基于重磁数据的西菲律宾海盆洋壳年龄建模及其演化

发布时间：2020-11-21 19:45

　　 菲律宾海板块是现今最具代表性的大陆边缘板块,西菲律宾海盆作为菲律宾海板块最主要的构造单元,包括了中央海盆、西北次海盆以及南部次海盆,其复杂的地质构造背景和地球物理特征引起了众多地质和地球物理学家的关注。但是,目前关于西菲律宾海盆的年龄分布、运动扩张历史等地质演化问题学界一直存在争议。利用新近的地球物理数据对比分析其现今构造特征,重现西菲律宾海盆的洋壳年龄分布和运动演化历史,对于了解整个菲律宾海板块以及周边板块的动力学演化具有非常重要意义。论文在综合前人研究调查成果基础上,简要介绍了西菲律宾海板块的构造单元划分以及与周围欧亚板块、太平洋板块以及印澳板块的地质构造关系。针对西菲律宾海盆地形、地貌、地质构造以及地球物理特征,应用最新的高精度海洋重力场以及卫星磁异常数据,通过区域大尺度重、磁数据三维反演,得到西菲律宾海盆洋壳密度与磁性结构,并依据热流数据,将西菲律宾海板块年龄建模划分为主海盆、南部次海盆以及西北次海盆三个区域,同时获得了关于地质年代、扩张中心、扩张运动形式等方面的约束信息,这些资料为后续洋壳年龄建模提供了参考框架。利用洋壳扩张运动与地磁极性倒转造成的剩余磁化磁性条带异常分布,可进行磁异常识别(Magnetic Lineation Identification)获取磁异常拾取数据(Magnetic Picks),用于约束海洋岩石圈年龄建模,并为确定海盆海底扩张机制提供初始数据库。根据海洋板块年龄建模理论,利用多方面收集到的西菲律宾海盆区域高精度磁异常条带数据,通过航线整合以及数字化等处理进行主海盆磁异常拾取和洋壳年龄确定。并利用最新的高分辨率海洋重力异常数据场模型,提取了海盆运动扩张方向的约束信息。此外,根据船测磁异常滤波化极处理后异常形态与地磁倒转模型对比识别,获得了较小单元次海盆的年龄和运动演化信息。利用处理后的海洋磁异常数据以及推测的构造方向、西菲律宾主海盆、南部次海盆以及西北次海盆地质年代、扩张中心、扩张运动形式等约束信息,根据板块运动的球面欧拉运动准则,应用GPlates软件平台模拟得到了研究区的磁异常识别年龄数据库和洋壳年龄等时线分布,并且初步重现了西菲律宾海盆的两阶段扩张相:即第一阶段为北东-南西向,第二阶段为近南北方向扩张;扩张方向改变时间约为41 Ma之后,扩张停止的时间大致为34.1 Ma。而帕劳海盆和花东海盆两个次级单元扩张特征与西菲律宾海盆主海盆不同,根据两个海盆区域磁异常船测数据与地磁极性倒转模型对比线性识别结果:模拟显示帕劳海盆年龄约为32～41 Ma,平均半扩张速率约为3.7 cm/yr,研究表明其年龄较主海盆年轻,并非主海盆的南翼扩张部分。花东海盆年龄范围约为33～39Ma,平均半扩张速率约为2.8 cm/yr,其重磁异常特征显示其岩石圈密度与磁性结构与主海盆连续性较好,推测为主海盆的扩张部分。
【学位单位】：中国地质大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P736.1
【部分图文】：

??的重力异常数据后，得到西菲律宾海盆的布格重力如图２．４所示??由图２．４所示的西事律宾海盆布格重力异常数据分布可＿出，数据特征与全??球布格Ｅ力异常相＿，整体上由陆地区域的负值变化至＿洋区域的正植，在板块的??碰撞边界出现异常变化梯度带，去掉地形影响之后布格重力异常中的长波长稽号??主要体现了深部萁霍面起伏带来的影响，海洋区域地壳较薄，相对高密度的地幔物??质使得海祥区域的重力异常为正值，较陆地为高ｓ因蓄布格重力异常整体上又与地??形呈负相关，与地壳的均衡理论相印证。布格重力异常与海底的深大构造具有更加??明确的对应关系，例如菲律宾海沟与琉球＿沟对应的变化梯度带。同时各构造单元．??的边界也能够在布格重力异常分布中得到体现。??１２０＾?１３０＇Ｅ?＾??ｉ??１２ＣＴＥ?１３０°Ｅ??ｉ?｜?■〇＞?ｍＧａｌ??－２００?－１００?０?１００??图２．５西華律褰辫盆剩．重力异常??布格重力异常中仍然包含如地幔物质等密度变化的深部德息．

Ｔｅｓｓｅｒｏｉｄ网格尺寸剖分地下空间，反演空娜度为４０?ｋｍ，由于缺少先验约束信??息．，模型目标涵数中参考模型设为〇向暈ａ利用球坐标系童力数据三维反演方法??得到西．菲律宾海益岩石圈剰余密度结构，截取？罙度１５?ｋｍ处剖面如图２．６所示。??馨＇??祖２．６西罪律宾梅盆蓉石爾：三雞剩余密度結构深度割而??由图２．６，西菲律卖海盆剩余密度分布梯度帯主要集中在西侧菲律宾梅板块与??欧亚板块的碰撞边界，高剩余密度值主要在西菲律宾海盆一侧。在主海盆西北侧琉??球海构以及西商侧菲律宾海抅，密度较高的菲律宾海洋壳俯冲于欧亚板块之下，欧??亚板块一侧受到挤压隆升，地壳变厚，因而剩佘密度呈现低值分布。相应的西菲律??宾海板块洋壳俯冲消亡于这些海沟之下地幔物质中，虽现高剩余密度分布＊在中央??海盆断裂、本哈姆海台、乌尔达内塔海台以及九州－帕劳海岭处呈低剩余密度特征。??大东盆岭Ｋ由于其构造的复杂性，剩余密度分布也相对较为复杂，洋壳年龄更为古??老的北大东海盆与奄業海盆呈现高剩余密度特征。在中央海盆断裂以南、主海盆南??部以及帕劳海盆大部分眞域都呈现低密度特征，而在帕劳海盆南部，呈现相对的書??剩余密度特征

《一》磁异常分布特征??根据ＥＭＡＧ２第芒版全球高精度磁异常模型数据，给出西菲律宾海盆区域??（１２０°Ｅ￣１３８°Ｅ，０°Ｎ？３５°Ｎ）的磁总场异常Ａｒ数据如图２．７所示。从图中可以看??出，海盆区域内磁性总体较强，在中央海盆断裂两侧存在条带状磁异常分布特征，??应与沿古扩张轴洋壳扩张产生的剩磁有关。而在主海盆北部与中央海盆断裂相距??较远的磁异常条带幅值更大，与中央海盆断裂附近相比洋壳磁性较强，说明其洋壳??年龄更为古老，能够与扩张模式相对应。在扩张轴南侧也有相应的特征，但是磁性??
【参考文献】

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本文编号：2893510