雅浦-卡羅琳海區(qū)精細(xì)地貌解譯與分析

劉喆昊，王 冰，張建興，宋永東，莊麗華，欒振東,4*

（1. 中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 海洋地質(zhì)與環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071；2. 中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3. 山東石油化工學(xué)院 油氣工程學(xué)院，山東 東營(yíng) 257061；4. 中國(guó)科學(xué)院 海洋大科學(xué)研究中心，山東 青島 266071）

西太平洋緊鄰歐亞大陸，發(fā)育了全球最典型的溝-弧-盆體系和復(fù)雜多變的海底地形結(jié)構(gòu)，一直是全球地球科學(xué)研究的熱點(diǎn)區(qū)域。雅浦-卡羅琳海區(qū)位于菲律賓海板塊、太平洋板塊與卡羅琳板塊三大板塊的匯聚交匯處，各種構(gòu)造應(yīng)力的相互作用，塑造了該區(qū)海底豐富的海底地貌景觀。雅浦海溝是該海區(qū)最重要的構(gòu)造單元，由于具有俯沖速率緩慢、溝弧距離較近以及海溝沉積物缺失等特殊的地質(zhì)特征，被認(rèn)為是新發(fā)育的不成熟俯沖帶，具有一定的研究?jī)r(jià)值[1-2]。自20 世紀(jì)70 年代起，圍繞板塊俯沖機(jī)制與海溝演化過(guò)程等科學(xué)問(wèn)題，美國(guó)、日本在雅浦海溝附近開(kāi)展了地形、地震、重磁、熱流以及巖石的調(diào)查工作[3-6]。我國(guó)的“向陽(yáng)紅10”考察船在20 世紀(jì)80 年代開(kāi)展的上海至加羅琳群島的重力調(diào)查中，獲取了該海區(qū)的重力剖面測(cè)量數(shù)據(jù)[7]。這些研究都深化了我們對(duì)雅浦海溝俯沖模式的理解。然而，前人調(diào)查獲得的水深數(shù)據(jù)分辨率低且測(cè)量范圍局限于雅浦海溝分散的特定區(qū)域，使我們無(wú)法對(duì)雅浦-卡羅琳海區(qū)整體的地形地貌特征進(jìn)行精細(xì)分析。

2014—2019 年，“科學(xué)”號(hào)科考船對(duì)雅浦-卡羅琳海區(qū)及周邊海域進(jìn)行了多次綜合考察，系統(tǒng)采集了地形地貌、地球物理、水文環(huán)境及生態(tài)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)。利用“科學(xué)”號(hào)搭載的全水深多波束測(cè)深系統(tǒng)在雅浦-卡羅琳海區(qū)采集的全覆蓋高分辨率水深數(shù)據(jù)，本文繪制了不同尺度、不同類型的海底地形地貌圖件，對(duì)該海區(qū)的復(fù)雜地形地貌進(jìn)行了多角度的解譯與分析，并對(duì)地貌類型進(jìn)行了分類，旨在為西太平洋板塊構(gòu)造演化、深海環(huán)流、生態(tài)系統(tǒng)等研究提供基礎(chǔ)地質(zhì)信息支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

雅浦-卡羅琳海區(qū)位于西太平洋東南端，地處菲律賓海板塊、太平洋板塊與卡羅琳板塊的交界處，主要包括雅浦海溝中部及其附近的海域，大致范圍為（136°～140°E，8°～10°N）（圖1）。研究區(qū)的中央是雅浦海溝與雅浦島弧。雅浦海溝北接馬里亞納海溝，走向大致為NNE 向，并向南轉(zhuǎn)為WNW 向與帕勞海溝相連，整體呈“J”字型，是菲律賓海板塊東部連續(xù)弓形海溝系統(tǒng)的一部分。在海溝的東側(cè)是卡羅琳海脊，其走向大致與雅浦海溝垂直，并被索羅爾海槽分割為北部的卡羅琳群島海脊，以及南部的西卡羅琳海隆。索羅爾海槽也是太平洋板塊與卡羅琳板塊的離散型邊界。而研究區(qū)的西側(cè)是帕里西維拉海盆的一部分，也是雅浦溝—弧—盆體系的弧后盆地。

圖1 研究區(qū)區(qū)域地質(zhì)概況、地形和多波束測(cè)線分布Fig. 1 Geological setting, topography and surveying lines of the study area

目前普遍認(rèn)為，卡羅琳海脊的碰撞在雅浦俯沖帶構(gòu)造演化過(guò)程中起到了重要的作用。中始新世，太平洋板塊向菲律賓海板塊的俯沖，造成了伊豆-小笠原-馬里亞納俯沖體系（Izu-Bonin-Mariana, IBM）的形成與四國(guó)-帕里西維拉海盆的擴(kuò)張[8]。晚漸新世，卡羅琳板塊的熱點(diǎn)作用形成了包含海底高原與一系列海山的卡羅琳海脊，并隨著卡羅琳板塊向西北移動(dòng)，在25 Ma 與雅浦海溝發(fā)生碰撞[9-10]。早期對(duì)雅浦島的巖石學(xué)研究表明，卡羅琳海脊的碰撞導(dǎo)致了雅浦島弧火山活動(dòng)的消失，并造成了雅浦海溝俯沖活動(dòng)的停滯[11]。然而，后來(lái)的地球物理及巖石學(xué)證據(jù)表明，卡羅琳板塊目前仍在沿著雅浦海溝以0～6 mm/a 的極慢速率向菲律賓海板塊俯沖[2,4,5,12-13]?？_琳海脊的碰撞阻礙也造成了雅浦海溝與馬里亞納海溝橫向的運(yùn)動(dòng)差異，使二者分離并在連接處形成了尖端狀[14]。但是，也有學(xué)者結(jié)合地球物理及構(gòu)造特征等證據(jù)認(rèn)為加羅林海脊并沒(méi)有與雅浦島弧直接發(fā)生碰撞[15]。此外，在10～15 Ma 卡羅琳海脊中央在走滑-擴(kuò)張環(huán)境下形成了裂谷，并演化成為索羅爾海槽，使卡羅琳板塊與太平洋板塊逐漸分離[16]。

2 研究數(shù)據(jù)及方法

本研究采用的高分辨率海底地形地貌資料來(lái)源于2014—2019 年期間“科學(xué)”號(hào)科考船在雅浦-卡羅琳海區(qū)多次調(diào)查時(shí)采集的多波束水深數(shù)據(jù)。水深測(cè)量使用ELAC Nautik 公司生產(chǎn)的SeaBeam 3012全水深多波束測(cè)深系統(tǒng)，并結(jié)合了運(yùn)動(dòng)姿態(tài)傳感器和高精度差分GPS 定位導(dǎo)航系統(tǒng)等附屬設(shè)備。累計(jì)完成多波束測(cè)線長(zhǎng)度5 800 km，測(cè)區(qū)面積6.6 萬(wàn)km2。由于研究區(qū)內(nèi)水深與底質(zhì)類型變化大，導(dǎo)致多波束測(cè)深作業(yè)時(shí)回波信息復(fù)雜，易產(chǎn)生錯(cuò)誤信息，生成虛假地形。針對(duì)這種情況，采取了保持合適船速、調(diào)整激發(fā)能量、合理布設(shè)測(cè)線等方法，取得了較好的效果。此外，研究區(qū)內(nèi)海溝區(qū)域水深可達(dá)6 000～8 000 m，根據(jù)SeaBeam 3012 全水深多波束系統(tǒng)的測(cè)量精度指標(biāo)（在開(kāi)角30°范圍內(nèi)波束測(cè)量精度為0.2%），因此在本研究水深測(cè)量的誤差應(yīng)小于20 m。

本研究主要利用多波束實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與GEBCO 網(wǎng)格為1′的全球水深地形數(shù)據(jù)，制作了雅浦-卡羅琳海區(qū)完整的水深地形圖。多波束水深數(shù)據(jù)利用CARIS HIPS & SIPS 軟件進(jìn)行處理，該過(guò)程主要包括潮位校正、吃水校正、聲速校正以及數(shù)據(jù)清理等步驟。之后將獲取的數(shù)據(jù)網(wǎng)格化，并通過(guò)空間插值對(duì)數(shù)據(jù)空白點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，得到200 m 網(wǎng)格的DEM 柵格數(shù)據(jù)。相比GEBCO 數(shù)據(jù)，實(shí)測(cè)多波束數(shù)據(jù)有更高的精度與分辨率，可以識(shí)別許多小型地貌類型如洼地、陡坡等，以滿足精細(xì)地貌分析的需要；而在科考船無(wú)法進(jìn)行多波束作業(yè)的海島、珊瑚礁等區(qū)域，GEBCO 數(shù)據(jù)可對(duì)多波束資料進(jìn)行補(bǔ)充。

3 雅浦-卡羅琳海區(qū)地形地貌特征

雅浦-卡羅琳海區(qū)面積約85 000 km2，海區(qū)內(nèi)水深變化較大，水深最大處（位于雅浦海溝）可達(dá)8 590 m。研究區(qū)內(nèi)地貌單元類型豐富，包含海脊、海溝、海盆等大型地貌單元，并可識(shí)別數(shù)量眾多的海山、海丘，以及深海洼地等小型地貌單元，反映了研究區(qū)地貌塑造過(guò)程的復(fù)雜性。其中，海山主要分布在雅浦-卡羅琳海區(qū)的西南區(qū)域（帕里西維拉海盆南部）與東北區(qū)域（索羅爾海槽與卡羅琳群島海脊）。它們成因多樣，形態(tài)各異，加深了研究區(qū)海底地形的復(fù)雜程度，是研究區(qū)內(nèi)重要的地貌單元類型。

海底地形地貌的形成發(fā)育受到各種控制因素的共同影響。其中，地球內(nèi)部營(yíng)力作用會(huì)控制和限制某一地區(qū)的大、中型地貌單元的形成以及總體分布格局，而外部營(yíng)力作用直接對(duì)海底進(jìn)行改造，繼而塑造出千變?nèi)f化的地貌形態(tài)。在雅浦-卡羅琳海區(qū)，構(gòu)造活動(dòng)與火山活動(dòng)是塑造現(xiàn)今地貌特征的主要控制因素，而外動(dòng)力地質(zhì)作用（如侵蝕沉積等過(guò)程）也改變了研究區(qū)的地貌形態(tài)。

在研究區(qū)中部由于雅浦海溝的存在，使得研究區(qū)整體呈現(xiàn)兩側(cè)高，中間低的特點(diǎn)。此外，雅浦海溝與雅浦島弧之間的溝弧距離僅約40 km，遠(yuǎn)小于其他溝-弧體系中海溝與島弧的距離，可將二者視為統(tǒng)一的地貌體系，并將整個(gè)雅浦-卡羅琳海區(qū)自西向東分割成3 部分：雅浦弧后盆地地貌體系、雅浦俯沖帶地貌體系以及卡羅琳海脊地貌體系（圖2a）。

圖2 雅浦-卡羅琳海區(qū)水深地形與剖面aa'和剖面bb'Fig. 2 Topographic map and profiles aa' and bb' of the Yap-Caroline area

在雅浦-卡羅琳海區(qū)選取剖面aa'和剖面bb'兩個(gè)典型地形剖面（圖2b）。剖面aa'位于研究區(qū)北部，自西向東依次橫穿了帕里西維拉海盆北部、雅浦海溝以及索羅爾海槽，帕里西維拉海盆內(nèi)地形起伏較小，而索羅爾海槽是研究區(qū)內(nèi)海山發(fā)育密集的區(qū)域之一，其中許多海山的高度＞1 000 m，使地形更加復(fù)雜。剖面bb'自西向東橫穿了帕里西維拉海盆、雅浦海溝和西卡羅琳海隆的北部邊緣，海溝西側(cè)存在海山，而海溝東側(cè)的西卡羅琳海隆地形相對(duì)平坦。在這些剖面圖中，雅浦海溝地形呈“V”字形，海溝、島弧及海盆等地貌單元之間的界限都較為分明。

3.1 雅浦弧后盆地地貌體系

雅浦弧后盆地位于雅浦-卡羅琳海區(qū)西部，屬于帕里西維拉海盆的一部分，整體來(lái)看水深隨著與雅浦島弧之間距離的增加而逐漸變大。根據(jù)海底地形的差異，雅浦弧后盆地可劃分為南、北兩部分，二者的界線大致位于恩古盧環(huán)礁北部垂直海溝走向的WNW 方向（圖3a）。從剖面圖cc'（圖3b）可知，雅浦弧后盆地北部水深約4 500 m，地形起伏相對(duì)較??；而南部則發(fā)育有大量高度＞1 000 m的海山，整體地勢(shì)較高。

圖3 雅浦弧后盆地水深地形與剖面cc'Fig. 3 Topographic map and profile cc' of the Yap back-arc basin

脊-槽地貌是雅浦弧后盆地北部最重要的地貌類型，主要有2 種不同的走向。第一種走向?yàn)榻麼—S 向，分布在雅浦海溝與馬里亞納海溝交界處的西側(cè)，長(zhǎng)約40～80 km，起伏高度為300～500 m（剖面dd'，圖4a）。第二種走向?yàn)镋NE—WSW 向，分布在前者以南的雅浦海溝的西側(cè)，呈雁列狀排列，長(zhǎng)50～70 km，起伏高度為100～200 m（剖面ee'，圖4b）。這些脊-槽地貌是帕里西維拉海盆擴(kuò)張背景下形成的，而這種線狀正地貌或負(fù)地貌的走向一般垂直于拉伸應(yīng)力下海底的擴(kuò)張方向[18]。因此，雅浦弧后盆地的脊-槽地貌可能一定程度上記錄了雅浦弧后盆地?cái)U(kuò)張方向的改變：N—S 向的脊-槽地貌可能是早期馬里亞納-雅浦海溝向西俯沖，帕里西維拉海盆東西向擴(kuò)張背景下形成的；ENE—WSW 向的脊-槽地貌反映了卡羅琳海脊碰撞后，雅浦海溝現(xiàn)今WNW 向的俯沖方向。

圖4 雅浦弧后盆地地貌與剖面dd'、剖面ee'Fig. 4 Topographic map and profile dd' and profile ee' of ridge-trough landforms

雅浦弧后盆地南部相較北部發(fā)育有大量的海山，反映了南北巖漿活動(dòng)的不均衡。通過(guò)重力異常解釋可知，雅浦弧后盆地南部卡羅琳板塊向菲律賓海板塊俯沖的深度相較北部太平洋板塊的俯沖深度更大，代表了更高的俯沖程度，因此南部巖漿活動(dòng)也較北部更加豐富[19]。這些海山的高度多為1 000～1 500 m，有的甚至可達(dá)到2 000 m 以上。宮士奇等[20]統(tǒng)計(jì)了這些海山的山頂直徑、山底直徑和高度等形態(tài)參數(shù)，認(rèn)為雅浦弧后盆地尖頂海山數(shù)量較多，整體形態(tài)變化較小。此外，帕里西維拉海盆內(nèi)海山的山坡傾角與地面半徑具有負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與海山高度相關(guān)性較差，符合側(cè)向堆積的火山演化特征[21]。

3.2 雅浦俯沖帶地貌體系

雅浦俯沖帶地貌體系主要包括雅浦海溝與雅浦島弧兩個(gè)大的地貌單元，位于研究區(qū)的中部，在研究區(qū)內(nèi)走向主要為NNE 向，長(zhǎng)約300 km，寬約50～70 km，貫穿南北將雅浦-卡羅琳海區(qū)分割（圖2）。雅浦海溝與雅浦島弧之間的溝弧距離相比太平洋的其他溝弧體系明顯較短，張正一等[22]計(jì)算了雅浦俯沖帶70 條剖面中海溝軸部與對(duì)應(yīng)島弧的間距，得知平均溝弧距離為41 km，遠(yuǎn)小于北部和雅浦俯沖帶直接相連的馬里亞納俯沖帶（平均150 km），可能是卡羅琳海脊與雅浦海溝相撞后俯沖侵蝕的結(jié)果[16,22]。

研究區(qū)內(nèi)雅浦海溝的水深最深點(diǎn)位于（137°54′E, 8°26′N），水深8 604 m，雅浦俯沖帶的水深等值線分布見(jiàn)圖5。從沿海溝軸線繪制的水深剖面ff'（圖6）可知，研究區(qū)內(nèi)雅浦海溝軸線地形呈“W”形。以點(diǎn)（138°30′E, 9°35′N）與點(diǎn) （137°55′E, 8°26′N）為中心，存在2 個(gè)水深＞8 000 m 的區(qū)域。而在這2 個(gè)區(qū)域中間點(diǎn)（138°15′E, 9°02′N），是索羅爾海槽與雅浦海溝的相交處，處于太平洋板塊、卡羅琳板塊與菲律賓海板塊的三聯(lián)點(diǎn)附近。雅浦海溝在該點(diǎn)水深最淺，約6 000～6 500 m，海溝的走向也發(fā)生了變化。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是在該點(diǎn)東部的俯沖板塊之上存在一座高度＞1 000 m的海山，在俯沖過(guò)程中進(jìn)行了阻礙。

圖6 雅浦海溝剖面ff'～剖面ii'水深分布Fig. 6 Water depths for profiles (ff'—ii') of the Yap Trench

垂直海溝軸線的方向，自北向南作3 條剖面：剖面gg'、剖面hh'與剖面ii'，其中剖面hh'經(jīng)過(guò)海溝水深最淺處（圖6）。雅浦海溝中心的剖面呈“V”字型，說(shuō)明未被沉積物填充。海溝洋側(cè)斜坡的坡度較弧側(cè)斜坡更陡峭，且發(fā)育了許多陡坎，可能是由于俯沖洋殼板塊彎曲形成的正斷層。剖面圖gg'與剖面ii'顯示海溝弧側(cè)斜坡水深范圍4 000～6 000 m 的溝壁上存在地形趨勢(shì)發(fā)生變化的坡折，Dong 等[16]在弧前斜坡的地震剖面上識(shí)別了空白反射，以及2 期內(nèi)部地震反射近似平行的滑塌體，因此該處存在海底滑坡。雅浦海溝北部的寬度相較南部更窄，但對(duì)稱性更好，反映了太平洋板與卡羅琳板塊俯沖活動(dòng)的差異。

雅浦島弧走向與雅浦海溝大致平行，整體連續(xù)性較好，寬約25～40 m，呈現(xiàn)出中段窄、南北兩段寬的特點(diǎn)（圖5），反映了島弧形成時(shí)不同部分巖漿供應(yīng)量的差異。島弧鏈頂部水深大致＜1 000 m，有多處＜500 m，其中僅有雅浦島及恩古盧環(huán)礁出露水面。通過(guò)地震剖面，可識(shí)別出雅浦島弧頂部被一定數(shù)量的正斷層所切斷，呈現(xiàn)出階梯狀形態(tài)，反映該處曾受到伸展應(yīng)力作用[23]。

3.3 卡羅琳海脊地貌體系

研究區(qū)東部是太平洋板塊與卡羅琳板塊的一部分，主要屬于卡羅琳海脊的西端，地勢(shì)整體較高，索羅爾海槽將其分割為南北兩部分：北部為卡羅琳群島海脊（太平洋板塊）、南部為西太平洋海?。_琳板塊）（圖7a）。在卡羅琳海脊與雅浦海溝之間，存在一塊新月形的水深較深區(qū)域。剖面jj'自北向南縱切了卡羅琳海脊（圖7b），剖面地形顯示出卡羅琳群島海脊與西卡羅琳海隆地勢(shì)較高，并且發(fā)育陡崖與索羅爾海槽相連，界線明顯?？_琳群島海脊水深約3 000 m，西卡羅琳海隆水深約2 500 m，而索羅爾海槽水深較深，平均水深約4 500 m。在卡洛林群島海脊與索羅爾海槽分布有海山和海丘，而西卡羅琳海隆整體較為平坦。

圖7 卡羅琳海脊水深地形圖與剖面jj'Fig. 7 Topographic map and profile jj' of the Caroline ridge

卡羅琳群島海脊地形起伏較大。地震剖面顯示，與西卡羅琳海隆相比，卡羅琳群島海脊之上發(fā)育有更多正斷層，使得被錯(cuò)斷的沉積地層向北傾斜，說(shuō)明卡羅琳海脊北部的構(gòu)造活動(dòng)比南部更為強(qiáng)烈[24]。南部海山與索羅爾海槽相鄰，與海槽相同走向平行線狀排列，可能是海槽擴(kuò)張背景下巖漿多期噴發(fā)作用形成的。M1 海山是卡羅琳群島南部的典型海山，中心位于（140°00′E, 9°25′N），南北寬約15 km，東西長(zhǎng)約40 km，呈長(zhǎng)條狀。M1 海山高度約2 000 m，水深最小處約1 200 m，海山南坡的坡度小于北坡，且坡面形態(tài)不規(guī)則，反映了海槽擴(kuò)張應(yīng)力的影響。在卡羅琳群島海脊的北部分布有數(shù)個(gè)大型平頂海山，有的頂部還發(fā)育有環(huán)礁。M2 海山是卡羅琳群島海脊北部的典型海山，中心位于（140°06′E, 10°28′N），東西寬約15 km，南北長(zhǎng)約30 km，高度近2 500 m，水深最淺處＜50 m。海山頂部四周地形陡峭，隨深度增大坡度變緩，四周坡面形態(tài)相似。

索羅爾海槽是在晚中新世走滑-擴(kuò)張應(yīng)力下卡羅琳海脊裂解形成的[17,25]，走向大致為NW—SE 向，大致沿水深4 000～4 500 m 界線與卡羅琳群島海脊和西卡羅琳海隆分隔開(kāi)來(lái)，最大水深＞5 000 m。索羅爾海槽西部對(duì)稱性較差，寬度約45 km；自西向東對(duì)稱性變好，寬度變寬至95 km，此外，東部水深也較西部更大。在海槽內(nèi)深海洼地與海山鏈相間分布，他們的走向整體上與海槽走向一致。大型海山在海槽的南北兩側(cè)分布較多，呈線狀排列，高度為1 200～2 400 m，頂部較為平坦，坡度也較緩。甘雨等[21]統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)該處海山的赫斯特指數(shù)與體積存在一定的線性關(guān)系，反映了早期形成的海山受到了更多后期的地貌改造，加大了表面的粗糙程度。深海洼地表現(xiàn)為狹長(zhǎng)的凹陷地形，深度較周圍海底明顯增大200～300 m。

位于索羅爾海槽南端的西卡羅琳海隆雖然曾與卡羅琳群島海脊都是卡羅琳海脊的一部分，但二者地形特征相差較大，可能反映了后期構(gòu)造應(yīng)力的差異。西卡羅琳海隆地形起伏變化較小，北部與索羅爾海槽邊界處水深約2 000 m，向南水深緩慢增大至2 700 m 左右，趨于平緩，除西部含有少量高度小于1 000 m 的小型海山外，整體較為平坦，屬于海底高原地貌。

在雅浦海溝與卡羅琳海脊之間的水深較大的區(qū)域，長(zhǎng)約200 km，自北向南寬度變窄，平均深度約4 500 m，該區(qū)域地貌最顯著的特征是發(fā)育了一系列的地壘地塹地貌。通過(guò)地震剖面，Lee[19]識(shí)別出了大量朝向海溝、切割半地塹的正斷層，并認(rèn)為這些正斷層是俯沖板片受到擠壓發(fā)生撓曲進(jìn)而形成的。張臻等[15]則認(rèn)為該區(qū)域?yàn)榕晾镂骶S拉海盆擴(kuò)張方向改變而重新暴露的俯沖洋殼板片。結(jié)合高分辨率的多波束地貌分析，我們可在該區(qū)域識(shí)別2 種走向不同的地壘地塹斷裂帶，故推測(cè)二者是在不同構(gòu)造應(yīng)力下形成的：在9°07′N 以北，地壘地塹構(gòu)造斷裂的走向大致呈近垂直于俯沖方向的N—S 向，可能是卡羅琳群島海脊向雅浦海溝俯沖，板塊前緣的撓曲導(dǎo)致伸展環(huán)境下正斷層的發(fā)育，進(jìn)而演化出北部的地壘地塹構(gòu)造；在9°07′N 以南，斷裂帶的走向大致呈平行于海槽擴(kuò)張方向的NE—SE 向，可能是索羅爾海槽在擴(kuò)張背景下地幔上涌，地殼減薄，拉張應(yīng)力作用下使南部形成地壘地塹。

4 雅浦-卡羅琳海區(qū)地貌分類

雅浦-卡羅琳海區(qū)有著復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，在不同歷史時(shí)期受到了多種地質(zhì)作用的影響，基于高分辨率的多波束海底測(cè)深數(shù)據(jù)，可以對(duì)雅浦-卡羅琳海區(qū)進(jìn)行地貌分類，以滿足后期成圖和基礎(chǔ)研究的需要。本研究依據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范：第10 部分 海底地形地貌》[26]中“以構(gòu)造地貌為基礎(chǔ)，內(nèi)-外營(yíng)力相結(jié)合，形態(tài)-成因相結(jié)合，分類和分級(jí)相結(jié)合”的原則，基于板塊構(gòu)造地貌分類方法[27-28]，并在綜合前人海底地貌劃分研究成果的基礎(chǔ)上[29-30]，將雅浦-卡羅琳海區(qū)逐級(jí)劃分為4 級(jí)板塊構(gòu)造地貌類型（表1）。

表1 雅浦-卡羅琳海區(qū)地貌類型Table 1 Classification of seafloor geomorphology of the Yap-Caroline area

1）一級(jí)地貌類型的劃分根據(jù)現(xiàn)代全球板塊構(gòu)造環(huán)境與形態(tài)特征，同一地貌類型應(yīng)處于相同的構(gòu)造環(huán)境，并且可進(jìn)一步劃分為若干個(gè)二級(jí)地貌類型。一級(jí)地貌類型規(guī)模巨大，板塊構(gòu)造控制了其發(fā)育的基本格局。在雅浦-卡羅琳海區(qū)，可將卡羅琳海脊區(qū)域劃分為大洋地貌類型，將雅浦俯沖體系劃分為洋緣溝-弧-盆地貌類型。

2）二級(jí)地貌類型的劃分主要考慮地形水深、演化歷史等要素。二級(jí)地貌類型直接反映了板塊構(gòu)造活動(dòng)的基本特征，同一地貌類型內(nèi)構(gòu)造性質(zhì)應(yīng)相同。雅浦-卡羅琳海區(qū)可以識(shí)別的二級(jí)地貌類型有深海盆地、海溝、島弧和弧后盆地。俯沖板塊即卡羅琳板塊為深海盆地地貌類型；海溝與島弧分別指雅浦海溝及雅浦島?。慌晾镂骶S拉海盆是馬里亞納海溝與雅浦海溝俯沖作用下弧后擴(kuò)張產(chǎn)生的弧后盆地地貌類型。

3）三級(jí)地貌類型的主要?jiǎng)澐忠罁?jù)是地貌形態(tài)，一般反映了成因不同的內(nèi)、外營(yíng)力作用。索羅爾海槽是晚中新世卡羅琳海脊洋脊裂解形成的中央裂谷地貌類型。雅浦海溝除海溝溝底盆地與海溝洋向斜坡外，弧前斜坡應(yīng)劃分為俯沖侵蝕型海溝弧向斜坡。島弧的三級(jí)地貌類型包括島架斜坡與島弧海嶺?；『笈璧丶磁晾镂骶S拉海盆之上發(fā)育了大范圍不同走向的脊-槽地貌。除弧后盆地的主體海盆平原外，分布較為集中的海山與海丘組成了海山海丘群。

4）四級(jí)地貌主要依據(jù)形態(tài)進(jìn)行劃分，可在不同的高級(jí)地貌類型中被識(shí)別。作為地貌分類中最低一級(jí)的地貌類型，四級(jí)地貌一般規(guī)模較小且成因要素較為單一。研究區(qū)內(nèi)主要的四級(jí)地貌類型包括海山、海丘、海底平原、深海洼地和斷層陡坡等。

5 結(jié) 語(yǔ)

雅浦-卡羅琳海區(qū)受板塊運(yùn)動(dòng)及其他營(yíng)力作用，演化歷史復(fù)雜，地形變化豐富。本研究獲取的船載多波束測(cè)深數(shù)據(jù)，相較前人工作覆蓋范圍更廣，精度及分辨率更高，可以識(shí)別海山海丘、脊-槽地貌與斷層陡坡等小規(guī)模地貌類型，以支撐精細(xì)地貌分析。研究發(fā)現(xiàn)帕利希維拉海盆內(nèi)脊-槽地貌具有不同走向，可能記錄了雅浦弧后盆地?cái)U(kuò)張方向的改變。索羅爾海槽內(nèi)分布有線狀排列的海山與深海洼地?？_琳海脊與雅浦海溝之間水深較深的區(qū)域存在兩種走向不同的地壘地塹斷裂帶，是不同構(gòu)造環(huán)境控制下形成的。依據(jù)板塊構(gòu)造地貌分類方法，可將雅浦-卡羅琳海區(qū)的海底形態(tài)劃分為4 級(jí)地貌類型，其中大型地貌類型包括大洋地貌類型和洋緣溝-弧-盆地貌類型，小型地貌類型包括海山、海丘、深海洼地和斷層陡坡等。