琼东南盆地超伸展地壳结构及后期海南地幔柱影响

Abstract

琼东南盆地是南海西北次海盆扩张轴延伸方向上的裂陷盆地, 其周边广泛出露与海南地幔柱相关的晚新生代洋岛型玄武岩. 然而, 关于地幔柱如何影响裂陷盆地的地壳结构尚未被详细研究. 为了揭示琼东南盆地的地壳伸展减薄特征以及海南地幔柱对裂陷盆地的影响, 本研究首次实施了穿越琼东南盆地的海陆联合广角地震探测, 通过走时模拟刻画了琼东南盆地的地壳结构. 结果显示, 琼东南盆地北部隆起与南部隆起地壳拉张因子为1.3~2.0, 呈轻微-中度减薄; 中央坳陷带地壳拉张因子最高达到3.0以上, 呈超伸展减薄. 受两个大型拆离断裂(F2和F11)控制, 上地壳表现为脆性伸展减薄, 而下地壳表现为韧性超伸展减薄. 琼东南盆地松南凸起和南部隆起区发育三个贯穿结晶地壳的低速通道, 纵波速度为5.5~6.0km s⁻¹, 明显小于其两侧的地壳波速(6.0~6.8km s⁻¹); 其上覆沉积地层中可见晚新生代岩浆侵入体、岩席、岩脉以及热液流体活动; 海底表现为高热流特征, 最高达95mW m⁻². 结合周边洋岛型玄武岩分布和海南地幔柱影响范围, 提出琼东南盆地壳内低速异常为海南地幔柱岩浆上涌通道, 其地壳结构是在超伸展减薄基础之上, 受后期海南地幔柱岩浆作用的产物.