渤海灣盆地新生代構造演化機制揭示

6月25日，記者從中國科學院海洋研究所獲悉，該所董冬冬研究員團隊利用地震學徑向各向異性成像技術，在渤海灣盆地新生代構造演化機制研究中取得重要進展。研究成果于近日發表于國際期刊《地球物理研究快報》。

渤海灣盆地是我國東部最大的中-新生代盆地，經歷了復雜的裂陷演化和沉積過程，其在新生代時期的構造演化仍存在很多未解之謎。通過地震學成像手段，構建高分辨率的地殼及上地幔頂部剪切波速度結構和各向異性信息，可為認識渤海灣盆地新生代構造演化過程提供關鍵證據。

研究團隊利用中國地震科學探測固定臺網記錄的三分量連續地震波形數據，采用三維面波徑向各向異性直接成像方法，建立了渤海灣盆地地殼及上地幔頂部三維高分辨率剪切波速度和徑向各向異性模型。

結果顯示，渤海地區中-下地殼局部呈現低速異常，上地幔頂部呈現高速異常特征；渤海灣盆地西部殼內為強正各向異性，東部為弱各向異性，且方位各向異性快軸方向表現出從近東-西到北東-南西方向的轉變；魯西隆起上-中地殼呈現高剪切波速度、負徑向各向異性以及圓弧狀的方位各向異性特征。

渤海灣盆地新生代構造模式圖解（a）第一階段：早第三紀，盆地伸展體系主要以邊緣驅動的上地幔東向對流為主；（b）第二階段：新第三紀-第四紀，渤海灣盆地東部受到印度-歐亞板塊遠場匯聚作用的影響。

研究結果表明，渤海地區中-下地殼低速異常體，主要是在底侵和地幔物質加熱作用下，下地殼發生熔融和分異，進而產生長英質物質，而后向上遷移并保留在中地殼形成的。渤海灣盆地當前的地殼徑向各向異性模式，反映了新生代以來的多個動力學過程。其中，其西部地殼較強的正徑向各向異性，表明早第三紀太平洋板塊俯沖驅動下的上地幔物質東向對流引發地殼伸展；而其東部弱負徑向各向異性，則表明在新近紀至第四紀，渤海灣盆地東部的走滑斷裂系統在印度—歐亞遠場碰撞作用影響下，形成剪切破裂構造體系。

因此，在新生代早期，渤海灣盆地的形成與宏觀上太平洋俯沖作用有關；而在新生代晚期，其東部發生的構造重組與太平洋俯沖向印度-歐亞碰撞的動力學轉換過程相吻合。魯西隆起中-上地殼剛性的太古代變質核雜巖的存在阻礙了渤海灣盆地中-上地殼的東向伸展。