向海域的延伸，其志留系-石炭系岩性序列与下扬子陆域基本一致。

南黄海CSDP-2钻井上泥盆统五通组擂鼓台段2 068.00~2 069.02 m段岩心识别出了早期真蕨类植物。该植物具有至少三次羽状复叶，末二次羽片互生，小羽片扁平，呈扇状、楔状或舌状，基部收缩，至少一次深裂，裂片边缘钝圆，二分叉的叶脉明显。据此，可鉴定为优美守刚蕨（比较种）（Shougangia cf.S.bella）。本研究为南黄海地区上泥盆统五通组增加了古植物学新资料。

通过对南黄海西部陆架CSDP-1孔晚上新世-第四纪地层中的地球化学元素S、Sr和Ba的测试，结合该钻孔已发表的岩性、磁性地层和微体古生物等资料，综合分析发现：CSDP-1孔元素S、Sr、Ba质量分数及比值Sr/Ba在不同沉积相中的分布变化特征与研究区海陆沉积环境的变化密切相关，体现了S和Sr/Ba值的亲海相特性。S元素的高值主要出现在海相沉积环境中，对应了本区3.50 Ma以来的海侵事件，可以指示本钻孔海陆环境。Sr/Ba值在U2沉积单元（1.66~0.83 Ma）的高值与海侵无关，认为主要是物质来源改变导致的沉积矿物组成发生变化所控制，而在U1沉积单元（0.83 Ma以来）Sr/Ba值能指示海陆环境的变化，表明0.83 Ma以来海侵成为Sr/Ba值的主控因素。

南黄海作为东部陆架海的一部分，其沉积物记录了源区、气候及古环境演变等多方面的信息。本文利用激光剥蚀等离子体质谱（LA-ICPMS）的方法，对南黄海西部CSDP-1孔沉积物进行了碎屑锆石U-Pb年龄测定。结果表明，CSDP-1孔沉积物碎屑锆石主要表现出300~100，500~300，1 000~700，2 100~1 700和2 600~2 300 Ma 5组年龄区间。由底部到顶部，钻孔沉积物中除了1 000~700和2 100~1 700 Ma的锆石质量分数变化较大，其他年龄组的锆石质量分数没有明显的变化趋势；长江、黄河、废黄河和淮河作为钻孔区域可能的物质来源，其沉积物碎屑锆石U-Pb年龄分布存在显著差异，其中长江沉积物以1 000~700 Ma的锆石为特征，黄河沉积物中2 100~1 700 Ma的锆石质量分数最高，废黄河与淮河沉积物中500~300 Ma的锆石质量分数均比黄河和长江沉积物高。通过对CSDP-1钻孔及河流沉积物进行物源判别并结合相关性分析可认为：钻孔沉积物3.20 Ma以来存在多源物质贡献，长江源物质占优势，淮河源次之；淮河从2.16 Ma开始对钻孔区域有影响；0.78 Ma该区开始有黄河源的物质，且以黄河沉积物为主要物质来源；废黄河对钻孔区域几乎没有影响。

南黄海为一叠置于下扬子地块变质基底之上的中、古生代海相与中、新生代陆相多旋回叠合盆地，经历了长期的构造演化及多期次构造改造。有关南黄海多期次盆地地层格架及分布特征、构造变形及动力机制、盆地性质及成因机制等问题，仍存在诸多争论。本文在总结前人研究的基础上，利用近几年最新获得的地质、地球物理数据，对南黄海有关地层与构造相关的主要问题进行了探讨。地球物理及综合研究表明：南黄海北部燕山晚期以来陆相断陷盆地之下并不存在印支-早燕山期的前陆盆地；朝鲜半岛西缘断裂带是存在的，扬子地块与华北地块汇聚碰撞过程中存在壳内多层次的互相楔入构造；南黄海海相中、古生界广泛分布，往东抬升剥蚀，可能主要残留下古生界，中部隆起残留有完整的下三叠统-震旦系。

为了识别胶莱盆地海阳凹陷在南黄海地区的东部延伸边界，利用穿越南黄海的OBS2013-SYS深地震测线开展2D速度结构模拟，在测线NW方向位于千里岩隆起带的OBS（海底地震仪）站位均观察到了折合走时突然增加的现象。速度结构模型显示胶莱盆地东侧海阳凹陷附近海域存在明显的低速沉积层增厚现象，模型自OBS06站位向NW方向，沉积层厚度由小于1.0 km显著增厚至2.5 km左右，推测该处为胶莱盆地海阳凹陷的东部边界断裂。结合前人在海阳凹陷识别出的控盆断裂进行分析，厘定了海阳凹陷在海区大体的构造边界和沉积中心，认为胶莱盆地东部控盆断裂可能延伸至连云港-石岛断裂一线，与嘉山-响水-千里岩断裂构成千里岩隆起带南北边界断裂带的一部分。海阳凹陷沉降中心可能位于南黄海海区连云港-石岛断裂北侧海阳凹陷的NE方向，发育的厚层白垩系可能存在较好的油气前景。

最新的勘探和研究证实，北黄海盆地东部坳陷发育了中、上侏罗统2套有效烃源岩并以上侏罗统为主力烃源岩层，在其供烃范围内形成了上侏罗统-下白垩统"下生上储式"和中-上侏罗统"自生自储式"2类成藏组合，取得了我国东部海域以侏罗系为唯一源岩的含油气盆地勘探突破。为进一步探索我国近海盆地残留"黑色侏罗系"的资源潜力和勘探前景，本文采用地震-地质综合解释、烃源岩地球化学分析、盆地模拟等方法，综合分析了我国近海主要盆地残留"黑色侏罗系"的分布和地球化学特征。结果表明，我国近海残留侏罗系暗色泥岩烃源岩非均质性较强，多属"中等"级别，局部发育"中等-好"、"中等-差"级别烃源岩，侏罗系烃源岩大多存在早（J₃-K₁）、晚（E₂末-N₁）2期生、排烃高峰，生烃总量达1.4×10¹¹ t，资源前景乐观，预测可形成侏罗系"自生自储式"和侏罗系-白垩系（或新生界）"下生上储式"2类源储组合。

在沉积相综合分析基础之上，通过地震相分析的手段明确了东海陆架盆地南部中生界的沉积特征；结合古地理背景分析，建立了该区侏罗纪和白垩纪的沉积模式。侏罗纪时雁荡低凸起和瓯江凹陷均未形成，闽江凹陷和基隆凹陷连为一体，物源来自浙闽隆起区，发育滨浅海沉积体系，火山作用较为强烈。白垩纪晚期-古新世，随着太平洋板块俯冲角度的加大，浙闽隆起区发生裂陷，雁荡低凸起形成。西部的瓯江凹陷沉积了一套陆相的冲积扇-河流-三角洲-湖泊沉积体系；由于此间台北低凸起尚未起到分割作用，东部的闽江凹陷与基隆凹陷仍然连为一体，物源来自浙闽隆起带和台北水下火山岩带，发育滨浅海沉积体系，火山作用影响强烈。

东海陆架盆地处于欧亚板块东南缘，其构造演化、动力学机制转换同太平洋板块与欧亚板块碰撞及印度-澳大利亚板块远程推挤效应有关。中生代以来，该盆地形成和演化过程受到古太平洋板块多期俯冲及多构造体系的叠加改造，地质构造和地球物理场复杂，盆地演化及动力学过程等一直是争论的焦点。本文利用最新调查资料，通过构造物理模拟实验、构造解析和平衡地质复原剖面等方法，结合区域构造背景，系统分析了东海陆架盆地中生代演化过程，探讨了其构造动力学转换过程。研究认为东海陆架盆地自中生代以来经历了晚三叠世前的被动大陆边缘和晚三叠世-中侏罗世活动大陆边缘挤压坳陷型盆地阶段，挤压应力来源于伊泽奈崎板块向欧亚大陆板块的低角度俯冲；早白垩世晚期-晚白垩世活动陆缘伸展断陷型盆地阶段，应力来源于太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲后撤导致的岩石圈减薄作用；古近纪为弧后伸展断陷型盆地阶段。同时认为东海陆架盆地古特提斯构造域向古太平洋构造域转换的时间应该发生在中三叠世末期，古太平洋板块低角度俯冲和俯冲后撤代表华南中生代深部地质过程。

东海陆架盆地西湖凹陷东部过XH-1井的GH-1剖面，揭示了盆地边缘在新生代多次盆地原型迭代中的结构变化。在梳理前人关于盆地原型学术观点的基础上，通过T₂⁵、T₂⁴、T₂³上超点不断东扩的特征，确认了陆相盆地发展跨越式、旋回性的演化特点；根据T₂⁴、T₂⁰两期构造反转，确认了陆内迁移拗陷期渐新统、中新统（龙井组和玉泉组）分别为两个二级构造层序；结合柳浪组的成因机制，探讨了柳浪组在盆地发展史中的归属问题。通过玉泉运动、花港运动和龙井运动机制探讨及界面确认，深化了断陷期、拗陷期西湖凹陷东部边界的认识，明确了西湖凹陷经历了古新世-始新世走滑拉张断陷-转换边缘拗陷、渐新世-中新世陆内迁移拗陷、上新世-第四纪弧后陆架边缘拗陷的盆地原型迭代发展史。

浙闽泥质区是全新世高海平面以来沉积物的汇。受东亚季风影响，浙闽沿岸流和台湾暖流具有季节性变化，长江口"夏储冬输"的沉积物输运模式对东海内陆架泥质区的形成有关键作用。浙闽泥质区的潜在物源主要有长江、浙闽河流以及台湾西部山地河流，以长江物质为主。黏土矿物、稀土元素、Sr-Nd同位素、环境磁学等方法是物源研究的重要手段。长江物质以伊利石为主，蒙脱石含量较少，高岭石和绿泥石含量中等；而台湾物质以伊利石和绿泥石为主，没有蒙脱石。磁黄铁矿是台湾河流沉积物特有的磁性矿物，可作为大陆河流与台湾河流物源识别的指标。泥质区位于东亚季风区，受低纬热带过程和高纬大气环流的影响，气候变化具有波动性。沉积物敏感粒级反演的东亚冬季风（EAWM）只记录了泥质区形成以来的气候变化，不能代表整个全新世。受台湾暖流和浙闽沿岸流的双重影响，敏感粒级作为EAWM演化的指标需进一步深入研究。

海岸带是海陆之间的过渡区域，是人类活动和经济发展较为活跃的地区。海岸线时空演变研究对海岸带资源开发与保护有重要意义，但国内外对三沙湾海岸线时空演变研究较少。本文基于25 a的卫星遥感资料，解译出4个时相的三沙湾海岸线，定量分析海岸线变化趋势，并研究海岸线演变的主要因素。研究表明，25 a的三沙湾海岸线总体长度呈增长趋势：1988-1996年岸线总长度变化不大；2003年较1996年增加约6 947 m、增长约11.5%；2003-2013年岸线总长度增加较为明显，2013年较2003年增加约24 128 m、增长约39.6%，其增速约为1996-2003的3.4倍。砂质岸线长度基本稳定，基岩和泥质岸线长度有所减少，人工岸线在逐年增加，这主要是滩地围垦、港口建设和海岸人工改造等人为因素造成的。

南海具有复杂的地质构造背景，扩张结束以后，新构造运动活跃，但各区域新构造运动发生的时间及运动特征有较大差异。本文综合分析了南海各区域构造演化事件、现今构造格局及新构造运动的基本特征，认为南海新构造运动的起始时间为中中新世（约15 Ma）较合理。在此基础上，收集和整理了南海及邻区最新的地质和地球物理资料，对南海海域新构造期地层差异升降、活动断裂、天然地震以及岩浆活动等新构造表现形式进行了综合分析，系统总结了南海新构造运动特征，并根据活动断裂、天然地震以及岩浆活动等特征和分布规律分析，认为南海海域新构造的表现形式之间存在较大的耦合性。本文根据新构造运动表现形式在空间分布的不平衡性，将南海及邻区划分为1个强构造活动区、3个中等强度构造活动区以及1个弱构造活动区，并结合研究区应力场特征分析，认为南海新构造运动主要受控于东部菲律宾海板块和太平洋板块对东亚大陆边缘的持续俯冲碰撞作用。

西太平洋帕里西维拉海盆是伊豆-小笠原-马里亚纳"沟-弧-盆"体系下众多弧后扩张盆地中最大的一个，地质、地球物理资料显示该海盆具有明显的不对称发育特征，但长期以来对其成因缺乏系统研究。本文深入分析了帕里西维拉海盆东西两侧的几何形态、地形地貌、沉积特征与地球物理特征，以及盆地南端东翼的缺失和西翼明显的弯曲构造特征，并结合海盆区域板块运动机制研究认为：盆地不对称性发育特征的成因主要在于盆地的构造发育背景、盆地两侧构造活动与沉积环境的差异，盆地东西两侧的不对称发育主要受盆地发育过程中两侧的构造过程与沉积环境控制；盆地南端东翼的缺失和西翼的弯曲构造更多地受到东侧加洛林板块特别是加洛林脊俯冲作用的影响。

综合应用钻井、地震等地质资料，以"环境控源"为切入点，利用沉积环境与烃源岩发育之间的关系，结合沉积相、微量元素特征和生物标志化合物特征，论述北凹优质烃源岩形成的条件；针对泰州组这套烃源岩层，阐述其分布和地球化学特征；在此基础上，探讨了北凹泰州组烃源岩的资源潜力。研究结果表明，泰州组二段烃源岩发育于咸水背景下的深湖-半深湖沉积，有利于富氢有机质的保存，是烃源岩形成的有利环境；北凹泰州组烃源岩分布广、厚度大，有机质丰度高、类型好、成熟度高，生烃潜力巨大；根据盆地模拟，北凹生烃量112.18亿t，按照聚集系数1%~5%计算，北凹资源量为1.12~5.60亿t，资源量大。

随着油气勘探程度的加深，岩性油气藏的重要性日益显现，而查明油气富集规律是岩性油气藏勘探的关键。渤海湾盆地东营凹陷牛庄洼陷沙三中亚段发育大量岩性油气藏，文章以此为研究目标，着重分析其平面上油气分布的主要控制因素。研究结果表明，牛庄洼陷岩性油气藏的分布受控于洼陷内流体性质、断层作用和沉积相展布3种地质因素。它们对洼陷区岩性油气藏富集规律的影响分别在于：洼陷内流体运聚单元控制着油气在平面上的富集区，牛庄洼陷南北两侧汇聚流发育区是油气聚集的有利地带，而洼陷北部平行流和东西两侧发散流发育区不利于油气成藏；同生断层泵吸作用使得油气在牛庄洼陷平行流和发散流发育区可形成局部汇聚流，从而聚集成藏，断层的侧向遮挡作用则使得牛庄洼陷生成的油气多富集在靠近边界断层的洼陷内侧；物性较好的浊积水道微相最有利于油气的富集，朵叶体和水道间次之，外缘最差。

下扬子区萍乐坳陷丰城-乐平地区发育二叠系乐平组海陆过渡相泥页岩。在深入调研其构造、沉积背景的基础上，综合利用多种实验手段对岩心有机地球化学特征、岩石类型和矿物特征、物性条件、储集空间类型和含气性进行了系统归纳，并进一步探讨了影响其含气性的沉积和构造因素。研究认为：丰城-乐平地区二叠系乐平组泥页岩厚度差异较大且非均质性较强，王潘里段和下老山亚段为好烃源岩，上老山亚段和中老山亚段为中等烃源岩；其有机质类型以Ⅱ₂型为主，东区倾油而西区倾气；成熟度具有"东低西高"的特征；孔隙空间以微孔隙和微裂缝为主，物性整体表现为特低孔低渗。研究区二叠系海陆过渡环境为有利烃源岩的发育提供了基础，适中的埋藏深度保障了页岩气的赋存并可降低开采成本；但东区受推覆带改造使得该区构造复杂，变形强烈，页岩气保存条件差，西部丰城地区则构造稳定，具有较好的页岩气勘探前景。

本文通过系统对比分析前人研究成果，研究了南海边缘海多金属结核的成矿特征，结果表明：南海边缘海结核的矿物组成与大洋结核相似，均主要由锰相矿物和铁相矿物组成，其中锰相矿物主要为水羟锰矿和钡镁锰矿，铁相矿物主要以无定型铁氧化/氢氧化物形式存在，另外南海边缘海结核中含有大量硅酸盐矿物，表明在南海结核成矿过程中受到大量的陆源碎屑矿物混杂；相对于大洋主要经济成矿区的多金属结核，南海边缘海多金属结核中主要的经济元素如Mn、Cu、Co、Ni和Zn质量分数较低，而亲陆源性元素如Fe、Ti、P、Nb、Pb、Rb、Sc、Ta、Sr、Th和REY（REE和Y）等质量分数较高；南海边缘海多金属结核的元素地球化学特征和REE配分模式显示其为水成成因，并呈现更低的Mn/Fe值；同时南海边缘海结核也具有较快的平均生长速率及较高的δCe正异常，表明其生长在更为氧化的海水环境。虽然较快的沉积物沉积速率和动荡的海水环境影响了南海边缘海结核的成矿，但大量陆源物质进入海洋也为南海边缘海结核提供了丰富的成矿物质来源，便于南海边缘海结核的快速生长成矿。南海边缘海结核富集有Fe、Ti、Pb、Rb、Th和REY等金属元素，同样可以作为极具潜力的海洋矿产资源。南海边缘海多金属结核具有其独特的地球化学特征，与大洋多金属结核存在着明显差异。