研究揭示俯衝轉向可誘發南海陸緣發生破裂

2020-10-30 中科院之聲

近日，中國科學院邊緣海與大洋地質重點實驗室構造與模擬研究團隊助理研究員李付成和研究員孫珍等，在南海大陸邊緣破裂方式及控制因素研究方面取得進展，相關研究成果發表在Tectonics上。

俯衝板塊的回撤（Rollback）被認為是活動大陸邊緣破裂的重要動力學來源，也是近年來國內外學者的主要研究對象；而對俯衝方向反轉（Subduction direction reversal）這一重要地質過程的研究卻很少，尚不清楚大洋巖石圈在俯衝過程中發生俯衝方向反轉時，能否誘發大陸巖石圈的破裂，以及典型的破裂方式及主控因素如何。

研究團隊通過數值模擬與觀測對比，揭示了南海巖石圈演化包含三個重要階段：在初始階段，大洋巖石圈向北俯衝至華南大陸之下；之後進入構造平靜期；最後大洋巖石圈俯衝反轉，向南俯衝至婆羅洲之下。研究結果表明俯衝轉向可能誘發大陸巖石圈破裂，產生新洋盆；破裂方式有陸緣（Continental edge）和陸內（Continental interior）破裂兩種（圖1）；破裂發生的位置受控於向北俯衝的時間和大洋巖石圈年齡。陸緣破裂以弧前碎塊裂離及俯衝大洋巖石圈的拆沉為主要特徵，而陸內破裂時出現大型陸塊向南漂移。

上述結果解釋了南海初始破裂位置與破裂特徵的關係。東側陸緣在中生代弧前破裂，裂離華南的陸塊狹窄的陸條寬度小於300公裡（包括巴拉望島等）；西側在島弧發生破裂，裂離的南沙地塊寬度超過500公裡。東西側陸緣破裂的差異，可能受控於北向俯衝的時間和古南海的年齡。結合模擬與重力對比，研究推測現今殘存的向北俯衝中生代海溝可分為兩段，其中西側隨南沙地塊運移至Crocker‐Palawan增生楔體之下，東側仍留在南海北部（圖2）。

該研究得到廣東省基金團隊項目、廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項、中科院盧嘉錫國際團隊項目、國家自然科學基金、香港研究資助局基金項目和中國IODP的共同資助。

圖1 陸緣及陸內破裂的演化特徵

圖2 模擬結果與重力數據結合揭示北向俯衝海溝的位置

來源：中國科學院南海海洋研究所

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