中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室（OMG）研究员阎贫团队通过多道地震剖面观察发现南海东北部裂谷盆地内部出现陆壳裂洞。相关研究成果近日发表在Geochemistry, Geophysics, Geosystems/《地球化学、地球物理学、地球系统》期刊上。博士研究生陈昌亮为该文章的第一作者，阎贫研究员和于俊辉助理研究员为通讯作者。
被动大陆边缘演化是板块拉张破裂与岩浆加入共同作用的过程，由于多种因素的作用，形成的地壳结构样式多姿多态。仅仅拉张作用就会导致不同的结果，例如脆性破裂地壳会出现堑垒相间的地貌特征，而韧性拉伸地壳则呈现单调减薄的特征。在南海北部，存在台西南、珠江口及琼东南等宽窄不同的大型裂谷盆地，地壳都经历了强烈减薄过程。南海东北部被动大陆边缘张裂早、宽度最大，其地壳结构特征的揭示将有助于提升对南海陆缘的地壳性质和张裂过程中岩浆—构造作用的认识。
研究团队使用多道地震成像技术发现，台西南盆地南部坳陷中的超级拉张裂谷呈V形向东北开口。在裂谷轴西侧, 地壳厚度为8.1 km，向东基底进一步变深, 而地幔则抬升变浅，地壳呈现极端减薄趋势。在东部裂谷轴区，还观察到一半球形异常反射包。该包内部反射相干性尚好，但与上部沉积和下部基底反射特征不协调，可能是由剥露地幔蛇纹岩蚀变产物、张裂期火山建造，或者是裂谷早期的沉积残余。尽管该异常反射包的成因尚不确定，但可以确定该处大陆地壳不仅经历了超级减薄，还发生了破裂形成豁洞。
研究结果表明，大陆地壳破裂不仅见于被动陆缘的陆洋过渡带, 而且在陆内裂谷中也可能发生，反映了裂谷的迁移现象。“这为大陆边缘地壳伸展减薄的多样式提供了新的案例，对于认识岩石圈在张应力作用下的构造-岩浆行为及南海形成机制具有重要意义”，阎贫研究员说。
本项研究得到国家自然科学基金、广东特支计划、广东省基础与应用基础研究基金等项目的支持。
相关论文信息：Chen, C., Yan, P., Yu, J., & Zhong, G. (2023). Seismically imaged crustal breakup in the Southwest Taiwan Basin of the northeastern South China Sea margin. Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 24, e2023GC010918.
文章链接：https://doi.org/10.1029/2023GC010918
图1 横跨南部坳陷地壳破裂区的多道地震剖面
图2 南部坳陷内地壳破裂成因示意图
附件下载：