北冰洋的欧亚海盆和加克洋中脊——最新地震证据揭示地壳非对称性、超慢速扩张和大陆裂谷作用

摘要

2011—2014年俄罗斯联邦在北极高纬度地区采集了大量新的二维地震数据,结合地质和地球物理资料,很好地反映了包括欧亚海盆(中部和东部)、加克洋中脊及向拉普捷夫海过渡区域的基底结构和上覆沉积物的层序结构特征。通过地震剖面发现,南森海盆在C20(43.43 Ma)时期、阿蒙森海盆在C21(45.7Ma)时期以及两个盆地在C13(33 Ma)时期的基底地形均发生了显著变化。首次揭示了欧亚海盆中部、东部共轭海盆及其边缘的基底结构特征,表明洋壳增生的非对称性,自大陆裂解以来阿蒙森海盆洋壳厚度相对南森海盆少增生了约10%。阿蒙森海盆东部,C13(33 Ma)以来洋中脊开始隆升。我们识别出欧亚海盆四期不同的沉积层序,分别是:始新世早期和中期(约56—45.7 Ma),中始新世至早渐新世(45.7—33.2 Ma),早渐新世至早中新世(33.2—19.7 Ma)和早中新世至今(19.7 Ma以来)。它们与根据磁数据确定的海洋岩石圈年龄有关。地震资料首次揭示加克洋中脊东端最深处(5215 m)早期轴向隆起和侧翼上形成的火山构造。加克洋中脊两侧具有非对称性,其地壳薄,地形结构规则间隔、表面崎岖,类似于超慢速扩张洋中脊,暗示其构造演化阶段的周期性。罗蒙诺索夫海岭和拉普捷夫海之间的哈坦加-罗蒙诺索夫转换断层在少数几条地震剖面上显示,运动学分析表明大陆裂解后,它可能最多只活动了10myr。