《被动陆缘远端带基底性质和变形特征研究取得新进展》

  • 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:2020-08-28
  • 近日,中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室张翠梅副研究员、孙珍研究员与中海石油有限公司和法国斯特拉斯堡大学等多家单位的科学家合作,在被动陆缘远端带的基底性质和流变特征研究上取得新进展,相关成果发表在《地球化学、地球物理学、地球系统学》上。

    经典地壳模型一般包含脆性的上地壳和韧性的中下地壳。在贫岩浆的伊伯利亚型被动陆缘的远端带,地壳减薄至10 km以下,中下地壳会与上地壳耦合,共同发生脆性变形。但在构造变形复杂、具有强烈继承性的地质背景中,陆缘远端带的地壳流变结构和力学性质可能显著不同,如经历中生界主动陆缘向被动陆缘转换的南海北部陆缘。

    研究人员通过深度域的反射地震资料解释和水平切片提取,发现在南海北部陆缘远端带的基底中存在多个指示韧性变形的大型剑鞘褶皱,这些褶皱被融合交织的不连续带所分隔。在精细刻画剑鞘褶皱和不连续带基础上,通过与IODP367/368航次钻井资料的对比,提出基底由继承的弧前盆地中地壳所构成,在简单剪切作用下中地壳沿拆离断层剥露到了基底顶部,直接被同裂陷期地层所覆盖,上地壳局部缺失。简单剪切和纯剪切共同作用控制了陆缘远端带的超伸展减薄。

    该项成果不仅揭示了剑鞘褶皱的成因和机制,同时是对全球被动陆缘远端带结构和基底变形的有益补充,在认识俯冲继承性对南海张裂-破裂过程的影响方面具有重要意义。研究成果为南海地区的超伸展变形研究提供新的视角。

    本项研究得到国家自然科学基金(41730532,41576070,41830537,41576041)、中国科学院卢嘉锡国际团队项目(GJTD-2018-13)、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)(GML2019ZD0205)和广州市基金(2017A030312002)项目的资助,以及IODP的支持。

    相关论文信息:

     https://doi.org/10.1029/2020GC009023

    https://doi.org/10.1029/2018TC005063

  • 原文来源:http://www.scsio.ac.cn/xwzx/kydt/202008/t20200821_5665028.html
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    • 编译者:liguiju
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    • 近日,中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室(OMG)联合香港中文大学,在南海东侧马尼拉海沟北部俯冲-碰撞带岩石圈三维变形机制方面取得重要研究进展,相关成果发表于国际地学Top期刊Geophysical Research Letters(《地球物理研究通讯》)。 俯冲带和碰撞造山带作为板块汇聚的边界,是岩石圈变形和地震发生的主要场所。研究表明,板块在俯冲或碰撞过程中会发生挠曲,当应力超过了板块的强度,就会形成断裂,并诱发板内地震。前人通常将俯冲带和碰撞带作为两个独立系统分别进行研究,而俯冲带沿着走向转变为碰撞带的现象并不罕见,比如阿拉斯加俯冲带东北部、东爪哇俯冲带和南海马尼拉俯冲带北部。但是目前对于俯冲-碰撞转换带的岩石圈变形机制及应力分布的横向变化了解较少。从俯冲到碰撞,俯冲板块的密度和上覆板块的载荷均发生了变化,这对岩石圈变形产生何种影响还有待研究。 为解决这一问题,研究人员以多条穿越马尼拉俯冲带北部的地震速度结构剖面为约束,模拟了马尼拉海沟北部俯冲-碰撞带的岩石圈三维板块挠曲变形,并反演获得岩石圈刚度、板块弯矩和剪力等挠曲参数的变化。结果表明,从马尼拉俯冲带到台湾造山带,板块刚度与载荷均呈增加趋势。为了同时拟合所有观测结果,需要在俯冲-碰撞转换带加载一个向上的边界载荷,理论计算表明,该载荷可能与俯冲板块从洋到陆密度的差异引起的浮力变化有关。 同时,研究人员根据板块挠曲形态,计算了板块的弯曲应力分布。结果显示最大弯曲应力与现今台湾西南部密集的地震活动一致,表明造山运动的巨大载荷与俯冲板块的横向密度变化对岩石圈挠曲变形和地震分布有着重要影响。 本研究揭示了马尼拉俯冲-碰撞板块的三维挠曲应力分布板内地震活动的相关性,对于理解俯冲-碰撞带板内地震分布规律和孕震机制等具有重要意义。 实验室副研究员张江阳为该论文第一作者,研究员孙珍和香港中文大学副教授杨宏峰为共同通讯作者,研究员张帆为共同作者。本研究受到广东省人才计划、国家自然科学基金委、中国科学院中国-巴基斯坦地球科学中心、香港研究资助局等项目资助。 相关论文信息:https://doi.org/10.1029/2022GL100474
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