南海西北陸緣峽谷形成演化及斷層運動學特征獲揭示
中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室（OMG）研究員李偉的海底地貌與沉積動力學研究團隊，在南海西北部海底峽谷形成演化和大陸架正斷層演化過程方面分別取得創新性進展。相關研究成果近期分別發表在Marine Geology（《海洋地質》）和Marine and Petroleum Geology（《海洋和石油地質學》）上，李爽博士研究生和胡守祥博士研究生分別為文章的第一作者，李偉研究員為通訊作者。
海底峽谷是深水源匯體系的重要組成部分，是陸緣碎屑物質由陸至深海運移的重要通道，是研究海平面升降、構造演化的重要場所，也是海底油氣資源形成與儲集的重要區域。發育在大陸架的正斷層不僅影響著陸架的地貌形態和深水沉積盆地的沉積物積累，同時也有可能引發海洋地質災害。南海西北陸緣發育有眾多海底峽谷和陸架斷層，了解這些峽谷的形成演化及斷層運動學特征，能夠有效揭示南海西北陸緣的沉積物運移規律和區域構造演化歷史。
研究人員利用高分辨率多波束測深數據和二維多道反射地震數據對南海西北部海底峽谷的地貌形態進行了詳細分析，著重探討了這些海底峽谷的形成機制和演化過程。在南海西北陸緣共發育有48條海底峽谷，且均屬于陸架侵蝕型海底峽谷，通過地震剖面發現這些海底峽谷形成于晚中新世（10.5 Ma）以來。根據這些海底峽谷的形態和大小，科研人員將它們分為四種類型（A-D），其中，A型和B型海底峽谷受到來自紅河和海南島的較大沉積物供給，在地貌上呈現出下切深度、寬度和長度均較小的特征。C型和D型海底峽谷所受到的沉積供給速率較小，加上長期的斷層活動影響，峽谷頭部沖溝極其發育，下切深度、寬度和長度也較大。
研究人員還以三維地震反射數據體為基礎，精細化分析了該區域的正斷層系統。研究人員選擇三條穿過上新世地層底部的大型斷層和三條終止于上中新統的斷層為主要研究對象，利用Throw-depth plots（斷層落差圖示法）量化分析斷層落差分布，并結合斷層頂部地層的幾何形狀特征，判別研究區斷層屬于生長斷層或盲斷層（即斷端線未達地表）。結果顯示南海西北部大陸架上停止活動于中新統的正斷層為盲斷層，而穿過上新世地層底部的正斷層，其下部表現出盲斷層特征，上部呈現生長斷層的再活動性。
該系統研究揭示了沉積物供給和構造活動對峽谷地貌形態的影響，提出南海西北部瓊東南盆地大陸架正斷層三階段再活化發育模型，詳細闡述了自晚中新世以來瓊東南盆地大陸架正斷層的演化歷史。研究結果有助于更好地認識大陸邊緣海底峽谷的成因和發育演化過程，為進一步了解南海西北陸緣晚中新世以來的構造活動提供了重要的研究基礎和分析思路。
本研究得到廣東省自然科學基金-杰出青年項目、南方海洋科學與工程廣東省實驗室和國家自然科學基金項目聯合資助。
相關論文信息： https://doi.org/10.1016/j.margeo.2021.106695; https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2021.105263
圖1 南海西北部海底峽谷分布圖
圖2 研究區斷層的演化模式和相對應的斷層落差圖示
