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    東海莫霍面起伏與地殼減薄特征初步分析

    2013-05-30 08:52:32周志遠(yuǎn)高金耀吳招才沈中延孫運(yùn)凡
    海洋學(xué)研究 2013年1期
    關(guān)鍵詞:海槽陸架沉積層

    周志遠(yuǎn),高金耀,吳招才,沈中延,張 濤,孫運(yùn)凡

    (國家海洋局 第二海洋研究所,國家海洋局 海底科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江 杭州 310012)

    0 引言

    東海瀕臨西太平洋,是中國東部大陸邊緣海的主體。根據(jù)新生代(包括晚白堊世)地質(zhì)構(gòu)造特征,將東海一級構(gòu)造單元劃分為二盆三?。?],即東海陸架盆地、沖繩海槽盆地、閩浙隆起帶、東海陸架外緣隆褶帶和琉球隆褶區(qū)。

    對于東海莫霍面深度的研究,前人已有不少工作。徐德瓊 等[2]根據(jù)國家海洋局1977年和1980年在東海區(qū)域的重力測量結(jié)果,利用sinx/x法反演了莫霍面深度,反演結(jié)果表明其深度為18.5~31km;江為為 等[3]采用線性公式分區(qū)計(jì)算了東海地區(qū)莫霍面深度,結(jié)果表明,東海陸架盆地地殼厚度為26~30km,沖繩海槽地殼厚度為12~18km,地殼結(jié)構(gòu)以過渡殼為主,但有的地方已表現(xiàn)為洋殼性質(zhì);郝天珧等[4]采用了調(diào)和級數(shù)法反演了黃海-東海的莫霍面深度,反演結(jié)果表明,大部分海域莫霍界面埋深為25~27km,沖繩海槽地殼為17km左右,海槽南部僅16 km,屬過渡型地殼;韓波 等[5]根據(jù)“中國海域1∶100萬地質(zhì)地球物理系列圖”項(xiàng)目的布格重力異常數(shù)據(jù),采用線性公式分區(qū)塊計(jì)算得到東海及其鄰域莫霍面深度,其為12~34km,沖繩海槽地殼厚度為14~22km,具有陸殼結(jié)構(gòu)特征,并無洋殼形成,海槽軸部出現(xiàn)過渡殼的性質(zhì);高金耀等[6]根據(jù)完全布格重力異常反演了沖繩海槽及鄰區(qū)的莫霍面埋深,提出海槽南段地殼厚度最薄接近13km,海槽具有由北東向西南地殼性質(zhì)逐漸由陸殼向洋殼轉(zhuǎn)變的特征。

    前人在反演東海莫霍面深度時(shí)由于缺少高精度的沉積層厚度數(shù)據(jù)或未進(jìn)行沉積層改正,因而所得結(jié)果的精度受到一定限制。本文在獲得最新重力異常資料的基礎(chǔ)上,收集、整理得到東海地區(qū)高精度的沉積層厚度數(shù)據(jù),利用地震資料揭示的莫霍面深度值來約束界面反演,得到東海地區(qū)的莫霍面深度,計(jì)算了地殼厚度和拉張因子,初步分析認(rèn)為東海陸架盆地東部和沖繩海槽南部地殼遭受了強(qiáng)烈的拉張減薄,海槽地殼以過渡殼為主,并無洋殼形成。

    1 沉積層厚度

    重力異常是地下界面起伏和密度異常的綜合反映,需要將干擾反演目標(biāo)的重力異常進(jìn)行分離。前人往往只簡單采用進(jìn)行過水層改正或完全布格重力異常來反演莫霍面,而事實(shí)上沉積層的密度不足對于布格異常反演莫霍面是一個重要的干擾。為此,對空間重力異常進(jìn)行水層和沉積層重力效應(yīng)改正后的剩余重力異??勺鳛榉囱菽裘娴闹亓Ξ惓#蚨@取準(zhǔn)確的沉積層厚度資料對于反演莫霍面結(jié)果的可靠性作用至關(guān)重要。

    為了得到可靠的沉積層厚度數(shù)據(jù),本文收集整理了大量相關(guān)文獻(xiàn)與資料,獲取其中有用的沉積層信息,并根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量優(yōu)劣排序來進(jìn)行拼接融合,最終得到東海地區(qū)沉積層等厚圖(圖1),具體的沉積層厚度資料來源如下。

    1.1 融合的沉積層厚度資料

    中國石化集團(tuán)上海海洋石油局在東海進(jìn)行了地震勘探,根據(jù)其結(jié)果繪制出東海陸架盆地大部分區(qū)域聲學(xué)基底等深圖[7],其數(shù)據(jù)來源可靠、精度較高,可作為東海陸架盆地沉積數(shù)據(jù)的主要來源。中國海洋石油總公司編制的《東海盆地勘探形勢圖》和《西湖凹陷2005年勘探成果圖》均包含新生界地層信息,位于凹陷區(qū)的地層數(shù)據(jù)精度較高且可靠。國家海洋局“908”專項(xiàng)在我國近海進(jìn)行了反射地震探測,但基底顯示范圍僅集中在近岸地帶[8]。2001年中國科學(xué)院海洋研究所在沖繩海槽的西北陸坡附近采集的15條地震剖面均達(dá)到Tg面[9],解釋為新生代沉積基底;1993~1994年日本東京大學(xué)海洋研究所在沖繩海槽南部探測了3條多道地震剖面[10],均達(dá)到聲學(xué)基底,解釋為新生代沉積基底。由于這18條地震剖面均是時(shí)間剖面,需要對其進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換,沖繩海槽南部即使用其轉(zhuǎn)換后的沉積層數(shù)據(jù)。對位于臺灣東北部的49條地震探測剖面進(jìn)行處理解釋,得到該區(qū)域上白堊—第三系沉積層等厚圖[11],東海陸架盆地南部和釣魚島附近使用了該沉積層數(shù)據(jù)。劉光鼎[12]主編的《中國海區(qū)及鄰域地質(zhì)地球物理系列圖集》中包含新生代盆地圖,其新生界沉積等厚線稀疏但范圍較大,沖繩海槽中北部和琉球島弧區(qū)使用了該沉積層數(shù)據(jù)。翟光明[13]通過重力、地震探測及鉆探工作,顯示琉球隆褶區(qū)有新生代的沉積盆地,琉球島弧地區(qū)第三系等厚線圖填補(bǔ)了琉球島弧及鄰區(qū)的沉積層數(shù)據(jù)。將沉積基底埋深數(shù)據(jù)扣除水深后與其它沉積層厚度數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接融合,得到全區(qū)的沉積層厚度數(shù)據(jù)(圖1)。

    1.2 沉積層厚度的變化特征

    圖1中的東海構(gòu)造區(qū)劃分界線引自文獻(xiàn)[14],由于不同圖件數(shù)字化過程中難免存在配準(zhǔn)誤差,因而不能保證每個構(gòu)造均能與沉積層數(shù)據(jù)對應(yīng)良好,但此數(shù)據(jù)的總體趨勢與構(gòu)造基本保持一致,仍是當(dāng)前比較完整且精度較高的沉積層資料。從圖1可以看出,東海地區(qū)沉積層總體呈NE走向,具有東西分帶的特征。東海陸架盆地沉積西薄東厚,西部坳陷沉積北薄南厚,最大沉積位于甌江凹陷,達(dá)7 500m;中部低隆起大部分區(qū)域沉積較薄,均在5 000m以下,僅在武夷山低凸起南部存在較厚沉積層,達(dá)7 200m;東部坳陷中部存在巨厚的沉積層,西湖凹陷與基隆凹陷沉積最厚,分別達(dá)到13 200m和12 600m,呈NE向條帶狀展布,福江凹陷沉積較薄,厚度在4 000m以下,新竹凹陷沉積中心厚達(dá)8 300m。東海陸架外緣隆褶帶沉積薄,大部分區(qū)域在2 500m以下,局部存在4 000m左右的沉積層。沖繩海槽盆地西厚東薄,陸架前緣坳陷沉積呈NE向條帶分布,坳陷中心沉積厚達(dá)11 000 m,龍王隆起靠近陸架前緣坳陷沉積中心區(qū)的沉積厚達(dá)4 500m,其余區(qū)域均在2 500m以下,吐噶喇坳陷沉積為600~3 000m,海槽坳陷走向由東北部的NE向轉(zhuǎn)到西南部的近EW向,沉積為300~3 000m。

    研究區(qū)內(nèi)沉積層厚度變化是由東海的構(gòu)造演化歷史所決定的。前人根據(jù)地震資料已對其進(jìn)行了詳細(xì)的研究工作[1,15-18]。早—晚白堊世間東海發(fā)生了基隆運(yùn)動,在拉張應(yīng)力的作用下東海陸架盆地開始斷陷沉積,沉積中心在東側(cè)生長斷層附近;晚白堊世—古新世間發(fā)生了雁蕩運(yùn)動,陸架盆地處于斷陷發(fā)展階段;古新世—始新世間發(fā)生了甌江運(yùn)動,拉張應(yīng)力減弱,陸架盆地裂陷向東遷移,西部坳陷地層褶皺抬升,遭受剝蝕,而東部坳陷開始裂陷沉積;始新世—漸新世間發(fā)生了玉泉運(yùn)動,西部坳陷地層繼續(xù)抬升并遭受剝蝕,中部隆起與東部坳陷地層發(fā)生寬緩的褶皺,沉積中心位于西湖凹陷、基隆凹陷;漸新世—中新世發(fā)生了龍井運(yùn)動,陸架盆地在擠壓應(yīng)力作用下發(fā)生褶皺,東部坳陷地層抬升但仍接受沉積,中中新世構(gòu)造中心東遷,沖繩海槽盆地中北部開始斷陷沉積,龍井運(yùn)動后陸架盆地結(jié)束坳陷沉積,與東海陸架外緣隆褶帶一起轉(zhuǎn)為區(qū)域沉降,沖繩海槽盆地繼續(xù)擴(kuò)張;上新世—更新世間發(fā)生了沖繩海槽運(yùn)動,陸架盆地已無明顯影響,沖繩海槽盆地發(fā)育大量正斷層與地塹,構(gòu)造運(yùn)動中心有南遷的趨勢;更新世以來沖繩海槽盆地中北部結(jié)束了斷陷沉積,開始坳陷沉積,南部仍具有擴(kuò)張的趨勢。上述分析表明,西部坳陷遭受的剝蝕時(shí)間比東部坳陷長,因而漸新世以來東部坳陷的西湖、基隆凹陷即陸架盆地的沉積中心,沉積最厚;沖繩海槽盆地北部張裂較早,接受沉積時(shí)間長,因而陸架前緣坳陷沉積較厚,與本文所得沉積層分布趨勢相符。

    圖1 東海地區(qū)沉積層等厚圖Fig.1 Sedmimentary isopach of the East China Sea

    2 莫霍面深度

    2.1 莫霍面深度地震約束和重力反演

    眾所周知,地球物理反演具有不可避免的多解性,單一的數(shù)據(jù)與反演方法是造成這種多解性的原因之一。為了減少多解性,筆者收集了研究區(qū)內(nèi)地震探測的莫霍面深度資料,來約束重力界面反演。使用的具體資料情況如下。

    1965年6月美國拉蒙特-多爾蒂地質(zhì)觀測所的“維瑪號”科學(xué)考察船和日本的“文丸號”科學(xué)考察船在中國東海進(jìn)行了雙船折射地震測量[19],其中M19NE、M18NE、M20NW和 M20SE這4個站位達(dá)到莫霍面。1988年日本實(shí)施巖石圈計(jì)劃,在南部沖繩海槽投放了17臺OBS[20],其中OKS3達(dá)到莫霍面。1991年中國科學(xué)院海洋研究所對東海進(jìn)行了OBS測量[21],其中OBS4達(dá)到莫霍面。1998年完成的“海洋深部地殼結(jié)構(gòu)探測技術(shù)研究”項(xiàng)目在東海南部地區(qū)完成了1條以雙船折射、廣角反射數(shù)據(jù)為主的重、磁、地震綜合探測剖面[22],剖面長度為725km,通過重、磁、重綜合解釋達(dá)到莫霍面。2003年臺灣海洋大學(xué)與法國海洋開發(fā)研究院合作在沖繩海槽西南部采集了2條反射地震與海底地震儀聯(lián)合剖面[23],每條剖面長度為65km,均有3臺OBS,地震探測未達(dá)到莫霍面,聯(lián)合重力反演得到莫霍面深度;1995年臺灣中央研究院實(shí)施TAICRUST計(jì)劃,在臺灣東部采集了總長度超過4 800km的深地震反射剖面,同時(shí)沿全長1 000km的6段多道地震剖面上共投放了38臺海底地震儀[24-25],均達(dá)到莫霍面,其中 EW9509-1、EW9509-14和EW9509-16剖面在本文研究區(qū)內(nèi)。中科院地質(zhì)與地球物理研究所獲取了位于福建省和臺灣島的44個臺站記錄的地震數(shù)據(jù)[26],經(jīng)過處理得到34個臺站的莫霍面深度值,位于研究區(qū)內(nèi)的臺站有10個。

    在得到可靠的重力異常、沉積層厚度和深地震揭示的莫霍面深度資料后,采用計(jì)算速度較快的頻率域Parker三維迭代界面反演法[27],對研究區(qū)進(jìn)行了莫霍面深度反演計(jì)算。具體計(jì)算步驟如下:

    (1)計(jì)算全球地形改正和沉積層改正,兩者都是基于扇形球殼塊的全球改正,其中沉積層改正采用的變密度差公式為,式中:a為地表密度差;R2為頂面之平均地心距;R為沉積層殼塊的平均地心距;h為常數(shù)。根據(jù)此公式導(dǎo)出半解析和半數(shù)值的扇形球殼塊冪指數(shù)變密度的重力效應(yīng)公式[8],計(jì)算得到全區(qū)的沉積層改正。將兩者從空間重力異常中去除得到剩余重力異常。結(jié)果表明,東海地區(qū)剩余重力異??傮w呈NE走向,異常變化西部平緩東部劇烈。東海陸架盆地的剩余重力異常為(200~300)×10-5m/s2,由西到東逐漸增大;東海陸架外緣隆褶帶大部分區(qū)域剩余重力異常為(240~280)×10-5m/s2;沖繩海槽盆地剩余重力異常均為300×10-5m/s2以上,海槽北段由北西到南東逐漸增大,最大達(dá)350×10-5m/s2,海槽南段異常中間大兩側(cè)小,軸部幅值達(dá)到410×10-5m/s2;琉球隆褶區(qū)剩余重力異常為(200~460)×10-5m/s2,中間小兩側(cè)大,變化梯度大。為了進(jìn)一步壓制淺部場,得到深部重力場信息,對剩余重力異常進(jìn)行小波多尺度分解,并以三階重力逼近結(jié)果作為反演莫霍面的重力異常。

    (2)計(jì)算初始莫霍面深度。將地震探測已知點(diǎn)的莫霍面深度與第一步得到的重力異常進(jìn)行線性擬合,根據(jù)該線性關(guān)系式來計(jì)算初始莫霍面深度模型。

    (3)迭代反演莫霍面深度。取界面密度差為0.44×103kg/m3,正演計(jì)算初始莫霍面深度引起的重力異常,并將其從剩余重力異常中扣除,再將剩余重力異常進(jìn)行頻率域三維迭代反演。按照以上的遞推過程迭代反演莫霍面深度,以計(jì)算重力異常與觀測異常的均方差作為收斂條件。

    經(jīng)過三次迭代后重力異常的均方差為3.58×10-5m/s2,與已知點(diǎn)莫霍面深度的均方差為2.43 km。根據(jù)反演結(jié)果繪制了東海地區(qū)莫霍面埋深圖(圖2)。

    2.2 莫霍面的起伏特征

    反演結(jié)果較好地反映了研究區(qū)莫霍面的起伏變化情況,其特征如下:

    (1)研究區(qū)莫霍面總體呈NE向展布,由陸殼到洋殼逐漸變淺,整個東海莫霍面深度為10~32km,具有東西分帶、南北分塊的特征。

    (2)莫霍面形態(tài)由北西到南東依次呈現(xiàn)“凹—凸—凹—凸—凹”的特征,與構(gòu)造形態(tài)對應(yīng)良好。研究區(qū)莫霍面深度西側(cè)總體變化平緩,東側(cè)變化劇烈。

    (3)西側(cè)的閩浙隆起帶莫霍面深度在27km以上,屬典型的陸殼;東海陸架盆地莫霍面抬升,深度為25~28km,與盆地隆起、坳陷呈鏡像關(guān)系,總體變化平緩,屬大陸型地殼;東海陸架外緣隆褶帶莫霍面變深,深度為26~28km,屬大陸型地殼。

    (4)沖繩海槽盆地莫霍面深度為16~26km,呈北東向條帶,兩側(cè)深中間淺,北部深南部淺,海槽南段最淺處僅16km,呈現(xiàn)過渡殼的性質(zhì);琉球隆褶區(qū)莫霍面與區(qū)內(nèi)坳陷呈反鏡像關(guān)系,深度為18~32km,變化梯度大,中間深兩側(cè)淺,表現(xiàn)出過渡殼的性質(zhì);琉球海溝莫霍面由西到東急劇抬升,深度急驟減小至數(shù)千米,地殼由過渡殼轉(zhuǎn)為洋殼。

    3 地殼拉張與均衡異常

    3.1 地殼厚度與拉張因子

    用莫霍面深度減去水深和沉積層厚度,即可求出結(jié)晶地殼厚度。結(jié)果顯示,東海地殼厚度總體呈NE—NNE向條帶狀分布,由北西到南東呈現(xiàn)厚薄相間的形態(tài)。東海陸架盆地地殼厚度為14~26 km,西厚東??;東海陸架外緣隆褶帶地殼變厚;沖繩海槽盆地地殼減薄明顯,海槽北段地殼大多為17~23km,地殼最薄處僅14km,南段地殼大多為14~18km,地殼最薄處僅12km;琉球隆褶區(qū)地殼急劇加厚,最大達(dá)30km;琉球海溝向東逐漸減薄至數(shù)千米。

    圖2 研究區(qū)莫霍面埋深圖Fig.2 Depths to the Moho of the East China Sea

    根據(jù)MCKENZIE[28]提出的適用于造陸沉降的巖石圈均勻純剪切拉伸模型和盆地發(fā)育模式,盆地早期的斷陷時(shí)期即相當(dāng)于盆地?cái)U(kuò)展時(shí)期,且拉張減薄過程是瞬間完成的,盆地后期的坳陷時(shí)期相當(dāng)于盆地?cái)U(kuò)展停止以后的熱沉降時(shí)期。巖石圈的純剪變薄程度是用單位長度的伸展量,即拉張因子β來定量描述的,其計(jì)算公式為β=t0/tc,式中:t0為初始地殼厚度;tc為現(xiàn)今地殼厚度[29]。初始地殼厚度的選取是計(jì)算拉張因子的關(guān)鍵。章惠芳[30]在中國東海沿海地區(qū)進(jìn)行了爆破深地震測深工作,反演結(jié)果顯示測區(qū)地殼厚度為28~32km。熊紹柏 等[31]基于屯溪溫州剖面寬角反射地震資料,擬合反演了地殼淺層和深部結(jié)構(gòu),得出西部白際山一帶地殼厚度為35km以上,東部沿海地殼厚度約30km。姚保華等[32]通過在上海地區(qū)開展的深地震反射、折射與大地電磁測深等聯(lián)合剖面探測,表明該地區(qū)地殼厚度為32~35km。AI et al[26]對位于福建省和臺灣島的地震臺站地震數(shù)據(jù)進(jìn)行反演計(jì)算,表明福建省地殼厚度為28.3~32.8km。根據(jù)以上結(jié)果,本文取28~35km之間的平均值32km作為東海地區(qū)的初始地殼厚度,計(jì)算得到東海地區(qū)拉張因子分布圖(圖3)。

    圖3 東海地區(qū)拉張因子分布圖Fig.3 Stretching factor of the East China Sea

    從圖3可以看出,東海地區(qū)拉張因子在1~3之間變化,整個區(qū)域存在兩個地殼強(qiáng)烈減薄的地區(qū),分別位于東海陸架盆地東部和沖繩海槽盆地南部。東海陸架盆地拉張因子分布與沉積厚度分布呈反鏡像關(guān)系,西部在1.2~1.4之間平緩變化,東部坳陷急劇增大,西湖凹陷拉張因子最大達(dá)2.3,基隆凹陷最大達(dá)2.6,表明陸架盆地東部新生代以來經(jīng)歷了強(qiáng)烈的地殼減?。粵_繩海槽盆地大多區(qū)域拉張因子為1.6~2.2,陸架前緣坳陷最大達(dá)2.4,海槽坳陷最大達(dá)3,表明沖繩海槽盆地遭受了強(qiáng)烈的拉張作用,尤其是海槽南段,推測與上新世以來強(qiáng)烈的巖漿活動有關(guān)。

    3.2 均衡異常

    根據(jù)地殼均衡學(xué)說,在大地水準(zhǔn)面以下某一深度處常有相等的壓力,大地水準(zhǔn)面之上山脈(或海洋)的質(zhì)量過剩(或不足)由大地水準(zhǔn)面之下的質(zhì)量不足(或過剩)來補(bǔ)償。只要地殼處于均衡的狀態(tài)下,莫霍面的起伏變化并不會引起新的構(gòu)造運(yùn)動。但在發(fā)生過強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動的地區(qū),地殼往往是不均衡的,實(shí)際的莫霍面與達(dá)到均衡時(shí)的莫霍面是不一致的,地殼可能會朝均衡方向調(diào)整。因此,均衡重力異??梢苑从车貧つ壳捌x均衡的狀態(tài),對發(fā)生過的構(gòu)造運(yùn)動和以后的構(gòu)造活動趨勢的解釋具有一定的指導(dǎo)作用。

    計(jì)算的均衡重力異常表明,東海陸架盆地的均衡異常在零上下平緩變化,莫霍面埋深與沉積層厚度對應(yīng)性好,沉積層厚的地方莫霍面抬升,沉積層薄的地方莫霍面下沉,從而推斷該海盆基本處于均衡狀態(tài)。東海陸架外緣隆褶帶的均衡異常全為正,大部分區(qū)域在30×10-5m/s2左右,表明該處均衡補(bǔ)償過剩,莫霍面偏淺;沖繩海槽盆地均衡異常全為正,北部異常相對較小且變化平緩,南部則表現(xiàn)為大面積的高值正異常,大部分區(qū)域?yàn)椋?0~60)×10-5m/s2之間,軸部幅值達(dá)90×10-5m/s2,推測其主要由槽下地幔熱物質(zhì)上涌導(dǎo)致,高的熱流值可以印證這一點(diǎn);琉球隆褶區(qū)均衡異常由西到東異常分界明顯,西側(cè)表現(xiàn)為幅值高達(dá)60×10-5m/s2的正異常區(qū),東側(cè)表現(xiàn)為NE走向的負(fù)異常條帶,幅值達(dá)-120×10-5m/s2。

    4 討論

    東海陸架盆地新生代構(gòu)造演化經(jīng)歷了斷陷(初始沉降)和坳陷(熱控沉降)兩個階段,沉降速率早期較快,后期變慢[33]。盆地沉積表現(xiàn)為西薄東厚,莫霍面與盆地坳陷、隆起呈鏡像關(guān)系,東部地殼減薄明顯,推測其主要貢獻(xiàn)有以下幾個方面:(1)板塊俯沖作用。晚白堊世—始新世,隨著太平洋板塊俯沖角度變陡[16],東海陸架盆地先在西部形成古新世裂陷,后在盆地東部形成始新世裂陷。太平洋板塊俯沖方向的改變造成盆地西部坳陷和中部隆起褶皺抬升[1,18],遭受明顯的剝蝕,而東部坳陷仍受斷裂控制,除短暫抬升外,一直保持沉降。(2)斷裂構(gòu)造。NE向的東海陸架盆地西緣斷裂、西湖-基隆大斷裂和NW向的虎皮礁-吐噶喇大斷裂、魚山-久米大斷裂對盆地的沉積與莫霍面形態(tài)起著控制作用。(3)均衡補(bǔ)償作用。在盆地發(fā)育過程中,均衡補(bǔ)償自始至終都參與其中并起到一定的調(diào)整作用。盆地東部形成過程中地殼充分拉張減薄,莫霍面抬升,沉積層雖然很厚但密度較小,沉積加載和均衡補(bǔ)償在相反的方向上對莫霍面進(jìn)行調(diào)整,兩者長期的共同作用導(dǎo)致了莫霍面的相對抬升。

    關(guān)于沖繩海槽的地殼性質(zhì),存在較大爭議,國內(nèi)外普遍存在3種觀點(diǎn):(1)根據(jù)地磁和巖石標(biāo)本分析,認(rèn)為海槽擴(kuò)張軸部巖石圈已破裂,已有新生洋殼形成,具有洋殼的性質(zhì)[34-36];(2)海槽地殼性質(zhì)為陸殼,即使有洋殼形成,也僅局限在非常有限的區(qū)域內(nèi),海槽遠(yuǎn)未達(dá)到洋殼性質(zhì)[20,23,37-38];(3)沖繩海槽位于陸殼和洋殼的過渡地帶,具有過渡殼的性質(zhì)[39-42]。根據(jù)本文的計(jì)算結(jié)果初步分析,認(rèn)為沖繩海槽地殼性質(zhì)不能一概而定,海槽內(nèi)不同部位的地殼性質(zhì)應(yīng)有所不同。海槽北段地殼減薄,位于陸架前緣坳陷,其沉積較厚,莫霍面變化較南段平緩,總體以陸殼為主;海槽南段沉積較薄,莫霍面變淺,表現(xiàn)為過渡殼性質(zhì),局部地塹區(qū)地殼充分減薄,斷裂、巖漿活動強(qiáng)烈,均衡異常幅值高,熱流值高,推測槽下部分地幔熱物質(zhì)沿?cái)嗔亚秩肷踔劣锌赡茉诘乇沓雎?,但仍未大面積表現(xiàn)出洋殼的性質(zhì)。

    5 結(jié)論

    (1)東海地區(qū)沉積層分布與構(gòu)造走向基本一致,具有東西分帶的特征,東海陸架盆地沉積中心位于東部坳陷,西湖凹陷和基隆凹陷最大沉積厚度分別達(dá)13 200和12 600m,沖繩海槽盆地沉積層西厚東薄,陸架前緣坳陷沉積最厚達(dá)11 000m。

    (2)東海地區(qū)莫霍面深度為10~32km,由北西到南東依次呈現(xiàn)呈現(xiàn)“凹—凸—凹—凸—凹”的特征,起伏變化西部平緩東部陡峭,地殼由陸殼向洋殼轉(zhuǎn)變。

    (3)東海陸架盆地地殼厚度為14~26km,西厚東??;東海陸架外緣隆褶帶地殼變厚;沖繩海槽盆地地殼減薄明顯,海槽北段地殼大部分為17~23km,最薄僅14km,海槽南段地殼大部分為14~18km,地殼最薄僅12km;琉球隆褶區(qū)地殼急劇加厚至30km;琉球海溝由西到東逐漸減薄至數(shù)千米。

    (4)東海地區(qū)拉張因子為1~3,東海陸架盆地東部和沖繩海槽盆地南部地殼減薄明顯,拉張因子分別達(dá)到2.6和3。東海陸架盆地基本處于均衡狀態(tài);沖繩海槽盆地均衡異常全為正,北部小南部大,初步分析認(rèn)為,海槽地殼以拉張減薄的過渡殼為主,并無洋殼形成。

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