论文部分内容阅读
残余扩张脊是洋中脊的一种特殊形态,当岩石圈板块由于板块应力场和温度场改变而导致洋脊停止扩张时,扩张中心停止扩张而被深埋于海底,形成残余扩张脊。残余扩张脊的深部地球结构对于研究海盆扩张末期深部动力学机制有重要意义。南海残余扩张脊的特殊之处在于,海盆停止扩张之后,后期强烈的岩浆活动部分掩盖和改造了残余扩张脊的基底形态和内部地壳结构,因此,珍贝-黄岩海山链下方的深部地壳结构不仅记录了南海扩张末期的构造演化信息,也包含了后期岩浆的来源和形成机制。 2011年在南海东部次海盆珍贝-黄岩海山链/残余扩张脊区域实施了大规模三维地震探测实验,本文使用正演Rayinvr软件和反演Tomo2d软件对四条广角反射/折射地震剖面进行了速度结构模拟和计算,主要获得了以下认识: (1)根据IODP349航次中U1431钻孔获取的地层信息和与多道地震剖面中的反射界面,对四条主测线的单道地震剖面内沉积层进行了仔细识别和拾取,发现内部存在明显的上新世-更新世(Tpp)、晚中新世-上新世(Tmp)、中中新世-晚中新世界面(Tmm)反射界面,对应的地层年龄分别为2.6、5.2、11.1Ma。Tmm界面的识别对海盆扩张末期的洋壳具有重要的意义。 (2)按照洋壳的深部地壳结构特征,以及单道地震剖面中的沉积层反射层序,本文将区域内的洋壳分为三种类型:扩张末期未受到后期岩浆影响的洋壳,扩张末期受到后期岩浆侵入较小的洋壳,受到后期岩浆强烈影响的海山结构。①扩张末期未受到后期岩浆影响的洋壳,该洋壳顶部沉积层存在完整的Tpp、Tmp和Tmm地层界面,洋壳内部速度值较低,同时地壳厚度小于5km,表明了海盆扩张末期岩浆供给量减少,这可能与扩张速率减小或者软流圈温度降低有关;②扩张末期受到后期岩浆侵入较小的洋壳,该洋壳顶部沉积层部分区域缺失Tmm层位,表明后期岩浆活动晚于11.1Ma,地壳厚度为5-6km,表明后期岩浆对洋壳造成了1km左右的增厚效应;③后期岩浆强烈侵入形成的海山,海山的地壳厚度为13-14km,同时底部存在7.4-7.5km/s的高速体。 (3)确定了南海东部次海盆残余扩张脊位置。根据东部次海盆4条剖面的深部结构特征分析,由于岩浆供给量减少,残余扩张脊处应该位于OBS07和OBS14之间,此处地壳厚度薄(3.8km),沉积基底深,与拉布拉多海残余扩张脊和挪威海盆Aegir的残余扩张脊均具有相似的特征;在多道反射剖面中具有慢速扩张洋脊的特征;假定最后一期扩张方向为N145°方向,根据磁异常数据,确定了残余扩张脊的位置与展布方向;这对于约束海盆停止扩张速率及停止扩张的方式具有重要的意义。 (4)根据珍贝和黄岩海山下地壳高速体(7.4-7.6km/s)的速度值大小,下覆洋壳岩石圈的年龄(2Ma),本文认为形成海山的后期岩浆主要来自于浅部地幔,以壳内侵入的方式形成以辉长岩为主的海山。H-Vp结果表明后期岩浆的产生主要由地幔的不均一性引起。