南海北部陆缘新生代岩浆活动及构造意义

【摘要】：南海及其周边广泛发育的火山活动记录了南海演化以及相关的深部动力学过程的重要信息,开展南海火成岩的研究对于理解南海地区张裂陆缘的构造性质、海底扩张、壳幔作用、以及资源效应均有重要的科学意义。本文利用2D/3D地震资料,并参考最新的钻井和大洋钻探资料以及重磁数据,结合区域地质背景,重点研究了南海北部陆缘火成岩的地震特征,分析了岩浆岩的几何产状、形成时间和分布规律。讨论了火成岩的形成机制,南海北部大陆边缘的类型及构造性质以及地幔柱对裂后岩浆活动的影响。取得以下成果:1)建立火成岩识别标准,在南海北部识别出两大类火成岩-侵入型和喷出型,并精细刻画各类火成岩体的地震反射特征。根据能量的强弱,进一步将侵入型分为刺穿型和隐刺穿型。根据外形特征,进一步将喷出型分成平顶海山和尖顶锥状海山。统计了各类火成岩体在南海北部分布的数量和规模。在地震数据包含的可分辨尺度信息的前提下,总结了三种判别火成岩形成时期的标准。据此,将南海北部陆缘岩浆活动分为三期,并讨论各期次的分布规律;2)分析本区岩床复合体的组合形式和形成机制,指出本区岩床复合体几何产状多为碟状,以个体或互相结合的方式在白云凹陷西部下中新统中广泛分布。判断形成时间为15.5Ma,表明海底扩张结束后,残余岩浆将裂谷期断层作为岩浆通道,深部大岩床成为其上小岩床的根部岩浆供给。岩浆通过水平不连续面,由内岩床放射性的向外岩床提供岩浆,形成新的岩床;3)总结四点支持南海北部陆缘为非典型岩浆匮乏型大陆边缘的证据:南海北部陆缘存在接近洋壳广泛的分布于下陆坡并明显集中在向海一侧的岩浆岩带;存在与裂谷盆地相关的高角度铲式断层,并终止于断凹转换面S23.8即存在裂后延迟;OCT处地壳厚度明显减薄;裂谷期间没有地幔柱的作用和影响。讨论晚中新世以来出现在琼东南盆地,莺歌海盆地及西沙海区的异常热沉降与岩浆活动的关系;4)刻画自晚燕山期至今岩浆活动演化图,表明南海北部陆缘的岩浆作用受太平洋板块俯冲和欧亚碰撞共同影响。讨论海底扩张结束后,地幔柱可能作为主导因素影响着岩浆活动的发生时间和规模。结合海南地幔柱半径小、上升速度慢、温度低等特点分析其引起大规模岩浆活动延迟的原因。