《火山型被动陆缘地壳裂解机制获揭示》

  • 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: 熊萍
  • 发布时间:2025-10-12
  • 近日,中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质实验室(OMG)赵明辉研究员团队与徐敏研究员团队联合浙江大学及法国西布列塔尼大学,在火山型被动陆缘地壳结构形成机制方面取得突破性进展。相关成果在线发表在国际地学顶级期刊《地球和行星科学快报》(Earth and Planetary Science Letters)上。论文第一作者为浙江大学研究员杨海斌,通讯作者为南海海洋所副研究员关慧心,合作者包括西布列塔尼大学教授Laurent Geoffroy、浙江大学教授陈汉林、南海海洋所研究员赵明辉和研究员徐敏。

    被动陆缘是大陆裂解过程中形成的重要地质单元,其中火山型被动陆缘以巨量岩浆活动和标志性的向海倾斜反射层(Seaward-Dipping Reflectors,SDRs)著称。然而,SDRs究竟受“构造伸展”还是“火山载荷”主导,学界已争论十余年。

    本研究创新性引入高分辨率二维热-力学数值模拟,系统评估裂谷盆地内不同密度充填物对断层样式及地壳结构的控制作用。模拟结果显示:当裂谷内充填高密度玄武质岩浆(密度较上地壳高100–200 kg/m3)时,地表载荷差异诱发向陆倾斜的断层系,最终塑造典型的SDRs;若充填低密度沉积物,则易形成对称共轭断层系,常见于非火山型被动陆缘结构。

    这一发现首次将“地表载荷物理性质”与“构造伸展”并列为大陆裂解形态的双重主控因素,突破了传统单因素端元模型的局限,为长期学术争端提供了统一解释框架。

    该研究不仅深化了对火山型被动陆缘形成机制的认识,也为南海、大西洋等典型张裂陆缘的深部结构解析提供了关键理论依据,对油气远景评价、岩浆活动诱发地质灾害评估等具有重要应用价值。研究得到国家自然科学基金项目资助。

    论文信息:Yang,H.,Guan,H.*,Geoffroy,L.,Chen,H.,Zhao,M.,Xu,M. (2025). Syn-rift margin architecture influenced by surficial loads.?Earth and Planetary Science Letters,671: 119637,doi: 10.1016/j.epsl.2025.119637.

    文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X25004352?dgcid

  • 原文来源:https://scsio.cas.cn/news/kydt/202509/t20250922_7972168.html
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    • 中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室(OMG)海洋新能源地球物理学学科组关慧心副研究员,联合OMG徐敏研究员,法国西布列塔尼大学Laurent Geoffroy教授和挪威奥斯陆大学Mohamed Mansour Abdelmalak博士,在斜向伸展的火山型被动陆缘发育演化过程研究上取得新进展,相关成果于近日发表在国际地学期刊Tectonophysics(《构造物理》)上。 全球大多数的拉张裂谷在张裂过程中,张裂的方向与裂谷中轴的方向并不是垂直的,而是存在一定的夹角。这种类型的拉张裂谷被称为斜向裂谷。斜向裂谷的发育演化过程在贫岩浆型的裂谷环境中已经得到了广泛研究。然而,在富岩浆型的裂谷环境中,对斜向裂谷的形成原因和发育演化过程的研究却很少。 格陵兰西部陆缘形成于早第三纪格陵兰-北美洲板块裂解时期,此次裂解受北大西洋大火成岩省发育影响,岩浆喷发量达到180万平方千米。在Svartenhuk,Nuussuaq和Disko等地区均可观察到大量的向海倾斜反射层(SDRs)的结构。因此,格陵兰西部陆缘是典型的火山型被动陆缘。昂加瓦断裂带(图1左)位于巴芬海盆南部,拉布拉多海北部。它是形成于始新世格陵兰岛与北美板块分裂时期的张裂-走滑断裂带,包含了将巴芬海盆和拉布拉多海分开的重要的转换断层。Nuussuaq陆缘位于昂加瓦断裂带上,在大陆张裂过程中,张裂的方向与陆缘的方向形成了57度的夹角,属于高角度斜向伸展的被动陆缘。本研究结合陆地数据(卫星遥感数据和野外观测数据)和近海数据(多道反射地震数据),综合分析了格陵兰西部Nuussuaq地区SDRs的三维结构,首次揭示了斜向伸展的火山型被动陆缘的发育演化过程。 研究结果表明,该地区SDRs的发育可分为两个阶段。在第一阶段(晚古新世),斜向伸展被分解为走滑和倾滑两个分量,SDRs岩浆层底部主要发育南北走向的向陆倾斜的正断层。在第二阶段(早始新世),Nuussuaq地区西部的局部应力发生了转向,SDRs岩浆层底部主要发育东北-西南走向的断层。该陆缘发育成转换型被动陆缘的主要原因包括两点:(1)Nuussuaq西部地壳中的遗留结构(Itilli断层)的方向与区域应力呈倾斜角度,在张裂过程中被重新激活,致使该地区局部应力在张裂过程中发生了偏转;(2)岩浆侵入地壳后削弱了地壳的强度,并且侵入的岩浆由于压力较高,在被动陆缘处产生了与陆缘方向呈垂直方向的应力,促进了该地区局部应力的重新定向。 该项成果首次揭示了斜向伸展的火山型被动陆缘的发育演化过程,对深入认识大陆张裂过程中地幔-地壳的相互作用关系具有重要意义。本项研究得到国家自然科学基金和广州市基础与应用基础研究项目的资助。 论文相关信息:Huixin Guan, Mansour M. Abdelmalak, Min Xu, Laurent Geoffroy(2023). Evolution of an oblique volcanic passive margin: The case of Nuussuaq in West Greenland. Tectonophysics 229936. 文章链接:https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229936
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