关慧心 等-Tectonophysics：斜向伸展的火山型被动陆缘的发育演化过程被揭示

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图1. 左：北大西洋西部分支区域结构图。右：格陵兰西部Nuussuaq陆缘地质结构图与第三纪岩浆层（SDRs）走向与倾向分布情况。

中国科学院边缘海与大洋地质重点实验室（OMG）海洋新能源地球物理学学科组关慧心副研究员，联合OMG徐敏研究员，法国西布列塔尼大学Laurent Geoffroy教授和挪威奥斯陆大学Mohamed Mansour Abdelmalak博士，在斜向伸展的火山型被动陆缘发育演化过程研究上取得新进展，相关成果于近日发表在国际地学期刊Tectonophysics（《构造物理》）上。
全球大多数的拉张裂谷在张裂过程中，张裂的方向与裂谷中轴的方向并不是垂直的，而是存在一定的夹角。这种类型的拉张裂谷被称为斜向裂谷。斜向裂谷的发育演化过程在贫岩浆型的裂谷环境中已经得到了广泛研究。然而，在富岩浆型的裂谷环境中，对斜向裂谷的形成原因和发育演化过程的研究却很少。
% Y8 I* \; C0 b4 @' K# ?5 |格陵兰西部陆缘形成于早第三纪格陵兰-北美洲板块裂解时期，此次裂解受北大西洋大火成岩省发育影响，岩浆喷发量达到180万平方千米。在Svartenhuk，Nuussuaq和Disko等地区均可观察到大量的向海倾斜反射层（SDRs）的结构。因此，格陵兰西部陆缘是典型的火山型被动陆缘。昂加瓦断裂带（图1左）位于巴芬海盆南部，拉布拉多海北部。它是形成于始新世格陵兰岛与北美板块分裂时期的张裂-走滑断裂带，包含了将巴芬海盆和拉布拉多海分开的重要的转换断层。Nuussuaq陆缘位于昂加瓦断裂带上，在大陆张裂过程中，张裂的方向与陆缘的方向形成了57度的夹角，属于高角度斜向伸展的被动陆缘。本研究结合陆地数据（卫星遥感数据和野外观测数据）和近海数据（多道反射地震数据），综合分析了格陵兰西部Nuussuaq地区SDRs的三维结构，首次揭示了斜向伸展的火山型被动陆缘的发育演化过程。
研究结果表明，该地区SDRs的发育可分为两个阶段（图2）。在第一阶段（晚古新世），斜向伸展被分解为走滑和倾滑两个分量，SDRs岩浆层底部主要发育南北走向的向陆倾斜的正断层。在第二阶段（早始新世），Nuussuaq地区西部的局部应力发生了转向，SDRs岩浆层底部主要发育东北-西南走向的断层。该陆缘发育成转换型被动陆缘的主要原因包括两点：（1）Nuussuaq西部地壳中的遗留结构（Itilli断层）的方向与区域应力呈倾斜角度，在张裂过程中被重新激活，致使该地区局部应力在张裂过程中发生了偏转；（2）岩浆侵入地壳后削弱了地壳的强度，并且侵入的岩浆由于压力较高，在被动陆缘处产生了与陆缘方向呈垂直方向的应力，促进了该地区局部应力的重新定向。
4 W+ u! S* [; S1 c, k该项成果首次揭示了斜向伸展的火山型被动陆缘的发育演化过程，对深入认识大陆张裂过程中地幔-地壳的相互作用关系具有重要意义。本项研究得到国家自然科学基金和广州市基础与应用基础研究项目的资助。
论文相关信息：Huixin Guan, Mansour M. Abdelmalak, Min Xu, Laurent Geoffroy（2023）. Evolution of an oblique volcanic passive margin: The case of Nuussuaq in West Greenland. Tectonophysics 229936.
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.tecto.2023.229936
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图2. 晚古新世-早始新世期间Nuussuaq地区SDRs发育演化模式图。