近日，我院王俊輝副教授依托油氣資源與工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室下屬的沉積水槽實(shí)驗(yàn)室，圍繞大陸架的形成過(guò)程，聯(lián)合長(zhǎng)崎大學(xué)Tetsuji Muto教授合作完成的論文《Autogenic Curvature of Transgressive Shelf Profiles》發(fā)表在自然指數(shù)期刊《Geophysical Research Letters》。中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與工程全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和地球科學(xué)學(xué)院為第一完成單位。
大陸架是大陸延伸并淹沒(méi)于海洋之下的部分。作為連接陸地與遠(yuǎn)洋的紐帶，大陸架地區(qū)水動(dòng)力類(lèi)型多樣，沉積作用復(fù)雜。在地球漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，隨著海侵與海退交替進(jìn)行，大陸架周期性擴(kuò)張與萎縮，不斷被沉積物充填，形成了巨厚的地層。無(wú)論是研究現(xiàn)代還是古代的大陸架，其剖面形態(tài)都是重要的考慮因素。一方面，大陸架的陡緩控制著淺海的水深變化梯度，進(jìn)而影響著區(qū)域上的物理化學(xué)過(guò)程和沉積作用；另一方面，對(duì)于古代大陸架而言，它本身形成重要的地層界面，它的陡緩決定著沉積充填過(guò)程和地層疊置樣式。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)陸地沖積體系（如河流-三角洲體系）的長(zhǎng)度超過(guò)臨界值，海侵過(guò)程將不伴隨前積層的發(fā)育，由于此時(shí)整個(gè)沉積體系不具有典型三角洲的三層結(jié)構(gòu)，稱(chēng)這種海侵為非三角洲型海侵。在非三角洲型海侵過(guò)程中，整個(gè)沖積體系向陸退積、長(zhǎng)度縮短、沉積速率增加，所形成的大陸架因此表現(xiàn)為向陸地方向變陡的特征。這是沉積體系響應(yīng)于外部驅(qū)動(dòng)條件的自我調(diào)整機(jī)制——當(dāng)海平面上升速率、沉積物供給速率等外部驅(qū)動(dòng)作用保持不變，這種自我調(diào)整過(guò)程是唯一確定的，大陸架的剖面形態(tài)也是唯一確定的。研究進(jìn)一步推導(dǎo)了穩(wěn)定外部驅(qū)動(dòng)條件下大陸架剖面的理論解，并在實(shí)驗(yàn)室和自然界得到驗(yàn)證。研究還表明，外部驅(qū)動(dòng)條件的改變將造成大陸架的剖面形態(tài)發(fā)生改變。因此，通過(guò)分析大陸架的剖面形態(tài)，可能恢復(fù)古代沉積與地層充填過(guò)程中驅(qū)動(dòng)作用的變化情況。
該論文獲國(guó)家自然科學(xué)基金（42172108）、中國(guó)科學(xué)院重大科技任務(wù)（THEMSIE04010101）的聯(lián)合資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024GL114460
