下扬子与渤海湾区新生代伸展变形过程及其成盆响应机制

The Cenozoic extensional tectonic deformation and basinal evolution in the Lower Yangtze and Bohai Bay region and its environs are critical to understand the driving mechanism, tectonic implication and geological response to the subduction of the Pacific Plate in the eastern China. In this study, we plan to use the high-quality geological and geophysical data, together with the published data, to reconstruct a basinal tectonic database. And then, we will establish a 3D numerical model of spherical shell with crust and lithosphere to explore the coupling of Cenozoic tectonic deformation of the Lower Yangtze and Bohai Bay region and its response to the basinal formation, thus providing a new perspective to recognize the Cenozoic tectonic evolution and tectonic dynamics of basinal formation in the Lower Yangtze and Bohai Bay region and evenly eastern China.

解读下扬子与渤海湾区新生代伸展变形过程与盆地演化规律，对于我们理解西太平洋板缘俯冲动力边界在中国东部新生代的构造驱动机制与地质响应十分重要。本研究拟以高精度的航空重磁和高覆盖率的勘探地震数据，整合已有的地质-地球物理资料，建立下扬子与渤海湾区新生代盆地构造数据库，构建下扬子与渤海湾区地壳-岩石圈尺度的三维球壳有限元数值模型，探究下扬子与渤海湾区新生代伸展变形模式、阶段、耦合关系及盆地形成演化过程，为深入理解研究区乃至中国东部新生代构造演化与成盆动力学机制提供研究新视角。

本研究聚焦板块边界和地幔过程（如俯冲或大陆碰撞）的陆内构造响应。中国东部白垩纪至新生代伸展可能与亚洲大陆岩石圈和西太平洋大洋俯冲系统之间的相互作用密切相关，板内构造和沉积盆地提供了可靠的区域大陆变形时空记录。尽管伸展可能受控于板片后撤和/或弧后伸展，但大洋中脊俯冲可能在这一过程中起了重要作用。围绕西太平洋俯冲系统如何影响中国东部的大陆内变形这个科学问题，我们使用了覆盖海陆地区的地质记录、地球物理调查观测与时间依赖的太平洋板块模型来解析下扬子地区区域变形的时空格局。基于现有的观测证据，我们认为：大地幔楔对流以及及其耦合的与海沟平行的伊泽纳琦（Izanagi）—太平洋中洋脊俯冲，是驱动中国东部的伸展变形的一级控制因素。中国东部的大地幔楔的历史主要由两个阶段组成：（1）白垩纪，伊泽纳琦板块由平板俯冲向深俯冲过渡时的初始大地幔楔；（2）太平洋板块新生代俯冲期间的成熟大地幔楔。晚白垩世—古新世期间，洋壳逐渐年轻的伊泽纳琦板块陡俯冲导致了中国东部强烈地幔对流和耦合陆内伸展。伊泽纳琦—太平洋板块洋中脊系统与海沟的碰撞形成了一个岩浆活动间隙和中国东部短暂的构造隆升。此后，洋壳年龄快速变老的太平洋板块俯冲导致了一个活动范围更大但相对较弱的地幔对流单元，驱动了中国东部陆内弱伸展。大楔形地幔对流的强度受控于太平洋俯冲板片年龄，这直接影响了中国东部陆内伸展和盆地形成演化。自始新世晚期（约40 Ma）以来，受控于太平洋板块的西向俯冲，右旋转换伸展变形与应变在渤海湾与下扬子之间分配，从而呈现了中国东部新生代岩石圈伸展变形的多样化。下扬子几个主要的新生代伸展盆地在空间上与三叠纪苏鲁造山带相关联，盆地之下古老且破碎的造山基底成为局部高强度伸展的机械强度薄弱带。因此，我们提出了一个联系陆内变形与俯冲带动力学的综合构造模型，特别强调了俯冲板块年龄的重要性，为解释中国东部变形运动学和盆地形成多样性提供了一个统一的地质过程和机制。