南海北部陆缘张裂——岩石圈拆沉的地壳响应

南海北部陆缘在中生代晚期曾形成宏伟的华夏陆缘造山带。火成岩岩石学、岩相古地理学和地球物理学证据显示 ,该造山带不仅具有巨厚 (5 0～ 6 0 km)的陆壳 ,而且还有巨厚 (16 0～ 180 km)的岩石圈根 ,在地势上曾出现过高 35 0 0～ 40 0 0 m的华夏山系。陆缘裂陷盆地的形成发育历史、地壳—岩石圈深部结构、火成岩地球化学特征及理论计算均表明 ,南海北部陆缘从晚白垩世以来发生的张裂作用起始于华夏陆缘造山带的拉伸塌陷 ,岩石圈拆沉是南海北部陆缘张裂的重要的引发机制。因此 ,南海北部陆缘张裂既不同于弧后扩张 ,也不受控于大西洋式的海底扩张 ,而是该区大陆构造演化和深部壳幔相互作用的结果。

南海西北部陆缘张破裂过程与特征

南海西北部陆缘是被动大陆边缘中度岩浆类型的代表,针对其伸展变形和薄化破裂的研究存在诸多争议,限制了对南海陆缘的全面认知。本研究通过高精度地震剖面分析沉积-断层-岩浆-地壳结构,结合重力反演模型,探讨西北部陆缘变形与破裂过程。结果显示:①西北部陆缘早期(Tg~T80)断层活动速率可达150~500 m/Ma,同张裂期沉积呈楔状,陆缘上地壳以脆性变形为主;晚期(T80~T70)断层活动速率下降,同张裂期沉积更加均厚,陆缘地壳变形的韧性成分占比增加;②从陆架到上陆坡,脆韧转换带与上下地壳分界面深度相近,但从下陆坡到洋陆过渡带(COT),脆韧转换带快速抬升至地壳浅层(5~10 km),上、下地壳拉伸系数均从2~3增加至4~5,推测岩浆侵位(~38 Ma)增加COT地温梯度,导致大部分地壳以韧性方式变形;③西北部陆缘北侧和南侧地壳厚度在~70 km和~30 km范围从~20 km减薄至6~7 km,结合COT的沉积充填、断裂结构和上下地壳厚度特征,提出陆缘地壳早期伸展减薄受控于南倾的单剪式断层,晚期以韧性纯剪方式伸展破裂。该研究为探讨南海北部陆缘横向差异性以及建立中度岩浆型陆缘模型提供新依据。