南海东北部岩石圈伸展的构造模拟约束

盆地的形成是深部过程的浅部响应,其中不同尺度拉张因子的变化能够反映岩石圈的伸展特征。运用基于弹性梁模型和挠曲均衡原理的2D构造模拟软件对横穿南海东北部地区的两条地震-地质剖面进行模拟,计算上地壳、全地壳和岩石圈尺度拉张因子。结果表明,南海东北部岩石圈伸展存在横向非均质性和深度相关的伸展现象:(1)不同坳陷中心的拉张因子从陆架-陆坡-海盆区有变大的趋势;(2)三种尺度的拉张因子之间存在明显差异,并且这种岩石圈深度相关的伸展现象在陆架和陆坡地区表现不同:陆架范围内上地壳和全地壳尺度的拉张因子在数值上相近,而在陆坡向洋壳方向,岩石圈、全地壳尺度拉张因子在数值上比上地壳尺度拉张因子大的差别趋势越来越明显。分析认为南海东北部岩石圈深度相关的伸展模式与海底扩张早期温度较高且黏滞性较小的下地壳在陆坡向海盆方向的流动性大于陆架地区有关。南海东北部伸展盆地的形成经历了岩石圈在陆内裂谷阶段均匀伸展以及大陆边缘裂谷阶段深度相关的伸展作用过程。

莺歌海盆地岩石圈不同圈层伸展量模拟

莺歌海盆地位于印支半岛与南海北部大陆边缘交接区,复杂的地质构造背景使其形成演化的动力学机制成为国内外的研究焦点。利用盆地同裂陷期正演模拟软件STRETCH和盆地裂后期反演模拟软件FLEX-DE-COMP,结合构造精细解释的高品质地震剖面图,对莺歌海盆地岩石圈不同圈层的伸展量进行定量模拟研究,计算出了盆地上地壳、地壳、岩石圈的伸展量,认为它们发生了与深度相关的伸展,上地壳伸展量β值为1.26～1,地壳伸展量β值为2.3～1.1,整个岩石圈伸展量β值为4～1.1。

琼东南盆地地壳伸展深度依赖性及其动力学意义

地壳或岩石圈尺度内伸展因子随深度变化特征对于理解岩石圈演化有重要的指示意义.我们利用南海北部大陆边缘琼东南盆地区深反射地震剖面的地壳分层模型,计算了沿剖面上地壳与全地壳的伸展因子.结果表明:琼东南盆地区具有明显的地壳尺度内伸展的深度相关性(上地壳尺度伸展因子变化范围为1.0～2.0,全地壳尺度的伸展因子变化范围为1.2～2.5);琼东南盆地各构造单元内的上地壳与全地壳伸展具有明显的非均一性(长昌凹陷上地壳尺度伸展最大,乐东陵水凹陷其次,松南—宝岛凹陷最小;长昌凹陷和松南宝岛凹陷的地壳尺度伸展因子较乐东陵水凹陷大)与各向异性(南东北西剖面较之北东南西向剖面地壳伸展因子大).这些结果预示着琼东南盆地区地壳伸展优势方向为北西向,盆地区东四部的伸展过程或伸展机制可能差异较大拟或存在太平洋岩石圈俯冲角空间差异或地幔岩浆产出时空差异.结合研究区相关研究成果,推断地壳伸展因子的深度相关性可能是共轭大陆边缘低角度拆离控制的简单剪切系统内伴随地幔挤出的动力学现象.

琼东南盆地地壳伸展因子计算及其伸展模式探讨

对伸展因子β的计算分析,可认识岩石圈的伸展变形特点。基于琼东南盆地具有"多米诺"伸展断层构造的5条反射地震剖面资料,利用"多米诺"伸展断层模式计算了上地壳伸展因子,其值分布在1.17～1.58之间;与对应位置的全地壳和岩石圈的伸展因子比较,结果显示上地壳、全地壳和岩石圈伸展因子三者之间存在差别,但不是简单的随深度增大,具体表现为盆地中北部的岩石圈伸展变形特点为岩石圈伸展因子大于全地壳大于上地壳,盆地西南部则表现为全地壳最大,岩石圈最小。通过计算,结合研究区相关研究成果,本文认为琼东南盆地岩石圈发生了随深度变化的伸展变形;不同构造位置的岩石圈伸展变形存在明显差异。

琼东南盆地深水区岩石圈伸展模式及其对裂后期沉降的控制

为了揭示盆地深水区演化及裂后期大规模沉降的成因机制,在琼东南盆地典型的、高品质地震剖面地质构造精细解释基础上,结合岩石圈变形的挠曲悬臂梁模型和挠曲均衡模型,应用正演和反演模拟技术,定量恢复了该盆地所处地区的上地壳、地壳以及岩石圈的伸展程度.结果表明,琼东南盆地自陆架边缘到深水坳陷区,岩石圈上地壳的伸展系数较小,β值最大为1.23～1.32;整个地壳的伸展系数变化较大,盆地边缘隆起区的β值在1.1～1.2之间,向盆地中部β值逐渐增大到3.14;而对整个岩石圈而言,其伸展系数β值由陆架到陆坡深水盆地也从1.2逐渐增大到4.2.根据对南海地区的构造及岩石圈和地壳的结构分析认为,与McKenzie的岩石圈均一伸展以及由热控制的裂后期缓慢沉降过程不同的是,上述与深度相关的岩石圈伸展减薄是由南海西北次海盆扩张过程中深部物质的离散上涌流动所导致的下地壳的快速而强烈的塑性流动所引起的,并由此建立了琼东南盆地的形成演化模式,来解释和探讨深水坳陷区及裂后期快速而大规模沉降的成因机制.