近日，中國科學院邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室（OMG）趙明輝研究團隊，聯(lián)合廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局、中國科學院深海科學與工程研究所和法國海洋開發(fā)研究所等研究團隊，對南海東北部馬尼拉海溝的俯沖碰撞過程開展了相關研究，并取得了新認識，成果發(fā)表于國際期刊Tectonophysics（《構(gòu)造物理》）上。劉思青博士為論文的第一作者，趙明輝研究員為通訊作者，高金尉副研和Sibuet教授為論文的共同作者。 

　　馬尼拉俯沖帶是南海現(xiàn)今惟一的俯沖匯聚邊界，獲得沿馬尼拉海溝俯沖到呂宋島弧之下的板片構(gòu)造屬性，對于南海與周邊板塊形成演化歷史及構(gòu)造重建至關重要。 

　　研究團隊通過搭載國家基金委南海北部地球物理航次（NORC2015-08和NORC2016-08），在南海東北部21°N采集了一條長280km、東西走向、穿過馬尼拉俯沖系統(tǒng)的深地震測線OBS2015-2_OBS2016-1（圖1），包括南海北部陸緣、馬尼拉海溝（MT）、增生楔（恒春海脊）、弧前盆地（北呂宋海槽）和火山弧（呂宋島弧）等構(gòu)造單元。研究人員將多道地震、重力模擬、天然地震等地質(zhì)與地球物理數(shù)據(jù)有機融合，取得如下創(chuàng)新認識： 

　　（1）測線下方的深部速度結(jié)構(gòu)（圖2B）總體表現(xiàn)為減薄陸殼速度結(jié)構(gòu)特征，存在一個速度差異邊界（VDB）；邊界以西，表現(xiàn)為在減薄地殼下方存在一個約3 km厚的下地殼高速層，邊界附近有明顯的上地殼速度等值線凸起特征（Bump）；而邊界以東，在減薄陸殼頂部發(fā)育一套速度異常體（Undefined Body），位于增生楔底部，與拆離斷層相連，東部被馬尼拉平移斷層（MTF）切斷。 

　　（2）基于三條測線由俯沖到碰撞的速度結(jié)構(gòu)特征（圖2），以及古地磁數(shù)據(jù)證實的呂宋島弧微塊體（Lutao 和Lanyu）（圖1）、馬尼拉板片和MTF 不同程度的順時針旋轉(zhuǎn)，創(chuàng)新性地提出了兩種呂宋島弧與歐亞板塊的碰撞演化的端元模式，回答了俯沖板片的地殼屬性問題（圖3）。 

　　該研究得到了西太平洋地球系統(tǒng)多圏層相互作用重大研究計劃、國家自然科學基金和中國科學院邊緣海與大洋地質(zhì)實驗室基金的聯(lián)合資助。 

　　相關論文信息：http://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229605 

圖1 研究區(qū)主要構(gòu)造單元及區(qū)域測線（OBS2015-2_OBS2016-1，T1,T2）位置圖。VDB代表速度差異邊界，COB代表洋陸轉(zhuǎn)換邊界（黑色），MTF代表馬尼拉平移斷層（紅色）

圖2 OBS2015-2_OBS2016-1測線與T1、T2測線對比圖，三條測線上均可識別到減薄陸殼邊界發(fā)育的小隆起（Bump）及速度異常體（Undefined Body）

　　圖3 南海減薄陸殼、洋殼及花東海盆-菲律賓海板塊（HB-PSP）之間的構(gòu)造演化關系示意圖。分為兩種模式：第一種模式是減薄陸殼已向東俯沖40 km（A和B），第二種模式是俯沖下去的全是洋殼（C和D）