雅浦-马里亚纳海沟附近海域的精细地貌特征研究

张志毅，许 冬，韩喜彬，王雁冰，胡智龙，葛 倩，阳凡林

(1.山东科技大学 测绘科学与工程学院，山东 青岛 266590；2.自然资源部 海底科学重点实验室，浙江 杭州 310012；3.自然资源部 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012)

0 引言

紧邻最大的欧亚大陆的西太平洋，因其拥有最为独特的双俯冲系统、最完整的“沟-弧-盆”体系、最宽的大陆架、最大的边缘海、最深的海沟、最老的洋壳、最多样多成因的复杂海山群等而成为全球地学关注的焦点，也是对我国有着重要战略意义的区域之一[1]。雅浦-马里亚纳海沟附近海域是太平洋板块、加罗林板块与菲律宾板块三者相互碰撞、挤压、俯冲的结果，形成了世界上最复杂、最壮观、最年轻的“沟-弧-盆”构造体系[2-3]，催生了世界上最大的深渊[4-5]，有着复杂的地形地貌特征(图1)。

研究表明马里亚纳海沟与雅浦海沟是板块俯冲、挤压产生向下拉张的构造力作用的结果，它们的演化史几乎包含了菲律宾海海底扩张的全部过程[6-8]。菲律宾海海底的扩张导致在广袤的西太平洋海底表面上发育了星罗棋布的地形地貌。菲律宾海周边的深海沟地貌也与该海域地质构造运动密切相关[9-10]。在西菲律宾海盆内和帕里西维拉海盆内存在类似于海底扩张所产生的构造地貌,大量学者则通过这些海底构造地貌的特征来探索和推测海底扩张的过程[11-12]。前人对西太平洋菲律宾海海域地貌的研究通常与区域性大范围地质构造与演化等相结合，对于海底精细地形地貌特征及其构造有关的研究成果相对较少。因此本文力图采用最新的全覆盖多波束数据对雅浦-马里亚纳海沟附近海域进行精细地貌的解译和分析，借此为研究西太平洋板块构造、多圈层构造、生物多样性、环流起源等关键科学问题和矿产资源开发等提供基础数据和重要依据。

1 区域地质概况

太平洋板块的运动是导致雅浦-马里亚纳海沟及其附近海域地貌形成发育与演化构造的主要地球动力来源[13]。雅浦海沟与马里亚纳海沟的形成与演化最早可追溯到晚始新世至渐新世早期[6-8]，在大约50 Ma 前，太平洋板块俯冲到菲律宾板块下形成古马里亚纳-雅浦海沟，之后随着太平洋板块向菲律宾板块的俯冲、挤压等构造运动使得古马里亚纳-雅浦海沟向东发生后退现象；晚渐新世以来加罗林海脊向菲律宾板块俯冲、碰撞将古马里亚纳-雅浦海沟一分为二，其中的一部分一直向东后撤，发育成现在的马里亚纳海沟，而留下的海沟由于被海脊堵塞没有发生海沟后退现象，发育成现在的雅浦海沟。

西菲律宾海盆是弧后扩张形成的边缘海盆，在大约50 Ma前，海盆以中央海盆裂谷带为中心，沿着新形成的扩张轴NE—SW向对称扩张，持续时间约5 Ma；在NE—SW向扩张阶段后，扩张方向发生持续的逆时针旋转，约43 Ma前，海盆开始沿N—S向扩张，于大约30 Ma前扩张停止[14-16]；在距今30 Ma至26 Ma期间盆地中央发生无岩浆扩张活动，形成较深的裂谷[17]。

普遍认为九州-帕劳海脊是由古老的伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧分裂而来。追溯到始新世、渐新世期间，九州-帕劳海脊、西马里亚纳岛弧、马里亚纳岛弧应该连为一体，构成统一的活动岛弧系。在距今约30 Ma，由于帕里西维拉海盆的扩张，九州-帕劳海脊从南段首先开始与古伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧分裂；在距今约27 Ma，四国海盆由北向南开始扩张，九州-帕劳海脊北段开始形成；在距今约22 Ma，九州-帕劳海脊则完全与古伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧分离[18-19]，而帕里西维拉海盆继续向东扩张；之后在加罗林板块俯冲、碰撞的作用下海盆逐渐向东北方向扩张[17,20]，因此菲律宾板块开始向东凸出；经钻孔揭示在距今约5 Ma左右[2]，移动至现如今西马里亚纳岛弧位置的古伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧再一次产生分离，继续向东移动，而留下的西马里亚纳岛弧成为了另外一列残留弧，其间形成的则是马里亚纳海槽[21]。

图1 研究区域位置图(据文献[22-23]修改)Fig.1 Location map of the study area (adapted from references[22-23])

2 数据与方法

本研究所使用的数据来源有3种：

其一，是向阳红10号科考船在西太平洋地区进行海洋地质调查时测量的多波束水深数据。水深调查测量使用的是Seabeam 3012全海深多波束探测系统，并结合姿态传感器、差分GPS导航定位系统等；进行走航式水深数据采集，调查区域为132.2°N—143°N、10°E—13°E，采集的水深数据并未达到全覆盖，采集的条带状数据将在下文中说明。

其二，是全球公开的水深数据。其中包含十几个航次的国内外多波束水深数据,这些数据均来自于美国国家地球物理数据中心(The National Geophysical Data Center，简称NGDC, https://www.ngdc.noaa.gov)；该数据主要覆盖的区域为140°E—145°E、9.8°N—13.2°N，覆盖面积占本文研究区域的38.5%。

其三，是SRTM15_PLUS全球测深数据[24]，这是一种新型的全球地形数据，分辨率为15弧秒，约为500 m的格网，用于补充多波束水深数据未能覆盖的地方。

使用Caris 8.1软件(加拿大Universal公司开发的计算机海图制图软件)对实地采集和收集的公开多波束数据进行处理，得到了分辨率为100 m格网的水深数据。利用GMT图像处理工具将格网水深数据和SRTM15_PLUS全球测深数据合并，得到了雅浦-马里亚纳海沟附近海域高分辨率水深地形图(图2)。

图2 雅浦-马里亚纳海沟附近海域水深地形图Fig.2 Bathymetric map of the sea area near the Yap-Mariana Trench (I—马里亚纳海沟南部区域；II—雅浦海沟北部区域；III—帕里西维拉海盆扩张裂谷区域；IV—帕里西维拉海盆脊-槽地貌区域； V—帕里西维拉海盆海山区；VI—西菲律宾海盆脊-槽地貌区域。) (I—the southern Mariana Trench region； II—the northern Yap Trench region； III—the Parece Vela Basin spread rift region； IV—the Parece Vela Basin ridge-trough region； V—the Parece Vela Basin seamounts region； VI—the western Philippine Basin ridge-trough region.)

3 结果与讨论

3.1 雅浦-马里亚纳地区海底地形地貌精细特征及形成原因

3.1.1 马里亚纳海沟南部区域

马里亚纳海沟南部区域(141°E—143°E)呈WSW—ENE向延伸，海沟轴线如图3a所示，轴线长约220 km，整体走向为76.5°。海沟两侧呈不对称的“V”字形，如图3b～3f所示，北侧坡度较大，5条剖面(b1～b5)北侧坡度分别为11.9%、10.4%、10.8%、8.7%和14.2%，北侧斜坡中部坡度相对较小；在北坡水深5 000 m以浅的区域发育有大范围的海山群，这些海山排列方向与轴线相同，存在明显向北凹陷的形状。海沟南侧斜坡较为平缓，b1～b5剖面南侧坡度分别为9.5%、11.6%、8.6%、6.9%和6.2%。在南侧斜坡上，从海沟底部开始至坡上水深约4 900 m的范围内发育了大范围的地垒、地堑地貌(图3g～3j)，该地貌分布在141°E—143°E范围内，覆盖面积约为15 000 km2，整体走向与海沟相同。地垒的长度在10～90 km之间，相邻地垒的距离在6 km左右，分布密度约为7条/50 km，相对起伏在100～650 m 之间；在11.09°N、142.45°E处发育了较大的地垒，最大起伏约900 m，长30 km，最宽约6 km(图3j)。南侧斜坡地垒地貌之间还发育了一条SW—NE向的海山，海山从斜坡上水深5 500 m处的位置(10.8°N、141.65°E)一直延伸到海沟底部，全长约50 km。海山起始处西侧的起伏相对较大，约为500 m；顶部较为崎岖，宽约3 km；底部宽约10 km；两侧坡度大致相同，约12%(图3k)。靠近海沟底部的同时海山东侧的高差逐渐增大，约为1 200 m，顶部宽约10 km，底部宽度约20 km，西侧坡度较大，约为18.2%，东侧坡度约10%(图3l)。海沟南坡上发育的大范围地垒、地堑、沟底海山、阶地等地貌与此处板块的特殊性有密切的联系，板块在该地区俯冲变得更容易发生挤压、弯曲、撕裂与翻转。

图3 马里亚纳海沟南部区域地形(a)与剖面(b～l)Fig.3 Topography(a) and profiles(b-l) of the southern Mariana Trench region (地形剖面线顶端的红点处为剖面的起点，后图同此。) (The red dot at the top of the topographic profile is the starting point of the profile, the following figure is the same.)

马里亚纳海沟南部区域的底部则是“挑战者”深渊，此处水深在10 000 m以上。在海沟底部存在1个大型的洼地，水深10 000 m的等深线圈形似纺锤体，洼地东西长约105 km，在142.2°E附近最宽，约12.6 km。在大型的洼地中有3个10 800 m等深线封闭线圈，每个线圈中都存在1个由10 900 m等深线圈封闭的小型洼地(图4a)。将3个小型洼地按照相对位置分为西部、中部、东部，并对10 900 m的等深线进一步加密(图4b～4d)。3个小型的洼地地形相对较为平坦，中间深度比两侧较大，从东至西有十几米左右的连续起伏，平均坡度在 2.6%～4.8%之间。西部和东部洼地水深相对较大，比中部洼地水深大5 m左右。经研究表明，“挑战者”深渊下的板块相比马里亚纳海沟其他区域更短、更年轻、耦合区域更窄，产生的垂直载荷要小很多[25]；而且该地区的岩石圈具有上硬下软的流变学特性，降低了地幔阻力[26]，因此“挑战者”深渊才发育成为地球表面的最深处。

3.1.2 雅浦海沟北部区域

雅浦海沟北部区域因受到加罗林海脊以及太平洋板块俯冲的影响，表现出明显的空间分段性，本文以海沟轴线的走向将海沟大致分为了两段，分界点位于11.07°N、139°E附近的海沟拐角点。海沟的拐角点位置也就是加罗林海脊西侧凸出的海山向菲律宾板块碰撞、挤压的位置。海沟轴线如图5a所示，I段全长约100 km，整体走向为21°；II段全长约100 km，整体走向为104°。

雅浦海沟I段为近南北走向，海沟宽度为50～70 km，两侧斜坡呈不对称“V”字形(图5b～5d，地形剖面b1所在的区域为采集的条带状数据)。海沟东侧斜坡上发育了数条地堑(图5k，5l)，在水深约6 500 m处发育了一条大型的地堑，高差在300～600 m，最宽处约4 km，延绵约58 km，延伸方向与海沟相同，在10.79°N、138.83°E附近逐渐消失。海沟西侧斜坡上水深5 500以浅发育着一些独立的海山。雅浦海沟I段底部较窄，在10.54°N、138.68°E处发育有一个长轴约12 km、短轴约4 km的椭圆形洼地，洼地被8 700 m等深线圈封闭，其中包含有8 800 m闭合等深线圈，最大水深约8 900 m，洼地内部靠近东侧斜坡的位置水深相对较大。沿海沟轴线向北延伸至10.68°N、138.74°E处，海沟以12.5%的坡度开始上升；延伸12 km之后海沟底部变得较为平缓，水深降为7 100 m左右，因此雅浦海沟I段南部水深大于7 100 m 的海沟则可以称为是被7 100 m等深线圈封闭的深水海沟。7 100 m以浅的海沟两侧斜坡坡度普遍较大，海沟继续向北延伸至拐角点，水深又逐渐增大；拐角点处被7 800 m等深线圈封闭，等深线呈三角形，其中最大水深处是位于三角形中心的由8 300 m 等深线圈封闭的区域。

雅浦海沟II段整体呈东西走向，两侧斜坡呈不对称“V”字形。北坡起始位置(11.33°N、139.25°E)是一座大型的海山，海山顶部水深约300 m(图5e中剖面b4)，坡度较大，这座大型海山附近平均坡度在20%～25%之间(图5e中剖面b4的北坡坡度约为24.8%)。随着海沟向东延伸，北坡坡度逐渐降低，图5中剖面 b5和b6的北坡坡度分别约为11.8%和9.5%。海山底部有海丘形成，相对起伏在150～200 m；此处的海丘随着海沟向东延伸，宽度逐渐增加，最大宽度为10 km，相对起伏为600～800 m。海沟南坡起始位置坡度较大，向东延伸，坡度逐渐减小，图5中的b4～b6剖面南坡坡度分别约为15.9%、10.8%和8%。海沟底部由拐角点处向东延伸水深逐渐减小，在7 200～7 600 m之间；从11.06°N、139.24°E附近，海沟水深逐渐增大，水深最大约8 100 m；沿海沟轴线向东继续延伸，海沟水深再一次减小；由于加罗林海脊的挤压，在10.92°N、139.92°E附近，海沟地貌消失。

在雅浦海沟的拐角点处，沿着雅浦岛弧向北延伸，有1条类似于退化的雅浦海沟分支，延伸长度约100 km，本文将其划分为雅浦海沟III段，其轴线如图5a所示。雅浦海沟III段底部地形复杂，在海沟中部11.31°N、138.91°E处是一座沟底海山，将海沟截断(图5 中的b7剖面)，海山高出海沟底部1 500～2 000 m；海山东北方向发育有沟底盆地，盆地被水深7 000 m的锥子型等深线封闭，呈NW—SE走向，长约20 km，宽约9 km，其中包含7 700 m的闭合等深线圈。沿轴线向北延伸至11.61°N、138.82°E附近，海沟底部和东侧边缘斜坡极度不发育(图5中的b8剖面)，海沟地貌形态缺失，这种地貌南北长约30 km；继续向北延伸约15 km后，又再一次恢复了狭长的海沟地貌(图5中的 b9剖面)，此处海沟长约15 km， 最深处有水深6 400 m的条带状等深线闭合圈，海沟东侧坡度异常地高，平均坡度在40%左右，图5中的 b9剖面东侧斜坡坡度约为44.8%。

图5 雅浦海沟北部区域地形(a)与剖面(b～l)Fig.5 Topography(a) and profiles(b-l) of the northern Yap Trench region

加罗林海脊西部的海山在雅浦海沟处俯冲、挤压，导致海沟拐角处附近的水深存在明显的变化：雅浦海沟I段在拐角处南部位置，水深由8 600 m变化至7 100 m，然后到达拐角处时，海沟水深又增加至8 300 m；海沟的宽度也由于加罗林海脊西北部凸出的海山挤压而变窄；在海沟洋坡上发育的数条大型地垒、地堑也是由于海脊向雅浦海沟俯冲导致板块挤压造成的。在拐角点处海沟洋坡(朝向加罗林海脊的斜坡)上地貌十分复杂，发育有地垒、地堑和冲沟，纵横交错、走势复杂，没有统一的走向。推测拐角点洋坡上的地垒和地堑是由于板块俯冲导致地表断裂而产生；冲沟则是由于洋坡上坍塌、滑坡产生重力底流而形成。雅浦海沟II段从拐角处起始，由于加罗林海脊和菲律宾板块的挤压，海沟深度逐渐下降至7 500 m，随后海沟的深度又逐渐增加；在雅浦海沟II段初始阶段水深较浅(7 500 m)的位置北侧斜坡上是一座大型的海山，此外雅浦海沟II段北侧斜坡上地势普遍较高，水深较浅，从图2中可以看出加罗林海脊与菲律宾板块相接的位置有向南凸出的趋势。雅浦海沟III段是由雅浦海沟拐角点向北延伸的发育不完全的海沟，在拐点处以北的沟底海山是雅浦海沟III段分界线，海山占据了海沟底部的中间位置，在海山东侧形成了一个封闭的小型沟底盆地；雅浦海沟III段的中间位置(11.61°N、138.82°E)海沟东侧的斜坡极度不发育，整体水深较浅(水深约6 000 m)，缺失了海沟地貌，而继续向北延伸又恢复了海沟地貌。从雅浦海沟III段中间位置(11.61°N、138.82°E)包括以北地区的海沟，并不属于板块之间的边缘海沟，这部分海沟发育在菲律宾板块之上，是受到加罗林板块影响而形成的。从大范围的地形图上俯瞰，雅浦海沟北部I、II段海沟与发育不完全的III段海沟构成了一个倒转的“丁”字形。

3.1.3 帕里西维拉海盆扩张裂谷区域

位于研究区域内135.3°E—141.2°E之间的是帕里西维拉海盆，最大跨度约700 km，海盆平均水深4 000～5 000 m。帕里西维拉海盆被一条近南北向的扩张中心分为不对称的东西两部分[12,27-28]，在本文研究区域内，该扩张中心位于13.06°N、138.90°E附近，此处发育有数条小型海脊和深海裂谷(图6)。海脊为NNE—SSW走向，平均高度在700～1 000 m之间，全长约100 km。海脊之间发育了一条深海裂谷，位于12.79°N、138.96°E附近，裂谷呈不对称的“V”字形，谷底存在水深7 000 m的椭圆形洼地，长轴约11.5 km, 短轴约4.5 km，最深处水深约7 100 m(图6c)。这些小型海脊和深海裂谷与扩张中心南部的雅浦岛弧走向几乎完全平行。

3.1.4 帕里西维拉海盆脊-槽地貌区域

帕里西维拉海盆扩张中心西部的海底，在135.38°E—137.80°E之间发育了大范围的脊-槽地貌(图7中的剖面b、c所在的区域为采集的条带状数据)。脊-槽地形呈雁形排列，在靠近九州-帕劳海脊附近的海丘为NNW—SSE走向，在136.50°E处起伏地形变为近南北走向，在137.2°E附近海丘大致呈NNE—SSW走向。每条脊-槽的长度为30～80 km，起伏之间相隔距离约10 km，分布密度约为东西向10条/100 km，起伏高度在200～1 000 m之间。这些脊-槽是帕里西维拉海盆早期东西向扩张形成的，大多数扩张海底形成时期，形成的深海凹陷和线状海山走向一般垂直于扩张方向[11]，因此猜测海盆在早期扩张时扩张方向存在细微的改变。

3.1.5 帕里西维拉海盆海山区

帕里西维拉海盆扩张中心东部，在12.88°N、140.32°E附近的海底(平均水深约4 500 m)矗立着十几座不连续的海山(图8a)，海山平均高度在2 000 m 左右，海山群总面积约15 000 km2。该区域的海山大致可以分为两类。I类海山：距离西马里亚纳岛弧较远，位于平坦的海盆之上，海山形状发育完整，两侧斜坡较为对称(图8b)，此外这类海山之间间隔较远、分布广泛；II类海山：海山位于海盆与岛弧的交界处，海山靠近岛弧一侧的斜坡发育不完整(图8c)，分布密度较大。根据海山的分布情况，作出2条几乎平行的海山走向线(WNW—ESE)，如图8d和8e所示，从西到东海山顶部的水深和海山的发育完整度逐渐减小，而且2条连线的走向和马里亚纳岛弧的凸出方向大致相同，由此可以推测该海山群是帕里西维拉海盆扩张时老的伊豆-小笠原-马里亚纳岛弧遗留下的海山。

帕里西维拉海盆扩张中心东西两部分的海底地形地貌差异巨大。扩张中心东部靠近西马里亚纳岛弧，受火山活动的影响较大，沉积了大量的火山成因物质，因此在地形图上显示出较为平坦的地貌特征。现有研究表明，在厚厚的沉积层下的基地也是呈高低不平的起伏状，与扩张中心西部的脊-槽地貌相同。扩张中心西部脊-槽地貌凸出，并未被沉积物所掩盖，因此推测在帕里西维拉海盆扩张中心西部海底受深海底流的影响，并未覆盖有大量的沉积物。

图6 帕里西维拉海盆扩张裂谷区域地形(a)与剖面(b～c)Fig.6 Topography(a) and profiles(b-c) of the Parece Vela Basin spread rift region

3.1.6 西菲律宾海盆脊-槽地貌区域

研究区域132°E—134°E之间是西菲律宾海主盆地的东南部，此处整体水深为5 500～6 500 m，从西向东水深逐渐减小，直到与九州-帕劳海脊相接。

该地区的海底以脊-槽地貌为主(图9，图中的地形剖面b、c所在的区域为采集的条带状数据)。12.5°N 以北海丘为近东西走向，而南部脊-槽的走向则逐渐变为NW—SE，从北到南脊-槽地貌发生了规律性的顺时针偏转。脊-槽地貌呈雁形排列，之间相隔距离为5～10 km，分布密度为南北向15条/100 km，地貌起伏高度在100～700 m之间，北部的脊-槽起伏程度较高，且间隔也相对较宽(图9b和9c)。在134°E附近，地形起伏减小，间距增大，脊-槽地貌逐渐消失，此处就是海盆与九州-帕劳海脊交界处。此处的脊-槽地貌的演化和分布特征对应着西菲律宾海盆以中央裂谷带为中心经历的两个阶段的扩张，其中包含NE—SW和N—S方向的扩张。现代研究表明海盆从中央裂谷带向两侧延伸，洋壳年龄逐渐变老[29]，而且在大多数扩张海底形成时期，断裂带的走向平行于扩张方向，形成海山的走向一般垂直于扩张方向[11]。因此越靠近中央裂谷带的脊-槽地貌越接近东西走向，而远离中央裂谷带的脊-槽则是由早期海盆NE—SW向扩张时形成的。

图7 帕里西维拉海盆脊-槽地貌区域地形(a)与剖面(b～c)Fig.7 Topography(a) and profiles(b-c) of the Parece Vela Basin ridge-trough region

图8 帕里西维拉海盆海山区域地形(a)与剖面(b～e)Fig.8 Topography(a) and profiles(b-e) of the Parece Vela Basin seamount region

图9 西菲律宾海盆脊-槽地貌区域地形(a)与剖面(b～c)Fig.9 Topography(a) and profiles(b-c) of the western Philippines Basin ridged-trough

3.2 区域地貌分类

雅浦-马里亚纳海沟附近海域演化历史比较复杂，时间跨度较大, 在整个演化过程中以板块运动为主要控制力，因此本文以板块构造为基础，与内营力、外营力相结合，在现有海底地形地貌分类研究成果[30-32]的基础上对该区域地形规模、地貌特征、相互关系等逐级划分，将研究区域由高到低划分为4类地貌构造单元，地貌分类表如表1所示。

3.2.1 一级构造单元

一级构造单元的划分主要依据板块的构造环境和形态特征，其中包含多个密切相连的二级构造单元。雅浦-马里亚纳海域一级构造单元可分为洋壳地貌和洋缘“沟-弧-盆”体系过渡性地貌。洋壳地貌主要包含菲律宾海区域和加罗林海脊区域，“沟-弧-盆”体系过渡性地貌主要包括雅浦-马里亚纳海沟。

3.2.2 二级构造单元

二级构造单元的划分主要依据地貌形态、构造演化、形成年代和水深等。雅浦-马里亚纳地区包含的大型地貌有5种：深海海盆、大洋海脊、海沟、岛弧和弧后盆地。深海海盆地貌主要指西菲律宾海盆，其平均水深要大于东部，同时发育年代较早；大洋海脊主要包括加罗林海脊；海沟地貌是发育在板块交界处的狭长、深水凹地，在本研究区主要包括马里亚纳海沟和雅浦海沟；岛弧地貌包括九州-帕劳海脊、西马里亚纳岛弧、马里亚纳岛弧和雅浦岛弧；弧后盆地是指帕里西维拉海盆南和马里亚纳海槽。

3.2.3 三级构造单元

三级构造单元是在不同内、外营力的作用下形成的基本地貌类型。洋壳地貌中，深海盆地的三级构造单元为起伏的深海平原，其上发育了大范围的脊-槽地貌；大洋海脊的三级构造单元为大洋海山、海丘群。洋缘“沟-弧-盆”体系过渡性地貌中，海沟的三级构造单元包括海沟沟底盆地、海沟边缘斜坡、海沟、海山、海丘群；岛弧的三级构造单元包括岛坡海岭和岛坡裂谷；弧后盆地的三级构造单元包括弧后扩张裂谷，海盆平原，盆内海岭和海山、海丘群。

3.2.4 四级构造单元

四级构造单元是独立的地貌实体，形态和成因单一，一般包含在高级的地貌单元中。雅浦-马里亚纳附近海域的四级构造单元包括构造谷(槽)、构造脊、海山、海丘、地堑、地垒、深海凹陷等。

表1 雅浦-马里亚纳地区海底地貌分类表(根据文献[30-32]修改)Tab.1 Classification of seafloor geomorphology in the Yap-Mariana region(adapted from references [30-32])

4 结论

(1)雅浦-马里亚纳海沟附近海域地貌类型复杂多样，海底地形地貌的发育与演化主要受到了板块构造的作用，其中地质构造形成的古地貌是研究区域海底地貌的基础。

(2)马里亚纳海沟南部的洋坡上发育有大范围地垒、地堑型地貌，其中还包含沟底海山、阶地等地貌，如此众多的特殊地貌汇聚在这里，也揭示了此处俯冲板块所具有的特殊性。在海沟底部“挑战者”深渊处存在3个水深超过10 900 m的小型洼地，洼地内有5～20 m的起伏，其中西侧的洼地水深相对较大。

(3)雅浦海沟北部由于加罗林海脊俯冲、挤压存在明显的空间分段性，在海沟拐角点附近海沟I段、II段存在水深快速变化的现象。雅浦海沟在拐角点处存在向北延伸的现象，是受到加罗林板块影响，在菲律宾板块靠近边缘的地带形成的发育不完整的海沟，其中大部分地区都发育出了水深超过6 500 m的海沟地貌。

(4)帕里西维拉海盆南部由于早期东西向的海底扩张形成了大范围近南北向的脊-槽地貌，通过脊-槽地貌走向的改变可以得出海盆在早期扩张时扩张方向存在细微的改变。随后由于加罗林板块上伏的加罗林海脊的俯冲、碰撞，使得海底扩张方向发生大幅度的改变，海盆向东北方向扩张，并且在海盆扩张中心的位置发育了数条与岛弧相同走向的深海海脊和深水裂谷。海盆东侧大范围的海山群则是海盆在向东扩张时西马里亚纳岛弧遗留的海山，通过遗留海山的位置大致可以推断海底扩张的方向。

(5)西菲律宾海盆东南部近东西走向和NW—SE走向的大范围脊-槽地貌是早期菲律宾海盆海底扩张造成的。脊-槽的密度约为15条/100 km，由北到南脊-槽地貌发生顺时针的偏转，与西菲律宾海盆早期NE—SW和N—S方向的海底扩张相对应。

致谢感谢“向阳红10”科考船的全体工作人员对数据采集提供的帮助，感谢审稿老师的指导和建议。