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南海东沙海域树枝型峡谷体系形成演化对拉张构造作用的响应

批准号:
42106076
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王星星
学科分类:
海洋地质学与地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王星星

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
由分支峡谷与主干峡谷共同构成的树枝型峡谷体系是大陆边缘重要的物质搬运系统,明确其形成演化过程对于陆缘“源—汇”过程中沉积物通量的准确评价十分关键。然而,目前针对拉张构造背景下树枝型峡谷体系形成演化机制的研究不足。受新构造运动影响,南海东沙海域自中中新世以来处于拉张构造背景。本项目以东沙海域树枝型峡谷体系为研究对象,利用高分辨率二维多道地震和多波束测深数据,开展地震地层学、构造地质学和沉积学研究,明确中中新世以来峡谷体系地貌特征和主要沉积过程的时空差异及内在联系,掌握研究区拉张构造变形的空间展布及活动演化,构建峡谷体系与拉张构造作用之间的时空匹配关系,阐明峡谷体系中分支与主干峡谷的协同演化过程及其对拉张构造作用的响应方式,最终揭示东沙海域树枝型峡谷体系对拉张构造作用的响应机制。研究成果有助于完善树枝型峡谷体系的形成演化机制,为进一步开展拉张构造背景下陆缘“源—汇”过程定量研究提供重要支撑。
英文摘要
Dendritic canyon system is an important kind of material-delivering system at continental margin, which is consisted of mainstems and tributaries. A good understanding on the formation and evolution of dendritic canyon system is critical for accurately evaluating the sediment budget in source-to-sink processes at continental margin. However, it remains unclear about the formation and evolution of the dendritic canyon system in extensional tectonic settings. Influenced by neotectonics, the dendritic canyon system in the Dongsha Region, South China Sea, has begun to develop in the extensional tectonic setting since the middle Miocene. By utilizing the high-resolution multi-channel seismic data and bathymetry, this study will conduct researches on the formation and evolution of the dendritic canyon system in the Dongsha Region, South China Sea, through the integrated analyses including seismic stratigraphy, structure geology and sedimentology. The results will show the spatial and temporal differences and relationships in morphological features and the dominated sedimentary processes of the canyon system since the middle Miocene, and also display the major spatial distribution and temporal evolution of the extensional structures in the study area. Based on these results, this study will further establish the coupling relationships between the canyon system and extensional tectonics, which will be used to illuminate how the mainstems and tributaries of the dendritic canyon system evolve synchronously and respond to extensional tectonics. Finally, this study will reveal the response mechanism of the formation and evolution of the dendritic canyon system to extensional tectonics in the Dongsha Region, South China Sea. This study would improve the mechanism on the formation and evolution of dendritic canyon system, providing an important basis for quantitative researches on source-to-sink processes in extensional tectonic settings in future.
海底峡谷是陆源沉积物进入深海盆地的重要路径,在沉积物“源—汇”系统中扮演关键角色,其形成演化控制着深海沉积物的时空展布规律,进而影响深海油气及天然气水合物资源的勘探开发。本项目综合利用的高分辨率多波束测深、二维/三维多道地震以及IODP钻孔等资料,对南海北部的树枝型峡谷体系形成演化机制进行系统剖析。南海北部树枝型峡谷体系主要发育在构造活动相对活跃的东沙海域。研究结果表明,东沙陆坡树枝型峡谷体系所在区域广泛发育北东-南西走向的张扭性断裂体系,其自晚中新世以来开始活动,至上新世(~3.6 Ma)达到最强之后开始逐渐减弱。树枝型峡谷体系头部发育背斜与隆升断块,部分分支峡谷由地堑式断裂所限定,且不同分支峡谷中可同时见到处于近相同水深的阶地,表明峡谷体系受到区域上构造活动的影响。分支峡谷与断裂体系空间匹配关系的横向差异指示,构造活动对树枝型峡谷体系分支峡谷形成演化的控制作用在空间上存在差异。峡谷体系精细海底地貌特征分析表明,现今峡谷体系受到强烈的底流作用影响,结合断裂活动演化以及峡谷区沉积物波起始发育时期,研究认为3.6 Ma以来,树枝型峡谷体系的演化开始由底流作用所主导。据此,本研究提出了“构造-底流”联合作用下的树枝型峡谷体系形成演化模式。为了进一步验证断裂体系在树枝型峡谷体系演化过程中的重要作用,本研究对比分析了神狐海域强底流、弱构造背景下的峡谷特征及其形成演化机制,其与树枝型峡谷体系显著不同,表现为沿陆坡走向迁移的特征,提出了建立在底流成因沉积物波基础上的峡谷形成演化机制。为进一步厘定底流作用为主导的第四纪树枝型峡谷体系演化过程及其资源环境效应,研究基于深水区第四纪沉积物波的演化特征,重建了底流水动力演化过程,包括2.6-0.7 Ma的底流强化阶段和0.7 Ma以来逐渐减弱阶段。本研究将在未来重点揭示底流作用下树枝型峡谷体系沉积过程及相应沉积物的时空展布规律。
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