北冰洋美亚海盆岩石圈的挠曲形变特征

The flexural deformation of lithosphere can nicely characterized the deep feature of plate tectonics. The relation between the depth of water and gravity can effectively reveal this deformation. Thus this program will study the rigidity, flexure and tectonics of lithosphere in the Amerasia Basin based on the dynamics of the earth. We firstly study how the tectonics and distribution of different faults influence the topography, tectonic feature andcharacteristic of lithosphere in this region. Then we will extract geophysical anomaly of the depth and calculate the effective elastic thickness, rigidity and flexure of lithosphere using depth of water and gravity anomaly. We will finally discuss deep tectonic characteristic and evolution progress of this basin with the result of geological evidence and seismic tomography, earth electromagnetic sounding, earthquke, based on geology, petrology and geochemistry so that we can comprehensively understand the deep ocean mineralization.

岩石圈的挠曲形变能很好刻画构造运动的深部特征，水深与重力之间的关系可有效反映这种形变。鉴于此，本课题欲依据这一地球动力学理论方法研究北冰洋美亚海盆的岩石圈刚度、挠曲形变及其构造意义。首先确定不同断裂构造活动及展布岩浆供给对海盆地形地貌、构造特征以及岩石圈特征的影响；其次提取深层次地球物理异常信息，利用水深和重力异常计算岩石圈的有效弹性厚度、刚度和挠曲形变；最后在此基础上结合地质学、岩石学和地球化学的研究成果，并与地质证据和地震层析成像、大地电磁测深、天然地震等资料相互印证，揭示美亚海盆的岩石圈深部构造特征，进而理解海盆的形成演化过程，以进一步深化对深海成矿作用的认识。

北极美亚海盆是重构中生代环北极区域构造格局的关键区域，它的形成对整个环北极区域中生代构造演化过程、北冰洋数十个沉积盆地的油气资源勘探和北冰洋古地理、古气候的研究都具有十分重要的意义。而岩石圈的挠曲形变能很好地刻画构造运动的深部特征，为此本课题以地球动力学理论方法为指导研究了北极美亚海盆的岩石圈的有效弹性厚度及其地质意义。北极美亚海盆及其邻区岩石圈的Te值变化与其构造单元相吻合，与主要的构造边界密切相关。阿尔法-门捷列夫海岭（AMR）、北加拿大海盆及其邻区，受到北极中心区大火成岩省（HALIP）强烈的岩浆作用的影响，表现为明显的低Te值特征（< 16 km）。波多尼克夫海盆（PB）和马克洛夫海盆（MB）分别具有横向变化性较大的高Te值特征（14.626±8.627 km）和相对均一分布的低Te值特征（7.201±3.506 km）。楚科奇微陆块由于火山作用和断层作用，具有异常低的Te值（7.68±4.3 km）。南加拿大海盆具有海盆内最大的Te值和Te横向变化性（19.457±12.31 km）。MB西部和东部具有明显不同的Te值，指示它们可能具有不同性质的岩石圈；MB东部可能属于AMR的一部分，受到HALIP的影响，表现为低Te值特征，而MB西部为白垩世晚期-古新世中期形成的海洋岩石圈，由于岩石圈的冷却作用，表现为相对海盆东部较高的Te值特征。PB的南北向和东西向的Te变化，可能反映了海盆形成的两个阶段：侏罗纪时期的南北向伸展；白垩世晚期的东西向伸展。沉积时间和沉积速率可能是影响南加拿大海盆岩石圈Te值的主要因素。南加拿大海盆西部后期沉降的沉积物较薄，没有形成有效的质量荷载，岩石圈Te值可能代表的是更早时期的岩石圈力学强度，从而造成了Te值东高西低的特征。较早的沉积时间和较慢的沉积速率以及沉积荷载的应力释放，使得海盆西南部对于沉积物荷载的响应接近均衡补偿，岩石圈表现为低Te值特征。