开平凹陷位于珠江口盆地珠Ⅱ拗陷的西部,处于南海北部陆缘洋陆过渡带的位置。构造特征极为复杂,研究程度较低。本文基于最新的钻井和地震资料,结合前人研究的成果,分析了开平凹陷及邻区地质结构和构造演化;运用盆地模拟手段,计算了开平凹陷及邻区不同构造单元构造沉降量,并在此基础上,计算了壳幔伸展因子,以此来探讨开平凹陷及邻区的伸展模式和伸展机制。本次研究主要取得以下成果和认识:1.利用高精度三维地震剖面及钻井资料,通过不整合面分析表明开平凹陷发育多个不整合面,其中主洼和北洼发育六个大的不整合面;西洼和西南洼发育五个大的不整合面,由此将开平凹陷划分为七套(或六套)构造层:基底构造层、断陷一幕构造层、断陷二幕构造层、断陷三幕构造层、断拗期构造层、拗陷期构造层及加速沉降期构造层。不同构造单元不整合面特征存在差异,构造-地层层序特征也存在差异。2.以断层相关褶皱理论为指导,结合断层解释及△T0图的编制,认为开平凹陷受控于大型伸展拆离断层,是典型的拆离盆地。根据拆离断层几何学和运动学特征,将断层分为西南段、中段和东北段。西南段断层主要为犁式、座椅式和勺状形态,中段断层主要为座椅式和勺状,东北段断层为犁式。断层在下文昌组中段沉积期开始活动,在恩平组沉积末期近乎停止活动,三段断层并在这一时期发生硬连接作用。西洼和西南洼主要表现为北断南超的半地堑结构,而主洼和北洼受控于南部和北部断层的控制,表现为双向旋转的特征,具有地堑结构。3.结合人工井点,通过盆地模拟手段,恢复了盆地的沉降史,结果表明开平凹陷及邻区49-39Ma构造沉降速率最大,在39-30Ma开始显著减小,在30-17.5Ma有小幅度的增大,在17.5Ma也有增大现象。结合区域地质背景,认为17.5Ma构造沉降速率小幅度增大与海底扩张停止有关。30Ma左右南海扩张形成的破裂不整合面分割了裂陷期和裂后期地层,之后盆地进入区域性热沉降阶段。4.在构造沉降史的基础上,利用非均匀伸展模型,计算了不同人工井的壳幔伸展因子,由此绘制了剖面的伸展因子分布曲线。结果表明岩石圈地幔伸展因子明显大于地壳伸展因子,岩石圈地幔伸展因子在1.28-1.45之间变化,地壳伸展因子在1.08-1.3之间变化。地壳伸展因子的分布曲线与新生界沉积基底面大体呈镜像关系。综合前人研究及本次研究的结果认为,开平凹陷及邻区上地壳属于简单剪切伸展模式,具有不对称结构;下地壳及岩石圈地幔属于纯剪切伸展模式。岩石圈整体表现出非均匀差异伸展变形的特征。