南海北部洋-陆过渡带深部结构与岩石圈破裂过程

洋-陆过渡带是理解大陆岩石圈破裂和海底初始扩张的关键位置,但是在南海北部地区仍然存在关于相关地质过程的诸多疑问.通过近年开展的国际大洋发现计划航次以及深部地质地球物理探测,取得以下4个方面的认识.（1）南海北部的洋-陆边界一般与自由空间重力异常的正-负值过渡位置对应,而更加准确地限定需要结合反射、折射地震资料.稳定大洋岩石圈生成与大陆岩石圈最终破裂之间的洋-陆过渡边界的位置比以往认为的还应往深海盆方向移动.（2）洋-陆过渡带代表了远端带构造作用减弱和岩浆作用逐渐增强的区域.陆坡地壳发育扩张后岩浆底侵、洋-陆过渡带发育同破裂期岩浆喷出结构和侵入反射体.（3）在中生代的古俯冲带弧前区域,新生代的断裂沿着早期的构造开始活动,岩石圈多处发生强烈的共轭韧性剪切作用.随着大陆岩石圈的进一步拉伸减薄,部分靠陆一侧的裂谷中心停止张裂,成为夭折裂谷,以台西南盆地南部凹陷、白云凹陷、西沙海槽为代表,而南海陆缘异常伸展和最终破裂的地方集中在南侧裂谷中心.夭折裂谷下亦发现地幔蛇纹石化,进一步反映了较弱的同破裂岩浆活动.（4）南海初始洋壳的增生沿着大陆边缘走向具有显著的变化,南海东北部洋-陆过渡带下伏地幔明显抬升和部分蛇纹石化,地震纵、横波速度以及折射波衰减特征都支持此观点,反映南海东北部是一个贫岩浆型大陆边缘.未来,南海北部洋-陆过渡带有望成为南海“莫霍钻”的理想备选钻探区.      

南海东北部洋陆过渡区域地震折射波衰减特征

地震波衰减研究是了解岩石圈构造特征的有效方法.本文基于OBS2016-2测线的海底地震仪(OBS)数据, 首次对南海东北部洋陆过渡区域地震波衰减特征进行研究, 通过正演模拟获得该区域二维纵波衰减(Q_P)结构.结果表明, 下陆坡的上地壳存在一个宽约40 km, 厚度约为4~5 km的高衰减区, 其特征为低纵波和横波速度(V_P为5.5~6.3 km·s^-1和V_S为3.1~3.6 km·s^-1)以及较低的波速比(V_P/V_S为1.72~1.80), 对应较低的Q_P(280~410), 推测与断裂发育有关, 且受到火山活动的影响.洋陆过渡及洋壳区域的上地壳高衰减区具有低Q_P(300~400)和高V_P/V_S(1.90~1.96)特征, 可能对应较多的断裂发育及流体运移.洋陆过渡区域下地壳高速异常体表现为相对低的Q_P(550~600), 对应较高的V_P(7.0~7.8 km·s^-1)和V_S(3.5~3.8 km·s^-1)以及较高的V_P/V_S(1.85~1.96), 推测与蛇纹石化作用有关.蛇纹石化可能进一步增加岩石的孔隙度并导致更多的流体运移, 使得洋陆过渡及洋壳区域存在较高的地震波衰减.Q_P结构有助于我们分析南海大陆边缘的地震波衰减特征, 结合V_P、V_S以及V_P/V_S, 可以更好地了解该区域地质结构和岩石属性, 对进一步挖掘OBS数据信息有重要参考价值.

     

渤海湾盆地新生代玄武岩成因——地球化学和Sr-Nd-Hf-Pb同位素证据

渤海湾盆地新生代玄武岩是华北克拉通东北部新生代玄武岩的重要组成部分,由于该地区的玄武岩在地表出露较少,之前的研究程度一直很低。本次研究在辽河油田选取了钻孔岩心样品,通过岩石学、地球化学、Sr-Nd-Hf-Pb同位素方法进行分析,探讨了新生代玄武岩的成因。结果表明:渤海湾盆地新生代玄武岩主要为玄武岩和粗面玄武岩,玄武岩的w(SiO)₂)为49.08%～50.70%,w(MgO)为2.63%～5.80%,具有明显的轻重稀土元素分馏,(La/Yb)_N和(Dy/Yb)_N值分别为7.96～11.61和1.71～1.84,Eu和Ce没有明显的负异常,高场强元素(HFSE)和大离子亲石元素(LILE)富集,具有明显的Nb、Ta和Sr正异常;全岩的Sr、Nd、Hf同位素比值(⁸⁷Sr/⁸⁶ Sr)_i值为0.704 622～0.706 581、ε_Nd(t)值为1.1～1.9和ε_Hf(t)值为1.6～4.6,(²⁰⁶