福克兰/马尔维纳斯海槽的新生代构造与海洋演化：西南南大西洋深部动力学与古海洋学记录

本研究通过高分辨率2D地震反射数据，揭示了福克兰/马尔维纳斯海槽(F/MT)新生代构造变形与古海洋环流演化的耦合关系。研究人员发现该区域在渐新世-中新世经历挤压-走滑构造活动，同时南极绕极流(ACC)驱动的底流自中新世中期起塑造了大型限制性等深积岩体。成果为理解德雷克海峡-斯科舍海构造演化与南大洋深层水(WSDW)循环的关联提供了关键证据，发表于《Marine Geology》。

　　

【研究背景】
南大洋的"开关"德雷克海峡如同地球的呼吸阀，其开启直接触发了南极绕极流(ACC)的形成，进而重塑了全球海洋环流格局。然而，这个地质史上关键的"开闸时刻"究竟如何影响西南大西洋的深部动力学？长期以来，科学家们对福克兰/马尔维纳斯海槽(F/MT)这个记录构造与海洋相互作用的天然实验室知之甚少。传统观点认为，这个位于南美-斯科舍板块边界的海槽仅是简单的俯冲前缘盆地，但最新高分辨率地震数据揭示，其沉积层序中暗藏着新生代地球系统演化的密码。

【技术方法】
阿尔弗雷德·魏格纳研究所(AWI)通过MSM81航次获取的240道数字地震拖缆数据(垂向分辨率约10m)，结合DSDP钻孔年龄标定，建立了包含6个地震单元的地层框架。研究重点分析F/MT南部构造变形特征及等深积岩体几何形态，通过地震属性(能量、相似性)识别底流沉积结构，并与区域水文数据对比重建古海洋环流。

【研究结果】

1. 断层再活化现象
   • 识别出侏罗纪伸展构造在新生代的再活化，断层位移达300ms TWT(约300m)，影响渐新世-中新世地层(SU6-a)。这与德雷克海峡扩张导致的斯科舍板块北向俯冲直接相关。

2. 外缘褶皱冲断带
   • 发现NSR北侧10km范围的叠瓦状褶皱，影响SU6-a下部地层。挤压变形持续至中新世中期(约17Ma)，对应西斯科舍海扩张停止的时间节点。

3. 底流相关沉积特征
   • SU6-a中的沉积波(波长2km)指示始新世-渐新世弱底流活动
   • SU6-b/c中的限制性漂移体(面积>2500km²
   )反映中新世中期以来WSDW增强
   • 现代海槽底部的双翼侵蚀槽证实WSDW仍沿3375-3750m水深循环

【结论与意义】
这项研究首次构建了F/MT构造-海洋耦合演化的完整时间轴：1)渐新世-中新世早期，伴随德雷克海峡初始开启的挤压变形形成海槽基本格架；2)中新世中期，随着祖先南桑威奇弧(ASSA)消亡和斯科舍海扩张完成，现代四层海洋结构确立；3)持续至今的WSDW循环塑造了巨型等深积岩体。该成果为理解南大洋深层水循环与南极冰盖稳定的反馈机制提供了关键地质约束，相关认识已应用于古气候模型修正。

特别值得注意的是，沉积波-漂移体的转型记录了南大洋环流从"青少年期"到"成年期"的质变过程，这一发现为预测未来南极冰盖消融对全球温盐环流的影响提供了地质参照系。论文中揭示的构造-气候-海洋三重耦合机制，也为理解其他边缘海盆的演化模式树立了新范式。