西太平洋大塔穆火山的重力导纳分析以及对其形成机制的启示

本文利用卫星重力数据和海底地形数据对大塔穆火山开展详细的重力导纳分析。结果显示大塔穆火山的岩石圈有效弹性厚度是1~3 km,指示火山形成于洋中脊之上,符合低重力异常和洋中脊三联点的构造背景。Airy均衡模型和岩石圈挠曲均衡模型推算的大塔穆火山的平均地壳厚度是11~17 km,最厚处拥有一个约30 km的地壳根,与实际地震观测结果基本一致。大塔穆火山的超厚洋壳不同于正常洋中脊,目前地幔柱与洋中脊相互作用是比较合理的成因模式。研究还发现大塔穆火山底下存在一个质量缺失的低密度区,这个区域可能是残留岩浆房造成的结果,与火山中心的地球化学特征、地震波速异常以及广泛的后期火山活动相吻合。另外,这个低密度区提供浮力支撑火山中心隆起,可能导致火山侧翼因差异性沉降而产生正断层。

西太平洋侏罗纪海洋地壳断裂特征及其成因机制

侏罗纪洋壳为现存最古老的海洋地壳,残留在地球表面上很少,目前对于侏罗纪洋壳的断裂特征和构造变形了､解很少。本文利用高分辨率的反射地震剖面精细解释了位于西太平洋的侏罗纪洋壳基底沉积地层和断裂结构,发现在､研究区存在基底断层沉积断层和垮塌断层三种类型的断裂构造,并对其走向、倾角、断距等几何参数与变形特征进行了推测和定量研究。研究还发现,基底断层是洋壳受到板块伸展拉张而产生的,在后期海底沉积过程中持续发育并错断上覆沉积物,在海底形成明显的断层陡坎。沉积断层是沉积地层自身重力作用的产物,受到沉积地层岩石性质的控制。垮塌断层是岩浆侵出或者侵入形成海山,导致洋壳及其上覆沉积局部抬升并向两侧推移,引起先存的基底断层和沉积断层重新错动产生的。研究区内切断洋壳基底和上覆沉积的活动断层的推测走向大体符合侏罗纪洋壳基底面起伏、重力异常骤变界面以及地磁异常条带等的走向,表明这些断裂从侏罗纪洋中脊的海底扩张中演变而来,并且持续活动至今。这些发育在古老洋壳上的断层能够长时间让水进入岩石圈并进入俯冲带及地球内部,从而促进地球水循环。尽管目前尚未发现这些断裂产生大地震,但这些断层可能随着板块俯冲而演变成俯冲带地震大断裂,今后研究应该关注这类断层在靠近海沟之前的演化规律和潜在地震风险。