Asymmetry in oceanic crustal structure of the South China Sea basin and its implications on mantle geodynamics     

Fan Zhang  Xubo Zhang  Weiwei Ding  Tingting Wang  Jian Zhu 《International Geology Review》2020,62(7-8):840-858

ABSTRACT

We investigated the oceanic crustal structure and lithospheric dynamics of the South China Sea (SCS) basin through a comprehensive analysis of residual gravity anomaly and bathymetry combined with seismic constraints and interpretation from geodynamic modelling. We first calculated the residual mantle Bouguer anomaly (RMBA) of the oceanic crustal regions of the SCS by removing from free-air gravity anomaly the predicted gravitational attractions of water-sediment, sediment-crust, and crust-mantle interfaces, as well as the effects of lithospheric plate cooling, using the latest crustal age constraints including IODP Expedition 349 and recent deep-tow magnetic surveys. We then calculated models of the gravity-derived crustal thickness and calibrated them using the available seismic refraction profiles of the SCS. The gravity-derived crustal thickness models correlate positively with seismically determined crustal thickness values. Our analysis revealed that the isochron-averaged RMBA are consistently more negative over the northern flank of the SCS basin than the southern conjugate for magnetic anomaly chrons C8n (~25.18 Ma) to C5Dn (~17.38 Ma), implying warmer mantle and/or thicker crust over much of the northern flank. Computational geodynamic modelling yielded the following interpretations: (1) Models of asymmetric and variable spreading rates based on the relatively high-resolution deep-tow magnetic analysis would predict alternating thicker and thinner crust at the northern flank than the southern conjugate, which is inconsistent with the observed systematically thicker crust on the northern flank. (2) Models of episodic southward ridge jumps could reproduce the observed N-S asymmetry, but only for crustal age of 23.6–20 Ma. (3) Southward migration of the SCS ridge axis would predict slightly thinner crust at the northern flank, which is inconsistent with the observations. (4) Models of higher mantle temperatures of up to 25–50°C or >2% less depleted mantle sources on the northern flank could produce large enough anomalies to explain the observed N-S asymmetries.  相似文献   

The structure,depositional style and accumulation characteristics of continental margin with diachronous breakup in the northern South China Sea     

Yunfan Zhang  Jiangyang Zhang  Lijie Wang 《International Geology Review》2020,62(7-8):1006-1018

ABSTRACT

A typical diachronous breakup developed in the South China Sea (SCS); the breakup has been unequivocally identified, and gradually decreases in age from NE to SW. To illustrate the influence of a diachronous breakup on hydrocarbon accumulation, we used seismic profiles from CNOOC, and analysed crustal extension characteristics, sedimentary style and source rock accumulation. The main conclusions are as follows: (1) Because of the diachronous breakup in the SCS, various tectonic units developed in different positions on the northern continental margin with different degrees of extension. The Pearl River Mouth Basin (PRMB) is closer to the central sea basin of the SCS and has been affected by regional tension stress for a longer time. Tectonic units of proximal domain, necking zone, and distal margin types developed, and the crust structure thinned from the land towards the sea. The Qiongdongnan Basin (QB) is closer to the Southwest Sub-basin. There are symmetrical proximal domains on the southern and northern sides of the QB, with a necking zone in the central part. It presents as an abandoned passive continental margin. (2) The PRMB exhibited rifted cells first, followed by canyon type extensional faulting and horizontal axial transportation, and then by a longitudinal shelf-slope sedimentary style. But the QB has only rifted cells and canyon type faulting stages, no longitudinal shelf-slope sedimentary stage. The major source rocks in the northern SCS become younger from east to west, and the sedimentary facies change from lacustrine facies to marine-continental transitional facies. (3) The diachronous breakup process ultimately affecting oil and gas migration and accumulation process. The PRMB is dominated by deep-water shelf break accumulation with deep-water fan reservoir bodies. The QB is dominated by canyon type accumulation with channels.  相似文献   

南海成因及其演化模式探讨          下载免费PDF全文

李学杰  王哲  姚永坚  高红芳  祝嵩  徐子英 《中国地质》2020,47(5):1310-1322

尽管南海已进行深入的调查与研究，提出多种成因模型，包括挤出模型、弧后扩张模型、古南海俯冲拖曳模型等，但因其所处构造位置特殊，周边构造环境经历了复杂的改造，所有成因模式均未能得到广泛的认可。本文从三大板块相互作用入手，结合南海实测数据，提出南海形成的弧后扩张—左旋剪切模型。认为南海是古南海往北俯冲的弧后盆地，菲律宾海板块往北漂移形成的大规模左旋走滑是南海扩张的触发因素。印度—欧亚碰撞产生中南半岛挤出主要影响西南海盆扩张方向，使得扩张轴从近东西向转为北东向。南海及邻区晚中生代以来的演化可以分为以下阶段：1）早白垩世开始澳大利亚板块往北漂移，新特提斯洋往北俯冲消亡，导致弧后扩张，形成古南海；2）晚白垩世末—始新世，古南海往北俯冲，导致弧后拉张形成陆缘裂谷；3）早渐新世，受菲律宾海板块西缘大型左旋走滑影响，在原有裂谷的基础上从东往西海底扩张，形成南海；4）渐新世末，受俯冲后撤的影响，扩张中心往南跃迁，同时受西缘断裂左旋活动的影响，扩张轴从近东西西逐步转为北东向；5）早中新世晚期，南沙地块—北巴拉望地块与卡加延脊碰撞，南海扩张停止。  相似文献   

辽东岫岩地区下古生界碎屑锆石定年:罗迪尼亚和冈瓦纳超大陆在华北遗留的痕迹？     

董晓杰  陈煜嵩  刘正宏  徐仲元  沙茜 《岩石学报》2020,36(6):1857-1869

超大陆演化是地质研究的重要内容,华北克拉通与不同地质历史时期超大陆汇聚与裂解的联系对反演华北克拉通构造演化历史具有重要意义。本文在辽吉古元古代造山带中段的原划分为辽河群地层中首次识别出一套早古生代沉积建造。这套沉积建造与华北克拉通以浅海相的碳酸盐岩为主的早古生代沉积并不一致,以发育大量的陆源碎屑沉积为特征。我们对2件细砂岩分别进行了锆石LA-ICP-MS和SHRIMP U-Pb定年。定年结果显示,2件样品的最小年龄分别为～482Ma和～498Ma,反映了它们的最大沉积时代。2件样品的碎屑锆石年龄主要介于1600～500Ma,缺乏亲华北的物源信息,表明它们的物源主要来自于华北之外。2件样品年龄谱中最重要的峰值出现在格林威尔期和泛非期,表明华北克拉通曾与罗迪尼亚超大陆和冈瓦纳大陆存在联系。格林威尔期碎屑锆石可能来自于罗迪尼亚超大陆时期波罗地古陆物质在华北克拉通东缘的再循环;泛非期碎屑锆石可能来自于东冈瓦纳大陆的北缘造山带。  相似文献   

新疆伊犁地区季节冻土沿海拔的分布规律及其影响因素     

郝建盛  张飞云  黄法融  李兰海 《冰川冻土》2020,42(4):1179-1185

基于2000 - 2014年新疆伊犁地区不同海拔区域观测的冻融期内的冻土、 积雪和气象数据， 应用相关性分析和回归分析方法， 分析该地区季节冻土沿海拔的分布规律， 以及气温、 积雪对季节冻土特征的影响。结果表明： 伊犁地区表层土壤存在着每年11月份开始结冻， 于次年4月份完全融化的周期性变化。每个周期内土壤冻结时长随海拔以4 d·（100m）^-1的趋势增加， 土壤最大冻结深度随海拔以3.9 cm·（100m）^-1的趋势增加。土壤冻结时长与冻结期的平均气温具有显著负相关关系， 相关系数为-0.98（P<0.05）。土壤冻结日数与积雪覆盖历时呈正相关关系， 土壤的最大冻结深度与最大雪深呈负相关关系。随着海拔升高， 温度递减， 导致伊犁地区土壤最大冻结深度和土壤冻结日数整体呈现增加趋势。但在海拔相对较高的地区， 由于相对较厚积雪的影响， 出现土壤最大冻结深度随海拔升高而减小的反常现象。研究结果可为新疆伊犁地区季节冻土的分布对气候变化的响应研究提供支持， 帮助研究区域生态规划和水资源管理， 为农业发展制定适应气候变化对策。  相似文献   

钦州湾海洋环境的富营养化水平评价及其对浮游植物叶绿素a的影响          下载免费PDF全文

康建华  林毅力  王雨  蓝文陆 《海洋开发与管理》2020,37(11):67-74

文章通过钦州湾现场调查资料，分别利用单因子污染指数法和富营养化指数法对湾内水质的污染状况和富营养化水平进行评价，并分析讨论不同的富营养化水平条件下浮游植物叶绿素a的响应。结果显示，钦州湾的污染状况和富营养化程度从湾顶至湾外呈现由重至轻的梯度变化，并出现两个“极端区域”：茅尾海化学需氧量（COD）和营养盐的污染指数劣于三类海水水质标准并重度富营养化；外湾污染指数符合一类海水水质标准并贫营养化。分析表明，茅尾海的重度富营养化是由河流输入、相对封闭的地形以及过度的牡蛎养殖造成，而外湾的贫营养化则主要归因于较少的水产养殖和陆源污水排放以及大量的浮游植物对磷酸盐的消耗。叶绿素a在这两个区域均呈现低值，茅尾海内主要是由于贝类滤食大粒径浮游植物和真光层深度下降引起，而外湾则是氮磷比（N/P）失衡，浮游植物生长受磷限制导致。另外，核电站温排水有可能是导致叶绿素a较高的原因。减少茅尾海内的养殖规模，种植红树林，集中污水于外湾排放，加强温排水口的水质监控是保证钦州湾海洋生态环境可持续发展的手段。  相似文献   

南海西北部夏冬季浮游介形类的分布及其影响因素     

廖彤晨  尹健强  李开枝  谭烨辉 《热带海洋学报》2020,39(2):77-87

海洋浮游介形类(Ostracods)是一类分布较广的小型甲壳动物, 在海洋碳循环中起重要作用。目前国内海洋浮游动物采样常使用505μm网目孔径的浮游生物网, 从而导致个体较小的介形类被忽略。文章根据2006年7—8月(夏季)和2006年12月—2007年1月(冬季)在南海西北部海域分别使用网目孔径为505μm和160μm浮游生物网采集的样品, 比较不同网目所获浮游介形类种类和丰度的差异, 分析介形类种类和丰度的分布特征, 探讨环境因素对其时空分布的影响。160μm网目采集的浮游介形类种类和丰度均高于505μm。基于160μm网目数据分析浮游介形类群落结构: 1) 鉴定浮游介形类32种, 其种数由近岸向外海递增, 等深线100m以浅海域的种数显著高于100m以深海域(p<0.01); 2) 夏季浮游介形类的丰度高于冬季, 夏季丰度高值区主要出现在雷州半岛东部和琼东近岸, 显著高于外海(p<0.05), 冬季介形类丰度分布较为均匀; 3) 优势种针刺真浮萤(Euconchoecia aculeata)是近岸高丰度的主要贡献种; 4) 介形类种数与温度和水深呈显著正相关, 丰度与叶绿素a浓度呈正相关, 而与温度和盐度呈负相关。夏季琼东沿岸上升流和粤西沿岸流有助于浮游介形类在雷州半岛和海南岛东部近岸海域形成较高的丰度, 最高达1252个·m^-3。同时, 建议今后研究浮游介形类采用网目孔径小的浮游生物网进行采集以便全面评估其群落结构特征。  相似文献   

南海与周边海域表层塑料颗粒交换的拉格朗日示踪研究     

孟钊  李宁  管玉平  冯洋 《热带海洋学报》2020,39(5):109-116

塑料污染已成为国际海洋界关注的海洋环境问题之一。文章探讨海洋环流对南海及其周边海域表层塑料颗粒交换的影响。在南海周边多个海域, 分别在4个季节投放塑料颗粒。一年后, 用拉格朗日颗粒示踪方法考察投放颗粒的运动轨迹和最终停留位置。结果表明, 在秋、冬季, 大部分塑料颗粒会进入南海和爪哇海, 极少部分颗粒北输送到太平洋; 在春、夏季, 仅有部分颗粒进入南海和爪哇海, 而多数颗粒流到太平洋。南海洋流具有季节特征, 塑料颗粒轨迹特征与之较为符合。  相似文献   

基于卫星遥感海温数据的南海SST预报误差订正     

张培军  周水华  梁昌霞 《热带海洋学报》2020,39(6):57-65

尝试利用卫星遥感高分辨率海表温度资料GHRSST (Group for High Resolution Sea Surface Temperature) 与海表温度(sea surface temperature, SST)数值预报产品之间的误差, 建立一种南海SST模式预报订正方法。首先, 利用南海的Argo浮标上层海温数据对GHRSST 海温数据进行验证, 结果表明两者之间均方根误差约为0.3℃, 相关系数为0.98, GHRSST 海温数据可用于南海业务化数值预报SST的订正。预报订正后的SST与Argo浮标海温数据相比, 24h、48h和72h的均方根误差均由0.8℃左右下降到0.5℃以内。与GHRSST 海温数据相比, 南海北部海域(110°E—121°E, 13°N—23°N)订正后的24h、48h和72h的SST预报空间误差均显著减小, 在冷空气影响南海期间或中尺度涡存在的过程中, SST预报订正效果也较为显著。因此, 该方法可考虑在南海业务化SST数值预报系统中应用。  相似文献   

春季西沙永乐龙洞浮游植物的昼夜垂直分布特征     

葛汝平  傅亮  毕乃双  陈畅  刘光兴  庄昀筠  杨作升  范德江  姚鹏  陈洪举 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(1):65-73

南海永乐龙洞位于西沙群岛永乐环礁,是迄今为止发现的最深的海洋蓝洞,水文环境及理化因素特殊,90 m以下水体为无氧环境。为研究永乐龙洞浮游植物的群落组成及其昼夜变化,于2017年3月在龙洞、潟湖及外礁坡进行浮游植物样品采集。研究结果表明:龙洞内叶绿素a浓度呈现随深度先增大后减小的趋势,日间浓度最大值层出现在40 m层(0.42μg/L),夜间则出现在20 m层(0.59μg/L)。永乐龙洞微微型浮游植物丰度介于1.1×10^3~5.1×10^4 cells/mL。聚球藻在上层水体占优势(0~20 m),40 m以下水层原绿球藻丰度对微微型浮游植物丰度贡献率最大(90%以上),微微型真核浮游植物丰度在整个水体都较低(除20 m层)。微微型浮游植物昼夜存在明显差异,夜间其丰度最大值层为20 m层,日间则上移至表层。本研究共记录微型和小型浮游植物5门41属55种(含未定种)。其中,硅藻门25属34种、甲藻门12属15种、金藻门1属1种、蓝藻3属、隐藻1属。微型和小型浮游植物丰度介于3.3×10^2~9.8×10^4 cells/L。甲藻丰度对浮游植物总丰度贡献率最大,其次是硅藻,隐藻和蓝藻丰度仅在少数水层占优势。微型和小型浮游植物昼夜变化明显,夜间丰度最大值层为20 m层,日间则出现在40 m层。微微型、微型和小型浮游植物垂直分布与叶绿素a浓度垂直分布一致性高。龙洞浮游植物的种类数和丰度高于潟湖和外礁坡。  相似文献