《微观构造分析揭示南海海盆最新扩张历史》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: liguiju
  • 发布时间:2019-09-29
  • 南海中央海盆的残留扩张脊在哪里?为什么近南北走向的中南—礼乐转换断裂与西南次海盆和中央海盆扩张脊都是呈大角度斜交?针对这两个科学问题,中国科学院南海海洋研究所研究员孙珍等联合攻关取得重要进展,相关研究成果近日在线发表于Journal of Geophysical Research: Solid Earth(《地球物理学研究:固体地球》)杂志。

    南海是全球最大的边缘海盆地之一,构造类型多样,其演化历史在全球边缘海系统中具有代表性。然而南海残留扩张脊位置以及转换断层位置和走向等问题,即使在国际大洋发现计划(IODP)349航次执行以后还是没法回答。为了充分利用大洋钻探样品提供的高分辨率信息,研究人员对349航次岩芯内近300条节理、岩脉和擦痕面等微观构造进行了分析和古地磁校正,获得了南海海盆17 Ma以来的高分辨率构造变化历史,揭示了南海海盆在南东向扩张之后还经历了一期短暂(~1 Myr)的近南北向扩张,才彻底停下来。

    为了验证微观构造分析的准确性,孙珍和合作者对区域内重、磁、震、OBS、海底地形和震源机制解等数据进行了综合分析,在与微观构造一致的基础上,确认了中央海盆残留扩张脊应与海山链分布一致,与西南次海盆一样,残留扩张脊的上地壳表现为低速特征。伴随扩张方向从南东向转为近南北向,位于中央海盆和西南次海盆残留扩张脊之间的中南—礼乐断裂就转成了近南北向。

    该成果不仅解决了南海海盆扩张历史研究中长期争议的基础科学问题,而且开辟了一条联合运用微观构造和宏观地球物理方法解决构造争议问题的道路。

    该论文共同作者包括自然资源部第二海洋研究所研究员丁巍伟、同济大学教授赵西西、中国科学院南海海洋研究所副研究员邱宁和特聘研究员林间、浙江大学教授李春峰,研究得到广东省基金团队、中国科学院卢嘉锡国际团队、国家自然科学基金等项目和中国IODP的共同资助。

    相关论文信息:https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2019JB017584

  • 原文来源:http://www.scsio.ac.cn/xwzx/kydt/201909/t20190924_5400289.html
相关报告
  • 《海洋所首次揭示南海扩张期地幔本质》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:mall
    • 发布时间:2018-03-14
    • 南海是由欧亚大陆东部裂解形成的洋盆,也是西太平洋最大的边缘海盆。由于位于欧亚大陆、太平洋和印度洋三大板块交界处 ,南海的形成原因极具争议。关于南海下部具有太平洋型还是印度洋型地幔,一直是地球科学界探讨的重要科学问题。南海打开的动力学过程及其下部地幔组成,最可能在南海扩张期洋壳(玄武岩)中得到记录。然而,新生代以来,南海被上千米的巨厚沉积层所覆盖,扩张期洋壳样本无法获得。   2014 年,中国科学院海洋研究所研究员张国良参加的“国际大洋发现计划”( IODP_349 航次)首次钻透南海沉积层,获得了南海扩张期洋壳玄武岩。近期,由 张国良团队主导 的一项研究 获得了南海2个海盆钻孔玄武岩岩芯的主、微量元素和 Sr-Nd-Pb-Hf 同位素数据,发现西南次海盆和东部次海盆具有明显的差异。西南次海盆扩张期玄武岩具有富集型洋中脊玄武岩特征( E-MORB ),而东部次海盆同时存在富集型( E-MORB )和亏损型玄武岩( N-MORB ) 。在 Sr-Nd-Pb-Hf 同位素组成上,2个次海盆都属于印度洋型地幔(地球化学上称为“ Dupal 异常”),且存在明显的组成差异。这说明,南海的2个次海盆之间具有不同的地幔演化历史。   为揭示南海存在印度洋型地幔,以及2个次海盆之间存在不同的地幔演化历史的原因,张国良团队模拟了海南地幔柱和大陆下地壳对亏损上地幔组成的影响 。研究发现,东部次海盆玄武岩同位素组成需要混入海南地幔柱组分达 40% ,这反映了海南地幔柱组分与太平洋型亏损地幔之间的混合关系;而西南次海盆地幔组成(如亏损 Pb 同位素的特征),反映了南海张裂过程中有大陆下地壳的混入。该研究认为,南海张裂过程中混入的海南地幔柱和大陆下地壳都有 Dupal 异常的特征,是南海存在印度洋型地幔的原因。据此,研究提出了一个南海初始裂解过程的模型:新生的海南地幔柱在南海打开过程中可能起到了助推作用,海南地幔柱不仅混染了南海下部的亏损地幔,而且可能促进了大陆下地壳有效混入软流圈。 该研究有助于认识南海张裂过程和原因,以及印度洋型地幔的本质和成因。   相关研究成果发表在 Earth and Planetary Science Letters 上。该 研究得到了国家相关人才计划、青岛海洋科学与技术国家实验室“鳌山人才”计划项目的资助。
  • 《南海西南次海盆扩张过程研究取得新进展》

    • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者:liguiju
    • 发布时间:2022-12-21
    • 近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室研究员孙珍和林间院士团队,联合国内相关研究团队,在南海西南次海盆扩张过程研究上获得最新进展,成果发表在Gondwana Research(《冈瓦纳研究》)上。邱宁副研究员为论文第一作者。 通过识别海洋磁条带连续记录的不同时期地磁极性倒转,与标准地磁极性年代对照,可以推断出海底扩张历史。然而,南海西南次海盆由于很多因素,如较厚沉积覆盖的深海下洋壳因磁异常被滤波成微弱低振幅、低纬度地区斜磁化作用、较窄间隔条带相互干扰、及扩张停止后构造活动等,很难从深而窄的低纬度慢速扩张的非活动型海盆中的海面观测中识别磁条带,导致海盆扩张速率和扩张岩浆机制仍存在不确定性和争议。 研究人员通过近海底深拖磁力探测,识别出该区磁条带存在更多小的磁极倒转事件,经与船磁和航磁数据分析对比,结合IODP钻井资料约束,确定了西南次海盆的扩张年代为21-15 Ma (C6A - C5B),获得更精确的海盆全扩张速率26-46 mm/yr。该区还发现海盆扩张从对称向不对称转换等现象,科研人员通过分析粗糙度与扩张速率规律,给出了海盆扩张新模型。 新模型研究结果表明,相比同等扩张速率的洋盆,西南次海盆具有更低的粗糙度。研究人员结合OBS实地探测数据,指出西南次海盆的岩浆供给高于正常水平,认为扩张脊南部板片的粗糙度可能受断块影响,而北部板片的粗糙程度主要受岩浆作用影响。研究还指出,在中等缓慢扩张速率下,西南次海盆海底扩张倾向于是轴向高和轴向谷之间的过渡类型。 该研究提出了一种低纬度深而窄的非活动型海盆磁条带识别技术方法,将对认识海底扩张过程的岩浆活动和研究地球演化规律具有重要意义。 南海海洋研究所的孙珍研究员、林间院士、浙江大学李春峰教授,广州海洋地质调查局徐行教授为该论文共同作者。研究工作得到国家自然科学基金、广东省实验室(广州)人才特殊支持计划、中国科学院项目、广东省重点领域研发计划项目等联合支持。 相关论文链接:https://doi.org/10.1016/j.gr.2022.11.007