新研究揭示：俯沖轉(zhuǎn)向可誘發(fā)南海陸緣發(fā)生破裂
近日，中科院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室‘構(gòu)造與模擬’研究團(tuán)隊(duì)李付成助理研究員和孫珍研究員等，在南海大陸邊緣破裂方式及控制因素上取得了新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在國際期刊《Tectonics》上。
俯沖板塊的回撤（Rollback）被認(rèn)為是活動大陸邊緣破裂的重要動力學(xué)來源，也是近年來國內(nèi)外學(xué)者的主要研究對象；而對俯沖方向反轉(zhuǎn)（Subduction direction reversal）這一重要地質(zhì)過程的研究卻甚少，尤其尚不清楚大洋巖石圈在俯沖過程中發(fā)生俯沖方向反轉(zhuǎn)時，能否誘發(fā)大陸巖石圈的破裂，以及典型的破裂方式及主控因素如何。
研究團(tuán)隊(duì)通過數(shù)值模擬與觀測對比，揭示了南海巖石圈演化包含三個重要階段：在初始階段，大洋巖石圈向北俯沖至華南大陸之下；之后進(jìn)入構(gòu)造平靜期；最后大洋巖石圈俯沖反轉(zhuǎn)，向南俯沖至婆羅洲之下。新結(jié)果表明俯沖轉(zhuǎn)向可能誘發(fā)大陸巖石圈破裂，產(chǎn)生新洋盆；破裂方式有陸緣（Continental edge）和陸內(nèi)（Continental interior）破裂兩種（圖1）；破裂發(fā)生的位置受控于向北俯沖的時間和大洋巖石圈年齡。陸緣破裂以弧前碎塊裂離及俯沖大洋巖石圈的拆沉為主要特征，而陸內(nèi)破裂時出現(xiàn)大型陸塊向南漂移。
上述結(jié)果很好地解釋了南海初始破裂位置與破裂特征的關(guān)系。東側(cè)陸緣在中生代弧前破裂，裂離華南的陸塊狹窄的陸條寬度小于300公里（包括巴拉望島等）；西側(cè)在島弧發(fā)生破裂，裂離的南沙地塊寬度超過500公里。東西側(cè)陸緣破裂的差異，可能受控于北向俯沖的時間和古南海的年齡。結(jié)合模擬與重力對比，新研究推測現(xiàn)今殘存的向北俯沖的中生代海溝可分為兩段，其中西側(cè)隨南沙地塊運(yùn)移至Crocker‐Palawan增生楔體之下，東側(cè)仍留在南海北部（圖2）。
該研究團(tuán)隊(duì)還包括中科院南海海洋研究所林間特聘研究員、香港中文大學(xué)楊宏峰教授、美國加州理工學(xué)院Joann Stock教授等。研究得到廣東省基金團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)重大專項(xiàng)、中科院盧嘉錫國際團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金、香港研究資助局基金項(xiàng)目和中國IODP的共同資助。
論文信息：Li, F.*, Sun, Z. *, Yang, H., Lin, J., Stock, J. M., Zhao, Z., et al. (2020). Continental interior and edge breakup at convergent margins induced by subduction direction reversal: A numerical modeling study applied to the South China Sea margin. Tectonics, 39, e2020TC006409. https://doi.org/10.1029/2020TC006409
圖1 陸緣及陸內(nèi)破裂的演化特征
圖2 模擬結(jié)果與重力數(shù)據(jù)結(jié)合揭示北向俯沖海溝的位置
