東印度洋Roo海隆區(qū)域?qū)傩约捌涓_區(qū)域響應(yīng)特征

冉偉民， 魯銀濤， 魏新元， 欒錫武， 劉鴻， 蔣陶，葉傳紅， 何明勇， 秘叢永， 尚魯寧

1 中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所， 青島 266071 2 青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室， 青島 266237 3 中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院， 杭州 310025 4 中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院， 青島 266100 5 山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 青島 266590

0 引言

Roo海隆位于印度尼西亞爪哇島南部近海區(qū)域，經(jīng)緯度范圍大致為108.00°—114.67°E和10.50°—14.83°S，屬于東印度洋沃頓海盆圣誕島海底火山群省最東段延伸部分，其東側(cè)與澳大利亞西北大陸架相隔阿爾戈深海盆地(圖1).海底高分辨率多波束掃描測(cè)深顯示Roo海隆為形狀不規(guī)則且坡度和緩的寬闊隆起區(qū)，表面有許多呈孤立形態(tài)的海山，海隆區(qū)域整體平均高度高于周圍平滑海底約2000 m(Kopp et al.，2006).Roo海隆最早被發(fā)現(xiàn)于1960年由美國(guó)科學(xué)家Bruce Heezen和Marie Tharp主導(dǎo)開展的印度洋海洋學(xué)調(diào)查航次，并在1965年美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)正式出版的“印度洋地形圖”中首次被標(biāo)注為“Roo”.2018年，在由IHO-IOC(國(guó)際海道測(cè)量組織和政府間海洋學(xué)委員會(huì))聯(lián)合實(shí)施開展的通用大洋水深制圖項(xiàng)目《海底特征地名詞典》中將其正式命名為“Roo Rise”，構(gòu)造類型正式定義為海隆(IHO-IOC，2018).

全球范圍內(nèi)匯聚型板塊邊緣俯沖構(gòu)造體系是最為活躍的板塊匯聚邊界地帶之一(Clift and Vannucchi，2004)，以板塊間匯聚、碰撞、俯沖、拆離、擴(kuò)張等構(gòu)造演化過程為主，其中，對(duì)于一些海底異常凸起構(gòu)造形成的粗糙海底表面，主要包括洋脊、海嶺、海底高原(海臺(tái))、海山和海隆等，在伴隨板塊俯沖匯聚過程中更加容易形成特殊俯沖構(gòu)造體系(Huene et al.，2004；Dong et al.，2018；高金尉等，2018；何慶宇等，2021)，這些區(qū)域內(nèi)復(fù)雜的構(gòu)造動(dòng)力背景通常伴隨活躍的流-固跨圈層物質(zhì)能量交換過程(鄭永飛等，2016；李三忠等，2018)，廣泛的海底熱液與冷泉活動(dòng)、多金屬硫化物噴發(fā)(孫衛(wèi)東等，2010)和海底裂隙活動(dòng)、空間聚集性淺層地震活動(dòng)(Gao and Wang，2014，2017)等，因此，海底凸起構(gòu)造俯沖研究一直是全球海洋地學(xué)研究的前沿與熱點(diǎn).

東南亞巽他弧俯沖構(gòu)造體系位于印澳聯(lián)合板塊與巽他大陸板塊匯聚邊緣，自始新世以來(lái)形成了長(zhǎng)度超過5000 km的安達(dá)曼—蘇門答臘—爪哇海溝連續(xù)俯沖體系(Metcalfe，2011；Hall，2012，2018；汪品先，2017；Li et al., 2021)(圖1)，從東部的弗洛雷斯島和松巴群島一直向西北延伸到緬甸南部安達(dá)曼海區(qū)域，這段連續(xù)俯沖體系以印度洋90°E海嶺以東的開闊東印度洋洋殼俯沖為主，且大部分海底區(qū)域表面光滑平坦，因此大部分巽他弧俯沖體系曾經(jīng)一直被認(rèn)為是俯沖增生型板塊邊緣，發(fā)育較為典型的高壓增生棱柱體弧前隆起地貌特征.直到2006年，隨著海底高分辨率多波束掃描測(cè)深技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，Kopp等(2006)首次公開發(fā)表東爪哇南部近海區(qū)域高分辨率海底圖像，發(fā)現(xiàn)東印度洋沃頓海盆圣誕島海底火山群省最東段Roo海隆已經(jīng)隨板塊運(yùn)動(dòng)到達(dá)爪哇海溝區(qū)域，并根據(jù)海底地貌特征認(rèn)為該區(qū)域正在發(fā)生板塊俯沖侵蝕過程，且推測(cè)Roo海隆可能處于早期俯沖階段.至此，在巨大的巽他“溝-弧-盆”俯沖構(gòu)造體系中發(fā)現(xiàn)了東爪哇南部近海Roo海隆區(qū)“隆-溝-弧-盆”局部新俯沖構(gòu)造格局.

圖1 東南亞巽他弧俯沖構(gòu)造體系與圣誕島海底火山群省(含Roo海隆)位置圖黃色陰影區(qū)域表示巽他古陸核范圍，其他顏色陰影區(qū)域表示中生代從岡瓦納大陸裂離并拼接到巽他古陸核陸塊碎片，據(jù)文獻(xiàn)(Metcalfe，2011，2021；Hall，2012，2017)標(biāo)注.Fig.1 The location map of the Sunda arc subduction tectonic system and the Christmas Island Seamount Province (including Roo Rise) in Southeast AsiaThe yellow shaded areas indicate the extent of theSunda craton, while the other shaded areas indicate the Mesozoic fragmentation from Gondwana and splice into the Sunda craton，according to the literature(according to Metcalfe，2011，2021；Hall, 2012，2017).

與巽他弧相鄰區(qū)域正常洋殼俯沖過程相比，由于粗糙海底地形特征接近海溝，Roo海隆凸起構(gòu)造在巽他弧體系中觸發(fā)了不同的俯沖地質(zhì)過程.本文結(jié)合前人研究成果，全面梳理認(rèn)識(shí)Roo海隆區(qū)域?qū)傩蕴卣?，包括海隆巖性與年代學(xué)特征、起源爭(zhēng)議、“隆-溝”區(qū)域俯沖深部結(jié)構(gòu)特征；進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)弧前海隆早期俯沖侵蝕過程的認(rèn)識(shí)，包括局部弧前增生棱柱體前緣碰撞侵蝕、差異性抬升和變形特征；首次利用二維多道地震資料，分析探討弧后盆地對(duì)“隆-溝-弧-盆”新俯沖構(gòu)造格局的響應(yīng)特征.

1 區(qū)域地質(zhì)背景

Roo海隆屬于東印度洋圣誕島海底火山群省最東段，圣誕島海底火山群省延?xùn)|西軸向展布超過2200 km，南北寬度超過550 km，覆蓋面積超過1200000 km2，自西向東包括四個(gè)次級(jí)海底火山群省，依次為科科斯—基林火山群省、維寧—曼尼斯火山群省，東沃頓海盆火山群省和阿爾戈深海盆地火山群省(Hoernle et al.，2011)(圖2).現(xiàn)今Roo海隆區(qū)域的印澳聯(lián)合板塊正以北東11°方向俯沖到巽他大陸下(Wallace et al.，2004)，而近東西向延伸的圣誕島海底火山群省與板塊俯沖方向近乎垂直，因此無(wú)法簡(jiǎn)單套用太平洋板塊夏威夷—皇帝海山鏈固定熱點(diǎn)地幔柱理論解釋圣誕島海底火山群成因；在科科斯—基林火山群省和維寧—曼尼斯火山群省之間存在一條南北走向、長(zhǎng)達(dá)2500km的調(diào)查者海脊破碎帶(Lange et al.，2010；Koulakov et al.，2016)，雖然調(diào)查者海脊破碎帶南北向貫穿圣誕島海底火山群省內(nèi)部，但目前調(diào)查者海脊破碎帶對(duì)圣誕島海底火山群省的形成是否具有控制作用尚不明確.

圖2 圣誕島海底火山群省(含Roo海隆)區(qū)域地質(zhì)年代學(xué)及磁異常條帶分布特征白色虛線為Roo海隆范圍(據(jù)IHO-IOC，2018)；綠色虛線為Roo海隆俯沖侵蝕區(qū)域；紅色實(shí)線和三角形為蘇門答臘—爪哇海溝；黑色實(shí)線圈定范圍代表為四個(gè)次級(jí)海底火山群省，科科斯—基林火山群省(CKVP)、維寧—曼尼斯火山群省(VMVP)，東沃頓海盆火山群省(EWBVP)和阿爾戈海盆火山群省(ABVP)，數(shù)字與空心圓圈代表測(cè)年及拖曳采樣位置(據(jù)Hoernle et al.，2011).縮略詞：MI，馬都拉島；RMKIZ，南望—馬都拉—康厄安反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶； K-MSB，肯登—馬都拉海峽盆地； CI，圣誕島； CKI，科科斯—基林群島； GAP，加斯科因深海平原；AAP，阿爾戈深海平原；BI，巴厘島；LI，龍目島；SWI，松巴哇島；SI，松巴島.Fig.2 Distribution characteristics of regional geochronology and magnetic anomaly bands in the Christmas Island Seamount Province (including Roo Rise)The white dotted line is the Roo Rise range (according to IHO-IOC, 2018). The green dotted line is the Roo Rise subduction erosion area. The solid red lines and triangles are the Sumatra-Java Trench. The definite range of the black solid lines represent by four sub-submarine volcanic provinces, Cocos-Keeling volcanic provinces (CKVP), Vining-Mannes volcanic provinces(VMVP), East Wharton Basin volcanic provinces (EWBVP) and Argo Basin volcanic provinces (ABVP). Numbers and hollow circles represent dating and drag-sampling locations (according to Hoernle et al., 2011). Acronym :MI, Madura Island. RMKIZ, Rembang-Madula-Kangean inversion tectonic zone; K-MSB, Kendeng-Madura strait basin. CI, Christmas island. CKI, Cocos-Keeling islands. GAP, Gascoyne abyssal plain. AAP, Argo abyssal plain. BI, Bali island. LI, Lombok island. SWI, Sumbawa island. SI, Soemba island.

Roo海隆地處東印度洋沃頓海盆北部地區(qū)，從全球板塊構(gòu)造劃分來(lái)看，屬于印澳聯(lián)合板塊——巽他大陸俯沖匯聚體系.根據(jù)板塊模型重建顯示，中生代侏羅紀(jì)到新生代是東南亞區(qū)域長(zhǎng)期且重要的板塊調(diào)整重組時(shí)期；晚侏羅世到白堊紀(jì)，多個(gè)陸塊碎片依次從南方岡瓦納大陸裂離(Li et al.，2018，2019)，經(jīng)過長(zhǎng)距離北向漂移運(yùn)動(dòng)，碰撞拼接到巽他古陸核上，這些陸塊碎片主要包括西南婆羅洲塊體(Metcalfe，2011)、東爪哇—西蘇拉威西塊體(Smyth et al.，2007；Emmet et al.，2009；Granath et al.，2011)、沙巴—北西蘇拉威西塊體(van Leeuwen et al.，2007)(圖1)，以上塊體均被認(rèn)為從現(xiàn)今澳大利亞西北部?？怂姑┧垢咴c新幾內(nèi)亞島鳥頭之間的邊緣地帶裂離(Hall，2012，2017，2018).

研究發(fā)現(xiàn)在Roo海隆東側(cè)的阿爾戈深海平原與澳大利亞西北大陸架交接部位洋殼年齡大于155 Ma(Gradstein，1992)(圖2)，這意味著上述邊緣地帶發(fā)生裂谷作用時(shí)間會(huì)更早.侏羅紀(jì)隨著中特提斯洋殼向南俯沖，岡瓦納北緣發(fā)生弧后張裂作用，推測(cè)在160 Ma時(shí)西南婆羅洲塊體首先從現(xiàn)今外班達(dá)海區(qū)域開始裂離，同時(shí)，沙巴—北西蘇拉威西塊體近乎同時(shí)期從現(xiàn)今內(nèi)班達(dá)海區(qū)域裂離，到155 Ma時(shí)，東爪哇—西蘇拉威西塊體從現(xiàn)今阿爾戈深海平原裂離.西南婆羅洲塊體大約在早白堊世115～110 Ma之間沿著從納土納(Natuna)地區(qū)向南延伸到勿里洞島的構(gòu)造線拼接到巽他大陸南部邊緣.東爪哇—西蘇拉威西塊體和沙巴—北西蘇拉威西塊體在大約90 Ma時(shí)期與較早拼接到巽他大陸的西南婆羅洲塊體再次碰撞拼接(Hamilton，1979；Parkinson et al.，1998；Hall et al.，2009；Hennig et al., 2016)，這次碰撞拼接過程形成了梅拉圖斯縫合帶，并導(dǎo)致了巽他大陸南緣白堊紀(jì)俯沖過程的結(jié)束.

Roo海隆以北與東爪哇島相隔爪哇海溝，前人研究發(fā)現(xiàn)在東爪哇島弧前盆地與現(xiàn)今火山弧之間的基底為大陸塊體碎片，Smyth等(2007)根據(jù)碎屑鋯石年齡特征研究，發(fā)現(xiàn)東爪哇島南部基底中的太古宇-古生界鋯石年齡與澳大利亞西部皮爾布拉(Pilbara，3.5～2.9 Ga)和伊爾剛克拉通(Yilgarn，2.7～2.6 Ga)相一致，同時(shí)在西蘇拉威西地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了與西澳大利亞年齡特征相似的太古宇鋯石(van Leeuwen et al.，2007)，驗(yàn)證了板塊重建模型中東爪哇—西蘇拉威西塊體(圖1)從澳大利亞西北緣裂離，并經(jīng)過板塊漂移后拼接到巽他大陸邊緣的運(yùn)動(dòng)過程.

晚白堊世到古新世，巽他大陸南緣為被動(dòng)大陸邊緣，此時(shí)印澳聯(lián)合板塊與歐亞板塊匯聚活動(dòng)處于近乎停滯狀態(tài)，到了始新世，印澳聯(lián)合板塊與歐亞板塊之間重新開始相對(duì)運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)今東南亞構(gòu)造格局下印澳聯(lián)合板塊——巽他大陸俯沖匯聚體系形成(Hall，2012，2017；Li et al.，2021).始新世至今，隨著印澳聯(lián)合板塊與巽他大陸之間持續(xù)俯沖碰撞擠壓過程，東南亞區(qū)域主要包括巽他大陸及其鄰域形成以“加里曼丹島”為中心，逆時(shí)針“鉸鏈?zhǔn)健毙D(zhuǎn)收縮運(yùn)動(dòng)過程(Hall，2012，2017；Pownall et al.，2016).

2 Roo海隆區(qū)域?qū)傩蕴卣?/h2>

2.1 Roo海隆區(qū)域巖性與地質(zhì)年代學(xué)特征

Roo海隆及其鄰域海底地形圖顯示圣誕島海底火山群省以大小規(guī)模不一的海底火山結(jié)構(gòu)為主要地貌特征，廣泛分布小型、孤立的火山錐、平頂海山和寬闊平坦的海底隆起狀高原.1998年，國(guó)際地圈-生物圈過去的全球變化研究計(jì)劃(IGBP-PAGES，International Geosphere-Biosphere Program Past Global Changes)深海沉積物取芯項(xiàng)目曾在Roo海隆靠近爪哇海溝一側(cè)，鉆獲長(zhǎng)度為30.3 m的重力柱狀巖心(鉆孔編號(hào)MD982156，水深3884 m，位置見圖2)，巖心上段為保存完好的晚中新世至全新世沉積，下段為富含鈣十字沸石的古新世沉積地層，研究認(rèn)為上下段之間的沉積間斷或不連續(xù)是由于區(qū)域在始新世到中中新世經(jīng)歷構(gòu)造侵蝕，同時(shí)，研究認(rèn)為Roo海隆古新統(tǒng)地層富含的鈣十字沸石來(lái)源于火山活動(dòng)產(chǎn)物，并隨后在長(zhǎng)期沉海沉積作用下形成，推測(cè)該鉆孔中古新世地層沉積時(shí)位于洋中脊側(cè)翼(Kusnida，2009)，據(jù)此表明Roo海隆區(qū)域可能已經(jīng)隨印度洋板塊進(jìn)行了長(zhǎng)距離漂移.Roo海隆區(qū)域的拖曳樣品中以強(qiáng)蝕變橄欖巖質(zhì)熔巖碎塊、錳結(jié)殼和深海沉積物為主(van Hunen et al.，2002).

Hoernle等(2011)等通過開展大規(guī)模海底拖曳采樣工作，發(fā)現(xiàn)整個(gè)圣誕島海底火山群省區(qū)域巖石類型多樣，全區(qū)廣泛分布形成于上地殼的枕狀玄武巖和席狀巖脈，形成于下地殼的各種基性和長(zhǎng)英質(zhì)侵入巖以及層狀堆積巖，在靠近調(diào)查者海脊破碎帶附近偶見形成于上地幔的蛇紋巖，在一些未遭受侵蝕的海山區(qū)廣泛分布斑片狀和枕狀熔巖，在遭受侵蝕的平頂海山周緣區(qū)域常見原生火山碎屑沉積巖和碳酸鹽沉積物.

通過對(duì)圣誕島海底火山群省區(qū)域拖曳樣品進(jìn)行40Ar/39Ar年齡測(cè)定(Hoernle et al.，2011)，發(fā)現(xiàn)全區(qū)域內(nèi)海山巖石樣品年齡自西向東呈遞增趨勢(shì)，同時(shí)結(jié)合海底磁異常條帶發(fā)現(xiàn)，海山樣品年齡與其所在區(qū)域洋殼年齡相差約0～25 Ma；在最西側(cè)的科科斯—基林海底火山群省采集巖樣年齡為56～47 Ma，其周圍洋殼年齡自南向北約為67～61 Ma；中西部維寧—曼尼斯海底火山群省巖樣年齡為95～64 Ma，其周圍洋殼年齡約為100～78 Ma；中東部東沃頓海盆海底火山群省巖樣年齡為115～94 Ma，其周圍洋殼年齡約為120～105 Ma；最東部阿爾戈深海盆地火山群省巖樣年齡為136 Ma，阿爾戈深海盆地內(nèi)洋殼年齡約為154～134 Ma.圣誕島和科科斯—基林群島是研究區(qū)兩座露出水面的海山，根據(jù)圣誕島火山巖樣分析(Taneja et al., 2015)，識(shí)別出現(xiàn)今圣誕島及其海底側(cè)翼兩次較年輕的板內(nèi)火山活動(dòng)，較老一期火山活動(dòng)發(fā)生在始新世43～37 Ma期間，最新一期發(fā)生在上新世4.5～4.3 Ma，兩期火山活動(dòng)相差約33 Ma；有研究人員推測(cè)，圣誕島沉積灰?guī)r可能完全覆蓋了一次更古老的晚白堊紀(jì)火山活動(dòng)事件，至今尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)地質(zhì)露頭證據(jù)，但該推測(cè)與圣誕島所屬的維寧—曼尼斯海底火山群省拖曳巖樣年齡相對(duì)應(yīng)，即圣誕島可能經(jīng)歷三期火山活動(dòng)，發(fā)生在新生代的后兩期火山活動(dòng)將最古老的晚白堊世火山活動(dòng)完全覆蓋.

2.2 Roo海隆區(qū)域俯沖體系深部結(jié)構(gòu)特征

早期折射地震剖面顯示Roo海隆區(qū)域洋殼平均厚度為11.5 km(Curray et al.，1977).近來(lái)利用P波速度、重力建模和二維多道反射地震數(shù)據(jù)聯(lián)合反演，新建的復(fù)合構(gòu)造模型較為清晰的揭示了Roo海隆區(qū)域俯沖體系的深部幾何結(jié)構(gòu)特征(圖3)，Roo海隆區(qū)的地殼厚度在18～12 km之間，平均厚15 km，覆蓋面積約10萬(wàn)km2；同時(shí)模型顯示，海溝以北弧前巽他大陸邊緣地殼的平均厚度為14 km，繼續(xù)向爪哇島陸域方向急劇增加至33 km(Shulgin et al.，2011).前人研究認(rèn)為Roo海隆區(qū)域凸起構(gòu)造特征造成的洋殼厚度增加，可能與洋底基性火山活動(dòng)形成的輝長(zhǎng)巖和玄武巖侵入有關(guān)(van Hunen et al.，2002).

二維多道地震反射成像(Lüschen et al.，2011)顯示，東爪哇弧前Roo海隆區(qū)俯沖板塊上表面形成一系列正斷層構(gòu)造破碎帶，與高分辨率多波束海底測(cè)深顯示的一系列平行于海溝的小型斷層崖和陡坎相對(duì)應(yīng)(Kopp et al.，2006).受二維多道地震采集與成像技術(shù)限制，正斷層構(gòu)造破碎帶沿俯沖板塊上表面隱約可見向下延伸60～70 km(圖3).有學(xué)者認(rèn)為東印度洋俯沖板片彎曲是洋殼上表面形成正斷層構(gòu)造破碎帶的主要原因(Hall，2012)；同時(shí)，俯沖板片彎曲引起區(qū)域板塊應(yīng)力機(jī)制與深部巖漿動(dòng)力變化(Taneja et al.，2015)，可能也與上文提及的圣誕島上新世4.5～4.3 Ma最新一期火山活動(dòng)相對(duì)應(yīng).

圖3 Roo海隆俯沖區(qū)域P波速度分布、重力建模與多道地震聯(lián)合反演(a) P波速度分布，數(shù)值與顏色表示速度大小，紅色三角形表示海底地震儀，黑色粗實(shí)線表示根據(jù)折射地震剖面解釋的莫霍面，虛線表示推測(cè)界面； (b) 區(qū)域密度分布模型剖面，數(shù)值為密度值，單位為g·cm-3； (c) 實(shí)測(cè)(黑色實(shí)線)與模型(藍(lán)色實(shí)線)計(jì)算自由空間重力異常； (d) Roo海隆俯沖區(qū)域深部結(jié)構(gòu)聯(lián)合反演模型(據(jù)文獻(xiàn)修改Shulgin et al.，2011；Lüschen et al.，2011；Kopp et al.，2006).Fig.3 Gravity modeling and multi-channel seismic joint inversion of P-wave velocity distribution in Roo Hillong subduction region(a) P wave velocity distribution, the value and color represent the velocity magnitude, the red triangle represents the ocean-bottom seismometers (OBS), the thick black line represents the Moho surface interpreted according to the refraction seismic profile, and the dashed line represents the presumed interface; (b) Density distribution model section, the numerical value is density value, the unit is g·cm-3; (c) Observed (black solid line) and model (blue solid line) calculated free-air gravity anomalies; (d) Joint inversion model of deep structures in the Roo Rise subduction zone(according to Shulgin et al.，2011；Lüschen et al.，2011；Kopp et al.，2006).

本文利用最新衛(wèi)星測(cè)高反演重力異常數(shù)據(jù)(Sandwell et al.，2014；Garcia et al.，2014)，繪制了東印度洋圣誕島海底火山群省區(qū)域及其鄰域自由空間重力異常圖(圖4)，網(wǎng)格精度達(dá)到1′×1′.自由空間重力異常對(duì)地表和近地表質(zhì)量分布較為敏感，在陸地區(qū)，與地形高程呈正相關(guān)，在海洋區(qū)域，相關(guān)關(guān)系相對(duì)較弱.通過圖4可見，圣誕島海底火山群省區(qū)域呈彌散狀低異常分布特征，異常值主要集中在0～100 mGal，且海底火山群省在整個(gè)東印度洋殼區(qū)域沒有表現(xiàn)出明顯的自由空間重力異常特征，推測(cè)可能是由于存在低密度補(bǔ)償?shù)貧ど礁?，這在現(xiàn)今一些洋中脊擴(kuò)張中心或其附近形成的海底火山的重力異常特征較為常見(Walther，2003).而在蘇門答臘島—爪哇島弧前區(qū)域，主要為兩條平行分布的負(fù)高異常條帶中間夾一條正低異常條帶，兩條負(fù)高異常條帶值為-100～-150 mGal，對(duì)應(yīng)弧前盆地與海溝區(qū)域；正低異常條帶值約為0～80 mGal，對(duì)應(yīng)于東印度洋殼俯沖在巽他大陸邊緣形成的增生棱柱體弧前隆起區(qū).值得注意的是，正低異常條帶在東爪哇弧前Roo海隆俯沖區(qū)域被切斷，且Roo海隆正低異常區(qū)向海溝負(fù)高異常區(qū)擠壓，造成該海溝區(qū)域負(fù)高異常條帶向北凹陷.

圖4 東印度洋圣誕島海底火山群省區(qū)域及其鄰域自由空間重力異常圖Fig.4 Free-space gravity anomaly map of the Christmas Island Seamount Province in the eastern Indian Ocean and its adjacent regions

2.3 Roo海隆及圣誕島海底火山群省起源

Roo海隆及圣誕島海底火山群省的起源一直是印度洋海洋地學(xué)研究的前沿與熱點(diǎn).圣誕島海底火山群省軸向呈近東西向彌散狀延伸，與所在區(qū)域內(nèi)印澳聯(lián)合板塊北北東向漂移運(yùn)動(dòng)近似垂直，同時(shí)Hoernle等(2011)發(fā)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)部分平頂海山由于二期火山活動(dòng)在其平臺(tái)上形成新的火山錐，及平頂海山與未被侵蝕的海山相間分布，表明在同一海山區(qū)域可能經(jīng)歷多期次火山活動(dòng)，或早期形成的火山錐經(jīng)歷構(gòu)造抬升侵蝕為平頂海山，后期構(gòu)造沉降而重新發(fā)育新一期火山活動(dòng)，這與圣誕島已經(jīng)識(shí)別的兩期火山活動(dòng)相符合，因此無(wú)法簡(jiǎn)單套用太平洋板塊夏威夷—皇帝海山鏈固定熱點(diǎn)地幔柱理論解釋其成因.另外發(fā)育于現(xiàn)今印澳聯(lián)合板塊內(nèi)的調(diào)查者海脊巖石圈深大斷裂帶，由于其南北走向，與圣誕島海底火山群省東西延伸方向垂直，所以巖石圈裂縫形成火山活動(dòng)成因理論也不能較好解釋圣誕島海底火山群省起源.

Hoernle等(2011)根據(jù)圣誕島海底火山群省火山巖40Ar/39Ar年齡研究發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)海山年齡主要為136～47 Ma，從西向東海山年齡逐漸增加，且與周圍洋殼年齡相比晚0～25 Ma，這與洋中脊附近形成的海底構(gòu)造年齡特征相似.同時(shí)根據(jù)拖曳巖樣Sr、Nd、Hf、Pb同位素含量分析結(jié)果與Gplates板塊構(gòu)造模型相結(jié)合，認(rèn)為在中生代時(shí)期，南方岡瓦納大陸邊緣首先由于巖石圈拆沉減薄作用發(fā)生裂離，拆沉的澳大利亞邊緣古老大陸巖石圈地幔物質(zhì)和中特提斯洋殼南向新俯沖的部分洋殼物質(zhì)再次減壓熔融，被上升地幔流夾帶并沿新生洋中脊再次折返上涌，最終形成圣誕島海底火山群省，該過程稱為新生洋中脊大陸巖石圈地幔淺層再循環(huán)作用.同時(shí)該過程可能是陸緣裂解背景下新生洋盆海山省形成的重要機(jī)制，而對(duì)于較古老的太平洋板塊，洋中脊遠(yuǎn)離大陸邊緣，其上涌巖漿中基本沒有古老大陸巖石圈地幔拆沉物質(zhì)，因此東印度洋圣誕島海底火山群與太平洋板塊海山群是兩種完全不同的成因機(jī)制.

目前關(guān)于圣誕島海底火山群省起源的爭(zhēng)議主要集中在與圣誕島海底火山群省相關(guān)的洋中脊發(fā)育位置，該洋中脊被認(rèn)為已經(jīng)隨印澳聯(lián)合板塊俯沖消亡于巽他大陸之下.Hoernle等(2011)支持的Gplates板塊重建模型認(rèn)為該洋中脊曾發(fā)育于西緬甸塊體與澳大利亞陸塊裂離的位置，且在該位置可能存在固定熱點(diǎn)地幔柱，可以解釋阿爾戈海底火山群省136 Ma和中東部東沃頓海盆海底火山群省115～94 Ma的火山活動(dòng)，但不能較好解釋中西部維寧—曼尼斯海底火山群省93～70 Ma、西部科科斯—基林火山群省56～47 Ma和圣誕島4 Ma的火山活動(dòng).而Hall(2012，2017)的板塊重建模型認(rèn)為該洋中脊曾經(jīng)發(fā)育于澳大利亞西緣陸塊與裂離的東爪哇—西蘇拉威西塊體之間，主要依據(jù)是西緬甸塊體中一直未發(fā)現(xiàn)年齡超過2.8 Ga的太古代鋯石；基于此板塊重建模型可以較好解釋上述136 Ma，115～94 Ma，93～70 Ma和圣誕島44～37 Ma火山活動(dòng)；同時(shí)，Hall(2012)又提出科科斯—基林火山群省和外海山更可能與轉(zhuǎn)換斷層火山活動(dòng)成因相關(guān)，與洋中脊-熱點(diǎn)地幔柱成因似乎關(guān)系不大.

3 Roo海隆俯沖區(qū)域響應(yīng)特征

3.1 弧前早期俯沖侵蝕過程

新生代以來(lái)印澳聯(lián)合板塊向巽他大陸之下持續(xù)俯沖，在上覆巽他陸塊邊緣發(fā)育較為典型的高壓增生棱柱體弧前隆起地貌，且弧前隆起頂部構(gòu)造線走向與蘇門答臘—爪哇海溝走向近似平行且較為連續(xù)，等深線與海溝走向也呈近似平行分布.但在東爪哇島弧前Roo海隆俯沖區(qū)域，弧前隆起頂部構(gòu)造線走向模糊且彎曲；與東西部較為連續(xù)展布的龍目弧前隆起(Planert et al.，2010)和西爪哇島弧前隆起(Kopp et al.，2006)相比，東爪哇島弧前隆起地貌呈多個(gè)孤立的較為清晰的海底山峰，平均高出周邊海底約800～1200 m(圖2，圖3)；Masson等(1990)推測(cè)這些孤立的海底山峰的位置可能是早期Roo海隆以北已經(jīng)俯沖潛沒海山的對(duì)應(yīng)位置，但同時(shí)發(fā)現(xiàn)觀測(cè)到的海底山峰的隆起體積大于推測(cè)的俯沖潛沒海山的體積.研究區(qū)融合部分高分辨率多波束掃描數(shù)據(jù)(Kopp et al.，2006)的海底地形圖顯示，Roo海隆俯沖區(qū)域在東爪哇島弧前增生棱柱體前緣已經(jīng)形成了不規(guī)則碰撞疤痕，具體表現(xiàn)為俯沖區(qū)域內(nèi)海溝平均向北方向凹陷約40 km，局部最大超過60 km；海溝內(nèi)凹與增生棱柱體前緣后退，共同形成了一個(gè)面積約25000 km2大小的Roo海隆俯沖前緣侵蝕區(qū)(圖2，圖4).

為了更直觀的認(rèn)識(shí)Roo海隆俯沖侵蝕特征，本文利用地形高程數(shù)據(jù)，計(jì)算并繪制研究區(qū)地形坡度圖(圖5).全區(qū)地形坡度較大的地區(qū)主要為巽他大陸邊緣海溝-火山弧區(qū)域、圣誕島海底火山群省和澳大利亞西北大陸架邊緣坡折帶.研究區(qū)地形坡度圖顯示圣誕島海底火山群省以大小不一的實(shí)心圓或空心圓高亮色填充為主要特征，表明區(qū)域內(nèi)火山錐和平頂海山相間分布且較為高聳；西部地區(qū)南北向延伸的調(diào)查者大斷裂帶從中南段兩條高亮色填充平行線向北段逐漸收斂，表明海脊?fàn)顢嗔褞ы敳勘倍胃鼮榧饫?，中南段相?duì)平緩.在俯沖海溝區(qū)，巽他大陸邊緣弧前隆起前緣地形坡度最大，接近海溝處地形坡度平均約為3～4°，頂部坡度較小；弧前隆起區(qū)連續(xù)平行線性高亮填充清晰表明區(qū)域整體弧前隆起走向與海溝走向近似平行.但在Roo海隆俯沖侵蝕區(qū)，弧前隆起前緣呈斷續(xù)高亮填充，局部地區(qū)地形坡度可達(dá)5～6°，且同樣顯示出弧前隆起前緣凹陷特征；弧前隆起頂部呈不規(guī)則圓形高亮填充特征，與其多個(gè)孤立不規(guī)則形狀的海底山峰地貌相對(duì)應(yīng).

圖5 蘇門答臘—爪哇海溝及其鄰域地形坡度圖Fig.5 Topographic slope map of the Sumatra-Java Trench and its adjacent areas

另外，地形坡度圖顯示Roo海隆俯沖形成的弧前隆起區(qū)北向擠壓凹陷將西爪哇弧前盆地與東部龍目弧前盆地分割開來(lái)，造成東爪哇弧前盆地寬度變窄，發(fā)生明顯擠壓變形.根據(jù)弧前盆地地震-地質(zhì)解釋剖面顯示(圖6)，盆地內(nèi)淺層沉積較為連續(xù)，Kopp等(2006)將其解釋為爪哇島陸源碎屑與火山灰交替沉積，但缺乏地質(zhì)年代約束；同時(shí)受限于當(dāng)時(shí)地震采集與成像技術(shù)，深層地震反射特征無(wú)法清晰識(shí)別.弧前盆地內(nèi)靠近弧前隆起一側(cè)淺部沉積地層整體向北側(cè)傾斜，可能是由于弧前隆起的掀斜抬升導(dǎo)致地層先沉積后構(gòu)造彎曲過程所引起；同時(shí)在盆地內(nèi)北部基底小規(guī)模隆起并向北側(cè)傾斜，推測(cè)是由于弧前盆地遭受自南向北擠壓導(dǎo)致；而弧前隆起頂部發(fā)育一系列張性斷層，說明該區(qū)域正經(jīng)歷垂向隆起和構(gòu)造抬升；以上弧前盆地與弧前隆起淺層構(gòu)造與沉積特征均反映了該區(qū)域正經(jīng)歷新一期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，推測(cè)與Roo海隆早期俯沖階段相對(duì)應(yīng).

圖6 Roo海隆俯沖區(qū)域爪哇弧前盆地地震-地質(zhì)綜合解釋剖面(剖面位置見圖2，據(jù)Kopp et al.，2006修改)Fig.6 Integrated seismic and geological interpretation section of the Javaforearc basin in the Roo Rise subduction region (section location is shown in Fig.2，modified according to Kopp et al., 2006)

根據(jù)Clift和Vannucchi(2004)總結(jié)的全球板塊匯聚邊緣的弧前地形坡度與板塊相對(duì)匯聚速率交會(huì)圖分析(圖7)，Roo海隆俯沖區(qū)域西側(cè)西爪哇弧前區(qū)域和東側(cè)龍目弧前區(qū)域均屬于板塊俯沖增生區(qū)域，而Roo海隆俯沖區(qū)域即東爪哇弧前區(qū)域?yàn)楦_侵蝕區(qū)域.但與全球其他俯沖侵蝕區(qū)相比，Roo海隆俯沖侵蝕區(qū)弧前地形坡度與板塊相對(duì)匯聚速率變量均處于臨界值，結(jié)合上述弧前地形地貌特征分析，說明該區(qū)處于早期俯沖侵蝕階段.同時(shí)前文提到，Roo海隆弧前俯沖板塊形成的正斷層構(gòu)造破碎帶，沿俯沖板塊向北延伸60～70 km，有學(xué)者結(jié)合區(qū)域板塊邊緣匯聚速率粗略推算Roo海隆俯沖開始于約1 Ma(Shulgin et al.，2011)，這也對(duì)應(yīng)了Roo海隆區(qū)弧前早期俯沖侵蝕特征.

圖7 全球板塊匯聚邊緣的弧前地形坡度與板塊相對(duì)匯聚速率交會(huì)圖(板塊匯聚邊緣地名縮略詞請(qǐng)見Clift and Vannucchi，2004)Fig.7 Crossplot of forearc topographic slope and relative plate convergence rate at global plate convergence margins (please refer Clift and Vannucchi，2004 the geographic abbreviation of plate convergence margin)

3.2 弧后盆地構(gòu)造變形響應(yīng)

目前在東南亞巽他“溝-弧-盆”俯沖構(gòu)造體系中存在由于東爪哇島南部近海Roo海隆俯沖形成的“隆-溝-弧-盆”新俯沖構(gòu)造格局，但近年來(lái)研究重點(diǎn)傾向于Roo海隆起源、深部結(jié)構(gòu)及其弧前俯沖碰撞過程方面；同時(shí)，由于一般在弧后地區(qū)很難保留直接地質(zhì)記錄，因此，關(guān)于Roo海隆碰撞背景下弧后東爪哇盆地構(gòu)造變形響應(yīng)特征缺乏相關(guān)研究.

東爪哇盆地是位于加里曼丹島南部和東爪哇島現(xiàn)代火山弧之間的新生代弧后盆地，主要受始新世以來(lái)印澳聯(lián)合板塊和巽他大陸俯沖匯聚過程控制(e.g.Cole and Crittenden，1997；Kusumastuti et al.，2002；Sharaf et al.，2005；Smyth et al.，2007；Hutchison，2010；Hall，2012，2017，2018).東爪哇盆地基底組成主要由前白堊紀(jì)巽他古陸核，一些小型古陸塊碎片及縫合帶拼接而成，這些小型板塊碎片來(lái)源在地質(zhì)背景中已作簡(jiǎn)要介紹，主要包括早白堊世拼接的西南婆羅洲微板塊(Metcalfe，2011，2021)，中白堊世時(shí)期俯沖背景下發(fā)育的梅拉圖斯縫合帶(Hamilton，1979；Parkinson et al.，1998)，晚白堊世時(shí)期與巽他陸塊拼接的東爪哇—西蘇拉威西微板塊(Smyth et al.，2007；Emmet et al.，2009；Granath et al.，2011).新生代以來(lái)東爪哇盆地主要經(jīng)歷了中始新世到漸新世的斷陷-裂后沉降期、中新世到現(xiàn)今的繼承性構(gòu)造連續(xù)擠壓反轉(zhuǎn)期演化階段(Cole and Crittenden，1997；Kusumastuti et al.，2002；Sharaf et al.，2005，2014；Ran et al.，2019)(圖8)，另外盆地南部東爪哇島火山弧的幕式火山作用對(duì)盆地構(gòu)造演化同樣產(chǎn)生重要影響(Lokier，2000；Smyth et al.，2007，2008；Waltham et al.，2008；Ran et al.，2020).

圖8 東爪哇盆地地質(zhì)構(gòu)造格架剖面(剖面位置見圖2，據(jù)Sharaf et al.，2005；Ran et al.，2019修改)Fig.8 Geological tectonic framework section of East Java Basin (section location is shown in Fig.2，modified after Sharaf et al., 2005; Ran et al., 2019)

有學(xué)者通過數(shù)學(xué)建模研究發(fā)現(xiàn)，新生代以來(lái)東爪哇盆地南部二級(jí)構(gòu)造單元肯登—馬都拉海峽盆地(Kendeng-Madura Strait Basin)形成演化主要受南部火山弧負(fù)荷控制而發(fā)生沉降(Waltham et al.，2008).肯登—馬都拉海峽盆地位于東爪哇島南部第四紀(jì)火山弧與南望—馬都拉—康厄安反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶之間，從肯登陸域向東一直延伸至馬都拉海峽，東西狹長(zhǎng)超過400 km，南北寬度較窄(約100～120 km)，與東爪哇島南部火山弧平行.東爪哇島南部主要包括兩條平行火山弧，分別為中始新世-中中新世(約42～18 Ma)南部古老火山弧和第四紀(jì)現(xiàn)代火山弧(圖2).前人通過建立火山弧負(fù)荷與盆地沉降線性正相關(guān)數(shù)學(xué)地質(zhì)模型分析肯登—馬都拉海峽盆地演化過程，該數(shù)學(xué)模型假設(shè)盆地形成區(qū)域是由于存在物質(zhì)密度差異導(dǎo)致的負(fù)荷而發(fā)生沉降，且該負(fù)荷由兩部分組成，分別是地面以下埋藏的巖漿巖與沉積巖密度差異負(fù)荷和地面以上火山建造負(fù)荷(圖9)；通過給出的東爪哇盆地充填密度、火山弧密度、地幔密度、地殼密度與厚度、盆地與火山弧寬度、地面火山坡度等參數(shù)，計(jì)算預(yù)測(cè)出東爪哇火山弧產(chǎn)生的負(fù)荷造成其北側(cè)肯登—馬都拉海峽盆地沉降深度約為6.9 km；同時(shí)利用該數(shù)學(xué)地質(zhì)模型進(jìn)行重力正演，發(fā)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)的重力異常曲線與進(jìn)行地形校正后的實(shí)測(cè)布格重力異常曲線具有較好相關(guān)一致性，說明該火山弧負(fù)荷-盆地沉降模型與肯登—馬都拉海峽盆地實(shí)際較為吻合，驗(yàn)證了模型具有一定程度合理性，因此，研究人員認(rèn)為東爪哇島南部火山弧負(fù)荷控制了肯登—馬都拉海峽盆地形成演化過程(Waltham et al.，2008).

圖9 (a) 肯登—馬都拉海峽盆地火山弧負(fù)荷成因盆地沉降地質(zhì)模型; (b) 剖面實(shí)測(cè)與模型正演重力異常曲線圖(剖面位置見圖2，據(jù)Waltham et al.，2008修改)Fig.9 (a) Geological model of basin subsidence in genesis of volcanic arc loading in the Kendeng-Madura Strait Basin; (b) Curve of the observed and the forward modeling gravity anomaly in section (The section position is shown in Fig.2, modified after Waltham et al., 2008)

但是，本文認(rèn)為該模型中巽他大陸邊緣地殼厚度參數(shù)(40 km)設(shè)置較大，與后來(lái)實(shí)際觀測(cè)地殼厚度33 km(Shulgin et al.，2011)相比誤差大于20%；同時(shí)模型中設(shè)置火山弧密度(2900 kg·m-3)和盆地寬度(150 km)也相對(duì)較大；因此，肯登—馬都拉海峽盆地形成演化過程必然存在其他控制因素.此前由于肯登—馬都拉海峽盆地缺乏地質(zhì)露頭且沒有南北向地震測(cè)線數(shù)據(jù)貫穿盆地，研究人員推測(cè)弧后地殼伸展造成的盆地內(nèi)伸展斷裂作用可能是其中一個(gè)因素；另外一個(gè)因素推測(cè)可能是在東爪哇南部火山弧噴發(fā)之前，由于巖漿分異作用，造成中酸性巖漿噴出，大量基性巖漿在深部聚集，從而形成深部高密度弧巖，其產(chǎn)生的負(fù)荷作用于盆地沉降過程，與模型中設(shè)置的高密度火山弧對(duì)應(yīng).

本文獲得一條馬都拉海峽盆地內(nèi)南北向二維多道地震剖面，并利用鉆井約束進(jìn)行地震-地質(zhì)綜合解釋(圖10).馬都拉海峽盆地中部沉積層最厚達(dá)6 s，該厚度與前人利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算預(yù)測(cè)的盆地沉降深度基本吻合.根據(jù)地震剖面解釋結(jié)果，馬都拉海峽盆地在晚上新世時(shí)期經(jīng)歷了一期自南向北強(qiáng)烈擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，盆地南部地區(qū)發(fā)育逆沖推覆斷層，沿逆沖斷層向北強(qiáng)烈推覆，地層相當(dāng)點(diǎn)推覆距離可能超過3 km；且南部晚中新世-早上新世沉積層遭受擠壓揉皺作用，內(nèi)部以雜亂反射結(jié)構(gòu)為主.盆地中部淺構(gòu)造層發(fā)育兩個(gè)擠壓背斜構(gòu)造，背斜構(gòu)造底部初始層間滑脫層位于上上新統(tǒng)，背斜樞紐部位沉積層自下而上彎曲角度逐漸增大，并沿背斜軸面發(fā)育近乎垂直斷層；背斜兩側(cè)地層均向下彎曲形成小向斜構(gòu)造，盆地中部淺構(gòu)造層形成了“三向夾兩背”新構(gòu)造格局，說明盆地正在經(jīng)歷新一期較為強(qiáng)烈擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng).

圖10 馬都拉海峽盆地N-S向二維多道地震-地質(zhì)綜合解釋成果剖面Fig.10 The N-S direction 2D multi-channel integrated seismic and geological interpretation section of the Madura Strait Basin

目前Roo海隆區(qū)域板塊相對(duì)匯聚速率為67 mm·a-1，且東印度洋殼俯沖平面運(yùn)動(dòng)方向?yàn)镹11°E(DeMets et al.，1994；Tregoning et al.，1994)，與東爪哇海溝呈近似垂直正交角度，同時(shí)震源機(jī)制解析區(qū)域內(nèi)板片正以相對(duì)高角度(大于45°)俯沖至巽他大陸之下(Wallace et al.，2004；Spakman and Hall，2010；Hall and Spakman，2015)，東爪哇弧前為Roo海隆凸起構(gòu)造背景下垂直正交快速高角度俯沖構(gòu)造格局.同時(shí)，肯登—馬都拉海峽盆地與弧前爪哇海溝的間距僅為250 km左右，且緊鄰東爪哇島火山弧，與海溝和火山弧均相互近似平行，呈東西向狹長(zhǎng)帶狀延伸.

綜上所述，本文認(rèn)為肯登—馬都拉海峽盆地內(nèi)正在發(fā)生的新一期擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)于Roo海隆凸起構(gòu)造形成的垂直正交快速高角度新俯沖構(gòu)造格局，其發(fā)育的淺層擠壓背斜構(gòu)造特征是Roo海隆俯沖碰撞背景下弧后盆地內(nèi)的直接構(gòu)造變形響應(yīng).同時(shí)，擠壓背斜構(gòu)造主要發(fā)育于盆地內(nèi)淺構(gòu)造層，說明該期次構(gòu)造變形開始時(shí)間較晚，與弧前Roo海隆處于早期俯沖碰撞階段相對(duì)應(yīng).另外，除了上文提及火山弧負(fù)荷控制因素之外，我們認(rèn)為Roo海隆俯沖對(duì)弧后肯登—馬都拉海峽盆地形成的構(gòu)造擠壓，未來(lái)也將會(huì)隨著Roo海隆持續(xù)俯沖碰撞過程對(duì)弧后盆地區(qū)域產(chǎn)生進(jìn)一步重要影響.

4 結(jié)論

早期研究認(rèn)為巽他弧俯沖體系主要發(fā)育俯沖增生型板塊邊緣，形成較為典型的高壓增生棱柱體弧前隆起地貌特征；近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)東印度洋沃頓海盆圣誕島海底火山群省最東段Roo海隆已經(jīng)隨板塊運(yùn)動(dòng)到達(dá)爪哇海溝區(qū)域，與巽他弧其他區(qū)域正常洋殼俯沖過程相比，由于粗糙海底地形特征接近海溝，Roo海隆凸起構(gòu)造在巽他弧體系中觸發(fā)了不同的俯沖地質(zhì)過程.本文結(jié)合前人研究成果，全面梳理認(rèn)識(shí)Roo海隆區(qū)域?qū)傩蕴卣?，包括海隆巖性與年代學(xué)特征、起源爭(zhēng)議、“隆-溝”區(qū)域俯沖深部結(jié)構(gòu)特征；進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)弧前海隆早期俯沖侵蝕過程的理解，包括局部增生棱柱體前緣碰撞侵蝕凹陷、弧前隆起差異性抬升、弧前盆地?cái)D壓破碎變窄.

本文首次通過二維多道地震資料分析，探討弧后盆地對(duì)“隆-溝-弧-盆”新俯沖構(gòu)造格局的響應(yīng)特征；目前弧后肯登—馬都拉海峽盆地內(nèi)正在發(fā)生新一期擠壓構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，我們認(rèn)為其發(fā)育的淺層擠壓背斜構(gòu)造特征是Roo海隆凸起構(gòu)造形成的垂直正交快速高角度新俯沖構(gòu)造格局下弧后盆地內(nèi)的直接構(gòu)造變形響應(yīng).

全球海底凸起構(gòu)造俯沖侵蝕在殼幔物質(zhì)循環(huán)過程中表現(xiàn)出物質(zhì)缺失，通常難以被記錄，相反俯沖增生形成的物質(zhì)增加過程容易保留地質(zhì)記錄；同時(shí)，由于一般在弧后地區(qū)很難保留或難以發(fā)現(xiàn)直接地質(zhì)證據(jù)，因此對(duì)于海底凸起構(gòu)造俯沖區(qū)域響應(yīng)過程的研究一直是科學(xué)難點(diǎn).基于Roo海隆垂直正交快速高角度俯沖過程、弧前與弧后盆地緊鄰且直面弧前Roo海隆俯沖區(qū)域的優(yōu)越地理?xiàng)l件，東印度洋Roo海隆區(qū)域是開展海底異常凸起構(gòu)造俯沖體系研究的天然實(shí)驗(yàn)室.

致謝本文使用了最新公開全球海洋與陸地地形模型與衛(wèi)星測(cè)高反演重力異常網(wǎng)格數(shù)據(jù).感謝中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院海外項(xiàng)目研究團(tuán)隊(duì)提供的二維多道地震數(shù)據(jù).