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我国东部大陆边缘是西北太平洋大陆边缘的重要组成部分,主要包括南黄海部分海域、东海、台湾海峡和南海东北部,其中研究区主要集中在120~128°E,24~34°N,主体为东海海域。东海北邻南黄海,南接台湾海峡及台湾岛,其东部发育有冲绳海槽、琉球岛弧和琉球海沟等典型的沟-弧-盆体系。
早新生代以前,东亚陆缘曾发生强烈的W或NW向俯冲,存在北巴拉望-卡拉棉-台湾-琉球群岛-西南日本俯冲增生带,在中国大陆东部及东部陆缘产生大规模呈NE-NNE向带状分布的燕山期-喜山期的岩浆活动,且火成岩的年龄由NW向SE沿海逐渐变新。因此,研究中国东部陆缘中新生代古俯冲带位置及其构造特征不仅有助于了解中生代东海古太平洋板块的俯冲演化,而且有助于深化认识东亚陆缘构造体制的转换时间以及东亚陆缘中生代古地理环境的重建。
本文收集、整理、统计分析了东海及其邻近海域的构造区划、断裂构造和岩浆活动资料,根据东海重力异常数据和磁力异常数据进行地球物理场特征分析,并利用重磁方向导数和位场延拓处理结果分析研究区断裂与岩浆活动特征。根据反射地震资料,划分研究区地震层序、识别断裂构造与岩浆活动信息。在此基础之上,对比古今俯冲带的研究以及南海北部陆缘、台湾海域和西南日本古俯冲带的研究,阐述中国东部陆缘古俯冲带的构造特征及其演化,并结合区域构造背景,探讨中国陆缘中新生代俯冲带的构造演化模式。
根据化极磁力异常上延10km处理结果,发现整个东海大致包含三条NNE走向的高磁异常带,其中西部高磁异常带主要位于浙闽隆起区,中部高磁异常带主要位于钓鱼岛岩浆岩带,东部高磁异常带主要位于冲绳海槽区。化极磁力异常上延30km处理结果更清晰的反映了这三个高磁异常带,说明其磁源埋藏深度较大,特别是浙闽沿海北部和钓鱼岛岩浆岩带南部,认为浙闽隆起区和钓鱼岛岩浆岩带为古太平洋板块(或太平洋板块)向中国东部陆缘之下俯冲形成的古岛弧。
根据反射地震剖面资料解释,结合重磁异常方向导数处理结果,识别出海礁-东引左旋压扭性断裂、雁荡张扭性断裂、温东张扭性断裂、“基隆凹陷西部断裂”、“基隆凹陷东部断裂”和“武夷-基隆断裂”等断裂以及燕山中期和喜山期岩浆活动。
根据上述分析结果,本文认为最晚至晚侏罗世,在中国东部陆缘已存在俯冲会聚作用,浙闽隆起区则为当时的古岛弧。中国大陆东部广泛分布侏罗纪-白垩纪岩浆岩,进一步认为此时大洋板块的俯冲角度较缓。至始新世末,太平洋板块向东俯冲后撤至瓯江凹陷东部、鱼山凸起中部一带。至渐新世末,太平洋板块继续向东俯冲后撤至基隆凹陷中西部、西湖凹陷西部和钓鱼岛岩浆岩带北部一带,钓鱼岛岩浆岩带则为当时的古岛弧。至中新世末,由于菲律宾海板块向北漂移,此时钓鱼岛岩浆岩带已出露水面,冲绳海槽开始拉张形成,而原先与钓鱼岛岩浆岩带相连的琉球群岛西侧的吐噶喇火山链开始与钓鱼岛岩浆岩带分离,向东迁移至现今位置。菲律宾海板块则沿琉球海沟向琉球群岛之下作NW俯冲,至今仍在快速后撤。自始新世末至渐新世末,太平洋板块俯冲位置由瓯江凹陷后撤至基隆凹陷,本文估算出其平均后撤速率为1.3cm/a。