面波成像結(jié)果揭示福建及臺(tái)灣海峽中生代至新生代的巖漿活動(dòng)
中科院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大洋巖石圈地震成像學(xué)科組博士后張亞運(yùn)、研究員徐敏與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授姚華建和劉斌合作，在中國(guó)東南部中生代至新生代的巖漿活動(dòng)研究上取得新進(jìn)展。相關(guān)成果近日發(fā)表在國(guó)際期刊《Geochemistry, Geophysics, Geosystems》上。
多期構(gòu)造事件，如中生代古太平洋板塊的俯沖后撤、新生代早期大陸邊緣裂解、晚期歐亞大陸與菲律賓海板塊的碰撞都極大地改變了中國(guó)東南部的地表幾何形態(tài)以及地下結(jié)構(gòu)。從西北部的福建到東南部的臺(tái)灣，主導(dǎo)構(gòu)造活動(dòng)逐漸變新。福建遍布古生代和中生代的火成巖，而臺(tái)灣則被弧陸碰撞構(gòu)造主導(dǎo)。其間的臺(tái)灣海峽由于沉積較厚，水文情況復(fù)雜，研究相對(duì)較少。本研究利用兩岸布設(shè)的一百多個(gè)固定地震臺(tái)站的連續(xù)兩年波形數(shù)據(jù)和數(shù)百個(gè)符合要求的遠(yuǎn)震事件，提取面波頻散數(shù)據(jù)，反演獲得了福建及臺(tái)灣海峽地區(qū)地殼和上地幔的三維各向同性結(jié)構(gòu)。
成像結(jié)果顯示福建地區(qū)上地幔存在大規(guī)模的低速異常，結(jié)合火成巖分布推斷形成時(shí)間為燕山期早期。低速區(qū)可能是殘留的巖漿房，并在后期的巖漿作用中依舊發(fā)揮了作用。這一低速塊體在較淺的位置（100千米以上）分裂成多個(gè)小尺度的異常體，對(duì)應(yīng)新生代火成巖分布。而海峽區(qū)域同樣出現(xiàn)了大規(guī)模低速塊體，分裂成南北兩塊，對(duì)應(yīng)著新生代早期（古近紀(jì)）和晚期（新近紀(jì)）兩期的拉張作用。北部塊體的形成時(shí)間較早，影響范圍大，南部塊體則形成時(shí)間晚，影響范圍較小。拉張作用導(dǎo)致地幔物質(zhì)上涌，冷卻的巖漿堆積在下地殼形成高速異常。地球化學(xué)的證據(jù)表明，兩期拉張形成的火成巖可能有不同的巖漿來(lái)源。同時(shí)，拉張作用還使得這一地區(qū)的巖石圈厚度僅為60-80千米，并出現(xiàn)了不連續(xù)的現(xiàn)象。
研究結(jié)果很好地揭示了福建及臺(tái)灣海峽地區(qū)中生代到新生代區(qū)域巖漿活動(dòng)與構(gòu)造事件之間的聯(lián)系。對(duì)中生代古太平洋板塊俯沖的時(shí)間和位置，以及新生代東南沿海區(qū)域的拉張模式提供地震學(xué)上的參考。
本研究由國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院盧嘉錫國(guó)際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）和中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)等共同資助完成。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1029/2020GC009103
圖1 面波成像結(jié)果
圖2 大規(guī)模低速異常體指示中生代到新生代區(qū)域巖漿活動(dòng)
