冲绳海槽重磁场特征及其构造意义

【摘要】：冲绳海槽是位于东海陆架东缘,由俯冲作用产生的东海陆架边缘的弧后盆地,其构造和重磁场延续了东海“东西分带、南北分块”的特征,板块俯冲下不同控制作用的叠加造就了其地壳结构、构造特征、断裂发育、岩浆活动等方面独有的特征,研究其构造特征对弧后盆地演化机制等研究有重要意义。本文基于以重磁数据为主、其它地质-地球物理数据为辅的数据格局,利用化极、边界识别、约束变密度界面反演、谱相关法岩石圈有效弹性厚度计算等多种手段,对冲绳海槽的重磁场基本特征、断裂和火成岩分布、地壳结构与性质、构造特征和演化过程的空间差异等进行研究和讨论。利用各种边界识别方法结合地震剖面推断一级断裂7条,二级断裂83条,火成岩体47例,在明确冲绳海槽内部构造格架的基础上得出认识:横向断裂走滑方向的改变指示海槽南北段不同的演化历史,纵向断裂和火成岩的分布共同说明海槽南段的裂陷程度要高于北段,或已进入弧后盆地的海底扩张期。利用约束变密度界面反演方法得到冲绳海槽地区莫霍面深度、地壳厚度、拉张因子分布等结果。其中莫霍面在16～26km之间变化,地壳厚度为12～22km,二者均自北向南减小,拉张因子分布在1.4～2.5之间,自北向南增大,表明冲绳海槽经历了强烈的地壳减薄。通过三条典型剖面的联合反演得出:海槽北段中上地壳减薄明显,南段下地壳也出现了明显减薄,证明其裂陷作用强于北段,而沉积地层的分布差异,指示出海槽南北段发生大规模裂陷的时间的不同步。本文利用谱相关法计算得到的岩石圈有效弹性厚度分布在9～30km,自北向南减小,岩石圈强度随之逐渐降低。通过将其与构造活动性数据的对比得出:沿海槽自北向南热构造活动逐渐强烈,大地震相对多发,整体构造活动性增强,且冲绳海槽具有深部构造活动南强北弱,浅部构造活动南弱北强的特征。综合以上各结果与认识,本文对冲绳海槽构造特征空间差异进行了归纳,认为海槽南段块体旋转、海槽南段张裂在中新世的停滞、海槽南北段大规模裂陷的不同步是造成演化进程中的空间差异的主要原因,最后建立了简单的地质模型来对这一过程进行展示。