——來自高分辨率多道地震數(shù)據(jù)和IODP367&368航次的證據(jù) 作為板塊構造學說精髓的威爾遜旋回，囊括了大洋盆地從發(fā)生、發(fā)展到衰退、消失的演變過程，而這其中大陸拉張如何發(fā)生，并最終破裂是其中的基石。南海形成歷史不長、空間尺度不大，是研究大陸邊緣共軛張裂過程的理想場所，陸緣的破裂模式和構造屬性不僅是大陸邊緣動力學研究中的關鍵，其對沉積盆地形成的控制也可以為油氣資源評價提供理論支撐。
目前地學界基于對大西洋陸緣研究建立了兩個經(jīng)典模型：巖漿作用為主導的“富巖漿”型（magma rich margin）和構造伸展為主導的“貧巖漿”型（magma poor margin）。前者以下地殼高速層、地殼上部巖漿流形成的向海傾斜反射層、以及狹窄的洋陸過渡帶為特征，如南大西洋安哥拉陸緣；后者以弱巖漿活動、發(fā)育的拆離斷層、剝露的巖石圈地幔、很寬的洋陸過渡帶為特征，如北大西洋伊利比亞-紐芬蘭陸緣。南海陸緣盆地區(qū)在大陸裂谷期巖漿活動較弱，未發(fā)現(xiàn)向海傾斜反射層，陸緣拆離斷層發(fā)育，但深反射/折射地震探測工作卻發(fā)現(xiàn)了下地殼高速層的存在，無法與上述兩種經(jīng)典模型對應，由此對南海破裂過程究竟受巖漿作用控制，還是構造減薄為主導一直存疑。自然資源部海底科學重點實驗室丁巍偉團隊，通過參加國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃南海鉆探航次（IODP 349，2014； IODP 368，2017），結合鉆探獲取的鉆井資料以及深反射地震數(shù)據(jù)的解釋，深入剖析了南海中北部陸緣洋陸過渡帶區(qū)的結構以及大陸破裂-海盆擴張的轉換過程（圖1）。得到以下認識：圖1 南海中北部陸緣及鄰近區(qū)域構造地貌（a）,區(qū)域位置（b），重力場特征（c）及磁力場特征（d）圖。黃色實線為本次研究所用多道地震剖面，紅色圓點為IODP 367&368航次鉆井位置
南海中北部洋陸過渡帶區(qū)狹窄（不超過20km），IODP鉆探鉆遇玄武巖基底，未發(fā)現(xiàn)蛇紋石化地幔，與北大西洋伊比利亞“貧巖漿”型模型完全不同。研究發(fā)現(xiàn)洋陸過渡帶為“三明治”結構，包括上部巖漿侵入和側向玄武巖流形成的火成海山，中部的減薄地殼，以及下部的巖漿底侵層（圖2）。圖2 地震剖面解釋顯示南海陸緣洋陸過渡帶區(qū)結構特征
這種巖漿增生-構造伸展復合型地質單元解釋成“胚胎型”洋殼。在詳細分析鉆探結果、熱流數(shù)據(jù)和測井數(shù)據(jù)的基礎上，認為南海中-東部洋陸過渡帶由于快速的陸緣拉張、溫度較高的地幔以及和塑性下地殼強烈頸縮共同導致巖石圈強烈減薄，軟流圈上部發(fā)生減壓熔融，巖漿熔融體快速上涌，在大陸拉張的末期形成一期較為強烈的巖漿活動。不僅在洋陸過渡帶向洋一側的減薄地殼發(fā)生了包括底侵、巖墻侵入等在內的巖漿增生作用，而且使得大陸巖石圈發(fā)生破裂，最終導致海底擴張。雖然在拉張過程中巖漿作用較弱，但南海北部陸緣中-東部的破裂過程并非是前人認為的“貧巖漿”型，而是由較強的巖漿活動為主導。
研究同時發(fā)現(xiàn)南海陸緣的破裂過程由東向西有沿走向的變化，大致以分隔東部次海盆和西北次海盆的中南-禮樂斷裂為界（該斷裂在陸緣表現(xiàn)為白云凹陷之下NNW-SEE向的斷裂），陸緣東側的破裂過程受到更為強烈的巖漿作用的控制，而西側巖漿作用明顯減弱。以上研究說明南海的破裂過程具有周緣受限型小洋盆獨特的“三維不均一”的高度變化特點，與經(jīng)典的大西洋型破裂過程具有明顯的區(qū)別，深化了對西太平洋俯沖背景下邊緣海盆非穩(wěn)態(tài)不連續(xù)擴張的新認識。相關成果已經(jīng)在線發(fā)表在國際地學頂級期刊Earth and Planetary Science Letters上，該成果受到國家自然科學基金（91858214,41890811,41676027），“全球變化與海氣相互作用”專項（GASI-GEOGE-01,GASI-02-SHB-15）以及IODP中國辦公室的聯(lián)合資助。 文章信息：Ding, W.W.*, Sun, Z., Mohn, G.,Nirrengarten, M., Tugend, J., Manatschal, G., Li, J.B., 2019. Lateral evolutionof the rift-to-drift transition in the South China Sea: Evidence frommulti-channel seismic data and IODP Expeditions 367&368 drilling results. Earth and Planetary Science Letters, https://doi.org/10.1016/j.epsl.2019.115932
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