中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（OMG）海洋新能源地球物理學(xué)學(xué)科組關(guān)慧心副研究員，聯(lián)合OMG徐敏研究員，法國西布列塔尼大學(xué)Laurent Geoffroy教授和挪威奧斯陸大學(xué)Mohamed Mansour Abdelmalak博士，在斜向伸展的火山型被動陸緣發(fā)育演化過程研究上取得新進(jìn)展，相關(guān)成果于近日發(fā)表在國際地學(xué)期刊Tectonophysics（《構(gòu)造物理》）上。
全球大多數(shù)的拉張裂谷在張裂過程中，張裂的方向與裂谷中軸的方向并不是垂直的，而是存在一定的夾角。這種類型的拉張裂谷被稱為斜向裂谷。斜向裂谷的發(fā)育演化過程在貧巖漿型的裂谷環(huán)境中已經(jīng)得到了廣泛研究。然而，在富巖漿型的裂谷環(huán)境中，對斜向裂谷的形成原因和發(fā)育演化過程的研究卻很少。
格陵蘭西部陸緣形成于早第三紀(jì)格陵蘭-北美洲板塊裂解時期，此次裂解受北大西洋大火成巖省發(fā)育影響，巖漿噴發(fā)量達(dá)到180萬平方千米。在Svartenhuk，Nuussuaq和Disko等地區(qū)均可觀察到大量的向海傾斜反射層（SDRs）的結(jié)構(gòu)。因此，格陵蘭西部陸緣是典型的火山型被動陸緣。昂加瓦斷裂帶（圖1左）位于巴芬海盆南部，拉布拉多海北部。它是形成于始新世格陵蘭島與北美板塊分裂時期的張裂-走滑斷裂帶，包含了將巴芬海盆和拉布拉多海分開的重要的轉(zhuǎn)換斷層。Nuussuaq陸緣位于昂加瓦斷裂帶上，在大陸張裂過程中，張裂的方向與陸緣的方向形成了57度的夾角，屬于高角度斜向伸展的被動陸緣。本研究結(jié)合陸地?cái)?shù)據(jù)（衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和野外觀測數(shù)據(jù)）和近海數(shù)據(jù)（多道反射地震數(shù)據(jù)），綜合分析了格陵蘭西部Nuussuaq地區(qū)SDRs的三維結(jié)構(gòu)，首次揭示了斜向伸展的火山型被動陸緣的發(fā)育演化過程。
研究結(jié)果表明，該地區(qū)SDRs的發(fā)育可分為兩個階段（圖2）。在第一階段（晚古新世），斜向伸展被分解為走滑和傾滑兩個分量，SDRs巖漿層底部主要發(fā)育南北走向的向陸傾斜的正斷層。在第二階段（早始新世），Nuussuaq地區(qū)西部的局部應(yīng)力發(fā)生了轉(zhuǎn)向，SDRs巖漿層底部主要發(fā)育東北-西南走向的斷層。該陸緣發(fā)育成轉(zhuǎn)換型被動陸緣的主要原因包括兩點(diǎn)：（1）Nuussuaq西部地殼中的遺留結(jié)構(gòu)（Itilli斷層）的方向與區(qū)域應(yīng)力呈傾斜角度，在張裂過程中被重新激活，致使該地區(qū)局部應(yīng)力在張裂過程中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)；（2）巖漿侵入地殼后削弱了地殼的強(qiáng)度，并且侵入的巖漿由于壓力較高，在被動陸緣處產(chǎn)生了與陸緣方向呈垂直方向的應(yīng)力，促進(jìn)了該地區(qū)局部應(yīng)力的重新定向。
該項(xiàng)成果首次揭示了斜向伸展的火山型被動陸緣的發(fā)育演化過程，對深入認(rèn)識大陸張裂過程中地幔-地殼的相互作用關(guān)系具有重要意義。本項(xiàng)研究得到國家自然科學(xué)基金和廣州市基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的資助。
論文相關(guān)信息：Huixin Guan, Mansour M. Abdelmalak, Min Xu, Laurent Geoffroy（2023）. Evolution of an oblique volcanic passive margin: The case of Nuussuaq in West Greenland. Tectonophysics 229936.
文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229936
圖1. 左：北大西洋西部分支區(qū)域結(jié)構(gòu)圖。右：格陵蘭西部Nuussuaq陸緣地質(zhì)結(jié)構(gòu)圖與第三紀(jì)巖漿層（SDRs）走向與傾向分布情況。
圖2. 晚古新世-早始新世期間Nuussuaq地區(qū)SDRs發(fā)育演化模式圖。
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