南海成因：岩石圈破裂与俯冲带相互作用新认识

 南海深部计划与国际大洋钻探航次取得了一系列创新进展与重大突破：1）发现南海陆缘岩石圈减薄之初未出现地幔蛇纹岩出露，且岩浆迅速出现；2）新提出南海不是“小大西洋”，而是“板缘张裂”盆地，与经典的大西洋型“板内张裂”陆缘模式不同；3）揭示南海受到俯冲带的强烈控制，提出俯冲诱发地幔上涌并影响南海岩浆活动。     

马尼拉海沟增生楔中段的挤入构造

根据对马尼拉海沟俯冲带增生楔及挤入构造的多波束构造地貌分析, 结合其他地质地球物理资料的对比研究, 建立了马尼拉海沟俯冲带增生楔3个构造带和海山挤入构造的断裂活动特征、空间展布规律和构造应力机制, 提出了沿马尼拉海沟板块斜向俯冲的应力方向为NW55°, 分析了马尼拉海沟俯冲带的形成与南海东部海盆扩张停止之间的关系. 通过模型分析和区域对比, 认为沿马尼拉海沟的海山挤入并没有导致增生楔的侵蚀, 俯冲带的斜向俯冲实际上是吕宋微陆块向北西西的一种仰冲机制, 其动力来源应导因于菲律宾海板块向北西西的位移运动.     

东海外陆架线状沙脊群

基于最新的高精度全覆盖多波束资料, 对东海外陆架线状沙脊群分布特征进行了定量统计分析. 将研究区线状沙脊群划分为东北区和西南区, 东北区沙脊走向约为N116°, 该区沙脊线性特征明显, 向内陆架延伸收敛, 西南区沙脊走向为N120°~N146°, 该区沙脊群趋向网状, 研究区中部有趋向沙席特 征. 沙脊群向陆侧发育到60 m等深线, 东北部向海发育到水深120 m左右、西南部发育到150 m左右, 在西南部洼地130~180 m水深处仍有发育不完全沙脊分布. 结合靠近研究区的典型地震剖面的沙脊体高角度斜层理声反射特征, 以及4个钻孔和12个柱状样岩性分析及测年资料, 表明在研究区内广泛分布于东海外陆架的线状沙脊群形成于全新世早中期, 并由富含碎贝壳细砂为特征的海侵砂层所组成. 沙脊的形成、发育和埋藏的决定因素在于海平面升降导致的水深变化和沉积物源供给速度. 12400 aBP期M2分潮同潮时线已与研究区线状沙脊群具有较好的正交关系, 12000~8000 aBP期间的潮波系统可能是形成广泛分布于现东海外陆架线状沙脊群的主动力.     

南海西南次海盆海底地震仪天然地震观测及ScS波分裂

简要介绍了南海西南次海盆OBS3D地震探测台阵,整理并详细分析了宽频带OBS的天然地震记录,结果表明共记录了Ms6.0～6.9地震93个,Ms7.0以上地震10个,数据质量较好,特别是2011年3月11日日本仙台以东海域发生的Ms9.0大地震.对4次Ms7.0以上地震的ScS波进行了各向异性反演,结果表明西南次海盆的快S波偏振方向N58°E平行于已停止活动的扩张脊(慢波方向S35°E垂直于扩张轴),说明西南次海盆的扩张脊现今处于挤压应力状态,反映了南海南部边缘的碰撞格局和洋脊停止扩张的动力学原因.     

超慢速扩张洋中脊NTD的蛇纹石化地幔:海底广角地震探测

非转换断层不连续(NTD)在超慢速扩张洋中脊高频度出现,其地壳速度结构与相邻的岩浆扩张中心(NVR)差别明显.结合表层断层多和减薄的地壳,说明NTD在超慢速洋中脊扩张理论、热液活动甚至矿产资源方面有十分重要的意义.本文使用2条海底广角地震测线的数据,使用射线追踪正反演的方法,获得了西南印度洋中脊28~29扩张段之间NTD下方的地壳及上地幔速度结构.结果表明:(1)NTD下方地壳较薄(3.2~4.5 km),洋壳层2厚约2.0 km,洋壳层3较薄(1.0 km)甚至缺失;(2)洋壳层2表层速度横向差异大,表明存在较多断裂;(3)洋壳层3出现低速区,成因可能是受浅部大断裂或地幔蛇纹石化作用影响;(4)上地幔顶部速度存在低速异常(7.2 km/s),结合NTD地壳较薄(5 km)和表层断裂多的特征,认为是上地幔发生大规模蛇纹石化作用导致低速,为进一步理解和区分莫霍面与蛇纹石化前缘(Serpentinization Front)提供了一个很好的例证.     

南海西南海盆的渐进式扩张

在总结渐进式扩张基本特征的基础上,通过对南海西南海盆的高分辨率多波束构造地貌分析及其与多道地震剖面的综合对比研究,结合磁条带异常的识别,建立了西南海盆渐进式扩张的构造演化动力模式.这种渐进式扩张从北东向西南逐步推进,在构造机制上表现为从稳态的海底扩张,到非稳态的初始海底扩张,再向陆缘张裂的逐步转化.西南海盆的扩张属构造主导型的海底扩张,存在一系列非均匀的构造、沉积作用现象.