Características de reflexión sísmica e inferencia de edad de la fase de desbordamiento de basalto en la cuenca norte del Mar de China Meridional

(Servicio Geológico Marino de Guangzhou, Guangzhou 510760)

Acerca del autor: Gao, mujer, nacida en 1971, PhD, ingeniera superior a nivel de profesora, dedicada principalmente a la investigación geológica marina integral. encuesta e investigación. Correo electrónico: promap@163.com

El basalto desbordado está ampliamente distribuido en la cuenca. Con base en los datos del perfil sísmico de alta resolución recopilados en los últimos tres años, se identificó la estructura interna de la fase de desbordamiento de basalto en la cuenca norte del Mar de China Meridional. Se cree que la fase de desbordamiento de basalto se desarrolló principalmente en el Mioceno inferior. Estratos del Mioceno superior y Plioceno Las facies sísmicas incluyen principalmente cuatro tipos: facies sísmicas de amplitud fuerte de playa, facies sísmicas de amplitud variable de hummocky, facies sísmicas continuas de hummocky de media a baja y facies sísmicas de lomo de tortuga. Se infiere que la edad de formación es el Mioceno temprano, el Mioceno tardío y el Plioceno-Cuaternario, lo que revela el desarrollo de basalto desbordado en la cuenca durante y después de la expansión del Mar de China Meridional. Los principales métodos de formación incluyen erupción de fisuras, erupción central e intrusión superficial.

Era de formación de la fase de desbordamiento de basalto; Cuenca del Mar de China Meridional

1 Descripción general del área de estudio

El área de estudio es la parte norte del Sur de China. Cuenca del Mar (Figura 1), que incluye la cuenca noroeste y la cuenca central. La parte norte de la cuenca está limitada por la vertiente norte del Mar de China Meridional al norte, la Fosa de Manila y el Arco de la Isla de Luzón al este, y el Xisha. Área de las islas Trough y Zhongsha al oeste y suroeste. La profundidad del agua es de aproximadamente 3500 ~ 4100 m y los montes submarinos están relativamente desarrollados en el área. Los principales montes submarinos con nombre incluyen el monte submarino Carey, el monte submarino Beacon Mountain, el monte submarino Shixing, el monte submarino Xianbei, el monte submarino Xiannanhai y el grupo de montes submarinos en el Banco Guanguantan y sus alrededores [1].

La parte norte de la cuenca del Mar de China Meridional está dominada por sedimentos neógenos, con una pequeña cantidad de sedimentos paleógenos. Con un espesor de aproximadamente 500~4000 m, se pueden identificar seis perfiles principales de reflexión sísmica: T1, T2, T3, t 5, T6 y Tg, y se pueden identificar seis secuencias sísmicas A, B, C, D, E y F. dividirse. En contraste, la interfaz de reflexión sísmica T1 es la línea divisoria entre los estratos Cuaternario y Neógeno, y T2 son los estratos Plioceno y Mioceno.

En los últimos tres años, se han obtenido casi 10.000 kilómetros de perfiles sísmicos de alta resolución en la cuenca norte del Mar de China Meridional. Estas secciones reflejan más claramente las características estructurales internas de los cuerpos geológicos y son más propicias para identificar diversas microfases sedimentarias y cuerpos geológicos especiales que antes eran difíciles de distinguir, como las fases de desbordamiento de basalto. Este tipo de cuerpo geológico generalmente tiene una gran amplitud y características obvias, pero debido a que se trata principalmente de un desarrollo de lecho, es similar a las características de reflexión de los cuerpos sedimentarios de piedra caliza en los perfiles sísmicos convencionales. Los perfiles sísmicos de alta resolución pueden reflejar mejor la finura interna del cuerpo. Fase de desbordamiento de basalto. Por lo tanto, basándose en perfiles sísmicos de alta resolución recientemente recopilados, este artículo identifica la fase de desbordamiento de basalto en los sedimentos del norte del Mar de China Meridional y determina preliminarmente su edad de desarrollo, a fin de comprender el proceso de magmatismo después de la expansión del Mar de China Meridional. detenido desde diferentes ángulos.

Figura 1 Mapa de ubicación del área de estudio

2 Estado de la investigación de la fase de desbordamiento del basalto

El basalto es una roca volcánica básica y una roca de erupción básica es la más componente importante de la corteza oceánica de la Tierra y también un componente importante de la corteza continental de la Tierra. Según el entorno tectónico, el basalto se divide generalmente en cuatro tipos: (1) El basalto se desarrolló en las dorsales oceánicas profundas. Erupciona desde la dorsal oceánica a un ritmo de 1,5×1010t por año. Es un basalto toleítico, por lo que también se le llama basalto toleítico de aguas profundas. Se diferencia de otros basaltos en que tiene bajos contenidos de K2O, TiO2_2. Hierro total, P2O5 y bajo contenido de CaO. A medida que el fondo marino se expande, el basalto toleítico de aguas profundas procedente de las dorsales oceánicas se convierte en el componente principal de la corteza oceánica. (2) El basalto se desarrolla en islas y montes submarinos en cuencas oceánicas. Generalmente está compuesto por basalto toleítico y basalto alcalino, y su origen puede estar relacionado con la actividad de la pluma del manto superior. (3) El basalto se desarrolla en arcos de islas y márgenes continentales activos. El basalto toleítico generalmente se desarrolla cerca de trincheras profundas y en etapas tempranas. Es de gran escala y está ampliamente distribuido. Puede ser parte de la serie de pórfidos finos. En dirección continental aumenta el contenido de álcalis y se trata de basalto alcalino, pero también puede ir acompañado de basalto toleítico. (4) El basalto se desarrolló en el continente. Incluyendo basalto toleítico de inundación a gran escala y una pequeña cantidad de basalto alcalino con erupción de fisuras, contaminado por granito de la corteza continental. Debido a la baja viscosidad y alta fluidez del magma basáltico, es fácil formar flujos de lava a gran escala y mantos de lava cuando se desborda la superficie, pero también hay intrusiones en capas, como lechos de roca [2, 3].

La fase de desbordamiento de basalto es la fase sísmica del basalto desbordado. Es negra, densa, a menudo tiene poros y tiene una densidad relativamente alta. Generalmente tiene una fuerte amplitud y una reflexión de baja frecuencia en las reflexiones sísmicas. 4]; está compuesto de piroxeno y está compuesto de plagioclasa y tiene articulaciones columnares bien desarrolladas.

Durante la historia geológica, existieron grandes áreas (más de cientos de miles de kilómetros cuadrados) y grandes espesores (de varios kilómetros de espesor) de basalto.

La aparición del basalto está estrechamente relacionada con su modo de erupción, que se divide principalmente en dos modos de erupción: erupción de fisura y erupción central. Cuando la erupción es relativamente tranquila, un volcán de desbordamiento entra en erupción y una gran cantidad de lava basáltica que fluye brota del cráter o fisura, formando un volcán en escudo con una pendiente suave, que a menudo forma flujos de lava, mantos de lava y túneles de lava [2, 3].

Las erupciones de fisuras a menudo forman grandes áreas de basalto inundado, y los canales de erupción de fisuras a menudo aparecen como paredes de roca con composiciones similares al basalto, pero a menudo quedan enterrados por flujos de rocas posteriores y son difíciles de encontrar. El basalto en una zona suele formarse a partir de varias o docenas de erupciones. Los intervalos entre erupciones pueden ser largos o cortos, y algunas pueden durar hasta cientos de miles de años. La erupción central constituye el cono de basalto y sus flujos de lava y rocas piroclásticas adyacentes [2-4].

Un gran número de basaltos cenozoicos se desarrollan alrededor del Mar de China Meridional, lo que proporciona una buena ventana para comprender el fondo tectónico cenozoico, la estructura profunda de la litosfera y la interacción corteza-manto del Mar de China Meridional y su macizo. . En la actualidad, la roca volcánica más gruesa descubierta en la cuenca de la desembocadura del río Perla fue perforada por el pozo 7-1-1 [5]. Este pozo está ubicado en el oeste de la Depresión Zhu 2 y es el pozo con los datos de rocas volcánicas más ricos en el talud continental del Mar de China Meridional. El cinturón volcánico del Mioceno temprano fue perforado a 2400 ~ 2830 my entró en erupción muchas veces. El espesor acumulado de la capa de lava basáltica es de 395 m, y el espesor acumulado del basalto es de 36 m. La capa de basalto olivino se encuentra en la cima del volcán. Las edades de la lava y el basalto son 20 Ma y 17,1 ± 2,5. Mamá respectivamente. También se encontraron capas de lava basáltica a 3500~3527 m, con una edad K-Ar de 35,5±2,8 Ma. Zou Heping (1995) [6] señaló que la composición de isótopos de Pb de los basaltos cenozoicos en la cuenca de la desembocadura del río Perla tiene características de anomalía DUPAL, y señaló que el pelado o desprendimiento del fondo de la litosfera puede ser un mecanismo dinámico importante para la expansión del margen continental cenozoico en el norte del Mar de China Meridional. Las rocas ígneas del Cenozoico en Indochina se distribuyen en Vietnam, Camboya, Laos y Tailandia. Son de edad relativamente nueva y casi todas se formaron después de que se detuvo la expansión del Mar de China Meridional. En el sur de Vietnam, el tiempo de erupción volcánica anterior fue de 15 a 10 Mabp, y se produjo una gran cantidad de erupciones en los últimos 5 Ma. Los centros de erupción de las rocas volcánicas cenozoicas en Vietnam están ubicados principalmente en la intersección de grandes fallas. Generalmente hay dos erupciones, a saber, la erupción de alto SiO_2, baja FeO y la erupción de fisura temprana de basalto toleítico olivino del manto litosférico y bajo SiO_2. El basalto toleítico de olivino con alto contenido de FeO y el basalto alcalino de la astenosfera hicieron erupción concentrada en el período posterior [las rocas volcánicas del Mioceno temprano se encuentran en las islas Penghu en el sur y oeste de la provincia de Taiwán y en el oeste de la isla de Luzón, mientras que la parte oriental de la isla se encuentra principalmente allí. Fueron volcanes desde finales del Mioceno hasta el Cuaternario que aún hoy se encuentran activos, compuestos principalmente por andesita y basalto [8].

El objeto de investigación de este artículo es explorar las características de la fase sísmica y la edad de formación de flujos de lava basáltica o mantos de lava e intrusiones estratificadas de basalto formadas en el entorno tectónico de la cuenca oceánica.

3 Bases para juzgar el desarrollo del basalto en el área de estudio

Hasta ahora, hay cuatro montes submarinos informados públicamente que han obtenido muestras de rocas en la cuenca marina profunda del sur de China. Mar: En 1979, el Servicio Geológico Marino de Guangzhou y los Estados Unidos. Cuando el Observatorio Geológico Lamont-Doherty cooperó en el estudio del Mar de China Meridional, el barco de reconocimiento estadounidense "Weimar" realizó estudios de arrastre en los montes submarinos Zhongnan, Zhenbei y Turtle. 9]; en 1986, el Servicio Geológico Marino de Guangzhou. El buque de investigación Haiyang 4 realizó una pesca de arrastre para recolectar muestras de basalto en la parte norte de la Montaña del Mar de Xianbei [9]. Se determinó que la muestra del monte submarino Hemiaomiao era basalto toleítico cronológico utilizando el método 40Ar/39 Ar y el método de dilución, y su edad fue (13,80 1,03) ~ (14,10 1)Mabp. Zhenbei Haishan es basalto toleítico olivino con una edad de (9,50 ± 0,92) ～ (9,90 ± 1,40) MABP. El monte submarino Zhongnan es basalto alcalino con una edad de 3,49 ± 0,58 MaBP; las muestras de basalto alcalino y basalto toleítico se producen en el monte submarino Xianbei. La edad del basalto alcalino es 22,09 ± 0,42 Ma, y la edad de dilución K-Ar del basalto toleítico es 38,72 ± 1,25 Ma [10].

Se puede observar que las rocas volcánicas en el área de estudio pueden ser basalto toleítico de aguas profundas de las dorsales oceánicas debido a la expansión del fondo marino, mientras que el basalto desarrollado en islas y montes submarinos en cuencas oceánicas generalmente está compuesto de toleítico; basalto y basalto alcalino, lo cual es una evidencia importante de que la fase de desbordamiento del basalto cambia de la fase sísmica a la fase de roca.

Características sísmicas de la fase de desbordamiento de basalto en el área de estudio e inferencia de su edad de formación

A través del análisis de interpretación sísmica, se encontró que la fase de desbordamiento de basalto en la zona norte de La Cuenca del Mar de China Meridional se desarrolló principalmente en la secuencia sísmica B, En C y E, es decir, en los estratos del Mioceno inferior, Mioceno superior y Plioceno.

4.1 Secuencia sísmica E (Tg-T5)

La fase de desbordamiento basáltico del Mioceno Inferior se caracteriza principalmente por dos fases sísmicas:

En el área de estudio Muchas áreas , especialmente en el sur y noreste, desarrollan fases sísmicas montañosas de amplitud variable. Las características de la reflexión sísmica son desordenadas y montañosas (Figura 2), con amplitudes fuertes y débiles alternadas, una amplitud general fuerte y una continuidad deficiente entre frecuencias y eventos medios-bajos. La parte inferior de la fase sísmica está cerca de la base de la cuenca oceánica y los volcanes circundantes están muy desarrollados. De acuerdo con la estructura de reflexión interna de los terremotos y las características de la fase sísmica de los estratos adyacentes, la fase de desbordamiento de basalto se desarrolla a lo largo de fallas y fisuras y es producto de erupciones de fisuras principalmente centradas. Alrededor de la fase sísmica se puede observar basalto de fuerte amplitud intercalado con sedimentos de aguas profundas, desarrollado principalmente en las partes media y superior de la secuencia E. Por lo tanto, se infiere que la fase de desbordamiento de basalto se formó entre el Mioceno medio y tardío. equivalente a Baiyun Sag BY-7-1-1 La edad montañosa volcánica del Mioceno temprano encontrada por el taladro.

En muchas áreas del área de estudio se desarrollan fases sísmicas de gran amplitud tipo playa, especialmente en las áreas propensas a volcanes en el sur y noreste, con estructuras en forma de olas, apariencias de playa y parches ( Figura 2); las características de reflexión son ultra amplitud, baja frecuencia, continuidad media, realce de continuidad local, rodeada de rocas volcánicas, presumiblemente en fase de desbordamiento de basalto, distribuidas en láminas, con un espesor de alrededor de 150 ~ 250 m, y un área de ​​decenas de kilómetros cuadrados. La fase de desbordamiento de basalto se desarrolla principalmente en la parte superior de la secuencia E, adyacente a la fase de desbordamiento de basalto con fase sísmica de amplitud variable montañosa, y es similar a los estratos suprayacentes. Se puede observar que las características de reflexión sísmica se mezclan con los sedimentos de la secuencia E, y se infiere que el período de formación también es el Mioceno temprano.

Figura 2 Características de reflexión sísmica de la fase de desborde de basalto en la Cuenca Noreste

4.2 Secuencia sísmica C (T3-T2)

Secuencia sísmica C, tardía China-Singapur La fase de desbordamiento de basalto en los estratos del siglo XIX también se manifiesta como dos fases sísmicas, a saber, una fase sísmica de amplitud variable similar a una colina y una fase sísmica de amplitud fuerte similar a una playa (Fig. 2).

En muchos lugares del área de estudio se desarrollan fases sísmicas de amplitud variable en forma de joroba, especialmente en las partes centro-sur y noreste de la cuenca. La reflexión interna es una estructura caótica en forma de montículo, en forma de montaña, con amplitudes fuertes y débiles alternadas, pero principalmente amplitud fuerte, frecuencia media y baja, y poca continuidad. La fase de desborde de basalto se distribuye en la parte media y superior de la secuencia C, intersectándose con los estratos de ambos lados en forma de zigzag. La interfaz superior es paralela a los estratos suprayacentes y en contacto interlaminar. Se especula que la fase sísmica se formó entre el Mioceno medio y tardío, posiblemente como resultado de múltiples erupciones. Su forma es similar a la de un cono volcánico y su relación con fallas cercanas no es obvia. Se infiere que es producto de la erupción volcánica central.

Las fases sísmicas de amplitud fuerte tipo playa se desarrollan ampliamente en las zonas volcánicas de la cuenca, distribuyéndose principalmente en la parte sur del mapa, y también se desarrollan en la parte nororiental de la cuenca; -Estructura tipo playa, fuerte amplitud, frecuencia media y baja, continuo Buen sexo. La fase de desbordamiento de basalto se distribuye en el medio y la parte superior de la secuencia c. El basalto de desbordamiento superior está principalmente conectado o cerca del basalto de desbordamiento de la fase sísmica de amplitud variable en forma de montículo. Está en contacto general con los estratos subyacentes y las secuencias superpuestas. no es intrusivo. Por lo tanto, se cree que el basalto desbordado en la parte superior de la secuencia C se formó al mismo tiempo que el basalto desbordado en la erupción central tardía. Se especula que se formó al final del Mioceno tardío. La forma de una capa de roca en el plano y tiene aproximadamente 100 m de espesor. El basalto desbordado en el medio de la secuencia C es similar al basalto desbordado circundante. La formación está en contacto intrusivo débil y su edad de formación debe estar al final de. del Mioceno o posterior, con un espesor de unos 150 a 250 m.

4.3 Secuencia Sísmica B (T2-T1)

La Secuencia B (T2-T1) es la fase de desbordamiento de basalto más desarrollada en el Plioceno y está ampliamente desarrollada en las partes central y sur. de la cuenca. Existen muchos tipos de fases sísmicas, manifestándose principalmente en las siguientes tres formas.

Las facies sísmicas de tortuga se desarrollan en muchos lugares del área de la cuenca, pero la escala es generalmente pequeña. La forma es una espalda de tortuga o una colina plana. El eje del evento de reflexión externa es una fuerte amplitud de dos fases y una reflexión alta y continua, formando una onda reflejada en la parte superior del basalto. La reflexión interna está protegida por la fuerte reflexión en el. superficie superior, mostrando una estructura ondulatoria no reflectante, con amplitud media-débil y frecuencia media-baja, continuidad media a baja. A veces se pueden observar ondas de emisión similares a fallas en la parte inferior de la fase sísmica, que pueden ser canales de gas volcánico (Fig. 3). Hay una pequeña depresión con estructura direccional alrededor de la falla. Hay una onda de reflexión sobrecargada ascendente en la depresión, que está en evidente contacto intrusivo con los estratos circundantes. Con base en la relación de contacto entre la fase sísmica y los estratos circundantes, se infiere que la fase de desbordamiento de basalto se formó relativamente tarde y puede ser producto de la actividad magmática del Cuaternario.

Las fases sísmicas de gran amplitud tipo playa se distribuyen principalmente en el área de la cuenca sur del área de estudio, y más se distribuyen cerca del área de desarrollo de rocas ígneas. Las características del terremoto son una estructura similar a una playa, una estructura ondulada casi paralela, una amplitud fuerte, una frecuencia media-baja y una continuidad media-alta. Se desarrolla en las partes inferior, media y superior de la secuencia B, con mayor distribución en las partes media e inferior (Fig. 4). Está en contacto general con las capas sedimentarias alrededor de la secuencia, generalmente en forma de escamas de roca y localmente en forma de lecho de roca, con un espesor de aproximadamente 100 ~ 300 m. Se especula que la fase de desbordamiento de este basalto fue. Se formó principalmente en el Plioceno, y parte del basalto desbordado puede contener un cuerpo intrusivo del Cuaternario.

La fase sísmica continua media-baja montañosa se distribuye principalmente en la cuenca sur del área de estudio, y está más distribuida cerca del área de desarrollo del monte submarino. Apariencia en forma de montaña, estructura ondulada-caótica, alternando amplitudes fuertes y débiles, pero principalmente amplitudes débiles, frecuencia media y baja, continua media y baja. Alrededor de esta fase sísmica existe una fase sísmica de gran amplitud similar a una playa, que está en contacto intrusivo con los estratos de la secuencia superior A, en contacto intrusivo con la parte superior de los estratos circundantes y principalmente en contacto integrado con la parte media. y partes inferiores (Fig. 4). Forma de cono volcánico, no se desarrollan fallas. Se especula que el período de desbordamiento del basalto fue principalmente una erupción central, y el período de formación fue del Plioceno al Cuaternario, con múltiples erupciones.

5 Discusión y Conclusión

De acuerdo con el análisis anterior, la fase de desbordamiento de basalto en el área de estudio se desarrolla principalmente en los estratos del Mioceno Inferior, Mioceno Superior y Plioceno-Cuaternario. Se infiere que los períodos fueron el Mioceno temprano, el Mioceno tardío y el Plioceno-Cuaternario, lo que indica que los basaltos de desbordamiento se desarrollaron en la cuenca durante y después de la expansión del Mar de China Meridional. Hay cuatro tipos principales de facies sísmicas, a saber, fases sísmicas de amplitud fuerte tipo playa, fases sísmicas de amplitud variable tipo montículo, fases sísmicas continuas media-baja tipo montículo y fases sísmicas de amplitud media-débil tipo tortuga. Son principalmente producto de erupciones de fisuras, erupciones centrales e intrusiones superficiales, especialmente la fase de basalto de tortuga, que generalmente invadió a lo largo de fallas o fisuras intracapa en el período Plioceno-Cuaternario y permaneció en capas poco profundas cerca de la superficie. Estas características del basalto de desbordamiento de la cuenca son similares, pero diferentes, del Mar de China Meridional. El período de formación es básicamente el mismo que el del Mar de China Meridional, pero a mediados y finales del Mioceno, se desarrollaron basalto de desbordamiento y montes submarinos en el Mar de China Meridional y sus áreas circundantes, mientras que la fase de desbordamiento de basalto de la cuenca estuvo menos desarrollada. Además, la escala del desbordamiento de basalto en la cuenca es generalmente pequeña, sólo de decenas a cientos de kilómetros cuadrados, mientras que el área de erupción de basalto en Indochina puede superar los 8.000 km2. Estas diferencias indican diferentes fondos tectónicos y diferentes características de actividad magmática.

Fig. 3 Características de reflexión sísmica de la fase de desbordamiento de basalto tortuga y canales de gas volcánico

Fig. 4. Características de reflexión sísmica de las fases de desbordamiento de basalto de playa y montículo en secuencia b.

Referencia

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Características de reflexión sísmica e inferencia de edad de facies de basalto desbordadas en la cuenca del Océano Norte del Mar de China Meridional

高

(Servicio Geológico Marino de Guangzhou, Guangzhou, 5 10760)

Resumen: El basalto desbordado está ampliamente distribuido en las cuencas de aguas profundas del Mar de China Meridional. Utilizando datos sísmicos de alta resolución de los últimos tres años, se analizaron e identificaron las combinaciones de fases sísmicas y las características internas del basalto desbordado de la cuenca del Mar del Norte en el Mar de China Meridional. Se encontró que las facies de basalto de desbordamiento se desarrollaron principalmente en las secuencias del Mioceno inferior, Mioceno superior y Plioceno. Las características de reflexión sísmica son principalmente facies sísmicas de amplitud fuerte de tipo playa, fase sísmica de amplitud variable de tipo montículo y mesoporos de tipo montículo. Hay cuatro tipos: fase sísmica continua y fase sísmica de tortuga. Se estima que la edad de crecimiento de estos basaltos desbordados es el Mioceno temprano, Mioceno tardío y Plioceno-Cuaternario. Los estudios han demostrado que los basaltos desbordados se desarrollan no sólo durante la expansión del océano sino también después de que ha cesado la expansión del océano. Sus modos de actividad incluyen básicamente tres tipos: erupción de falla, erupción de fuente y erupción de intrusión de estratos poco profundos.

Palabras clave: Inferencia de edad de facies basálticas de inundación en la cuenca del Mar de China Meridional