元地球与数字孪生:思想突破、技术变革与范式转换

数字孪生在航天、工业制造领域已应用了20多年,但引入海洋科学还是首次。通过数字孪生技术,实现真实地球与虚拟地球的融合,构建一个真实地球与数字地球的虚实共同体,这里称为“元地球”。本文介绍了元地球与早期提出的数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球的本质区别,进而突出元地球理念或思想上的巨大突破。基于现今元宇宙BIGANT技术体系,构架跨越地球各圈层的实时、全天候、立体观测感知系统,打通地球系统各圈层动力学模拟隔阂,实现超越现今地球,再现深时地球,实现时空穿越,从而集数字地球、虚拟地球、玻璃地球、智慧地球、现今地球、深时地球的特性于一个共同体,这个深时的虚实共同体就是元地球。这一理念必将催生新的技术范式变革,进而超越现实地球、虚拟地球,开启人类认识地球、探测地球、开发地球的全新方式。在实现研究范式转换的同时,推动元地球的多场景应用,这也必将催生未来的万亿新产业。

海底氢气成藏模式与全球分布

氢能是一种清洁、高效、零碳的顶极能源。天然氢的形成和运聚与板块构造活动密切相关。地球作为整个太阳系已知唯一发育有板块构造和表面存在液态水的岩质星球,具备地球脱气、蛇纹岩水岩反应、水辐射分解等独特的地质生氢路径。占据现今地球表面面积2/3的海底,发育洋壳甚至有地幔物质的直接剥露,具备蛇纹石化形成天然氢的巨大潜力。海底天然氢有沿微板块边界的大量氢气产出机制和海底裂缝导致的海底渗透型的另类机制,现今海底微板块边界、洋底高原、海底裂隙系统、沿超慢速-慢速洋中脊和非火山型被动陆缘出露的微幔块都是寻找天然氢的有利目标,南海东北陆缘的“陆壳裂洞”也十分值得关注。由于不同构造环境的天然氢的形成和储存条件存在较大差异,天然氢在生成、运移和存储等方面存在多样性和差异性,因此难以建立一套统一的氢气成藏模式,也无法精准确定潜在资源量。已有的氢气显示和预测的有利生氢场所,能否成藏、成藏机制如何以及如何开发利用,也依然是未来需要探索的问题。

古地貌动态模拟研究进展综述

作为连接深时地球内外系统的关键界面,重建的古地貌为跨圈层耦合、多学科交叉研究提供了重要途径。地球系统理论的进步以及计算机模拟技术的发展,使得深时古地貌动态重建成为可能。近年来,Badlands(Basin and Landscape Dynamics)区域古地貌模拟软件和goSPL(Global Scalable Paleo Landscape Evolution)全球古地貌模拟软件的开发,将地球深部构造过程、降水、海平面变化等若干地球系统因素联系起来,为理解地表系统演化及其与地球固体圈层相互耦合提供了新的技术基础。基于这些新兴模拟技术,聚焦东亚地形倒转和水系重组、显生宙古地貌演变与海洋物种多样性关系等问题,国内外学者分别已开展了相关模拟工作并取得了很好的研究成果。但鉴于高程代用指标本身的不确定性,不同古地貌重建模型之间存在差异;此外,这些古地貌重建模型很难做到与高精度的地质观测记录完全吻合,迫切需要开展超高(时间和空间)分辨率的海陆古地貌重建。

长江三峡贯通过程的动态古地貌重建

长江是亚洲第一大河,其形成和演化是新生代以来中国东西部构造—气候—地貌综合演变的结果。长江三峡的贯通是现代长江形成的标志性事件,但受限于传统沉积学、地球化学等单一方法的制约,对“长江三峡何时贯通”这一关键科学问题一直存在争议。综合考虑了构造运动、古气候及海平面变化等影响河流发展的关键因素,并将这些因素输入Badlands古地貌模拟软件,动态重建了长江“第一弯”以东地区晚白垩世(80 Ma)以来的长江流域地貌及水系演化过程;并利用四川盆地和江汉盆地的地震剖面资料验证了模拟结果的可靠性。模拟结果表明,青藏东部及上扬子西南缘晚始新世—渐新世的阶段性隆升迫使四川盆地原有南流水系下切受阻,沉积物在盆内堆积形成冲积河道并促使四川盆地地貌由“东北高西南低”反转为“西南高东北低”;新生代早期,江汉盆地长期受控于中国东部的裂陷环境,持续处于较低基准面。四川盆地的水系反转和江汉盆地的持续低基准面,最终导致位于二者之间的长江三峡在晚渐新世发生贯通。由此,本研究提出一种上扬子地区水系反转并被下游捕获的三峡贯通机制。

海底氢能探测与开采技术展望

在目前双碳政策背景下,国家对氢能等清洁能源的需求日益增长。橄榄岩蛇纹石化是海底广泛存在的水岩相互作用之一,氢气是该过程的主要产物,是海底氢气能源(简称海底氢能)的主要形成途径。因此,深海洋壳储存了极具前景的氢能,是缓解当前双碳压力的重要突破口,是发展新质生产力的重要引擎。但是目前全球对海底氢能的探测与开采技术仍处空白,是未来海底能源探测的突破口和生长点。本文基于海底氢能的形成原理与分布特征,系统梳理了可用于海底氢能的探测技术和开采方法,提出通过海底多波束测深、磁力测量、重力测量、多分量地震勘探等综合地球物理探测方法,有望对海底可能的氢能储层进行探测。同时,借助水力压裂和微波加热等方法可对储层中的氢气进行开采。但是,囿于人们对海底氢能认知的匮乏和氢气自身储存和运移的特殊性,仍需要开发专门针对海底氢能的探测和开采技术,在该方向提前布局,为海底氢能开采利用提供技术支撑,同时也会带动和促进不同领域技术创新的革命性突破。

华北早白垩世古地貌动态演变及热河生物群东迁

早白垩世期间,华北地区东北部分布着极其重要的生物群——热河生物群,其繁盛期对应着华北克拉通破坏峰值时期(125 Ma)。华北克拉通破坏导致的古地貌和古气候等环境变化,可能是引起热河生物群分布时空发生变迁的重要外部驱动因素之一。然而,目前缺少对华北地区早白垩世古地貌动态演变过程的定量描述。因此,本研究主要通过构建古土壤风化指标(PWI、CFX_(Na))、碳酸盐同位素等数据库,重建了华北地区晚侏罗世—早白垩世之交(145 Ma)的古地形;并结合磷灰石/锆石裂变径迹、剥蚀厚度恢复、海平面变化等数据,利用Badlands软件定量化动态模拟了华北地区早白垩世古地貌演变过程。模拟结果表明,早白垩世期间,受控于古太平洋板块俯冲后撤的影响,华北克拉通经历了由“东高西低”变为“西高东低”的地形翘变和破坏过程,并伴随着自西向东的断陷盆地的迁移;大规模火山喷发与断陷盆地的出现共同控制了热河生物群的向东迁移,热河生物群在燕山地区的山间盆地兴起。

新近纪以来华北东部古地貌演化数值模拟及陆架海沉降控制

中生代以来,华北地区经历了华北古高原垮塌形成渤海湾盆地的地貌巨变过程。针对中生代的华北古高原和古近纪期间的渤海湾盆地裂陷过程已有大量研究,但新近纪以来,由于受太行山隆起、黄河沉积物输运、黄河贯通及海侵等地质事件影响,现今华北东部沿海地区及海域的地貌演化过程及地貌格局的定型时间还存在争议。使用Badlands数值模拟软件,定量化分析了地幔对流、构造事件、古气候、侵蚀和沉积等地球深浅部多种因素对于地形地貌的贡献,动态重建了华北东部晚新生代(25 Ma)以来的地貌演化过程;并通过与区域构造格架和沉积相展布的对比,检验了模拟结果的合理性。结果表明,华北东部的地貌格局在中新世期间已定型并趋于稳定演化;陆架海沉降是该时期华北东部地貌演化的一级控制因素。此外,该时期华北东部可能存在一条环山东半岛的古河流——华东河,这条古河流的形成时间不晚于中新世,可能在全新世期间消亡。本研究的古地貌模拟结果也有助于系统理解华北洋陆过渡带的多圈层相互作用。

基于随钻电阻率测井的天然气水合物赋存类型的识别方法

海洋天然气水合物赋存类型多样,识别赋存类型对精准评价水合物的储层物性及资源量具有重要意义。随钻测井与岩芯联合能定量计算水合物储层特性,但水合物取芯难度大、成本高,大量钻井仅实施了部分取芯或无取芯。环形电阻率与速度联合能识别含水合物层,但研究发现裂隙充填型与孔隙充填型水合物可能都具有高环形电阻率和高纵波速度测井响应,二者联合难以直接识别水合物赋存类型。本文分析了不同源距的电磁波电阻率,通过不同电阻率参数的交会分析,发现在裂隙充填型水合物地层,不同源距的高频电磁波电阻率存在明显的分离,高频相位电阻率中最为显著,而在孔隙充填型水合物地层中,电磁波电阻率耦合较好。通过环形电阻率与电磁波电阻率的联合对比,发现在裂隙充填型水合物地层的电磁波电阻率异常更高,而在孔隙充填型水合物地层,环形电阻率的异常更高。研究认为电磁波电阻率对高角度裂隙的响应更加敏感,能有效识别不同赋存类型的水合物,对于水合物的勘探和评价具有重要意义。

海洋天然气水合物系统动态调整的异常特征及主控因素

似海底反射(bottom simulating reflectors,BSRs)是指示天然气水合物赋存深度的重要标识,已在全球多个海域研究中发现了千年时间尺度上天然气水合物系统的动态调整,地震剖面上的典型表征是存在多种类型BSR及埋深变化。本文对比分析全球典型海域BSR的地震反射特征及测井响应差异,提出BSR调整及发育的主控因素为:①冰期—间冰期旋回、快速沉积、逆冲-褶皱与基底隆升,导致稳定带底界或BSR发生调整;②构造活动释放的热流体导致BSR上移;③海底侵蚀作用、地层超压,导致BSR下移等;④重烃气体形成Ⅱ型水合物,甲烷水合物稳定带底界下部出现水合物与游离气共存层;⑤合适温度条件下细粒沉积物发生矿物相变,形成与水合物无关的双BSR;⑥局部热异常会导致同一水平地层从含天然气水合物向游离气变化,横向上出现极性反转,无BSR调整。不同因素导致的稳定带底界调整,会伴随着水合物的形成—分解—再形成的动态变化,导致地层内水合物-游离气-水的三相共存,同时伴随着多层游离气的复杂分布,在地震剖面上呈现出多种类型BSR,指示天然气水合物系统复杂性及其与游离气间的相互影响。

机器学习:海底矿产资源智能勘探的新途径

海底蕴藏着丰富的关键矿产资源,是当前研究的热点,也是未来产业新领域。随着海洋探测技术的不断进步,海底矿产勘探的数据量和数据维数急剧增加,给数据处理与解释带来了巨大困难和挑战。面对海量数据,传统的数据解释与分析方法暴露出许多问题。机器学习以其强大的自学能力,为无法解决或难以解决的问题提供了一系列智能分析决策方案,提高了数据分析的效率,是海底矿产资源智能勘探的新途径。近年来,机器学习在地球科学领域获得了广泛的关注和研究。为此,围绕机器学习技术应用于海底资源勘探技术,本文首先简要介绍了机器学习中经典的模型算法,然后详细阐述了机器学习在海底能源矿产和金属矿产两个方面的应用现状,最后总结了机器学习在海底矿产智能勘探领域的应用前景,指出了现有研究中存在的问题,提出了解决方案和未来的发展方向。

渤中凹陷中生界火山岩储层裂隙发育程度实验研究:以安山岩为例

渤海湾盆地中生界火山岩发育广泛,但含油气性横向变化较大,失利井较多,勘探风险大,了解火山岩潜山储层内部裂隙发育程度及规律可为中生界火山岩潜山勘探提供理论依据。本文选取中生界安山岩,开展不同构造环境下岩石微裂隙发育程度实验,分析安山岩在不同应力状态下微裂隙发育规模、频率以及微裂隙空间分布,探讨张性和压性构造应力环境下中生界火山岩微裂隙发育能力及空间展布规律。实验结果表明:安山岩在压性和张性环境下均有微裂隙发育;安山岩在较低的压应力作用下产生大量微裂隙,微裂隙发育规模不随应力增大而升高,其原因可能是安山岩本身含有大量先存构造缝、溶蚀缝和溶蚀孔,受较小的应力后“再活化”产生微裂隙;结合渤中凹陷的构造演化过程,安山岩经历了燕山早期北东向压扭、中期伸展,燕山晚期右旋压扭及喜山期伸展,导致其内部裂隙较为发育,其运储能力提升,具备成为优质储层的基本条件。

逆冲-走滑作用叠加的复合构造变形机制砂箱模拟研究:以张家口-蓬莱断裂带渤海段为例

逆冲构造体受走滑作用影响形成新的复合构造体系在自然界中较为常见。新生代以来张家口-蓬莱断裂带渤海段的左旋走滑运动,改造了渤海湾盆地内燕山期挤压运动形成的逆冲构造。北西向的张家口-蓬莱断裂带渤海段受新生代以来太平洋板块俯冲驱动,与共轭的北东向郯庐断裂带共同控制了渤海湾盆地现今的构造样式,同时又是地震多发区和油气聚集区。本文通过砂箱模拟实验,研究不同走滑速率不同基底强度条件下,逆冲推覆构造受走滑作用改造的复合构造演化机制。实验结果显示,在挤压背景下,实验模型中先产生一系列的逆冲断层,形成逆冲推覆构造和冲起构造;叠加走滑作用后,走滑断层切割先存逆冲断层,具有明显的负花状构造特征。剖面上看,走滑速率越大,则断层数量越多,断层断距更大,花状构造更为复杂。在局部塑性基底模型中,无叠加的走滑构造区可形成断陷。结合研究区构造演化过程,模拟结果与张家口-蓬莱断裂带渤海段构造演化过程具有一定相似性,尤其沙北断裂、沙东断裂内部花状构造发育最为典型。走滑断裂对构造圈闭具有一定的控制作用,本模型可对逆冲叠加走滑复合区域的构造演变及动力机制分析提供参考和借鉴。

渤海湾盆地旅大隆起区多期叠加构造及其对潜山的控制作用

旅大隆起区位于渤海湾盆地渤海海域的西北部,经历了中生代—新生代多幕构造运动的叠加改造,内幕断裂发育类型多样、变形复杂,前人对其古生界和中生界的构造研究仍相对薄弱。基于三维地震数据的详细构造解析揭示,研究区印支期主要表现为自南向北的逆冲推覆,形成了北西—近东西向的宽缓褶皱和逆冲推覆断裂;燕山早期和中期主要表现为挤压背景下的局部伸展和沉积,中-下侏罗统和上侏罗统-下白垩统之间未见明显的角度不整合;燕山晚期主要表现为自南东往北西方向的逆冲推覆;早喜马拉雅期在北西-南东向的伸展作用下形成了多米诺式的伸展-拆离断层和箕状断陷沉积。其中,印支期北西—近东西向的逆冲断层控制了研究区的基底构造格局,后期的燕山运动和早喜马拉雅运动继承或改造了早期的断层系统。晚白垩世是旅大隆起区构造格局转变的关键时期,自之前的北西—近东西向转为北东向。位于构造转变区的秦皇岛30-1构造和旅大25-1构造潜山是印支期近南北向挤压、燕山晚期北西-南东向挤压和早喜马拉雅期北西-南东向伸展叠加改造的结果,而南部的428构造潜山则受控于近东西走向的印支期逆冲及燕山期和早喜马拉雅期伸展断裂体系。

微板块与深部地幔LLSVP的遥相关作用

基于海洋地质地球物理观测建立的板块构造理论意味着板块和浅部地幔共同演化,然而地幔底部尤其是大型横波低速异常区(LLSVP)与板块(尤其微板块)运动和演化之间是否存在关联仍有争议。一些研究认为LLSVP长期保持稳定,而另一些模型则认为它与各级板块存在相互作用。为此,本文通过总结前人成果,并基于近期发表的板块重建和地幔对流模型进行进一步分析,探讨微板块运动和LLSVP的演化关系。模拟结果表明,微板块与大板块类似,俯冲后通常会下沉至核幔边界。微幔块会推动地幔底部热的物质聚集并形成大的热化学结构。该热化学结构与层析成像揭示的LLSVP基本吻合。下地幔径向流速场和温度场的二阶结构与地表速度场散度的二阶结构随时间的移动轨迹相似,表明深浅部圈层的耦合演化,但是下地幔结构演化一般会滞后于浅表。在微幔块推挤之下,地幔柱优先沿着地幔底部热化学结构的边缘形成,且有时会被推至热化学结构的内部。地幔柱上升至浅部后,能够导致岩石圈弱化甚至裂解或板块边界跃迁,形成微板块。因此,地幔底部LLSVP不是稳定或静止的,而是与微板块动态协同演化,并通过地幔柱与浅表板块边界发生遥相关,从而控制微板块生成场所。

基于机器学习和全岩成分识别东昆仑祁漫塔格斑岩-矽卡岩矿床成矿岩体和贫矿岩体

东昆仑祁漫塔格成矿带是中国西北地区重要的铜钼铁铅锌多金属成矿带,发育卡尔却卡、野马泉、维宝、乌兰乌珠儿等许多与花岗岩类有关的斑岩-矽卡岩矿床。随着新一轮找矿突破战略行动的开展,进一步加强对祁漫塔格成矿带花岗岩成矿潜力的研究,已成为推动该地区金属矿产储量增长的重要突破口。为此,笔者在系统收集祁漫塔格成矿带典型斑岩-矽卡岩多金属矿床成矿岩体和贫矿岩体(即非成矿岩体)的全岩主量和微量元素数据基础上,选取28种常见的全岩地球化学特征,借助机器学习算法——随机森林,开展机器学习模型训练,建立能够识别该地区斑岩-矽卡岩多金属矿床成矿岩体和非成矿岩体的新方法。根据模型评价指标,笔者训练得到的随机森林分类模型准确率为0.90,证明该方法能够有效识别成矿岩体和非成矿岩体。该研究为祁漫塔格成矿带斑岩-矽卡岩多金属矿床的找矿勘查提供了新思路,将极大地提高找矿效率、降低找矿经济和人力成本,从而更好的服务新一轮找矿突破战略行动。相关机器学习代码已上传至GitHub,地址为https://github.com/ShihuaZhong/2023-Qimantagh-RF-whole-rock-classifier。

运用机器学习和锆石微量元素构建花岗岩成矿潜力判别图解:以东昆仑祁漫塔格为例

由于锆石在中酸性岩中广泛存在且成分稳定、不易受到后期热液活动的扰动,因此锆石成分可以有效记录成矿岩浆信息。其中,锆石的Ce^(4+)/Ce^(3+)、Ce/Ce*、Eu/Eu*和Ce/Nd值可以反映岩浆氧逸度和含水量等成矿信息,已被广泛用于花岗岩类成矿潜力评价。然而,随着研究的深入发现,这些地球化学指标并不完全具有普适性。此外,以往研究均是根据对成矿岩体的“已知认识”提出成矿潜力判别方法,但考虑到成矿过程的复杂性,许多反映岩浆成矿能力的地球化学信息可能均尚未被揭露。为此,笔者以东昆仑祁漫塔格成矿带为例,借助当前广泛应用的机器学习算法之一—支持向量机,对来自该成矿带斑岩-矽卡岩Cu-Fe-Pb-Zn多金属矿床成矿岩体和全球非成矿岩体的锆石数据开展机器学习训练,目的在于挖掘能够反映岩浆成矿能力的锆石微量元素特征,从而构建花岗岩成矿潜力判别图解。模型训练结果显示,在21个常见的锆石微量元素特征中,Gd、Dy、Yb、Y、Tm等5种元素特征对识别岩浆成矿能力最为重要。在此基础上,笔者新建立了10个二元判别图解,它们在识别成矿岩体和非成矿岩体时的准确率均接近1。研究表明,利用机器学习方法和地质大数据,可以挖掘传统研究方法难以发现的新的地球化学指标和图解,这对深入认识矿床成因、指导找矿勘查具有重要意义。

海岸海洋碳循环过程与CO_(2)负排放

海岸海洋接受大量来自陆源的碳物质和营养盐,涉及大量以碳为中心的相互作用,是重要的碳循环海域;同时,该区域也常发育具有良好圈闭条件的储-盖系统,具有明显的CO_(2)储集潜力。该文以海岸海洋及其下发育的沉积盆地为研究对象,综述了碳物质在海岸海洋中的循环过程、CO_(2)通量的影响因素和海岸海洋沉积盆地的储碳机理。从“双碳”角度,重点论述了海岸海洋在促进CO_(2)负排放方面的意义、促进海洋负碳排放的潜在途径和在沉积盆地的储碳潜力及面临的问题。海岸海洋是重要的碳汇区域之一,高效率的微生物碳泵和碳酸盐碳泵是增强海岸海洋CO_(2)负排放的核心过程;同时,海岸海洋沉积盆地中的储-盖系统,不但提供了额外的CO_(2)封存空间,也保障了CO_(2)封存的安全性。未来的研究应以抑制海岸海洋中碳物质向CO_(2)转化的进程和保障沉积储层中CO_(2)封存的安全性为主要方向,为CO_(2)负排放提供理论依据与技术保障。

南海海盆俯冲消亡机制:马尼拉海沟俯冲起始的启示

马尼拉俯冲带作为南海东部唯一的汇聚边界,其构造特征对于探索南海的俯冲起始机制及深化理解南海海盆从陆缘张裂、海底扩张及俯冲消亡的演化全过程等科学问题具有重要意义。最新的层析成像数据表明,南海海盆的原始范围从现今的马尼拉海沟向东仍可延伸400~500km,但前人对南海初始俯冲时间存在争议,并对其俯冲起始机制的研究相对较少。基于横跨马尼拉俯冲带地震剖面资料、火成岩的年龄及平衡剖面结果,本文对其分段特征及初始俯冲时间进行了系统分析和限定。研究发现,分布于菲律宾岛的锆石年龄数据主要集中在早中新世-中中新世时期,且平衡剖面分析结果表明南海海盆在中中新世就已经开始俯冲消减。因此,马尼拉俯冲带的初始俯冲时间为早中新世-中中新世,且由南向北变新。结合南海周缘新生代板块重建结果,马尼拉俯冲带新生代的演化可划分为三个阶段:(1)古新世-早中新世,马尼拉俯冲带作为一条大型走滑断裂带或俯冲带边界存在;(2)早中新世-中中新世,在多个板块汇聚背景下,受澳大利亚板块的快速北向运动、太平洋板块的NWW向俯冲及菲律宾海板块NWW向漂移与北巴拉望微陆块(民都洛)发生碰撞的共同作用下,导致了菲律宾海盆西缘大型走滑边界开始触发马尼拉俯冲带的形成,南海开始收缩消亡;(3)晚中新世-早更新世,随着菲律宾海板块持续向北西运动,马尼拉俯冲带的北端进入碰撞造山阶段,而南部则仍处于洋壳俯冲状态。这个过程最终形成了现今的海沟-增生楔-弧前盆地(北吕宋海槽和西吕宋海槽)-火山弧(吕宋火山弧)的地貌组合。总之,南海消亡是被动消亡,因为马尼拉俯冲带属于太平洋板块动力系统,是诱发式被动俯冲所致;与苏门答腊-班达俯冲带属于印度-澳大利亚板块动力系统的主动俯冲不同,但两者形态上构成了一个东南亚环形俯冲系统。

鲁西地块中生代构造格局及其形成背景

结合近几年来鲁西地区1∶5万区域地质调查等成果,重点论述了鲁西地区中生代构造特征与盆地原型。提出中生代构造层次总体在垂向上可分为三个主要构造层,分别称为上部、中部和下部,并分别被中—下侏罗统、上侏罗统—下白垩统和上白垩统角度不整合覆盖,所以,相应地可将鲁西地块的中生代构造变形分为三个阶段:印支期、燕山中期和燕山晚期;平面上变形样式总体表现为三种构造样式,即:1印支期的近东西走向的宽缓—紧闭褶皱及逆冲构造;2燕山中期的北北东或南北走向的厢状褶皱—坡坪式逆冲系统;3燕山晚期的北东走向的冲断—走滑断裂带。但是,鲁西地区燕山期的构造变形特征和原型盆地有所变化,这种变化是基底构造格局及构造变形在空间上差异叠合的结果。综合研究表明,鲁西地块及邻区燕山期构造是在西太平洋大陆边缘弧的挤压构造背景下,陆内壳下拆沉和壳内挤出—逃逸构造的综合动力作用下形成的。

渤海湾盆地形成与华北克拉通破坏

渤海湾盆地是一个中、新生代盆地,位于华北克拉通的东部地块上,是华北克拉通破坏的中心区域。渤海湾盆地的结构、构造记录了华北克拉通破坏的构造过程。文章综合10a来据三维地震资料揭示的渤海湾盆地构造,和20a来渤海湾盆地周边华北克拉通区域中、新生代构造和地球化学研究成果,系统提出华北克拉通破坏期间,渤海湾盆地深、浅部的构造机制分别为:中生代浅部构造机制是挤出构造成因,深部构造机制为局部有限的拆沉+底侵模式;新生代构造机制是北西向壳内伸展机制,与印度和欧亚板块碰撞激发的软流圈的东扩远程效应和太平洋俯冲带的跃迁式东撤的联合效应——区域性"西进东退"的深部机制有关。