《Marine Geology》发表南海大洋钻探研究新成果,揭示渐新世南海北部陆壳破裂前后和海盆扩张早期大陆边缘的沉积—构造演化

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摘要

      近日,海洋科学领域知名期刊《Marine Geology》以“Oligocene evolution of the outermost con tinental margin in response to breakup and early spreading of the South China Sea”为题在线发表了同济大学马鹏飞副研究员等关于南海大陆边缘渐新世演化的研究成果。

      近日,海洋科学领域知名期刊《Marine Geology》以“Oligocene evolution of the outermost con tinental margin in response to breakup and early spreading of the South China Sea”为题在线发表了同济大学马鹏飞副研究员等关于南海大陆边缘渐新世演化的研究成果。

       渐新世是南海演化的重要时期,IODP 367/368/368X航次的钻探结果显示南海北部陆壳破裂、洋壳扩张始于早渐新世,而稳定深海环境直至中新世初期才在海盆内部最终形成。但是,陆壳破裂前后以及海盆扩张早期南海北部大陆边缘详细的沉积—构造演化尚不明确。为解决这一问题,该研究利用IODP 367航次在北部陆缘最外端U1499站位钻取的岩芯样品和采集的测井数据开展了高分辨率的沉积学、矿物学和地球化学研究(图1),并取得以下认识(图2):

      《Marine Geology》发表南海大洋钻探研究新成果,揭示渐新世南海北部陆壳破裂前后和海盆扩张早期大陆边缘的沉积—构造演化

图1 IODP Site U1499前渐新世—早中新世地层测井曲线、物性数据与岩芯沉积特征

(1)南海北部陆壳破裂前后陆缘最外端沉积环境从海底峡谷剧变为海山斜坡,渐新世时期U1499站位沉积环境较为动荡,沿斜坡发育了砂质碎屑流和浊流沉积物。整体来看渐新世重力流沉积体系形成了一套退积层序,指示了区域构造活动逐渐减弱;中新世初期,稳定深海环境最终建立,远洋悬浮沉积物开始沿海山斜坡堆积。

(2)中新世初期深海环境形成之前沉积物的陆源碎屑主要由临近中生代火山弧相关的物源提供;值得注意的是,在早渐新世陆壳破裂之后,新元古代晚期—早古生代砾级浅变质岩碎屑突然增多,但随后逐渐减少,与之相反,渐新世沉积物中生物成因和自生成因组分随沉积环境的逐渐稳定而显著增多,并在早中新世占据主导地位。

(3)海盆早扩张期斜坡沉积中可见发生在约27.0 Ma和约23.0 Ma的两期退积事件,分别对应了碎屑流—浊流和浊流—悬浮沉积体系的转换界面,指示了陆缘最外端构造活动阶段性减弱的特征。两期陆缘构造活动减弱事件与海盆洋中脊跃迁事件同时发生,暗示了二者分别为地幔活动在大陆边缘和海盆内部的构造响应。

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图2 岩芯样品沉积学、矿物学、地球化学数据及沉积过程、沉积环境和构造背景重建

       该项研究由同济大学马鹏飞副研究员(第一作者和通讯作者)、刘志飞教授(共同通讯作者),以及北京大学黄宝琦副教授等合作完成。相关工作得到了国家自然科学基金(项目号:41806053、41530964)和国家重点研发计划项目(2018YFE0202402)的资助。

      全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0025322720301298