西罗斯海维多利亚地盆地北部－库尔曼高地早－中中新世的冰川、构造历史研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
41776189
项目类别：
面上项目
资助金额：
62.0万
负责人：
沈中延
依托单位：
自然资源部第二海洋研究所
学科分类：
D0615.极地科学
结题年份：
2021
批准年份：
2017
项目状态：
已结题
起止时间：
2018-01-01 至2021-12-31

项目参与者：
王春阳；丁维凤；纪飞；王威；徐泽；
关键词：
中新世维多利亚地盆地西南极冰盖冰川历史罗斯海

项目摘要

Miocene is one of the most intense periods of global climate change. Since 15 Ma of Middle Miocene the Earth entered into a cold period. Numerous deep-sea proxy records indicated that the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) had not formed in the Early-Middle Miocene. But high-resolution seismic profiles from the central and eastern Ross Sea supported the formation of a unified WAIS during that era. The key to resolve this controversy lies in the western Ross Sea. At present, we have acquired a relatively denser high-resolution seismic grid of about 1450 km in the northern part of the Victoria Land Basin - Coulman High region. Combining with the existing low-resolution seismic profiles in this area, this project intends to interpret the seismic facies and structural characteristics, and reveal the Early-Middle Miocene glaciation history and tectonic evolution of the study area. Besides, by comparison with the rest of the Ross Sea, structural restoration of the modern sections and the subsidence/uplift calculation are used to restore the paleo-surfaces of the main tectonic and glacial period. Eventually, how the tectonism controlling the glacier development and related sedimentation will be discussed.

中新世是全球气候变化最为激烈的时期之一，从中中新世约15Ma开始地球进入一个冷期。许多深海指标推测早－中中新世并没有统一的西南极冰盖，然而来自罗斯海中、东部的高分辨率地震剖面却支持那时已形成统一的西南极冰盖。解决此争议的关键点在西罗斯海。目前在维多利亚地盆地北部－库尔曼高地区域我们采集了约1450km的较为密集的高分辨率地震剖面，结合区域内已有的低分辨率地震剖面，本项目拟通过地震相和构造解释，揭示研究区早－中中新世的冰川和构造事件；在此基础上通过和罗斯海其他区域的对比，并利用对现今剖面的平衡恢复和沉降/隆升计算，恢复各期构造运动前和主要冰川活动期的古地形面起伏，探讨构造对冰川发育和相应沉积作用的影响过程。

结项摘要

南极冰盖的演化是全球古冰川和古气候研究的核心问题之一，罗斯海作为南极最大的海湾之一，记录了东、西南极冰盖的历史，是研究南极冰盖演化的极佳场所。西罗斯海维多利亚地盆地北部－库尔曼高地区域是目前罗斯海研究相对薄弱的区域，也是解决整个南极冰盖演化的关键区域。本项目对研究区的冰川作用历史、海底冰川地貌与第四纪冰川作用以及主要构造活动期次、特征及与冰川作用之间的关系等三方面开展研究。结果表明研究区的冰川历史大致可分为四个阶段：（1）晚渐新世-早中新世（？）（层面4.8至4.3.2），仅在研究区北部发育局部冰帽；（2）早中新世（？）（层面4.3.2到4.3.1），从罗斯陆架内陆往北前进的冰流开始前进到研究区南部；（3）冰流继续往北行进，形成若干近南北向的冰蚀槽和槽内沉积；（4）UC2a之后，频繁的冰川作用，各期冰蚀槽的位置主要集中在现今德里加尔斯基盆地一带。然而对于第3和第4阶段的确切年代并不清楚，只能确定第3阶段最早为中中新世，第4阶段的其中1个不整合面UC2之上的地层为4Ma至今。此外，多波束数据揭示了大型线性冰川划痕(MSGL)、接地区楔形沉积体(GZW)、冰退冰碛垄、鼻尾山、鼓丘、弧形冰山犁沟等一系列海底冰川地貌，其中德里加尔斯基盆地南部的3个GZW揭示了大约60-40Ka之间的冰盖消退过程，这与前人认为这些GZW是在LGM以来形成的观点相悖。在构造研究方面，我们发现研究区的断层主要是NS向正断层，主要分布在研究区西部的特拉裂谷之中，这些断层是在两期构造运动中形成，第1期发生在UC2a之前，可能涵盖了整个裂谷区域，而第2期是在UC0之后，只发生在裂谷西部。这些结果将会对我们理解南极冰盖的整体演化历史、晚第四纪以来的消长模式以及西南极裂谷系统的形成演化提供重要证据。