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科研动态
科研进展
海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室在东北印度洋孟加拉湾构造地质研究中取得新进展
来源:海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室     通讯员:林琦     2022-06-23 10:03:21
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地幔柱引起的热点型火山作用在全球大洋中广泛存在,形成了以海山链和无震海岭为代表的海底构造-地貌痕迹,如北太平洋夏威夷海山链和东北印度洋东经九十度海岭等。热点型岩浆侵位时的板块构造环境,会对其形成的海山和海岭的最终结构和形貌特征产生显著影响。据此,通常将热点型火山作用分为板内型和近扩张中心型两个端元类型,它们分别通过岩石圈弹性变形和壳下低密度“山根”达到均衡。二者之间的过渡类型可能同时具备端元类型的部分特征,其侵位方式和最终结构与先存构造(如大型岩石圈破裂带等)密切相关。

85°E海脊是东北印度洋一条线性基底隆起,表现为显著的空间重力负异常带。由于海脊大部分深埋于孟加拉深海扇沉积物之下,目前对其构造特征、构造属性和起源的认识存在较大争议,提出了板内变形带、泄露型转换断层、废弃扩张中心、热点型海脊等多种成因机制。其中,热点型海脊成因模型能够解释绝大部分观察到的海脊结构特征。但是,海脊反“S”形的平面展布特征,与单一热点侵位于向北运动的印度板块形成的热点型海脊/海山链的理论痕迹相矛盾。对此,近年来有学者提出海脊南、北不连续以及南、北部分别由不同热点形成等模式,但仍然缺少对海脊关键部位结构的描述和对整条海脊成因机制的合理解释。

研究人员利用北纬11°附近采集的一条横跨海脊的深反射地震剖面,精细刻画了海脊的结构特征,并结合本区磁异常数据和前人研究成果,构建了85°E海脊的侵位模式。地震资料显示,11°附近的海脊表现为显著的基底隆起,隆起之下的莫霍面下凹;海脊的地壳厚度达到正常洋壳厚度的两倍左右;海脊发育典型的热点型火山机构;海脊位于南北向深大断裂之上,断裂构成岩浆上涌的通道,并且破坏了海脊的原始结构。这些观察结果表明11°N附近的85°E海脊是由沿泄漏型断裂带侵位的热点岩浆作用形成。结合以往的研究结果,提出整个85°E海脊是由弱地幔柱产生的单一热点作用于向北漂移的印度板块上形成。其在位置、形态和结构上沿走向不同分段的变化,反映了先存断裂带导致的地幔柱浅层熔体的横向重新分布。

 

图1研究区构造地质背景及测线分布图

 

图2 海脊不同分段结构及成因模式图


上述研究成果以“Hotspot volcanism along a leaky fracture zone contributes the formation of the 85°E Ridge at 11°N latitude, Bay of Bengal”(孟加拉湾北纬11°附近的85°E海脊形成于沿泄露型断裂带发生的热点型岩浆作用)为题在构造地质学研究主流期刊Tectonophysics(构造物理)发表。论文第一作者为海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室尚鲁宁副研究员,通讯作者为海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室胡刚正高级工程师。研究得到海洋试点国家实验室“十四五”重大项目(2021QNLM020001-1)、中国地质调查局深海科学钻探井位选址调查项目(DD20190236)、自然资源部海岸带科学与综合管理重点实验室开放基金(2021COSIMZ003)和国家自然科学基金(42006067)联合资助。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229453

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