南海北部大陆边缘洋陆过渡带构造研究

发布时间：2017-09-09 18:48

  本文关键词：南海北部大陆边缘洋陆过渡带构造研究

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【摘要】：相比于典型的被动大陆边缘的特征,南海北部陆缘具有特殊的构造和地层特征。这种差异可归因于由欧亚板块、菲律宾海板块和印澳板块相互作用引起的南海多幕构造运动和岩浆活动。基于多条穿过南海北部陆缘高质量的深反射多道地震剖面和最新的卫星重力数据,本文分析了南海北部陆缘洋陆过渡带内的构造、岩浆活动和深部反射特征,以研究南海北部陆缘的张裂类型和伸展机制。研究区的构造演化明显可分为裂陷期和拗陷期两大阶段。在晚渐新世期间,整个南海北部陆缘都发生裂陷期的延迟现象,其表现是部分构造单元内的沉积速率未显著减小甚至有所增加和早中新世生物礁和浅水碳酸盐岩台地的发育。岩浆活动始终贯穿南海形成演化的过程中,南海北部陆缘强烈的火山活动发生于海底扩张末期或海底扩张停止以后。相比西北缘陆坡微弱的岩浆活动,与其相邻的西北次海盆、夭折裂谷以及西沙、中沙海区的岩浆活动却非常强烈,其主活动期为裂陷期(29.3-23.3Ma)。南海北部陆缘洋陆过渡带向陆一侧边界位于陆架坡折或上陆坡向下陆坡转折处,向海一侧一般以围限前缘掀斜断块的向海倾的铲状正断层为界与洋壳区分,而局部地区(如西段Line07剖面)则以火山为界与洋壳区分,总体上呈NE-SW向展布,其范围由东向西逐渐收窄。洋陆过渡带在陆缘东段以受岩浆混染的裂陷期断陷和火山带(埋藏火山带)为特征,其范围超过200km;在中段一般以裂陷期断陷、受铲式正断层围限的构造低凸起和向海倾的掀斜断块带为特征,向西则以裂陷期断陷、受岩浆活动影响的构造低凸起、火山带和向海倾的掀斜断块带为特征,范围在220-265km之间;至陆缘西段,其范围收窄至69km左右,以裂陷期断陷为特征。重震联合反演结果表明,南海北部陆缘下地壳高速层厚度在下陆坡之下厚达0.8-5km,而在东沙隆起附近地壳之下其厚度达到了6-10km,之后向两侧逐渐减薄,向西消失于白云凹陷之下,向东随过渡壳俯冲于吕宋岛弧之下。下地壳高速层广泛展布于南海北部陆缘东半部分的陆架和陆坡,这表明其范围与洋陆过渡带的范围并不重合,也意味着下地壳高速层并不是南海北部陆缘洋陆过渡带的必要标志。而陆架-陆坡区的火成岩和下地壳高速层的起源可能与被动上涌的软流圈的减压熔融有关,这种减压熔融作用导致了裂后期岩浆底侵和对地壳的侵位。相比于两端元类型的岩浆匮乏型被动大陆边缘和火山型被动大陆边缘,南海北部陆缘是一个中间过渡的张裂模式,而且该模式更接近于岩浆匮乏型被动大陆边缘的特征。通过对南海南北共轭陆缘进行特征对比发现,南海北部陆缘洋陆过渡带大型控凹断层极为发育,而南部陆缘洋陆过渡带铲状断层可归并于主滑脱面或莫霍面上,这种构造差异现象可能是由南海新生代演化过程中地壳的随深度变化的差异伸展造成的,而导致这种差异伸展的深源机制很可能就是地幔岩石圈的破裂要早于陆壳。
【关键词】：南海 洋陆过渡带 多道地震反射剖面 重震联合反演 张裂
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(海洋研究所)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P736.1
【目录】：

• 致谢4-7
• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第一章 引言14-30
• 1.1 选题背景与意义14-16
• 1.2 国内外研究现状与进展16-25
• 1.2.1 洋陆过渡带研究进展与典型特征16-20
• 1.2.2 南海形成的动力学机制20-21
• 1.2.3 南海南北共轭陆缘构造属性21-23
• 1.2.4 南海洋陆过渡带地球物理特征研究现状23-25
• 1.3 研究内容、研究思路与技术路线25-27
• 1.3.1 研究内容与科学问题25-26
• 1.3.2 研究思路与技术路线26-27
• 1.4 完成工作量与主要创新点27-30
• 1.4.1 主要完成工作量27-28
• 1.4.2 主要结论和创新点28-30
• 第二章 区域地质背景30-49
• 2.1 大地构造背景30-32
• 2.2 南海北部陆缘地球物理特征32-38
• 2.2.1 重力异常特征33-35
• 2.2.2 磁异常特征35-36
• 2.2.3 热流特征36-38
• 2.3 南海地区中生代构造沉积演化38-41
• 2.4 南海北部陆缘沉积盆地新生代以来构造演化特征41-46
• 2.5 南海北部陆缘层序地层特征46-49
• 2.5.1 前裂陷期基底47
• 2.5.2 新生界47-49
• 第三章 数据与方法49-59
• 3.1 数据采集与处理49-50
• 3.2 时深转换50-52
• 3.3 平衡剖面恢复技术52-53
• 3.3.1 原理52
• 3.3.2 2D-Move平衡剖面恢复技术52-53
• 3.4 重震联合反演方法53-59
• 3.4.1 初始模型建立、密度参数选取和地质约束机制54-57
• 3.4.2 反演流程57-59
• 第四章 南海北部陆缘构造变形特征59-89
• 4.1 南海北部陆缘东段59-67
• 4.1.1 浅层构造变形59-65
• 4.1.2 深部反射特征65-66
• 4.1.3 岩浆活动特征66-67
• 4.2 南海北部陆缘中段67-77
• 4.2.1 浅层构造变形70-74
• 4.2.2 深部反射特征74-76
• 4.2.3 岩浆活动特征76-77
• 4.3 南海北部陆缘西段77-87
• 4.3.1 浅层构造变形79-84
• 4.3.2 深部反射特征84-85
• 4.3.3 岩浆活动特征85-87
• 4.4 小结87-89
• 第五章 南海北部陆缘构造演化89-99
• 5.1 陆缘东段构造演化90-92
• 5.2 陆缘中段构造演化92-95
• 5.3 陆缘西段构造演化95-97
• 5.4 小结97-99
• 第六章 南海北部陆缘洋陆过渡带结构特征和发育机制99-128
• 6.1 重震联合反演99-108
• 6.1.1 北部陆缘东段99-102
• 6.1.2 北部陆缘中段102-105
• 6.1.3 北部陆缘西段105-108
• 6.2 洋陆过渡带的范围和结构单元划分108-113
• 6.3 下地壳高速层的范围和起源113-119
• 6.4 南海北部陆缘的张裂模式119-121
• 6.5 南海共轭被动陆缘张裂机制的讨论121-128
• 第七章 结论和认识及下一步工作建议128-130
• 7.1 主要结论和认识128-129
• 7.2 下一步工作建议129-130
• 参考文献130-154
• 作者简介154-155
• 攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果155

【参考文献】

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本文编号：822152