南海深拖高分辨率磁异常测量研究海盆扩张过程及洋壳磁性层结构与演化

摘要

过去5年主持设计完成中国海首次深拖磁异常测量,自主设计制造了深海拖曳式质子旋进磁力测量系统.并先后于2012年10月13日-11月5日和2013年3月22日-4月8日利用"海洋六号"科学考查船独立完成东部次海盆和西南次海盆的深拖磁力探测数据采集,获得1220km的高分辨率深拖磁异常资料,4条综合地球物理测线基本上穿过并控制了南海海盆主体部分的所有磁条带.深拖磁异常与大洋发现计划IODP349航次岩心测量结果的综合分析表明南海东北部的初始海底扩张始于约33Ma，但是沿北部洋陆边界略有1-2Ma的变化。23.6Ma时在东部次海盆发生了一次向南约20km的洋脊跃迁，这一时间沿洋脊也略有不同，与此时同西南次海盆开始海底扩张，在~23.6-21.5Ma内向西南延伸了约400km。东部次海盆与西南次海盆海底扩张的结束时间分别为~15Ma和~16Ma。东部次海盆的全扩张速率变化很大，约为~20-80km/Myr，除了~26.0-23.6Ma（洋脊跃迁）期间内的平均速率高达~70km/Myr外，其它时间内速率逐渐变小。大部分情况下，扩张速率与反映了基底磁化差异的磁异常振幅无法对应。这一成果修正了过去关于南海年龄的很多不同认识，进一步明确了南海的演化历史，在扩张速率的变化方面提出了全新的认识。另外发现南海大洋玄武岩最上部100m内存在至少一次磁反转现象并显示较大的垂直磁化强度变化。这些复杂的磁性特征是在地壳增生主要时期侵位形成的玄武岩层内产生的晚期熔岩流受到不同的磁化方向所致。南海磁异常的主要贡献不是来自火成基底最上部100m内。这是关于南海大洋岩石圈磁性层结构的最直接的认识。