本文關(guān)鍵詞： 菲律賓海板塊 歐亞板塊 總場磁異常 磁異常模量 大地構(gòu)造　出處：《中國地質(zhì)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：南海位于西太平洋邊緣海與地中�！柴R拉雅構(gòu)造帶的交接部位,是研究特提斯構(gòu)造域與太平洋構(gòu)造域相互作用的關(guān)鍵區(qū)域。而菲律賓海介于日本—琉球—臺(tái)灣—菲律賓弧溝系和伊豆—小笠原—馬里亞納—雅浦弧溝系之間,菲律賓海板塊的西緣為日本南海海槽—琉球海溝—菲律賓海溝系。對(duì)它的成因和發(fā)展的研究不僅在板塊構(gòu)造學(xué)上具有重要意義,而且對(duì)于與其相鄰的琉球—臺(tái)灣—菲律賓弧溝系及我國東海和南海的地質(zhì)構(gòu)造發(fā)展之探討也有十分重要的相關(guān)性。 東亞大陸邊緣的俯沖帶是歐亞板塊和菲律賓板塊的相互作用帶。板塊構(gòu)造邊界自南向北分別是馬尼拉俯沖帶和琉球海溝俯沖帶。板塊間的俯沖增生、碰撞和巖石圈動(dòng)力學(xué)控制著俯沖帶的構(gòu)造演化和變形特征。菲律賓板塊西緣與歐亞板塊的構(gòu)造關(guān)系十分復(fù)雜,呂宋島以西的馬尼拉海溝表現(xiàn)為歐亞板塊向菲律賓板塊俯沖增生,在其北端則發(fā)生弧陸碰撞,菲律賓列島以東的菲律賓海溝表現(xiàn)為菲律賓板塊向西俯沖；而在西北邊界的琉球海溝則是菲律賓板塊向歐亞板塊之下俯沖。研究菲律賓板塊西部邊緣及其內(nèi)部構(gòu)造單元的巖石圈結(jié)構(gòu)特征,不僅有助于揭示板塊俯沖對(duì)弧后地區(qū)的影響,剖析邊緣海盆的張裂和擴(kuò)張過程及地球動(dòng)力學(xué)機(jī)制,同時(shí)也是探究南海構(gòu)造演化背景的重要窗口。在菲律賓海和南海演化模式的論述中,可能對(duì)于板塊演化模式所形成的巖石圈磁異常格局未進(jìn)行深入討論。巖石圈的整體磁性特征及不同尺度磁性特征的分析研究將可以為板塊構(gòu)造及演化歷史的研究提供一定的證據(jù)。 因此,本論文以菲律賓海及南海整體作為研究對(duì)象,利用NGDC-720磁異常模型,分別從求解模量計(jì)算、多尺度分解及剖面反演三個(gè)角度,再結(jié)合熱流、洋殼年齡等數(shù)據(jù)對(duì)巖石圈磁性特征進(jìn)行分析,對(duì)探討菲律賓海與南海相互作用及演化過程能夠提供一定的證據(jù)。 論文對(duì)研究區(qū)的地質(zhì)地球物理背景進(jìn)行了歸納整理,對(duì)重力異常數(shù)據(jù)、熱流數(shù)據(jù)、洋殼年齡數(shù)據(jù)以及地震震源分布數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,并分別進(jìn)行了簡要介紹和分析,為后面的磁異常特征分析提供參考,便于巖石圈的構(gòu)造和性質(zhì)綜合分析。 利用NGDC-720磁異常數(shù)據(jù)模型進(jìn)行處理,分析磁異常三個(gè)分量的分布特征。介紹了利用磁場三分量數(shù)據(jù)計(jì)算模量Ta及模量垂向一階導(dǎo)數(shù)的計(jì)算方法,并從模量垂向一階導(dǎo)數(shù)與磁化方向的關(guān)系、模量垂向一階導(dǎo)數(shù)的中心性、以及多個(gè)異常體間的干擾作用三個(gè)方面討論了模量一階垂向?qū)?shù)的特征,通過模型實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算的方法,證明了模量垂向一階導(dǎo)數(shù)比模量的對(duì)應(yīng)關(guān)系更好,也即更能精確的確定異常體的位置。并對(duì)上述求解的磁異常模量及模量導(dǎo)數(shù),進(jìn)一步多尺度分解,分析提取信息,探討引起異常的原因。 對(duì)磁異常三個(gè)分量數(shù)據(jù)進(jìn)行解算獲得總場磁異常△T,并對(duì)其特征進(jìn)行分析討論。之后,簡要介紹了EMD方法的一些基本原理,通過傅立葉分析,可得到ΔT磁異常和EMD分解后的淺源磁異常和深源磁異常的徑向功率譜以及對(duì)數(shù)功率譜,然后進(jìn)行場源深度估計(jì)。依據(jù)此方法對(duì)總場磁異常進(jìn)行多尺度分解,獲得反映巖石圈深部和淺部信息的中長波長和短波長磁異常結(jié)果,進(jìn)而通過深入探討,取得了一些認(rèn)識(shí)。 論文選用一種類似于地震層析成像的磁化率反演方法,它將地下介質(zhì)劃分成多個(gè)大小和位置已知的網(wǎng)格單元,通過建立地下物性參數(shù)與磁異常數(shù)據(jù)的關(guān)系方程,利用最優(yōu)化反演的方法得到地下各網(wǎng)格單元的物性參數(shù)分布特征,完成了模型正演。同時(shí)由于磁化率成像劃分模型單元個(gè)數(shù)遠(yuǎn)大于觀測數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù),因此是一個(gè)欠定問題；根據(jù)Backus與Gilbert[129-131]的反演評(píng)價(jià)理論,構(gòu)建模型約束的準(zhǔn)則,在笛卡爾坐標(biāo)系下沿3個(gè)坐標(biāo)軸方向的變化較小,即模型較平滑,由此構(gòu)建了反演目標(biāo)函數(shù)。在研究區(qū)選取兩條典型剖面(N20°E110°-N20°E110°, N15°E120°-N15°E135°),進(jìn)行磁化率反演,介紹和分析反演結(jié)果,并給出初步地質(zhì)原因的解釋。 利用研究區(qū)域磁異常特征及剖面磁異常信息,結(jié)合其他資料,嘗試探討菲律賓海巖石圈與南海巖石圈相互發(fā)生的作用,獲得一些初步結(jié)論和認(rèn)識(shí)。 從NGDC720磁異常數(shù)據(jù)模型的三個(gè)分量來看,菲律賓海盆磁異常條帶特征較為規(guī)律,走向呈NW向和NNW向,且異常幅值較大,相對(duì)而言,南海磁異常規(guī)律性較差,分布較為雜亂,NW走向、NE走向和EW走向均有分布,并相互錯(cuò)斷較為強(qiáng)烈,而且異常幅值相對(duì)于菲律賓海而言要小。從磁異常垂直分量信息來看,菲律賓海磁異常垂直分量總體上都呈明顯的條帶性特征,條帶走向大致相同,均為NWW走向；垂向分量異常幅值范圍為-550～350nT,而且磁異常在西菲律賓海盆至九州-帕勞海嶺之間正負(fù)異常呈條帶狀相間分布非常清晰,這也為菲律賓�；『髷U(kuò)張的形成演化提供了一定的證據(jù),而在九州-帕勞海嶺與馬里亞拉海嶺和南本周海嶺之間的帕里西維拉海盆以負(fù)異常為主,中間伴隨一條呈南北走向正異常條帶,對(duì)應(yīng)著該海盆的裂谷系。而南海磁異常垂向分量也都呈現(xiàn)一定的條帶特征,但較菲律賓海稍微雜亂一些,條帶走向與菲律賓海不同,它走向大致為NE向。磁異常幅值范圍也約為350至-550nT之間,從陸區(qū)向海區(qū)、從海區(qū)邊緣向海盆有逐漸增加的趨勢,特別是在海盆中央異常值最大,而且特征變化劇烈,展布較為雜亂,主要與不同的構(gòu)造單元有著密切的關(guān)系。此外,還有南正北負(fù)的伴生異常。磁異常的整體特征反映了南海構(gòu)造和巖漿活動(dòng)較為劇烈和不規(guī)則性。從異常的分布形態(tài)整體主要分為兩個(gè)方向,NE和NW方向,而這也與南海主要斷裂走向極為吻合,即后者也是NE和NW兩個(gè)方向。 從總場磁異常結(jié)果及多尺度信息提取結(jié)果來看,菲律賓海-南海區(qū)域深部和淺部巖石圈(磁異常短波長結(jié)果)磁異常走向不太一致。在南海區(qū)域,錯(cuò)斷的NE向和EW向磁異常條帶比總場磁異常結(jié)果要強(qiáng),錯(cuò)斷更為強(qiáng)烈,反映了南海形成后期經(jīng)過了海底擴(kuò)張形成呈NE向和EW向走向的上部地殼,而深部(磁異常中長波長結(jié)果)磁異常走向主流為NW向或NNW向,錯(cuò)斷情況基本不明顯。菲律賓海區(qū)域,也存在著這樣的現(xiàn)象,除了菲律賓海盆深部淺部磁異常條帶走向一致,在帕里西維拉海盆和四國海盆呈現(xiàn)較為明顯的巖石圈深部和淺部磁性結(jié)構(gòu)不同,淺部以SN走向分布較為明顯,而深部則呈現(xiàn)跟菲律賓海盆一致的NW向或NNW向。這些結(jié)果說明了南海、帕里西維拉海盆以及四國海盆都曾有過與菲律賓海盆類似的演化過程。 兩條剖面的磁化率反演結(jié)果揭示了在馬尼拉海溝和菲律賓海溝的板塊相互作用情況。根據(jù)反演結(jié)果及磁異常平面信息推斷,菲律賓海與歐亞大陸發(fā)生碰撞之后,在馬尼拉海溝北端(呂宋海槽附近)發(fā)生上仰,局部發(fā)生強(qiáng)烈變形,形成層疊式構(gòu)造格局,一方面在板塊碰撞時(shí),菲律賓海板塊巖石圈與南海巖石圈發(fā)生強(qiáng)烈碰撞,從而導(dǎo)致了菲律賓海巖石圈邊緣部位發(fā)生了斷裂,而且為南北規(guī)模走向不一致的斷裂組,構(gòu)造的最西面形成了馬尼拉海溝北端,因此也阻隔緩沖了菲律賓海板塊在此處的向西作用。另一方面,在這一板塊邊界的現(xiàn)階段,通過幾個(gè)方面的調(diào)節(jié)作用,基本處于一個(gè)較為穩(wěn)定的情況,正因?yàn)槟壳鞍鍓K邊界的這種較為穩(wěn)定的狀態(tài),在海溝大部分部位,菲律賓海板塊巖石圈對(duì)歐亞板塊巖石圈的推擠作用并不是很明顯。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：中國地質(zhì)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：P631.2;P548

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張健,石耀霖;東亞陸緣帶構(gòu)造擴(kuò)張的深部熱力學(xué)機(jī)制[J];大地構(gòu)造與成礦學(xué);2003年03期

2 劉再峰;詹文歡;張志強(qiáng);;臺(tái)灣-呂宋島雙火山弧的構(gòu)造意義[J];大地構(gòu)造與成礦學(xué);2007年02期

3 金翔龍;;海洋、海洋經(jīng)濟(jì)與人類未來[J];海洋學(xué)研究;2006年02期

4 姚伯初,萬玲,吳能友;大南海地區(qū)新生代板塊構(gòu)造活動(dòng)[J];中國地質(zhì);2004年02期

5 朱炳泉,王慧芬,陳毓蔚,常向陽,胡耀國,謝靜;新生代華夏巖石圈減薄與東亞邊緣海盆構(gòu)造演化的年代學(xué)與地球化學(xué)制約研究[J];地球化學(xué);2002年03期

6 方劍,許厚澤;中國及鄰區(qū)巖石層密度三維結(jié)構(gòu)[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;1999年02期

7 宋海斌,郝天珧,江為為,丘學(xué)林,胥頤,劉建華;南海地球物理場特征與基底斷裂體系研究[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2002年01期

8 江為為,劉少華,郝天珧,宋海斌,朱東英;沖繩海槽及其鄰域地球物理場與地殼結(jié)構(gòu)特征[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2003年02期

9 欒錫武,張訓(xùn)華;東海及琉球溝弧盆系的海底熱流測量與熱流分布[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2003年04期

10 陳潔;高德章;溫寧;萬榮勝;;南海磁場特征研究[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2010年02期

，

本文編號(hào)：1506200