南海中央海盆之东部次海盆后扩张期地层特征与影响因素

海底扩张形成的边缘海盆构造演化可划分为前扩张期、同扩张期与后扩张期等阶段。南海中央海盆巨厚的沉积地层大部分是扩张结束之后形成的,尤以东部次海盆地层厚度为最大。因受到不同因素的影响,在该次海盆不同的区域后扩张期发育的地层特征差别较大。这些现象反映海底扩张结束之后所发育的厚层地层中蕴含了大量南海构造演化的信息,因此深入分析该次海盆后扩张期的地层特征与影响因素是南海构造演化研究中不容忽略的环节。利用若干大洋钻孔年代地层资料,在过井剖面上进行合成地震记录标定、划分层序地层并确定其年代属性,并以此为依据分析讨论了本区的地层特征和相关的影响因素。结果表明,东部次海盆北部持续均衡的基底沉降和充足的陆缘物质形成厚度稳定的地层沉积;东部以微板块向马尼拉海沟俯冲为主要影响因素,使不同年代的地层各具特征;中部和西部岩浆活动是主要的影响因素,形成以火山碎屑物质为主的地层沉积;南部因当时的陆坡沉积环境和浊流活动的影响形成具有沉积物波特征的地层沉积。

南海东部次海盆南侧基底结构与沉积特征及其控制因素

南海东部次海盆经历了完整的海底扩张过程,对其进行从北至南、从东到西系统的研究有助于进一步认识南海的演化过程。通过南海东部次海盆3条多道地震剖面的解析,对其基底形态、沉积充填和岩浆活动特征进行研究,首次揭露了南海东部次海盆南侧东西向的沉积-构造特征。结果表明,南海东部次海盆南侧基底主要分为两种类型:一种为崎岖不平、深海丘陵和海山发育,且基底隆起表现为“东高西低”;另一种基底相对平坦,局部有岩浆侵入。两种基底形态受海底扩张速率、板片俯冲挠曲和扩张后岩浆活动等因素综合控制。东部次海盆南部的沉积充填类型主要有3种,受构造、沉积作用和物源供给共同控制,总体上呈现出邻近扩张脊一侧沉积薄、靠南部陆缘一侧沉积厚;东部边缘因构造挠曲等因素,基底构造隆起更强,形成较薄沉积,厚度最小处约160 m。基于沉积-构造-岩浆特征,构建东部次海盆南部海底扩张末期以来(16 Ma至今)的沉积-构造演化模型,对南海形成演化研究具有重要意义。

南海东部次海盆U1431站位中中新世以来的沉积物来源特征

南海东部次海盆的沉积记录蕴含着区域内中中新世以来沉积物的风化过程和演化历史信息.本文分析了国际大洋发现计划IODP 349航次南海东部次海盆U1431站位沉积物的主、微量元素和Sr-Nd同位素特征.研究显示,样品中化学风化蚀变指数为49~74,表明源区的化学风化强度为低到中等强度.沉积物在风化过程中以斜长石风化为主.含有火山碎屑的岩性单元Ⅵ和Ⅶ及55X-2层位受到含Fe、Mg矿物组分的物质来源输入影响,其余沉积物主要来自长英质源区.Sr和Nd同位素特征显示不同风化程度的沉积物源区具有明显差异.通过与周围潜在源区进行对比,推断12.8 Ma至今,U1431站位的物源主要来自珠江流域,印支半岛、吕宋和巴拉望提供了少量物质.其中12.5~7.4 Ma,沉积物源区受到周围岩浆活动形成的基性物质输入的影响,但仍以珠江源区为主. 6.5 Ma以后,台湾岛隆升剥蚀的陆源物质进入中央海盆.因此,台湾岛成为源区之一.

南海东部次海盆海山链多金属结核(壳)地球化学特征及成因

为了进一步解释南海不同区域内多金属结核(壳)的地球化学特征与成因,对东部次海盆黄岩-珍贝海山链上新获取的多金属结核(壳)样品进行了X光衍射、X荧光光谱测试、SEM-EDS分析和X Series2 ICP-MS测试,详细分析了样品的矿物组成、地球化学成分特征.结果表明,矿物组成为水羟锰矿、石英、斜长石等;主要造岩元素中Si、Al含量较高,与陆缘碎屑物影响较大有关;富含Mn、Fe、Co、Ti、Ni、Pb、Sr等多种金属元素,相比南海其他区域,具有中等的Fe、Mn含量特征,地化元素特征与南海西北陆坡发现的铁锰结核(壳)相似;稀土元素具有总量高(平均2 070.01×10^(-5))的特点,高于南海北部其他样品,与西太平洋结壳稀土含量接近(接近工业品位),指示了重要的稀土资源前景.结核Be同位素结果指示该区铁锰结核生长时代为1.17~8.51 Ma,形成于晚中新世大量火山喷发之后,因此水成作用是南海东部次海盆海山链结核(壳)的主要控制作用,而陆源物质的输入、火山作用和高压富氢离子海水的浸取作用都为结核(壳)的形成提供了有利的沉积环境.

南海深海盆磁异常分析及其动力学意义

在南海深海盆分布着大范围规律性很强的条带状磁异常 .通过插值切割法对其中东部次海盆和西南次海盆的磁异常进行分析 .发现南海深海盆区的磁力异常具有叠加性 ,西南次海盆主要受约 5 km以上的浅部磁源的影响 ,表现为 NE- SW向展布 ,5 km以下磁异常的展布开始变得模糊 ,强度也变弱 ;而东部次海盆不仅受 5 km以上的EW向浅部磁源的影响 ,同时深部磁源也起着很大的作用 ,在方向上也表现为 EW向 ,但是强度随着深度而减弱 .由此提出了两海盆地磁异常差异所反映的地球动力学过程 ,认为西南次海盆的磁源是通过大陆边缘裂谷作用过程形成 ;而东部次海盆深部和浅部磁异常的磁源具有同时性和相同形成机理 ,是通过海底扩张作用的方式形成的 .在结合其他研究结果的基础上 。