董崇志，丁巍偉，李家彪，方銀霞，程子華

1 國(guó)家海洋局海底科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州 310012

2 國(guó)家海洋局第二海洋研究所，杭州 310012

1 引 言

普里茲灣位于南極洲東部陸緣，為向東開(kāi)口的喇叭狀海灣，是認(rèn)識(shí)白堊紀(jì)岡瓦納古陸裂解、新生代大陸邊緣形成以及新近紀(jì)以來(lái)冰川活動(dòng)的關(guān)鍵區(qū)域，而且還具有可觀的油氣資源潛力.其在科學(xué)研究和自然資源上的價(jià)值和潛力，激發(fā)了多個(gè)國(guó)家的相關(guān)組織及科學(xué)家的興趣.從20世紀(jì)80年代早期以來(lái)，澳大利亞、日本、俄羅斯（或者蘇聯(lián)）和美國(guó)等在此進(jìn)行了一系列重磁震綜合地球物理調(diào)查.大洋鉆探計(jì)劃（ODP）也分別于1987年和2000年在普里茲灣進(jìn)行了ODP119和ODP188兩個(gè)航次的調(diào)查，前者在該區(qū)共鉆探了5個(gè)站位，后者為3個(gè)站位，獲取了新近紀(jì)以來(lái)較為完整的沉積序列.國(guó)外學(xué)者在普里茲灣的工作極大地促進(jìn)了對(duì)該海域的地質(zhì)構(gòu)造及演化過(guò)程的認(rèn)識(shí)，但主要集中在新近紀(jì)以來(lái)冰川活動(dòng)史的研究上，如新生代冰蓋隨南大洋變化的相關(guān)事件［1－3］，陸坡沉積中冰進(jìn)和間冰期記錄［4－5］，古環(huán)境及古氣候的變化［6－7］等，而對(duì)深部地殼結(jié)構(gòu)的研究較少.國(guó)內(nèi)于1989年在普里茲灣東部岸上的拉斯曼丘陵建立了第二個(gè)南極考察站—中山站，詳細(xì)調(diào)查和研究了鄰近陸上區(qū)域的構(gòu)造變質(zhì)作用及泛非事件［8］，但對(duì)普里茲灣海域深部地殼結(jié)構(gòu)的研究尚未見(jiàn)報(bào)道.

本文以研究區(qū)的衛(wèi)星重磁數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以多道反射地震、聲納浮標(biāo)折射地震和ODP鉆井結(jié)果為約束，以普里茲灣近岸基底露頭的巖性為參考，通過(guò)自由空間、均衡殘余重力異常和磁力異常特征分析，研究普里茲灣的深部結(jié)構(gòu)，并通過(guò)重力正反演擬合方法，構(gòu)建了兩條橫跨研究區(qū)的物性結(jié)構(gòu)剖面，進(jìn)而分析和探討洋陸過(guò)渡帶位置、巖石圈有效彈性厚度和高磁化率火成巖的時(shí)代，初步建立了研究區(qū)地殼結(jié)構(gòu)的總體框架，可為下一步的詳細(xì)調(diào)查和研究提供參考.

2 地理特征

普里茲灣地處蘭伯特地塹的向海端，為蘭伯特冰川向南大洋輸送沉積物的主要通道［9］，大致介于66°E和80°E之間（圖1）.蘭伯特冰川長(zhǎng)達(dá)700km以上，是東南極洲冰蓋最大的一條冰川［10］，向海延伸為埃默里冰架，形成了普里茲灣的西南邊緣.普里茲灣的東南為伊麗莎白公主地的Ingrid Christensen海岸，北部為大陸架坡折帶，西側(cè)為麥克羅伯遜地.與南極洲其他大陸架類(lèi)似，由于受冰川剝蝕，普里茲灣具有較深（超過(guò)1000m）的內(nèi)陸架和較淺（小于200m）的外大陸架［11］.沿著Ingrid Christensen海岸的Svenner水道，其最大水深超過(guò)1000m，而位于海灣西南角的Lambert海的水深可達(dá)1400m.埃默里冰架的前端，普里茲凹陷的大部分區(qū)域水深為600～700m［12］.

普里茲水道橫貫海灣的西部，從普里茲凹陷延伸到600m水深的陸架邊緣，將四夫人淺灘和達(dá)恩利海岬附近的弗拉姆淺灘分開(kāi).普里茲灣大陸坡的東部較為陡峭，被深海峽谷所切割，上覆滑坡沉積物，而西部呈現(xiàn)向海凸出的輪廓，為普里茲沖積扇.該沖積扇的水深從大陸架邊緣約500m緩慢增加到大約2700m［12］.

圖1 普里茲灣水深圖，等值線(xiàn)間隔為250m，其中黑色直線(xiàn)為多道地震剖面BMR33－21和BMR33－27的位置，紅色圓點(diǎn)為ODP119航次鉆井和聲納浮標(biāo)折射地震的站位，紅色方塊為ODP188航次鉆井站位，左上圖為普里茲灣在南極洲的位置Fig.1 Location map showing the Prydz bay，offshore the East Antarctica.The contours show the bathymetry at 250m interval.Black direct lines show the location of the multi－channel seismic profiles，BMR33－21and BMR33－27.Red circles locate the drill sites and sonobuoy refraction seismic station in ODP119.Red squares show the location of drill sites in ODP188.Left upper graph show the location of Prydz Bay in the Antarctica

3 地質(zhì)背景

普里茲灣與蘭伯特地塹整體上形成了一個(gè)近南北向的構(gòu)造坳陷，其形成屬于晚古生代和早中生代期間印度板塊和南極洲板塊裂離三聯(lián)點(diǎn)的坳拉槽［9］.前人研究表明普里茲灣是一個(gè)典型陸緣盆地，其形成發(fā)育先后經(jīng)歷了兩期陸緣裂谷盆地－被動(dòng)陸緣盆地－后期冰川改造的不同階段，分別與晚古生代的泛大陸裂解、中生代的岡瓦納大陸裂解、南大洋海底擴(kuò)張、以及新生代以來(lái)的冰川作用相關(guān)［12－13］.

古生代期間，普里茲灣位于岡瓦納大陸的內(nèi)部，構(gòu)造環(huán)境穩(wěn)定［14－15］，接受沉積較少，形成了現(xiàn)今普里茲灣的基底，但均未被海域內(nèi)的鉆井鉆遇.根據(jù)陸上露頭，推測(cè)其可能為前寒武紀(jì)中－低麻粒巖相的變質(zhì)巖.二疊紀(jì)－三疊紀(jì)期間，受到超級(jí)地幔柱的影響，岡瓦納大陸與勞亞大陸開(kāi)始裂解，普里茲灣地區(qū)受早期的裂谷作用，發(fā)育該時(shí)期的沉積層序［16］.侏羅紀(jì)開(kāi)始的又一次大火成巖省和地幔柱事件造成印度和澳大利亞板塊與南極洲板塊分離.在此構(gòu)造背景下普里茲灣在白堊紀(jì)經(jīng)歷了第二期裂谷盆地發(fā)育演化階段，形成了斷坳結(jié)構(gòu).沉積中心主要位于普里茲灣的中部，但在外陸架區(qū)呈現(xiàn)逐漸向外緣加深的進(jìn)積層序，表明構(gòu)造環(huán)境逐漸開(kāi)始向被動(dòng)陸緣盆地逐漸轉(zhuǎn)變.

隨著晚白堊紀(jì)以來(lái)發(fā)生的南大洋海底擴(kuò)張［8－9，17］，普里茲灣開(kāi)始進(jìn)入被動(dòng)大陸邊緣盆地的構(gòu)造環(huán)境，沉積中心遷移至陸架坡折帶.同時(shí)內(nèi)陸架發(fā)生隆升，強(qiáng)烈的冰川作用使得該區(qū)部分地層被冰架剝蝕.被剝蝕的沉積物向陸架邊緣逐漸進(jìn)積加厚.上新世至今以冰川層序?yàn)橹?，沉積厚度薄，在大陸架表現(xiàn)為頂積層的特征，而在大陸坡為被動(dòng)大陸邊緣前積層的特征，最終形成現(xiàn)今的構(gòu)造沉積格局.

4 數(shù)據(jù)來(lái)源和方法

4.1 數(shù)據(jù)

本文研究所用的海底地形數(shù)據(jù)（圖1）來(lái)源于最新的全球水深數(shù)據(jù)庫(kù)GEBCO＿08（The Genearal Bathymetic Chart of the Oceans，http：／／www.gebco.net［2013－01－02］），空間分辨率為 0.5′×0.5′，該數(shù)據(jù)庫(kù)集合了船載多波束的數(shù)據(jù)和衛(wèi)星Geosat和ERS－1測(cè)量數(shù)據(jù).自由空間重力異常數(shù)據(jù)（圖2）采用延拓到海表面的全球衛(wèi)星測(cè)量數(shù)據(jù)V18.1，網(wǎng)格為1′×1′，精度為3×10－5～7×10－5m／s2，分辨率為20～25km［18］.衛(wèi)星重力異常的精度主要通過(guò)與精確的船載重力測(cè)量進(jìn)行比較而確定，一般為4×10－5～7×10－5m／s2.當(dāng) Geosat 衛(wèi) 星 ERM（Exact Repeat Mission）航線(xiàn)與船測(cè)航線(xiàn)重合時(shí)，其精度提高到3×10－5m／s2.使用的磁力異常數(shù)據(jù)（圖3為化極后的結(jié)果）來(lái)源于國(guó)際地球物理數(shù)據(jù)中心（NGDC）最新發(fā)布的總地磁強(qiáng)度異常數(shù)據(jù)庫(kù)EMAG2（Earth Magnetic Anomaly Grid）［19］.該數(shù)據(jù)庫(kù)是由世界多個(gè)研究機(jī)構(gòu)提供的衛(wèi)星磁測(cè)、海洋船磁測(cè)和航空磁測(cè)數(shù)據(jù)融合而成，測(cè)量高度為4km，空 間 分 辨 率 為2′×2′.另 外，Ishihara 等（1999）對(duì)澳大利亞、俄羅斯（或者蘇聯(lián)）、日本等國(guó)采集的船測(cè)重磁數(shù)據(jù)（總長(zhǎng)度超過(guò)20000km）進(jìn)行了整理，編制了普里茲灣海域的自由空間重力異常圖和磁力異常圖［11］.將本文使用的衛(wèi)星重磁數(shù)據(jù)與Ishihara的船測(cè)結(jié)果進(jìn)行定性比較，顯示兩種數(shù)據(jù)基本一致，從而進(jìn)一步保證了后續(xù)處理和解釋的可靠性.

普里茲灣及鄰近海區(qū)的多道地震剖面收集自南極地震數(shù)據(jù)資料系統(tǒng)（Antarctic Seismic Data Library System，http：／／sdls.ogs.trieste.it［2013－01－02］），共15條剖面.本文僅展示其中具有代表性的BMR33－21和BMR33－27兩條測(cè)線(xiàn)（圖5和圖6）.它們由澳大利亞地質(zhì)調(diào)查局于1982年采集，處理后數(shù)據(jù)的采樣間隔為4ms，道間距為25m，記錄總長(zhǎng)度為7s，但地震觀測(cè)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理流程及參數(shù)未知.測(cè)線(xiàn)位置如圖1所示，跨越了普里茲灣陸架和上陸坡海域，方向均為SE－NW向.

在該研究區(qū)可以收集到的鉆井資料主要為1987年ODP 119航次的5口鉆井（739井、740井、741井、742井和743井）和2000年ODP 188航次的2口鉆井（1166井和1167井）（圖1）.這些鉆井的最大深度不超過(guò)1km，基本只鉆遇新生代的地層（740和741井鉆遇部分白堊系地層）［12］，但是在利用其對(duì)層位進(jìn)行標(biāo)定的基礎(chǔ)上，以不整合面及與之可對(duì)比的整合面為層位界面的原則，能夠?qū)ρ芯繀^(qū)的層位進(jìn)行合理的劃分和解釋.ODP119航次在反射地震調(diào)查期間，同時(shí)采集了5個(gè)站位的聲納浮標(biāo)折射地震記錄，獲得了普里茲灣深部地層（包括沉積層和基底）的P波速度信息［20］.聲納浮標(biāo)站位標(biāo)號(hào)采用ODP119航次的編號(hào)方式，為S4—S8，其中S4、S5、S6和S8站位的位置與 ODP119的739、740、741和742鉆井基本重合（圖1）.

圖2 普里茲灣自由空間重力異常圖（單位為10－5 m／s2），等值線(xiàn)間隔為20×10－5 m／s2，其中白線(xiàn)為根據(jù)均衡殘余重力異常（圖4）劃分的區(qū)域（A—E）邊界Fig.2 Free air gravity anomaly map of Prydz Bay.The unit is 10－5 m／s2.Contours are at 20×10－5 m／s2 interval.White lines indicate the boundary of anomaly zones （A—E），according to the isostatic residual gravity anomaly（Fig.4）

圖3 普里茲灣的化極磁力異常圖，等值線(xiàn)間隔為100nT，其中白線(xiàn)為根據(jù)均衡殘余重力異常（圖4）劃分的區(qū)域（A—E）邊界Fig.3 Magnetic anomaly map of Prydz Bay.Contours are at 100nT interval.White lines indicate the boundary of anomaly zones（A—E），according to the isostatic residual gravity anomaly（Fig.4）

4.2 均衡殘余校正

為了分析反映淺部地質(zhì)體的短波長(zhǎng)重力異常，本文在對(duì)自由空間重力異常進(jìn)行布格校正的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行均衡殘余校正處理，結(jié)果見(jiàn)圖4.布格校正方法采用Fullea等（2008）提出的專(zhuān)門(mén)針對(duì)

圖4 普里茲灣的均衡殘余異常圖（單位為10－5 m／s2），等值線(xiàn)間隔為20×10－5 m／s2，其中白線(xiàn)為該異常劃分的區(qū)域（A—E）邊界Fig.4 Isostatic residual gravity map of Prydz Bay.The unit is 10－5 m／s2.Contours are at 20×10－5 m／s2 interval.White lines indicate the boundary of anomaly zones（A—E）.

衛(wèi)星自由空間異常和衛(wèi)星地形網(wǎng)格數(shù)據(jù)的方法［21］.該方法根據(jù)地形與重力場(chǎng)計(jì)算點(diǎn)之間的距離，選擇三種不同精度的算法進(jìn)行全布格校正，并且能夠同時(shí)對(duì)陸地和海洋的重力異常進(jìn)行歸算.通常情況下，認(rèn)為正布格異常對(duì)應(yīng)于薄地殼，而負(fù)布格異常對(duì)應(yīng)于厚地殼，這是由于布格校正僅消除了地形效應(yīng)，而沒(méi)有考慮山根或者反山根的地形補(bǔ)償質(zhì)量產(chǎn)生的重力影響.這種地形補(bǔ)償質(zhì)量將產(chǎn)生大振幅、長(zhǎng)波長(zhǎng)的重力異常，可能會(huì)嚴(yán)重阻礙根據(jù)短波長(zhǎng)異常對(duì)淺部地質(zhì)體進(jìn)行解釋.均衡殘余校正正是將地形補(bǔ)償質(zhì)量產(chǎn)生的重力異常減去，以達(dá)到突出短波長(zhǎng)異常的目的［22－23］.校正過(guò)程采用 Airy均衡補(bǔ)償模型，并取地殼密度為2.67×103kg／m3，地殼與上地幔的密度差異為0.45×103kg／m3，海平面處的莫霍面補(bǔ)償深度為25km.雖然選取何種均衡模型及參數(shù)在普里茲灣海域很難精確地獲知，但是不同模型或參數(shù)產(chǎn)生的誤差主要影響長(zhǎng)波長(zhǎng)重力異常，而對(duì)短波長(zhǎng)異常影響較小.這種均衡殘余校正依據(jù)Airy模型，避免了濾波或者多項(xiàng)式擬合等提取淺部重力異常處理方法帶來(lái)的隨意性，并且能夠通過(guò)修改模型參數(shù)的方式，更佳地模擬研究區(qū)的地殼結(jié)構(gòu).

4.3 重力正反演模擬

在對(duì)BMR33－21和BMR33－27兩條多道地震剖面進(jìn)行層序解釋的基礎(chǔ)上，本文利用2.5維重力模擬方法，構(gòu)建了沿這兩條測(cè)線(xiàn)的深部密度剖面（圖7和圖8）.由于多次波干擾和較厚的上覆沉積層對(duì)地震波的衰減，僅在剖面BMR33－27的大陸架中部觀測(cè)到隆升的沉積基底，而且考慮到影響巖石磁化率的因素較多（如熱液侵蝕作用、結(jié)晶速度等），所以筆者將不對(duì)磁力異常進(jìn)行模擬，在不考慮剩余磁化強(qiáng)度的影響下，僅利用它對(duì)巖漿巖侵入的水平寬度進(jìn)行定性界定.雖然ODP鉆井提供了新生代地層或者部分白堊紀(jì)地層的巖石密度，但是由于地層深度沿著剖面方向變化較大，產(chǎn)生的壓實(shí)效應(yīng)導(dǎo)致ODP鉆井獲得的較淺巖石密度不能夠代表整個(gè)層位的平均情況.因此本文仍然根據(jù)巖石聲速和密度的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系，利用聲納浮標(biāo)折射地震反演獲得的聲速換算出巖石密度作為重力模擬的初始密度模型.沉積層的初始幾何模型同樣根據(jù)該速度對(duì)多道地震剖面進(jìn)行時(shí)深轉(zhuǎn)換后獲得.在擬合觀測(cè)重力異常和計(jì)算重力異常的正反演過(guò)程中，地層的速度和密度將根據(jù)需要進(jìn)行微調(diào).

5 重磁場(chǎng)特征

根據(jù)獲得的均衡殘余重力異常特征，可將普里茲灣海域劃分為5個(gè)區(qū)域（圖4）.A區(qū)主要位于大陸架的內(nèi)側(cè)，呈NE向，寬度從埃默里冰架向四夫人淺灘逐漸減小.該區(qū)表現(xiàn)為典型的凹陷盆地負(fù)異常特征，最低的均衡殘余異常值大致位于凹陷的中部，約為－28×10－5m／s2.前人一般認(rèn)為該區(qū)是蘭伯特地塹的延伸，兩者在地殼結(jié)構(gòu)上較為相似，但Stagg（1985）［9］和Ishihara等（1999）［11］認(rèn)為普里茲灣在結(jié)構(gòu)上與蘭伯特地塹存在差異，他們?cè)谌鄙訇懙刂卮刨Y料情況下，根據(jù)普里茲灣海域重力異常的趨勢(shì)，推測(cè)A區(qū)可能不是埃默里冰架或者蘭伯特地塹的延伸.圖4顯示，該區(qū)的均衡殘余異常與埃默里冰架靠近海岸區(qū)域的特征存在不同，可經(jīng)過(guò)分析后，我們認(rèn)為埃默里冰架的正異?？赡苁遣几裥Ｕ熬鈿堄嘈Ｕ茨芸紤]低于地殼密度的冰架的影響而導(dǎo)致校正過(guò)量引起的.因此，筆者根據(jù)衛(wèi)星自由空間重力異常在這兩個(gè)區(qū)域的延續(xù)性特征（圖2），推測(cè)其地殼結(jié)構(gòu)可能相似.A區(qū)的西南半?yún)^(qū)和東北半?yún)^(qū)的磁異常特征存在差異.西南半?yún)^(qū)表現(xiàn)為負(fù)異常背景上疊加了尖峰狀較高幅度的短波長(zhǎng)正異常，負(fù)異常最低可達(dá)－160nT，正異常最高接近于360nT.這種尖峰狀正異常可能與局部的巖漿巖侵入有關(guān).東北半?yún)^(qū)的磁異常與B區(qū)和C區(qū)呈漸變過(guò)渡，表現(xiàn)為平緩的長(zhǎng)波長(zhǎng)正異常特征.

B區(qū)主要位于四夫人淺灘，呈NNE向，并朝向海方向逐漸變寬，北界到達(dá)大陸架坡折帶.其自由空間重力異常除了中部存在局部高幅正異常外，總體表現(xiàn)為南低北高的特征，范圍為－20×10－5～100×10－5m／s2.這與普里茲灣水深從內(nèi)陸架向陸架坡折帶逐漸變淺的地形特征相對(duì)應(yīng).經(jīng)過(guò)布格和均衡殘余校正之后，這種地形引起的區(qū)域性長(zhǎng)波長(zhǎng)異常得到了較好消除.均衡殘余異常表現(xiàn)為較低幅正異常背景上，疊加了幾處較高幅度的圈閉狀正異常，最高超過(guò)80×10－5m／s2.該區(qū)的磁力異常除了西南角的低幅負(fù)異常、中部從大陸延伸的較高幅負(fù)異常和北部小范圍的圈閉狀低幅負(fù)異常外，基本為不規(guī)則的高幅正異常，最高超過(guò)400nT.重、磁異常同時(shí)在該區(qū)大部分區(qū)域表現(xiàn)為高幅度的正異常，說(shuō)明其基底較淺，并且可能廣泛存在巖漿侵入形成的火成巖.

C異常區(qū)主要表現(xiàn)為正的均衡殘余異常.根據(jù)磁力異常特征，可劃分為東半部分和西半部分，其東半部分主要位于大陸架的中部，而西半部分沿著Fram淺灘的大陸架內(nèi)側(cè)分布.與自由空間重力異常相比，該區(qū)的均衡殘余校正主要體現(xiàn)在對(duì)Lambet海和弗拉姆淺灘的地形校正.東半部分的均衡殘余異常呈NE向條帶狀分布，并且寬度逐漸變窄，幅度逐漸減小，最后在該區(qū)東界變?yōu)樨?fù)值.這種寬度和幅度的變化趨勢(shì)表明該區(qū)的基底沿著NE向逐漸變深.西半部分的均衡殘余異常與B區(qū)相似，但隨著遠(yuǎn)離海岸逐漸減小.這兩部分的磁力異常特征差異較大.東半部分的磁異常與B區(qū)相似，為不規(guī)則的局部高幅正異常，說(shuō)明基底可能存在巖漿侵入，其基底頂界面在地震剖面上表現(xiàn)為不規(guī)則的特征，如BMR33－27剖面中部（圖6）.而西半部分的磁力異常較為平緩，從達(dá)恩利海岬向東南方向逐漸由低幅正異常變?yōu)檩^高幅度負(fù)異常.在東、西部分的邊界，磁力異常變化非常劇烈，沿NE方向的水平梯度較大.該邊界以NW向朝大陸架坡折帶延伸，可能對(duì)應(yīng)了斷距較大的斷層.

D區(qū)大致呈V字形負(fù)均衡殘余異常條帶狀分布，其下端位于大陸架中部偏陸架坡折帶一側(cè)，而左、右兩翼分別沿著NW和NE向朝弗拉姆淺灘和四夫人淺灘的大陸坡延伸.在兩翼位置上，大陸架邊緣與鄰近大陸坡的自由空間重力異常形成一正一負(fù)的結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為典型的被動(dòng)大陸邊緣的重力特征.該區(qū)的自由空間重力異常與均衡殘余異常差別較大.前者在大陸架內(nèi)部和大陸坡之間的不連續(xù)特征較為明顯.在兩側(cè)的大陸架邊緣和弗拉姆淺灘為較高幅度的正異常，而它們之間為低幅度的條帶狀負(fù)異常.但經(jīng)過(guò)均衡殘余校正后，除了達(dá)恩利海岬附近的低幅正異常外，該區(qū)總體呈現(xiàn)一致性的負(fù)異常特征.該區(qū)的磁力異常在弗拉姆淺灘和四夫人淺灘的大陸坡主要表現(xiàn)為正負(fù)相間的不規(guī)則形態(tài)，而其余區(qū)域表現(xiàn)為長(zhǎng)波長(zhǎng)低幅正異常背景上疊加了短波長(zhǎng)的高幅正異常，最高超過(guò)400nT，與C區(qū)東半部分相似.

E區(qū)處于大陸架的外側(cè)，即普里茲沖積扇的位置.該區(qū)在外大陸架和大陸坡的自由空間重力異常和均衡殘余重力異常均呈現(xiàn)高幅正異常特征，最高均超過(guò)100×10－5m／s2.與左、右兩側(cè)大陸架邊緣的重力異常相比，在大陸坡，明顯缺失了高幅負(fù)異常部分，表明其地殼結(jié)構(gòu)與典型的被動(dòng)大陸邊緣之間存在差異.該區(qū)磁力異常表現(xiàn)為平滑的長(zhǎng)波長(zhǎng)特征，由西側(cè)較大幅度的負(fù)異常逐漸向東測(cè)變?yōu)樾》鹊恼惓?這種重磁特征以及該位置覆蓋了巨厚的沉積體說(shuō)明存在高磁化率的基底侵入火成巖的可能性不大，而較大可能是由于該區(qū)的地殼并未達(dá)到Airy均衡狀態(tài)，其下部莫霍面深度較淺，從而具有高幅度的均衡殘余異常.本文將在討論部分的8.2節(jié)對(duì)該區(qū)的地殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)分析.

6 沉積單元?jiǎng)澐峙c巖石物性

根據(jù)普里茲灣盆地的區(qū)域構(gòu)造地質(zhì)背景、地震反射特征和 ODP鉆井資料［9，12－13］，可以將研究區(qū)的沉積單元?jiǎng)澐譃?套，從老到新依次為P5、P4、P3、P2和P1（圖5和圖6）.該沉積單元的幾何結(jié)構(gòu)與巖石物性為構(gòu)建重力模擬（第7節(jié)）的初始模型提供了參考.

6.1 沉積基底

P5為沉積基底，其頂部為高頻連續(xù)的反射面，起伏不大.由于該層未被海上鉆井所鉆遇，因此對(duì)該層的判斷主要根據(jù)岸上露頭的巖性及時(shí)代.普里茲灣東側(cè)岸上的基底露頭主要為太古代及元古代的變質(zhì)巖［8，13］：拉斯曼丘陵（Larsemann Hills）的基底包括60%的中－粗?；◢徺|(zhì)片麻巖和10%的含堇青石的藍(lán)色片麻巖；維斯特福德丘陵區(qū)（Vestfold Hills）主要為太古代變質(zhì)巖基底，包括被多期元古代鐵鎂質(zhì)巖墻切割的變質(zhì)輝長(zhǎng)巖和輝巖.在普里茲灣中部的基底隆起區(qū)域，其頂部為極不規(guī)則的起伏面，內(nèi)部反射雜亂，可能存在巖漿侵入體（圖6），其時(shí)代可能晚于前寒武紀(jì)基底［9］.聲納折射地震資料表明P5單元的聲速約為5.7km／s，并且垂向梯度較小.其折射波震相較為微弱、連續(xù)和平直.這些特征一般與變質(zhì)巖或者火成巖有關(guān)［20］.

6.2 前新生代沉積

P4和P3單元分別為晚二疊世－早三疊世和白堊紀(jì)的裂谷沉積.P4的地震反射表現(xiàn)為內(nèi)部分層差－好、低振幅和向海傾斜的特征.普里茲灣西側(cè)的BMR33－27剖面顯示P4與上覆P3之間為明顯的角度不整合關(guān)系，P4地層上部發(fā)生強(qiáng)烈剝蝕，而在普里茲灣東側(cè)，這兩個(gè)地層表現(xiàn)為近似整合的接觸關(guān)系（BMR33－21測(cè)線(xiàn)，圖5）.P4單元被 ODP 119航次的740站位鉆遇，為陸相無(wú)化石紅層砂巖及粉砂巖.聲納折射地震的結(jié)果顯示該層聲速隨著深度均勻地增加，范圍為2.3～2.6km／s.

P3在內(nèi)陸架區(qū)和外陸架區(qū)表現(xiàn)為不同的反射特征.在內(nèi)陸架區(qū)域?yàn)楦哒穹⒅校眠B續(xù)性、向海傾斜且傾角較大的特征，而在中陸架區(qū)域呈現(xiàn)連續(xù)平行的較緩傾角的層狀反射特征，再往外陸架區(qū)，其傾角再次變陡，最終被多次波所掩蓋.靠近陸地一側(cè)的沉積存在強(qiáng)烈剝蝕，或者不整合地與上覆較薄沉積單元P1接觸，或者直接出露于海底.內(nèi)陸架的ODP 119鉆井均鉆遇該套沉積，顯示為早白堊世陸相的砂巖和粉砂巖，底部為礫石層，頂部為泥巖，總體組成一個(gè)較為完整的從下至上變細(xì)的層序.ODP 188鉆井在中陸架也鉆遇到該地層，顯示其由晚白堊世濱海－瀉湖相暗色鈣質(zhì)泥巖和砂質(zhì)粉砂巖組成.在內(nèi)陸架區(qū)，聲納折射地震反演獲得的聲速大約為2.2km／s，而在外陸架區(qū)，上覆沉積負(fù)載的壓實(shí)作用導(dǎo)致聲速增加到2.5km／s.上述結(jié)果表明P3的沉積環(huán)境由內(nèi)側(cè)的陸相變?yōu)橥鈧?cè)的濱海相，同時(shí)構(gòu)造環(huán)境也由大陸裂谷階段開(kāi)始向被動(dòng)陸緣階段轉(zhuǎn)化.

6.3 新生代沉積

P2主要分布在中－外陸架區(qū)，表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、亞連續(xù)－連續(xù)的地震反射特征，其在中陸架區(qū)的傾角較緩，而往外部陸架傾角變得較陡，并逐漸進(jìn)積加厚.根據(jù)ODP 119航次的鉆井資料（739、742及743站），P2被確定為晚始新世－早漸新世的海相冰川沉積.該層序頂部發(fā)生剝蝕，與上覆單元P1形成角度不整合面.而與下伏P3之間為冰期和前冰期沉積的不整合接觸面，在普里茲灣東側(cè)（圖5）的這種不整合關(guān)系較西側(cè)（圖6）更為明顯.該層的聲速范圍為2.2～2.6km／s，比同深度的其他地層略高，可能由于冰川侵蝕導(dǎo)致上覆地層的缺失.Erohina等根據(jù)ODP188航次的成果將P2分為上、下兩層（圖6的P2A和P2B），上層為晚始新世－早漸新世的濱海相粉砂巖和泥巖互層，下部為晚始新世期間濱海－三角洲相砂巖［24］.BMR33－21測(cè)線(xiàn)的上部冰川層序的傾角在陸架坡折帶向岸大約39～55km的區(qū)域突然變陡，被認(rèn)為是古陸架的邊緣，而在BMR33－27測(cè)線(xiàn)，古陸架邊緣離陸架坡折帶的距離更遠(yuǎn)，大約為75～80km，說(shuō)明在普里茲水道外側(cè)堆積了更多的進(jìn)積型沉積.

P1分布在沉積層的頂部，為上新世至全新世的冰川層序.其地震反射在大陸架內(nèi)側(cè)表現(xiàn)為雜亂的不連續(xù)或者部分連續(xù)的特征，而在外大陸架和大陸坡表現(xiàn)得更為連續(xù).該沉積層在大陸架地區(qū)表現(xiàn)為被動(dòng)大陸邊緣頂積層的特征，不整合覆蓋在早期的下伏前積層之上，而在大陸坡地區(qū)向海傾斜，總體上表現(xiàn)為被動(dòng)大陸邊緣前積層的特征.其厚度變化較大，在普利茲灣盆地緊鄰大陸的西部地區(qū)缺失或者僅有數(shù)米厚，到了遠(yuǎn)離大陸的盆地東側(cè)和外側(cè)地區(qū)厚度約250m.而在陸坡該層厚度超過(guò)1000m，在普里茲水道的槽口位置形成沖積扇.該冰川層序的上部在普利茲灣各處均可鉆遇，由頂部數(shù)米厚的硅藻軟泥（全新世）與下伏由礫石和高度致密和塊狀的冰磧巖組成.聲納折射地震結(jié)果表明該層聲速在2.0～2.5km／s之間.

7 重力模擬

由于沉積層的淺部形態(tài)、沉積層和基底的密度能夠通過(guò)多道地震數(shù)據(jù)或者聲納折射地震數(shù)據(jù)較好地約束，因此重力模擬的主要貢獻(xiàn)在于推斷沉積基底或下地殼異常體的形態(tài).

7.1 剖面BMR33－21

剖面BMR33－21全長(zhǎng)約215km，從東南向西北經(jīng)過(guò)B區(qū)、A區(qū)、C區(qū)和D區(qū)，橫跨四夫人淺灘、普里茲凹陷和陸坡區(qū)域（圖7）.其自由空間重力異常表現(xiàn)為三階區(qū)域場(chǎng)特征，在剖面東南端約為0m／s2，向西北方向逐漸減少，到普里茲凹陷的中部約為－22×10－5m／s2，然后逐漸增大，在大陸架坡折帶達(dá)到46×10－5m／s2，最后在大陸坡逐漸減小，于剖面的西北端減小到－37×10－5m／s2左右.三個(gè)主要的重力高值異常疊加在該趨勢(shì)上，分別位于130km、160km和190km附近.該剖面的磁力異常表現(xiàn)為二階的區(qū)域場(chǎng)特征，在剖面東南端約為－67nT，向西北方向逐漸增大，到達(dá)C區(qū)的南端（130km處）達(dá)到最大，約為320nT，然后逐漸減小，在西北端約為－20nT.這種區(qū)域性趨勢(shì)在C區(qū)的南端和大陸架坡折帶疊加了兩個(gè)明顯的高磁異常.

沉積層P1—P4的劃分與多道地震剖面一致，其密度分別為2.14×103、2.17×103、2.25×103和2.3×103kg／m3.總沉積厚度在A區(qū)以及D區(qū)的南端和大陸坡區(qū)域較厚，最厚可達(dá)5.5km，而在B區(qū)缺失，在C區(qū)和大陸架坡折帶較薄，對(duì)應(yīng)于沉積基底的抬升.根據(jù)重磁特征，可將沉積基底P5劃分為7個(gè)塊體，其中P5B、P5D和P5F的密度為2.70×103kg／m3，P5A可劃分為上、下兩個(gè)部分，其密度較小，分別為2.60×103和2.65×103kg／m3，而P5C和P5E密度較大，均為2.73×103kg／m3.這兩個(gè)密度較大的塊體對(duì)應(yīng)了短波長(zhǎng)的高磁異常，進(jìn)一步說(shuō)明該區(qū)域存在侵入的巖漿巖.下地殼和上地幔的密度分別假設(shè)為2.9×103和3.3×103kg／m3.該剖面的結(jié)晶地殼厚度在B區(qū)、C區(qū)和大陸架坡折帶較大，而普里茲凹陷和大陸坡區(qū)域較薄，但仍然大于13km，表現(xiàn)為減薄陸殼的特征.

7.2 剖面BMR33－27

剖面BMR33－27全長(zhǎng)約325km，從東南向西北方向依次經(jīng)過(guò)A區(qū)、C區(qū)、D區(qū)和E區(qū)，橫跨普里茲灣大陸架和上陸坡（圖8）.該剖面的自由空間重力異常表現(xiàn)為高、低異常相間的特征，在A區(qū)和D區(qū)較小，分別約為－26×10－5m／s2和－6.5×10－5m／s2，而C區(qū)和E區(qū)較大，約為25×10－5m／s2和100×10－5m／s2.該剖面的磁力異常表現(xiàn)為二階區(qū)域場(chǎng)特征，在剖面東南端約為－50nT，向西北方向逐漸增加，在C和D區(qū)達(dá)到440nT，高磁異常區(qū)的寬度可達(dá)100km，然后向大陸坡方向逐漸減小，在剖面的西北端約為15nT.

沉積層P1—P4的劃分基本與多道地震剖面一致，其密度范圍為2.14×103～2.45×103kg／m3.由于外大陸架的沉積深度較大陸架內(nèi)側(cè)要深，因此沉積層P2B、P3和P4的在剖面右側(cè)的密度略大于左側(cè).總沉積厚度在A區(qū)表現(xiàn)為典型的凹陷盆地特征，兩側(cè)較薄，中間較厚，約為6.2km，到C區(qū)厚度最小，可達(dá)1.4km，然后向大陸坡急劇增加，最厚處超過(guò)8km.沉積基底P5可劃分為4個(gè)塊體，其中塊體P5B和P5D密度均為2.70×103kg／m3，塊體P5A的密度較小，為2.60×103kg／m3，而塊體P5C的密度較大，為2.73×103kg／m3.這一高密度塊體對(duì)應(yīng)于高磁異常區(qū)，結(jié)合多道地震剖面上呈現(xiàn)的雜亂不規(guī)則反射特征，綜合說(shuō)明存在基底侵入的巖漿巖的可能較大.下地殼和上地幔密度分別假設(shè)為2.9×103和3.3×103kg／m3.該剖面的結(jié)晶地殼厚度總體表現(xiàn)為向外大陸架和大陸坡逐漸減薄的趨勢(shì)，在A和C區(qū)，約為17～28km，到大陸坡減小為平均6km，最薄處可達(dá)4.6km.其莫霍面深度在D區(qū)的東南側(cè)與西北側(cè)呈現(xiàn)顯著不同的特征，在東南側(cè)約為29km，而到西部側(cè)急劇減小為16.3km.

剖面BMR33－27和BMR33－21在 A和C區(qū)的地殼結(jié)構(gòu)總體上較為相似，除了前者的總沉積厚度在C區(qū)略小于后者.兩條剖面的主要差別在于D區(qū)以及BMR33－21剖面缺少高重力異常的E區(qū).在D區(qū)，BMR33－27剖面的總沉積厚度是BMR33－21剖面的1.5倍以上，而在該區(qū)的西北側(cè)，前者的結(jié)晶基底較后者薄，并且莫霍面深度較淺.在大陸架邊緣，BMR33－21剖面的重力異常表現(xiàn)為被動(dòng)大陸邊緣的典型特征，在大陸架外側(cè)為高幅正異常，而在大陸坡表現(xiàn)為高幅負(fù)異常，但在BMR33－27剖面，高幅正異常的寬度較大，超過(guò)50km，并且缺少負(fù)異常部分.這種重力異常的差異表現(xiàn)為兩條剖面在總沉積厚度、基底特征以及莫霍面深度上的不同.

8 討 論

8.1 洋陸過(guò)渡帶（COT）

Ishihara等（1999）認(rèn)為如果不考慮低幅正異常的影響，D區(qū)的自由空間重力異?；颈憩F(xiàn)為負(fù)異常條帶狀特征，大陸架內(nèi)部區(qū)域與四夫人淺灘一側(cè)的大陸坡區(qū)域的負(fù)重力異常帶連為一體，推測(cè)在大陸架內(nèi)部的COT位置向陸方向偏移［11］.但是由于重力船測(cè)測(cè)線(xiàn)的覆蓋不足，他們僅對(duì)70°E以東海域進(jìn)行了分析.本文通過(guò)普里茲灣全海域的自由空間重力異常和均衡殘余異常的分析，發(fā)現(xiàn)D區(qū)呈V字形分布，在達(dá)恩利海岬以西也與大陸坡連成一帶，特別是在均衡殘余異常特征方面表現(xiàn)得更為明顯.

在普里茲灣沖積扇區(qū)域（E區(qū)），大量的沉積物由蘭伯特冰川通過(guò)普里茲水道向外輸送，在陸架邊緣和陸坡位置堆積形成了厚度超過(guò)8km的沉積層.這種巨厚的沉積體在剖面BMR33－27的重力模擬中也得到了證實(shí).層序地層揭示至少有3次陸架邊緣進(jìn)積序列［25］，推斷初始的古陸架邊緣位于向岸方向75～80km的位置.這大致對(duì)應(yīng)了COT向陸方向的偏移距離.自由空間和均衡殘余重力異常在陸架邊緣均大于100×10－5m／s2，并且堆積了巨厚的低密度沉積物，幾乎排除了存在巖漿侵入形成高密度體的可能，而如BMR33－27剖面模擬結(jié)果所示，在E區(qū)存在薄地殼，可能為洋殼，或與洋殼厚度相近的過(guò)渡殼.

盡管在普里茲灣沖積扇缺少充分的深部地震證據(jù)，但筆者更傾向于認(rèn)為該處為過(guò)渡殼.Stagg等（2004）利用多道地震反射特征界定普里茲灣大陸邊緣的COT向海端（即COB）可能位于大陸架邊緣向海150～300km的位置（圖9），在多道地震剖面上表現(xiàn)為明顯的高達(dá)1km的向海方向的基底抬升，并且該位置的磁異常幅度明顯增強(qiáng)［26］.如果E區(qū)為洋殼，則與COB位置沖突，這也從側(cè)面說(shuō)明該區(qū)為薄陸殼的可能性較大.因此，本文推測(cè)D區(qū)和E區(qū)可能同屬于COT向陸一側(cè)的部分（圖9），對(duì)應(yīng)于陸殼向海方向逐漸減?。▓D8）.

8.2 普里茲灣沖積扇的有效彈性厚度

被動(dòng)大陸邊緣的自由空間重力異常一般表現(xiàn)為一正一負(fù)的特征（地殼接近于Airy均衡狀態(tài)）［27］，而普里茲灣沖積扇（E區(qū)）的特征與此不同，缺少負(fù)異常，僅表現(xiàn)為高幅度的正異常.該區(qū)域的均衡殘余異常同樣表現(xiàn)為高幅度正異常特征，引起這種現(xiàn)象的原因有兩種.

一種原因可能是地殼中存在高密度的塊體.但是測(cè)線(xiàn)BMR33－27的地震剖面和重力模擬結(jié)果均顯示普里茲灣沖積扇區(qū)域具有低密度的巨厚（最厚處超過(guò)8km）沉積層，在這種情況下，如果高重力異常由此引起，則要求該區(qū)域的地殼具有異常高的平均密度.另外，與重力特征不同，該區(qū)域的磁力異常與兩側(cè)大陸坡區(qū)域的特征基本一致，說(shuō)明地殼的磁性特征與兩側(cè)相近.因此，盡管由于缺少深部地震探測(cè)的資料，筆者無(wú)法排除地殼中存在高密度塊體的可能性，但可以推斷其可能性較小.

另一種原因可能是該區(qū)域的地殼尚未達(dá)到Airy均衡穩(wěn)定狀態(tài)，其莫霍面較大陸架中部的要淺（圖8）.這要求其巖石圈的強(qiáng)度較高，即具有較大的有效彈性厚度，以維持撓曲變形的方式進(jìn)行均衡調(diào)整.在假設(shè)沉積主要集中在大陸邊緣而不是在整個(gè)海盆均勻分布的前提下，如果較快的沉積速率發(fā)生在大陸邊緣演化的早期，這時(shí)巖石圈相對(duì)較熱，則有效彈性厚度較小，但如果較快的沉積速率發(fā)生在大陸邊緣演化的晚期，由于巖石圈冷卻導(dǎo)致?lián)锨鷱?qiáng)度變強(qiáng)，其有效彈性厚度則較大［27－28］.普里茲灣的演化過(guò)程與后一種情況類(lèi)似，在白堊紀(jì)的第二期裂谷之后，于早古新世至晚始新世期間發(fā)生明顯的沉積間斷，然后進(jìn)入被動(dòng)大陸邊緣盆地的快速沉積階段，沉積中心遷移至陸架坡折帶，并主要分布在普里茲水道的槽口沖積扇位置，同時(shí)由冰川剝蝕的沉積物也向陸架邊緣進(jìn)積加厚.早古新世至晚始新世期間的沉積間斷有利于普里茲灣巖石圈逐漸冷卻，其撓曲強(qiáng)度逐漸變強(qiáng).之后的沖積扇沉積體負(fù)載在該高強(qiáng)度巖石圈之上，使得后者發(fā)生撓曲變形，在沖積扇下部的莫霍面加深，但較Airy均衡或者低強(qiáng)度巖石圈時(shí)的莫霍面下降深度要小.這種巨厚沉積體及其下部莫霍面加深較小的特征，導(dǎo)致普里茲沖積扇具有高幅度的自由空間和均衡殘余重力異常.

由上所述，高重力異常特征、重力模擬和沉積演化過(guò)程均表明普里茲灣沖積扇可能具有較厚的有效彈性厚度.前人總結(jié)了具有較厚沉積負(fù)載的一些典型大陸邊緣地區(qū)，如亞馬遜沖積扇、印度孟加拉灣、臺(tái)灣前陸盆地、新西蘭大陸邊緣西部臺(tái)地、東南極洲大陸邊緣的Wilkes地以及阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)和也門(mén)的阿拉伯板塊邊緣的有效彈性厚度與初始裂谷期時(shí)代的關(guān)系［29－30］（圖10），表明初始裂谷期時(shí)代越老，巖石圈冷卻時(shí)間越長(zhǎng)，其有效彈性厚度越大.這種關(guān)系與Parsons和Sclater（1977）的巖石圈板塊冷卻模型［31］和Burov和 Poliakov（2001）的二維有限元模擬結(jié)果［32］基本吻合，并且主要分布在冷卻模型的300～600℃等溫線(xiàn)之間.其中亞馬遜沖積扇與普里茲灣沖積扇在地形、自由空間重力異常和沉積演化過(guò)程等方面均呈現(xiàn)較為相似的特征.Watts等（2009）利用撓曲回剝和重力模擬的方法估算亞馬遜沖積扇的有效彈性厚度約為30km［30］.這種定量估算方法需要地震剖面對(duì)基底深度進(jìn)行較為精確的界定，而在普里茲灣可以獲得的地震資料由于巨厚的沉積物對(duì)地震波的衰減和多次波的影響，僅能在局部反映基底的形態(tài).如果忽略初始裂谷期巖石圈熱力學(xué)特征、沉積負(fù)載引起的熱積累和撓曲曲率等影響有效彈性厚度大小的其他因素，假設(shè)普里茲灣沖積扇的熱力學(xué)特征符合Parsons和Scalter的巖石圈板塊冷卻模型，則通過(guò)有效彈性厚度與初始裂谷期時(shí)代的關(guān)系，筆者推測(cè)有效彈性厚度可能為24～49km，時(shí)代則對(duì)應(yīng)于第二期裂谷的初期（早白堊紀(jì)145Ma），但該結(jié)果有待于進(jìn)一步研究進(jìn)行確證.

圖9 普里茲灣大陸邊緣的構(gòu)造單元圖，其中黃色代表COT區(qū)域，COB位置引自Stagg等（2004）［26］Fig.9 Tectonic elements map of Prydz bay margin.Yellow area shows the location of COT.COB location in this area is after Stagg et al.（2004）［26］

圖10 巖石圈有效彈性厚度與初始裂谷時(shí)代的關(guān)系（修改自Watts等，2009［30］），其中粉紅色粗線(xiàn)為普里茲沖積扇的有效彈性厚度范圍Fig.10 Plot of the effective elastic thickness versus age the initiation of rifting（modified from Watts et al.（2009）［30］）.The thick pink line show the range of effective elastic thickness in Prydz alluvial fan

8.3 高磁化率巖石

重力異常分區(qū)的走向與作為三聯(lián)點(diǎn)坳拉槽的蘭伯特地塹在普里茲灣的構(gòu)造走向基本一致，為SWNE向［33］，據(jù)此我們推測(cè)研究區(qū)重力異常主要反映了二疊紀(jì)—三疊紀(jì)超級(jí)地幔柱對(duì)普里茲灣的裂谷作用的影響.但是磁力異常的走向與重力異常明顯不同，呈SE－NW向.按照磁力異常的特征，大致可以劃分為兩個(gè)區(qū)域（圖3），其中東北區(qū)表現(xiàn)為顯著的高磁正異常特征，最大超過(guò)400nT，而西南區(qū)表現(xiàn)為尖峰狀高幅磁異常疊加在平緩的低幅度異常之上，這種尖峰狀高幅磁異常位于A區(qū)的西南側(cè).

普里茲灣磁力異常和重力異常在走向上的差異，說(shuō)明磁力異常不是主要源自前寒武紀(jì)變質(zhì)巖結(jié)晶基底的地勢(shì)起伏，而可能主要反映巖漿作用形成的較高磁化率的鐵鎂質(zhì)火成巖影響［11］.火成巖的分布可能主要由斷層控制，比如在C區(qū)東、西部分的邊界，磁力異常變化非常劇烈，說(shuō)明該邊界可能對(duì)應(yīng)了斷距較大的斷層.重力異常和磁力異常在走向上的差異還說(shuō)明巖漿作用和基底隆升可能不是發(fā)生于同一時(shí)期，巖漿作用的時(shí)代可能先于或者晚于基底隆升的時(shí)代（二疊紀(jì)—三疊紀(jì)）.第一種可能是鐵鎂質(zhì)火成巖形成于前寒武紀(jì).前人在普里茲灣B區(qū)東部岸上的西福爾丘陵發(fā)現(xiàn)在前寒武紀(jì)存在多期的鐵鎂質(zhì)巖墻群侵入，巖墻群在地面的寬度為幾十米到幾百米不等，主要為高鎂拉斑玄武巖和富鐵拉斑玄武巖兩種［34］.其中在中元古代的巖漿作用始于正斷層的活動(dòng)，并且存在兩次明顯的巖漿侵入，其時(shí)間分別為1380Ma和1245Ma.這兩次巖漿侵入的應(yīng)力場(chǎng)方向基本一致，并且對(duì)應(yīng)于線(xiàn)性條帶狀的地殼抬升，可能是由于片狀上涌軟流圈或者狹長(zhǎng)的地幔柱的作用，而不是由于低角度的底侵［34］.第二種可能是鐵鎂質(zhì)火成巖形成于南極洲板塊和印度板塊裂谷期間（白堊紀(jì)）.首先，板塊重構(gòu)的研究表明，普里茲灣東部（B區(qū)）與孟加拉灣西部為共軛大陸邊緣，均表現(xiàn)為高幅磁力異常，可能與早白堊紀(jì)凱爾蓋朗熱點(diǎn)形成的大火山巖省對(duì)應(yīng)［35］.其次，地震剖面BMR33－27在大陸架中部的不規(guī)則雜亂反射特征如果確實(shí)由巖漿侵入形成，則根據(jù)地層接觸關(guān)系，推斷其巖漿侵入的時(shí)間要晚于沉積基底.

根據(jù)普里茲灣岸上的巖石采樣、基底的地震反射特征和重磁場(chǎng)特征及反演結(jié)果，P5C塊體可能為基底變質(zhì)巖和鐵鎂質(zhì)火成巖共同組成.對(duì)于該巖墻群在地下的形態(tài)和大小，由于缺少深部反射地震資料，筆者通過(guò)重磁反演無(wú)法對(duì)其進(jìn)行界定.

9 結(jié) 論

本文在對(duì)普里茲灣的衛(wèi)星自由空間重力異常和磁力異常，以及在對(duì)計(jì)算的均衡殘余異常的特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合ODP鉆井資料和聲納浮標(biāo)折射地震資料，重點(diǎn)對(duì)BMR33－21和BMR33－27兩條多道地震剖面進(jìn)行了解釋和重力正反演模擬，獲得了以下認(rèn)識(shí)：

（1）根據(jù)重力異常的特征，普里茲灣的地殼結(jié)構(gòu)可以劃分為5個(gè)區(qū)域，其中普里茲凹陷（A區(qū)）的基底較深，表現(xiàn)為凹陷盆地的負(fù)異常典型特征，而四夫人淺灘（B區(qū)）的基底普遍存在抬升，可能屬于凹陷的肩部.在大陸架中部（C區(qū)東半部分）存在SW－NE向的條帶狀基底抬升，并向NE方向逐漸變深，其重力模擬結(jié)果表現(xiàn)為高密高磁的特征.C區(qū)的東半部分和西半部分的磁力異常在NE方向的水平梯度較大，推測(cè)可能存在斷距較大的斷層.在中大陸架外側(cè)（D區(qū)），均衡殘余重力異常呈V字形負(fù)異常條帶狀分布，可能由于古陸架地形的影響，在普里茲水道位置向陸方向偏移，推測(cè)該區(qū)與E區(qū)可能同屬于COT向陸的部分，在重力模擬剖面上對(duì)應(yīng)于地殼向海方向逐漸減薄，而到E區(qū)其厚度與洋殼厚度相似.重力異常分區(qū)的走向與作為三聯(lián)點(diǎn)坳拉槽的蘭伯特地塹在普里茲灣的構(gòu)造走向基本一致，據(jù)此我們認(rèn)為研究區(qū)重力異?？赡苤饕从沉硕B紀(jì)—三疊紀(jì)超級(jí)地幔柱對(duì)普里茲灣的裂谷作用的影響.

（2）普里茲沖積扇區(qū)域的自由空間重力異常和均衡殘余異常均表現(xiàn)為高幅正異常特征，其原因可能是由于位于大陸架邊緣的超過(guò)8km厚的沉積體，負(fù)載在較大有效彈性厚度的巖石圈之上.這種較大有效彈性厚度可能與該區(qū)域第二期裂谷期之后的沉積間斷以及快速進(jìn)積加厚的演化過(guò)程有關(guān).

（3）普里茲灣磁力異常的走向與重力異常明顯不同，大致可分為東北高幅正異常區(qū)和西南低幅異常區(qū).重磁異常在走向上的差異反映高磁異常主要來(lái)源于巖漿作用形成的鐵鎂質(zhì)火成巖的影響，并且?guī)r漿作用的時(shí)代不同于基底隆升的時(shí)代，而可能形成于前寒武紀(jì)或者南極洲和印度板塊裂谷期間（白堊紀(jì)）.

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