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南海东北部马尼拉海沟俯冲带T1测线深部结构研究
Alternative TitleResearch on the velocity structure along line T1 across the Manila subduction zone in the northeastern South China Sea
庞新明
Thesis Advisor赵明辉
2019
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name博士
Degree Discipline海洋地质
Keyword海底地震仪,马尼拉俯冲带,纵横波速度结构,花东海盆,构造演化模式
Abstract马尼拉海沟俯冲带是欧亚板块和菲律宾海板块相互作用的产物,在南海东北部关于俯冲板片结构、台湾传递断裂带(TTZ)构造意义、南海俯冲与花东海盆之间的构造演化关系等仍存在疑问。本文研究对象T1测线自西向东经过南海海盆、马尼拉海沟、恒春海脊、北吕宋海槽、北吕宋岛弧、花东海盆、加瓜海脊和西菲律宾海海盆,将欧亚板块和菲律宾海板块联系在一起,为研究南海的形成与演化史提供有力的地球物理证据。以TAIGER计划中的T1测线OBS四分量数据作为基础,得到纵横波速度模型,对地震剖面中震相识别方法、纵横波速度模拟以及俯冲地壳属性研究得到以下认识:在深地震测线T1的OBS数据处理过程中,我们创新性地总结了一整套的P波震相识别方法:(1)当海底地形起伏大时,应用地形校正去除地形影响;(2)当沉积层厚度变化较大时,应用基底校正去除沉积层影响;(3)当一次波震相不清楚,分辨不清时,追踪多次波从而进行一次波震相的判断;(4)当得到速度模型后,采用正演模拟和走时投影,验证速度模型的正确性。S波震相识别我们采用质点运动轨迹判断横波震相,同时利用径向分量与垂直分量中视速度与走时的对比识别转换横波。获得了横跨马尼拉海沟俯冲带和加瓜海脊的纵波速度结构。俯冲前缘处(模型中0-120 km)地壳厚度为10-14 km,提取的一维速度均位于拉伸减薄陆壳范围内,判断该区为拉伸减薄的陆壳;增生楔中速度分层,2-2.8 km/s,3-3.5 km/s,4-4.5 km/s均为沉积层物质,正演模型和偏移剖面中界定了板片界面;俯冲前缘莫霍面下方上地幔存在低速层7.2-7.6 km·s-1。加瓜海脊下方基底起伏,Moho面埋深变化较大,加瓜海脊下方地壳厚度11-16 km,且呈两端对称,可能是由于两侧板块综合作用的结果;花东海盆下方地壳厚度8 km,西菲律宾海板块处的地壳厚度为6-7 km,属于典型的洋壳,加瓜海脊两侧海盆的洋壳呈不对称结构。在T1测线纵波速度结构基础上,得到横波速度结构和密度结构。确定了沉积层中的纵横波速度比,推测其来自马尼拉俯冲带最北端的弧陆碰撞的产物。增生楔的速度和密度都属于压实的沉积层范围,没有发生上地幔底侵。根据纵横波速度结构确认了南海东北部的地壳属性,是受到张裂后期岩浆活动影响的减薄陆壳。判断吕宋-琉球板块边界不是板块构造边界,而是连接北陆陆缘相邻张裂段的传递断层TTZ。根据纵横波速度结构,确定吕宋岛弧为洋内岛弧,圈定了花东海盆的洋壳展布范围,为欧亚板块和菲律宾海板块的构造重建提供了重要的地球物理证据。在综合地质地球物理资料的基础上,提出南海与西菲律宾海板块从海底扩张到现今的板块构造演化模式。基于天然地震层析速度模型获得了海底扩张结束时期马尼拉海沟俯冲带的板块规模,显示俯冲下去~400-500 km深,结合T1测线纵/横波速度及泊松比结构模型,第一次从速度结构特征上圏定了花东海盆的洋壳展布范围,并提出了南海与西菲律宾海板块从海底扩张到现今的板块构造演化模式图。南海板块俯冲到花东海盆之下,形成了洋内吕宋岛弧;在距今5 Ma时,吕宋岛弧北部开始与欧亚板块发生部分碰撞,形成了台湾造山带;直到今天,马尼拉俯冲板片继续向深处俯冲,吕宋岛弧的不断增长加宽,占据了花东海盆洋壳区域。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18165
Collection学位论文(博士)
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GB/T 7714
庞新明. 南海东北部马尼拉海沟俯冲带T1测线深部结构研究[D]. 南海海洋研究所,2019.
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