重叠扩张中心(overlapping spreading centers)又称超覆扩张中心,是将中洋脊脊轴错列的一种不连续构造。
简介大洋中脊不是一种连续性构造单元,除被转换断层及前展性裂谷错开外,近年求还发现了另一种形式的脊顶错断。
1992年,运用多波束回声测深方法对东太平洋海隆部分地段作了海底地形测量,发现有数处两段中脊轴带的端部相互错开,其间却没有转换断层相连接,二脊轴自由端彼此相向弯曲,并列在一起,就象两个人伸出手臂准备要握手一样。1983年, K.McDonald等把这种形态特征命名为重叠扩张中心(overlapping spreading centers)。
重叠扩张中心、前展性裂谷与转换断层一样,都是把中脊错开的不连续构造。通常,两段中脊轴之间的距离为1-15km,两条脊轴并列重叠的长度约为二脊轴间距离的三倍。可能是由于重叠扩张中心处二脊轴错开的幅度小,岩石圈较薄较弱,故不能维持典型刚性板块的扩张中心-转换断层连接形式。二扩张脊重叠段落之间的地区是兼具剪切和旋转变形的复杂地带。1
特点就错开幅度而言,重叠扩张中心相比于转换断层,属于次级不连续构造。它把大洋中脊分成一系列分段。各分段长约数十公里到300公里。各分段中心部位水深较浅,火山活动和热液活动比较强烈:向两端随着接近重叠扩张中心,地势逐渐变深,火山和热液活动逐渐减弱以至消失。重叠扩张中心处的水深约比中脊分段中的最浅部分深100-300m。至于转换断层处,脊顶水深更大。两条转换断层之间的中脊分段沿中脊走向呈现为中心浅,两端深的平缓的穹丘地形。这种以转换断层为界的大型穹丘上、又叠置着被重叠扩张中心分隔开的一系列次级小穹丘。1
分布重叠扩张中心广泛分布于东太平洋海隆、加拉帕戈斯海岭和胡安·德富卡海岭等处。在东太平洋海隆8''N-18''N 1000km的长度上见有8个重叠扩张中心(还有4条转换断层)。大西洋中脊这类慢速扩张脊也有类似的特征,主要表现为裂谷被错开发生弯转,或表现为裂谷底长条状火山链的错开。1
成因以重叠扩张中心为界的各中脊分段之下的岩浆房可能是彼此分隔的。事实上,显示岩浆房顶面的强反射层在各分段中部较浅,向分段两端加深,至重叠扩张中心处完全消失,且各分段的火成岩化学成分和矿物组分确实存在一定的差异。位于大洋岩石圈之下的软流圈密度较小,当它上涌时形成一系列伸入上覆层的底辟隆起,每一中脊分段之下对应着一个独立活动的岩浆房。分段中部对应着岩浆房的主体,这里熔岩供应充分,从而脊顶升得较高,火山和热液活动强盛,形成的洋壳较厚;向着重叠扩张中心方向,岩浆房体积变小,熔岩供应不足,从而脊顶水深较人,形成的地壳较薄表示转换断层处地壳薄。一个岩浆房岩浆供给系统的增强和萎缩,又可造成所对应中脊分段的伸长和退缩,以及伴随的不连续构造的移位。当岩浆供应增加时,中脊分段会以每年数十厘米的速率向前伸展加长;随后当岩浆供应减小时,中脊分段又会向后退缩。1
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刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院