大陆裂谷通常并非沿走向同步开启,也很少表现出均一的裂谷宽度。相反,裂谷作用往往具有穿时性和渐进性,并伴随裂谷沿走向传播,最终形成“V”形裂谷。对于靠近板块旋转极、且沿走向具有强烈伸展梯度的“V”形裂谷,剪刀式打开模式能够较好地解释其形成过程。然而,对于远离此类旋转极的“V”形裂谷,例如南海,其形成机制仍缺乏充分认识。
本研究以南海为原型,利用地壳尺度构造物理模拟实验,探讨远离旋转极背景下“V”形裂谷的形成过程与控制机制。实验结果表明,盆地的“V”形张开可由差异伸展与岩石圈继承性强度非均一性的共同作用所控制。将模型结果应用于南海,我们认为,古南海沿走向的差异俯冲驱动了空间非均一的伸展变形,导致裂谷起始由东向西穿时发育,并使东、西段形成了差异显著的地壳减薄样式。此外,东段中生代残余的弱岩浆弧,以及西段先存的刚性大陆基底块体,是控制应变局部化的关键构造-流变因素;二者共同塑造了盆地几何形态,并调节了洋陆边界附近岩石圈的颈缩程度。上述过程最终形成了现今南海自西向东逐渐变年轻、变窄的“V”形裂谷格局。这些认识不仅为长期存在争议的南海成因问题提供了新的解释,也进一步拓展了对远离旋转极构造背景下裂谷传播机制的理解。

图1 多因素实验的最终数字高程模型与南海天然观测结果的对比

图2南海从初始裂谷作用到海底扩张四阶段演化的示意图
研究成果发表在国际重要期刊Journal of Geophysical Research: Solid Earth。论文第一作者和通讯作者为太阳成tyc7111cc博士后杨庚兄,合作者包括德国地球科学研究中心(GFZ)Matthias Rosenau研究员、南京大学尹宏伟教授、中国石油勘探开发研究院西北分院西部勘探研究所所长潘树新和太阳成tyc7111cc裴仰文教授。
论文信息:Yang, G., Rosenau, M., Yin, H., Pan, S., & Pei, Y. (2026). How pre‐existing strength heterogeneities and differential extension shaped rift initiation and propagation in the South China Sea: An analog perspective. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 131, e2025JB033244. https://doi.org/10.1029/2025JB033244