超慢速扩张洋脊是全球板块边界的重要组成部分，在全球长约55000 km的洋脊系统中，约有20000 km 扩张速率小于20 mm·a^-1，小于16 mm·a^-1的亦超过15，000 km(Solomon，1989).超慢速洋脊常表现出斜向扩张、不对称扩张、基底拆离较发 育等特点(Cannat et al., 1999; Sauter et al., 2001； Searle and Bralee， 2007; Van Wijk and Blackman， 2007). 其独特且复杂的扩张演化模式，对丰富海底扩张动力学机制、地球各圈层相互作用的认识及补充修正传统的海底扩张模型意义重大，正成为洋中脊研究热点.

超慢速扩张洋脊由于扩张速率较慢，顶部传导冷却损失热量相对多，轴部减压程度较小，使地幔熔融及岩浆产量有限(Dick et al., 2003).超慢速扩张洋脊最大特点之一是岩浆供应的总体不足.沿轴方向上，岩浆供应不足使其岩浆喷发在空间上不连续，表现出岩浆作用不均一而局部集中的特点(Okino et al., 2002；Cannat et al., 2003;Sauter et al., 2004a; Sauter et al., 2004b)，且相比慢速扩张洋脊，洋段的 寿命更短，岩浆聚集程度更高(Cannat et al., 2003). 在地貌上表现为裂谷内离散的轴部火山脊(Axial volcanic ridge，简称AVR)，洋壳相对较厚，对应于强磁性以及负剩余地幔布格重力异常(Residual mantle bouguer gravity anomaly，简称RMBA)；AVRs之间为岩浆贫瘠段，无火山活动或十分有限，地形上轴部无火山脊，洋壳较薄甚至地幔橄榄岩直接出露，对应较弱磁性和RMBA正异常.沿洋脊扩张方向上，岩浆作用的减弱，使得构造拉张在超慢速洋脊的海底扩张中扮演起更重要的角色.强烈的构造拉张将洋壳在扩张方向上拉薄，甚至在基底拆离断层的作用下，使下地壳或者上地幔直接出露而形成大洋核杂岩(Oceanic core complex，简称OCC). Cannat et al.(2006)分析了西南印度洋脊(Southwest Indian Ridge，简称SWIR)东段(约61—66°E)洋脊两翼海底地形，将其分为火山地形、光滑地形、波状起伏地形三类.“火山地形”海底分布大量火山锥，与上述的AVRs向两翼增生相关；“光滑地形”呈光滑的近圆形地形，脊部宽广，无火山隆起，海底主要为蛇纹石化橄榄岩(Seyler et al., 2003)，对应于洋脊的非或贫岩浆增生海底；“波状起伏地形”则正是出露在海底的基底拆离面，来自下地壳或者上地幔.

超慢速扩张洋脊的诸多特点，归根到底是其独特的岩浆、构造活动的综合产物.SWIR中段Indomed-Gallieni洋脊段地形上表现为在超慢速洋脊鲜见的轴部高地，超慢速扩张背景下却具有相对充分的岩浆供应(Sauter et al., 2009)，是一段较为特殊的超慢速扩张洋脊.大洋核杂岩、活动热液喷口、缺失轴部裂谷且火山密集的洋脊段等地质现象(Tao et al., 2011；Liang et al., 2013; Zhao et al., 2013)，都在该段的49— 51°E洋段被相继发现.对Indomed-Gallieni洋脊段的成因以及演化过程存在较大的争议.有学者认为该段较大的岩浆通量可能与受到了南侧Crozet热点的影响有关(Sauter et al., 2009; Zhang et al., 2013)；可如若该段岩浆活动确实比较强烈，它对原本岩浆供应不足的超慢速扩张洋脊的扩张演化会产生怎样的影响，为何还会发育一般反映强烈构造拉张的拆离断层？Zhou and Dick(2013)并不认为SWIR中段具有较多的岩浆供应，而是从SWIR洋底广泛分布地幔橄榄岩或辉长岩的观测结果出发，认为该段地形高地是一次古熔融事件使得SWIR产生低密度的亏损地幔，是轻地幔抬升的结果，洋壳是极薄的；若如是，又如何解释 反映岩浆供应充分的缺失轴部裂谷且火山密集的洋脊段？ 岩浆活动与构造活动究竟在Indomed-Gallieni洋脊段各自扮演了何样的角色，本文试图通过对49—51°E洋段精细地形的研究，探索上述问题.

SWIR全程扩张速率基本一致，为14~16 mm·a^-1(Dick et al., 2003)，几乎包括超慢速扩张洋脊所有的特征，是研究超慢速洋脊扩张演化的经典区域.SWIR北东起Rodriguez三联点，西南至Bouvet三联点，全长约8000 km，为非洲板块和南极洲板块的边界，整体走向为NE-SW(图 1a).SWIR总体为斜向扩张洋脊，走向与扩张方向成约60°角，但16—25°E段为近SEE向.25—35°E为大型断裂带，自西向东包括DuToit、 Andrew Bain、Marion和Prince Edward转换断层，其总体效应是将洋脊向NE错动达1800 km，其中Andrew Bain转换断层错动达1000 km.自Andrew Bain转换断层至Rodrigues三联点的SWIR东段，可据其地球物理、几何形状、岩石地球化学特征，以Discovery II、Gallieni和Melville转换断层为界，分为4个超级段(Sauter et al., 2001；Mendel et al., 2003)，岩浆通量自西向东减少(Cannat et al., 1999; Meyzen et al., 2005; Font et al., 2007)：Andrew Bain 到 Discovery II段水深较浅，RMBA负异常显示了增厚的地壳或较高的地幔温度，可能受到了Marion热点的影响(Georgen et al., 2001)；Discovery II至 49°30′E段，水深变深、RMBA变高，可能因为Marion热点的影响已被Discovery II转换断层阻断(Georgen et al., 2001)； Gallieni至 Melville段地震速度确定的地壳厚度明显偏薄(Muller et al., 2000)；由 Melville 到Rodrigues三联点平均水深最深，地震速度剖面显示平均地壳厚度仅4~5 km(Minshull et al., 2006)，该段缺少转换断层，且出露大量的蛇纹岩化橄榄岩(Seyler et al., 2003).

图 1

Fig. 1

图 1(a)SWIR水深地形图；(b)Indomed和Gallieni转换断层之间洋脊段及研究区位置，磁条带年龄根据(Sauter et al., 2009)；(c)SWIR区域RMBA(Zhang et al., 2013)；(d)层析成像剖面(Debayle et al., 2005; Sauter et al., 2009)，位置见图a白线BO=Bouvet，IO=Islas Orcadas，SH=Shaka，DT=Du Toit，AB=Andrew Bain，M=Marion，ES=Eric Simpson，D II=Discovery II，IN=Indomed，GA=Gallieni，AII=Atlantis II，MEL=MelvilleFig. 1(a)Bathymetry map of SWIR;(b)Rigde segment between Indomed and Gallieni transform faults and the study area，age of magnetic stripes according to(Sauter et al., 2009);(c)Regional RMBA of SWIR(Zhang et al., 2013);(d)Tomography profile(Debayle et al., 2005; Sauter et al., 2009)，for location see the white line in Fig.a.

SWIR Indomed断裂带(46.0°E)和Gallieni断裂带(52.2°E)之间为沿轴的地形高地(图 1b).Indomed-Gallieni段地形高地的南北边缘地形上表现为巨大的陡坡，平均坡度达10°，较两侧老洋壳，水深平均要浅约1000 m，洋壳要厚约1.7 km(Sauter et al., 2009)，南北平均宽120 km，49°E处最宽，逾130 km，向东、西均有变窄的趋势，向东变窄趋势更加明显.向西在裂谷由NE-SW转向近E-W处(约47°30′)较宽，裂谷窄而浅，可能跟该处洋脊拐弯导致的构造破坏有关.Indomed-Gallieni段地形高地由49°E向东部分，地磁资料表明(Sauter et al., 2009)，其南北边缘陡坡与磁条带斜交，也就是说该陡坡并非等时形成，而是由49°E向东变年轻.Sauter et al.(2009)因此认为Indomed-Gallieni段地形高地首先在49°E处开始形成，之后向东、向西渐进式推进形成.

49—51°E内，27洋段(据Cannat et al.,(1999)分段命名)是Indomed-Gallieni洋段唯一缺失裂谷的洋脊，与本文多波束数据同航次获取的OBS地震探 测初步结果显示，该段洋脊中心处洋壳厚度达到8~10 km，远大于全球平均洋壳厚度6 km(Chen，1992)，且该厚洋壳至少可离轴追踪4 Ma. 37°47′S、 49°39′E位置，我国“大洋一号”科学考察船实施的“大洋DY-17”航次(2007年)发现了超慢速扩张洋脊上的首个活动热液喷口(Tao et al., 2011)，近海底磁力探测圈定的热液蚀变区域表明，A 区热液喷口周边的低磁区域面积达到 9×10⁴m²(Zhu et al., 2010).在约49.3°E轴部以南也发现了疑似热液喷口.另外，A区热液喷口附近，即28洋段以南，不管从地貌形态上(Liang et al., 2013)，还是地震反演的地壳结构上(Zhao et al., 2013)，都反映存在一处基底拆离带，拆离面大面积出露海底.

本研究数据主要源自2010年1－3月我国大洋DY115-21航次第6航段在SWIR(49—51°E)开展的海底OBS三维地震探测航段采集的多波束数据，同时也收集了该区域其他航次多波束数据，并进行 了集成处理.数据采集利用“大洋一号”船SimradEM120多波束系统.该系统工作频率为12 kHz，最大覆盖扇面角度为150°，每次发射最多可得191个波束，每个波束最窄为1°，测深范围为探头下20～11000 m.该系统在分辨率、覆盖宽度和测量精度方面处于世界领先水平，相位检测与振幅检测相结合使得系统的测量精度可以达到50cm或0.2%RMS(取较大值，在中央波束处).SimradEM120多波束系统可采用等距、等角、折中三种模式工作，本数据测量采用等距模式，保证测量数据获得相同的分辨率.导航定位系统是由DPS132定位系统和StarFire SF-2050M系统联合构成的广域差分DGPS，StarFire SF-2050M负责将差分改正信息传输给DPS132进行实时差分改正，整个定位系统理论定位精度优于10 m.调查过程中，船舶运动姿态传感器单元(U-Phins&Octans)实时提供船姿参数，包括横摇、纵摇、升沉值等，通过串口输入到多波束采集系统，进行实时姿态校正；根据航段起航和返航吃水测量值按线性变化，输入船舶吃水深度值进行吃水改正，有效保障水深测量精度.本数据测量接受波束数超过171个的占88.1%，接受波束数超过总波束数75%的共占95.4%，波束接受情况良好.本数据采集过程中，采用了Seabird CTD和XBT测量声速剖面，利用最佳声速剖面处理软件计算声速剖面，对多波速进行声速改正.

该航段在SWIR的49—51°E区域进行了多波 束全覆盖海底地形测量，完成走航测线共计5930 km. 根据地形连续变化原则、相邻测幅对比原则(李家彪，1999)，将数据利用CARIS HIPS 6.0人工剔除跳点，并网格化为50 m×50 m网格文件，最后用Global Mapper V7.01成海底地貌阴影图(图 2).

图 2

Fig. 2

图 2 研究区多波束水深地形图(假想光从NE方向，与水平呈-45°角照射)Fig. 2 Multibeam shaded relief of the study area. The shaded relief image illuminating from the N45°E at an angle of 60°，SeaBeam survey lines are mainly N-S and E-W trending. For location see Fig. 1b.

全覆盖高分辨率多波束地形资料，是研究洋中脊的有力手段.首先，在大洋中，与重磁震等大尺度的地球物理手段相比，多波束地形资料具有高分辨率的独特优势，能够反映海底构造演化中较小尺度的地质现象.再者，大洋中脊一般远离大陆边缘，沉积物极为稀少，海底原始地貌信息基本未被沉积物掩盖，能够最大程度上反映岩浆和构造活动在海底留下的痕迹.本文利用SWIR 49—51°E的全覆盖高分辨率多波束地形资料，高度汲取了构造和岩浆作用在海底留下的地形地貌信息，主要应用构造地貌学的方法，结合该区OBS探测等地球物理资料，由表及深，由轴向翼，在详细分析49—51°E的地形地貌特征的基础上，探讨了整个Indomed-Gallieni段岩浆与构造活动及其演化过程.

在轴部，28、29洋段为裂谷占据，裂谷内28、29洋段中部各自发育AVR，AVRs与NTDs相间、呈雁列式排列(图 2).

如图 3a，AVR1近E-W向展布，末端与NTDs有部分重叠，接壤处水深增加迅速.AVR1在谷内延伸约20 km，宽4~5 km，从谷底抬升500 m以上，中部地形最高，水深仅为2700 m.AVR1发育近E-W向的线性构造，并能观察到锥形火山.裂谷南北两壁的地貌形态截然不同，南侧谷壁为坡度约20°的完整连续断面；而北侧谷壁则发育与裂谷中心AVR1类似的近E-W断裂以及火山锥，因此推测很可能是一个老的AVR正在随海底扩张向北侧迁移增生(图 3a，b，c).如图 3d，AVR2在谷内延伸约20 km，宽2~3 km，从谷底抬升500 m以上，中部水深仅约2800 m.和AVR1相似，AVR2近E-W向展布，E-W向的线性构造发育，分布有形态明显的火山锥，裂谷两壁也存在同样的不对称性(图 3 d—f).研究区西侧两段NTDs平面形态略呈“S”形，NEE向延伸达30 km，无火山活动痕迹，水深增加到3700 m以上，谷底地形比较光滑.但28洋段与27洋段接壤的一个NTD却表现出不同特征：首先，其规模不如西侧两段NTDs，水深最深仅为3500 m，长度约15 km，仅为前两者的一半；再者，其延伸方向为近E-W向，亦不再有“S”形的平面形态，且在其谷底可观察到形态明显的火山锥.可能跟受到了27洋段强烈岩浆活动的影响有关.

图 3

Fig. 3

图 3(a)AVR1区3D地形图，位置见图 2黑线框；(b)AVR1区地貌解释图；(c)过AVR1地形剖面图，位置见(a)白线；(d)AVR2区3D地形图，位置见图 2黑线框；(e)AVR2区地貌解释图；(f)过AVR2地形剖面图，位置见(d)白线Fig. 3(a)3D topography image of AVR1 area，for location see Fig. 2;(b)Topographical interpretation of AVR1 area;(c)Topographical profile across AVR1，for location see white line in Fig.(a);(d)3D topography image of AVR2 area，for location see Fig. 2;(e)Topographical interpretation of AVR2 area;(f)Topographical profile across AVR1，for location see white line in Fig.(d).

在翼部，28、29洋段南、北两翼地形地貌表现出截然不同的特征.总体而言，南翼断裂活动更强烈，无火山活动，北翼则火山活动痕迹更明显.

28、29洋段北翼发育了3—4组长断裂，每组长断裂由近E-W向和NEE向的断裂首尾相接而成，呈折线形态，与现在的裂谷边界形态相似，可能代表了早期的裂谷边界(图 4).北翼海底地形可分为两类.一类水深稍浅，近E-W向线性构造发育，使地形崎岖，还可以观察到火山.被上述长断裂分割，而表现出南北分期的特点.此类海底可与轴部的火山脊段对应，地形特征相似，是AVRs随海底扩张向翼部增生的结果.另外一类海底除了被长断裂南北向分割外，基本不发育其他断裂或者线性构造，地形平坦，一般以极缓的坡度向离轴方向倾斜，不见火山锥.此类地形与轴部的NTDs段可以对应，地形特征相似，是NTDs在翼部的地形表达.另外，29洋段北翼约37°26′S处有一大型隆起带(图 4)，抬升可达1000 m，E-W向展布，可观察到火山在其上分布，向轴侧为大型断面，伴随次级正断层，背轴侧坡度缓，推测在南翼可能存在与其共轭的隆起带.南翼最大的特点是发育了大量的大型断块，显示了强烈的构 造作用.这些断块背轴侧坡度较平缓，断面倾向轴 部，坡度大多在10~25°之间，垂向断距可达500 m以上.同时也发育一些小断裂，通常是发育在上述大断块之上的次级断裂.大约49.78°E，AVR2以南位置，地形上可观察到形态特征明显的大洋核杂岩，南北方向展布，延伸9 km余，宽度在3~5 km，总面积40 km²余(图 4).

图 4

Fig. 4

图 4 SWIR28、29洋段北翼水深地形图及其构造地貌解释Fig. 4 Bathymetry map of north flank of segmant 28，29 of SWIR and its morphotectonic interpretation

27洋段地形与28、29洋段存在截然的区别，表现出以下几个明显的特点(图 5a)：第一，总体水深较浅，轴部缺失裂谷；第二，翼部发育两组以轴对称的巨型共轭隆起；第三，火山活动痕迹十分明显，火山分布密度高.

图 5

Fig. 5

图 5(a)SWIR 27洋段水深地形图及地貌解释；(b)SWIR 27洋段地形剖面及解释，位置见图a黑线Fig. 5(a)Bathymetry map of segmant 27 of SWIR and its morphotectonic interpretation;(b)Topographical profile of segmant 27 of SWIR and its interpretation，for location see the black line in Fig. 6a

从28洋段以东的一个NTD开始，裂谷地形逐渐向东呈“V”字形尖灭，水深逐渐变浅，裂谷逐渐变窄，50.30°E、37.68°S位置为“V”字尖点，裂谷地形至此完全湮灭.在这段逐渐向东衰退直至完全湮没的裂谷内，依然可以观察到裂谷中央抬升的脊状地形，可能代表了28、29洋段脊槽相间的轴部地形向东的发展，或者说是裂谷地形在向缺失裂谷的27洋段侵入.向东50.30—50.72°E段缺失裂谷，是大致以37.70°S为轴的近E-W向脊状隆起，代表了轴部扩张中心；其中以50.5°E位置地形最高，为一火山喷发中心.50.72°E向东再次出现裂谷地形，为NEE向延伸的“S”形NTD.

离轴13~15 km南北两侧为一组共轭的隆起带(图 5a，b).该隆起从约50°E近E-W向延伸逾60 km至约50.7°E.背轴侧坡度较缓，向轴侧则十分陡峭，应是该隆起在轴部被拆分时的断面；由于地形较陡，断面附近在重力作用下发育次级正断层. 离轴25~28 km南北两侧为另一组共轭的隆起带(图 5a，b)， 规模上要比前一组隆起大得多.与前一共轭隆起相似，也是背轴侧坡缓，向轴侧为拆分时断面而十分陡峭，伴随次级正断层.这些隆起与29洋段北翼隆起具有相似的外形特征，推测可能具有相同的成因.

27洋段火山活动十分强烈，在地貌上能识别出大量火山锥体(图 5a).这些火山外形包括锥形火山、带火山口火山和平顶火山，直径大多在1~2 km之间，高度在100~200 m之间，锥形火山高度可达200 m以上.

28、29洋段的AVRs段，裂谷南、北两壁表现出截然不同的构造地貌特征(图 3).北侧谷壁近E-W向线性构造发育，且能从地貌上观察到火山，与裂谷中央的AVRs具有相似的特征，判断应是老AVR的向北迁移；南侧谷壁是平整的断面.这种两壁构造和地貌的不对称性，很明显反映了海底扩张的不对称性，说明目前岩浆洋壳主要向北侧迁移增生.

28、29洋段两翼的构造地貌特征也相应地反映了不对称扩张.北翼地形崎岖、近E-W向线性构造发育、可观察到火山锥(图 4)，根据前文分析，这是AVRs随海底扩张向北迁移增生的结果，在此称之为“AVR增生地形”；这与仅裂谷北侧谷壁具AVRs类似构造地貌特征一致.南翼则主要发育了大型断块，观察不到明显的火山活动痕迹；相应地，裂谷南侧谷壁亦仅发育了规则平整的断面，这都说明了南侧海底扩张过程中构造拉张作用的重要地位.AVR2以南OCC，即基底拆离断层的发育同样说明了南翼构造拉张强烈.另外，笔者还利用出露在海底的断层断面，近似计算了28、29洋段两翼脆性伸展量(忽略剥蚀和沉积对海底地形的改造)，北侧脆性伸展因子为1.1310，南侧为1.8035，南侧脆性伸展远大于北侧.根据Buck(1988)的Rolling Hinge模型，拆离断层可根据寿命长短分为两类，如果断层没有旋转到被“锁住”的角度，则可一直保持活动，拉伸量足够大则可发育OCCs，为长寿命拆离断层；如果旋转到一定角度上盘被“锁住”，拆离断层将停止活动，谓之短寿命拆离断层，持续拉张作用下发育新断层把老断层上盘切割成一系列断块.28、29洋段南翼很可能在强烈的拉张作用下发育了大量的拆离断层(图 6a)，大多属于短寿命之列，或者为OCCs的锥形，从而建造了大量的断块；AVR2以南OCC正是在长寿命拆离断层作用下发育(图 6b).

图 6

Fig. 6

图 6(a)SWIR 28、29洋段南翼地形剖面1及其解释，位置见图 2；(b)SWIR 28、29洋段南翼地形剖面2及其解释，位置见图 2Fig. 6(a)Topographical profile 1 of south flank of segmant 28，29 of SWIR and its interpretation，for location see Fig. 2;(b)Topographical profile 2 of south flank of segmant 28，29 of SWIR and its interpretation，for location see Fig. 2

因为南翼构造拉张作用更加强烈，洋壳被拉张减薄，两翼的洋壳厚度应具有不对称性，该区OCC正是南翼洋壳被拉张减薄的极端表现.事实上，研究区的地球物理探测也确实证实了上述论断.Zhang等(2013)横跨该区洋脊轴部的磁力剖面显示(图 7)，扩张轴以南区域(0.78~2.58 Ma)磁性层明显减薄，远薄于北部，且存在 1.6 km的剩余地形均衡异常.另外，Zhao et al.(2013)根据DY115航次南北向跨越28洋段中部的OBS测线Y3Y4(图 7)，反演得到岩石圈3D速度结构模型，几乎所有跨轴的切面均显示南北两翼岩石圈速度结构明显不对称，在深度小于海底之下2 km范围内南翼都具有较高的速度(＞6.4 km/s).

在SWIR约64°E、28°S区域，也发现了类似的 不对称扩张(Searle and Bralee， 2007)：该区轴部以及北

图 7

Fig. 7

图 7 SWIR 28洋段3D岩石圈速度结构切面(V1、V2)(Zhao et al., 2013)与地磁反演地壳厚度(M1、M2)(Zhao et al., 2013)，位置见图 2Fig. 7 Sections from 3D velocity model(V1，V2)(Zhao et al., 2013) and crust thickness inversed from magnetic data(M1，M2)(Zhang et al., 2013)of segmant 28 of SWIR，for location see Fig. 2

翼表现出火山地形的特征，南翼更多反映出构造拉张的特点，发育大量断块以及FUJI Dome OCC；根据重力反演结果，发现其北翼地壳要比南翼平均厚 2 km.Cannat等(2003)在研究SWIRMelville 断裂带以东洋段时也发现其两翼地壳厚度不一致.因此，这种不对称扩张可能在岩浆供应有限的超慢速扩张洋脊较普遍存在.Cannat等(2003)还提出了低岩浆供应的SWIR可能的扩张模型，认为超慢速洋脊SWIR扩张过程由较深的大型不对称正断层控制，其下盘会出现明显的旋转抬升，断层倾向朝南或朝北，可频繁变换.SWIR 28、29洋段轴部裂谷南壁均出现大型断面，热液喷口位置也位于南侧该断面附近(深断层可作为热液喷口热量和物质通道)，因此28、29洋段轴部很可能也发育了类似的深大断层(倾向北).正是这种深大断层直接控制了洋脊的不对称扩张，进而导致了28、29洋段南、北两翼地貌的迥然之别.再从南翼可能大量存在拆离断层这个推论出发，轴部这种深断层很可能就是翼部拆离断层的雏形，进而也与OCCs的发育相关.

从28、29洋段AVRs与NTDs相间排列的地形特征来看，其岩浆作用属于超慢速扩张洋脊岩浆总体供应不足但局部集中的模式.这种岩浆作用模式及其相应的轴部地形，在超慢速扩张洋脊普遍存在(Dick et al., 2003; Michael et al., 2003；Searle and Bralee， 2007).值得一提的是，27洋段和28洋段过渡带，裂谷地形呈“V”字形向东衰退湮灭，裂谷中央依然出现脊状地形，而在50.72°E位置再次开始出现NEE向延伸的NTD(图 5a)，这些现象可能 说明这种AVRs与NTDs相间排列的轴部地形，本 该也贯穿27洋段，是因为受到某种叠加因素的影响而使这种地形在27洋段轴部间断.

Mendel等(2003)认为SWIR轴部演化存在岩浆-构造旋回，轴部演化过程由岩浆活跃期和构造活跃期交替进行.在岩浆活跃期，岩浆活动强烈，轴部建造成脊；在构造活跃期，构造活动强烈，随海底扩张将轴脊裂离运移至两侧.这种岩浆-构造旋回，实质上是岩浆由多至少的供应周期，岩浆供应多时轴部成脊，少时构造运动强烈、火山脊裂离.分析28、29洋段地貌特征，也存在这样的周期.首先，28、29洋段北翼AVR增生地形存在明显的分期现象，资料范围内可分为4~5期，而AVRs正是岩浆活动的产物，说明轴部岩浆活动同样是分期的(图 4)；再者，如若岩浆供应持续较多，如图 3(c，f)地形剖面上解释的深断层是难以理解的，因为在岩浆供应多的较热的状态下，并不易发育这样构造特征明显的深断层，所以进一步的解释是目前该段正处于岩浆供应周期中岩浆供应相对少的构造期.据此进一步提出SWIR 28、29洋段的岩浆—构造动力学模式(图 8)：岩浆供应多的时期，轴部裂谷内建造成脊，即AVRs；岩浆供应量减少时期，构造运动强烈，轴部开始发育不对称深断层，控制洋脊的不对称扩张.28、29洋段北翼若以发育了5期AVRs(图 4)计算，结合磁条带年龄粗略估计，岩浆供应周期约为1.5 Ma.

图 8

Fig. 8

图 8 SWIR 28、29洋段岩浆供应周期及扩张模式Fig. 8 Magma supply period and spreading mode of segmant 27 of SWIR

27洋段地形高、火山密集、轴部无裂谷，与本文多波束资料同航次获取的OBS探测资料也表明27洋段存在8~10 km的巨厚洋壳，表现出岩浆供应充沛的特征，在地形地貌上与岩浆供应不足的28、29洋段表现出极大的区别.但其以轴对称的几组共轭隆起却更明显地说明27洋段岩浆供应同样存在由多至少的周期.在岩浆供应多的时期，在轴部建造了这些脊状的大型隆起；在岩浆供应减少的时期，轴部隆起裂离并向两侧运移，对应于图 6中隆起之间的海底.目前27洋段轴部为脊状隆起地形，50.5°E处为火山中心，正处于建造隆起的岩浆足期.然而，在这种岩浆供应周期以及相应的岩浆-动力学模式，27洋段与28、29洋段表现出不同的特点.首先，在岩浆减少时期内，轴部的火山建造裂离的方式不同，28、29洋段表现为不对称深断层控制下的不对称裂离，而27洋段则表现为对称裂离；再者，岩浆供应周期比28、29洋段长，27洋段资料范围内仅发育两期共轭隆起，据磁条带年龄粗略估计，岩浆供应周期在2 Ma左右；第三，27洋段的构造活动在地形上的表现远没28、29洋段强烈.导致这种区别的原因可能正是因为27洋段有着远大于28、29洋段的岩浆通量.首先，不同的岩浆通量导致两者轴部火山建造体的物理形态不同，使两者裂离方式不同；再者，岩浆通量应与一次熔融抽出岩浆体大小相关，正是由于较大的熔融抽出岩浆体，使得27洋段岩浆供应周期相对较长；三者，正是27洋段强烈的岩浆活动，削弱了构造活动在海底扩张中的作用.

SWIR Indomed-Gallieni段地形高地，对应于明显的RMBA低值带(图 1b，c)，被认为是熔融程度较高的岩浆供应增加段.Debayle等(2005)的层析成像模型显示，Indomed-Gallieni段海底之下深约75 km处存在明显的地震低速异常，并且该异常通过岩石圈底部一个更大的低速异常与Conrad隆起相连(图 1d)，因此推断Indomed-Gallieni段地形高地是受到南侧Crozet热点影响的产物(Sauter et al., 2009).Zhang 等(2013)发现一个比周边区域低约50 mGal的RMBA 低值带，连接着Marion-Del Cano-Crozet 隆起区和SWIR的Indomed-Gallieni段(图 1c)，并推测该RMBA 低值带是Indomed-Gallieni段和Crozet热点相互作用的路径.Breton等(2013)通过分析来自Crozet群岛和Indomed-Gallieni段的岩石样品的同位素组成，认为两者岩浆来源具有同样的三个端元成分，因此也认为两者之间存在相互作用.然而，笔者认为，将Indomed-Gallieni段地形高地形成归因于受Crozet特点影响的证据并不充分.从地形上说，首先，受热点影响的洋脊除了有轴部高地的地形表达之外，在轴外洋脊和热点之间通常有火山成因的隆起带或者带状火山分布带(Morgan，1978; Small，1995; Maia et al., 2000)，但在Indomed-Gallieni段和Crozet热点之间，或者Zhang 等(2013)所谓的RMBA低值带上，没有任何异常地形表达；其次，对于受轴外热点影响的洋脊，因为热点从一侧影响洋脊，洋脊的两翼地形上常表现出明显的不对称性(Grevemeyer，1996)，但宏观上Indomed-Gallieni段两翼地形基本是对称的.岩石地球化学证据是说明洋脊受热点影响的最直接的证据.然而，Breton 等(2013)的研究结果同时也表明，Indomed-Gallieni段最普遍分布的仍是亏损地幔源的正常MORB，也没有高⁸⁷Sr/⁸⁶Sr、 ²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb 以及低¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 等指示洋脊受热点影响的同位素指标.Indomed-Gallieni段地形高地的陡峭外缘说明影响该段的是一次强烈的岩浆活动，如果是受热点影响，地化指标应该也表现得明显，这显然与以上研究结果不符.另外，根据Zhang 等(2013)对印度洋区域90Ma来的板块重构表明，Crozet热点从印度洋脊北支的东侧相对运动迁移到目前的位置，即使在跨越洋脊时也没有留下任何地形上的痕迹.因此，Crozet热点即使真的存在，活动也极其微弱，对有关洋脊产生有效影响的可能性不大.种种迹象表明，Indomed-Gallieni段地形高地的形成并不是由于受到Crozet热点的影响.究其真实原因，还需要进一步的研究.

如前所述，28、29洋段显示了超慢速洋脊岩浆供应不足的特点，而27洋段目前其岩浆活动十分强烈.但在28、29洋段北翼，仍观察到与27洋段类似的大型隆起，其上亦有形态明显的、为数不少的火山锥(图 4虚线以北，虚线位置磁条带年龄约4 Ma)，说明28、29洋段也曾经历强烈的岩浆活动.据磁条带年龄(Sauter et al., 2009)，Indomed-Gallieni段地形高地的陡峭外缘形成于约10~8 Ma前(图 2b)，据此推测，在10~8 Ma前时，一次猛烈而突然的岩浆事件开始作用于Indomed-Gallieni段，建造了该段地形高地；但约4 Ma以来，28、29洋段，甚至是除了27洋段之外的其他部分，岩浆增强事件的影响已经消失，重新恢复到了岩浆供应不足的正常的超慢速洋脊的扩张状态，并建造相应的构造与地貌形态，即28洋段脊轴以南发育反映强烈构造拉张的拆离断层的原因.然该岩浆增强事件目前仍作用于27洋段，也正是前文提及的27洋段受到的所谓的叠加影响因素，使超慢速扩张的27洋段却表现出缺失中央裂谷等快速扩张洋脊才具有的地形特征.

27洋段两翼较老的一组隆起规模上明显要大于较年轻的一组隆起，从“V”字形向27洋段侵入的低地形判断，现在正在发育的轴部隆起规模会更小(图 5a).它们从老到新规模依次变小，应说明了岩浆活动的强度和范围正在逐渐减小，进而也说明岩浆增强事件的影响正在减弱.另外，27洋段和28洋段过渡带 “V”字形向东逐渐湮灭裂谷地形(图 5a)，也是岩浆活动向东逐渐衰退的地形表达.再观察27洋段以东的槽状NTD，地形上也存在向西侵入27洋段的趋势(可能因为该段NTD位于27洋段扩张 中心以北，所以未表现出明显的“V”字形形态)(图 5a).

10~8 Ma前时，一次岩浆增强事件开始影响SWIR，形成Indomed-Gallieni段轴部地形高地；但导致该岩浆增强事件的原因应该不是受到Crozet热点影响.4 Ma以来，除27洋段以外的Indomed-Gallieni段其余部分已如28、29洋段一样，恢复到岩浆供应不足的超慢速扩张的正常状态，即28、29洋段目前岩浆供应相对不足但趋于集中，发育了AVRs和NTDs相间排列的轴部地形；在轴部深断层的控制之下不对称扩张，岩浆洋壳主要向北翼迁移增生，发育与AVRs有关的火山地貌；南翼构造拉张作用强烈，洋壳经历了较大程度的构造减薄，地貌上可观察到大量断块，拆离断层可能大量存在.27洋段为目前仍受岩浆增强事件影响的唯一区段，岩浆供应仍充足，火山活动强烈，但其岩浆活动的强度和范围也在逐渐减小，该岩浆增强事件可能已处于寿命末期.

研究区岩浆供应存在由多至少的周期，岩浆供应较多时期轴部建造成脊，岩浆供应减少时期轴部火山建造裂离并随海底扩张向两侧运移增生.但与28、29洋段比较，这种模式在27洋段的表现形式有所不同，主要表现为火山建造裂离方式、岩浆供应周期长短以及构造活动强烈程度不同.导致这种不同的原因可能是因为27洋段除了受以上模式控制之外，还仍然受到岩浆增强事件的影响.