南海北部渐新世洋陆过渡带构造演化的沉积响应研究

As a connecting area between oceanic crust and continental crust in the northern South China Sea, the continent-ocean transition (COT) zone is crucial to evaluate continental rift and breakup as well as seafloor spreading. IODP Expeditions 367/368 recovered complete sequence of the COT, and preliminary results indicate a unique breakup mechanism of the South China Sea during the early Oligocene. However, detailed tectonic evolution from the initial spreading (~33 Ma) to the establishment of stable deep-sea environment (~23 Ma) remains unclear. Utilizing the sensibility of sedimentary record responding to tectonic activity, this study will investigate the Oligocene strata of Site U1499 nearby the embryonic oceanic crust of the COT. On the basis of preliminary shipboard biostratigraphy study, we will conduct detrital zircon U-Pb dating, fish-teeth Sr and Nd isotopes, bulk and clay minerals, major elements, and detrital grain size analysis to establish a relatively accurate chronostratigraphic framework and to reconstruct detrital sediment provenances and deep-sea sedimentary environment evolution history. The results will be further applied to constrain the Oligocene tectonic evolution of the COT in the northern South China Sea.

作为南海北部洋壳和陆壳之间的连接区域，洋陆过渡带记录了陆壳伸展和破裂、洋壳早期扩张的重要信息。IODP367和368航次对南海北部洋陆过渡带开展了系统钻探，初步结果揭示了南海早渐新世破裂的独特机制，然而从海底初始扩张（~33 Ma）到稳定深海环境形成（~23 Ma）期间的渐新世构造演化历史仍不清楚。本项研究利用沉积记录对构造活动响应的敏感性，将对位于洋陆过渡带且接近新生洋壳位置的U1499站渐新世地层进行系统研究。在船上生物年代地层初步分析的基础上，开展碎屑锆石U-Pb定年、鱼牙化石Sr-Nd同位素、全岩和粘土矿物、主量元素、以及陆源碎屑粒度等测试分析工作，建立较为精确的年代地层格架，恢复陆源碎屑物源区和深海沉积环境演化过程，进而揭示渐新世洋陆过渡带的构造演化历史。

洋陆过渡带是揭示被动大陆边缘特征和演化过程的关键区域。IODP367和368航次对南海北部洋陆过渡带开展了系统钻探，初步结果揭示了南海不同于大西洋经典模式的独特破裂机制，然而海底扩张（~30 Ma）到稳定深海环境形成（~23 Ma）之间约7 Ma的构造演化历史仍不清楚。为解决这一问题，本项目选择位于洋陆过渡带的U1499站位渐新世沉积物系统开展沉积学、年代地层学、矿物学、元素和同位素地球化学分析，研究洋陆过渡带渐新世沉积-构造演化历史。本项目主要取得以下成果：（1）利用生物地层事件和鱼牙Sr同位素地层建立了U1499站位渐新-早中新世较高分辨率年代地层格架；（2）中新世初期深海环境形成之前堆积的陆源碎屑主要来自于临近的中生代火山弧相关区域；（3）识别出了碎屑流、浊流、悬浮沉积等多种沉积体系，恢复了深海峡谷、海山斜坡等沉积环境。沉积体系的转化指示了陆缘最外端构造活动的阶段性减弱，且与海盆洋中脊跃迁事件同时发生，暗示了二者分别为地幔活动在大陆边缘和海盆内部的构造响应。本项目利用多学科方法手段系统厘定了南海北部洋陆过渡带西段的演化过程，为认识南海的形成过程提供了新的资料。