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南海西南部陆缘地壳结构及变化特征:来自广角地震剖面的证据

编辑:ZLY 作者:卫小冬 时间:2020年10月26日 访问次数:134

       南海西南部陆缘被认为是一个接近张裂的减薄陆缘,这种类型的陆缘一般存在着地壳和岩石圈剧烈的拉张减薄特征,地壳厚度在几百公里内从30–35km减薄到不超过10km。因此,深部地壳结构对我们认识南海西南部陆缘的拉张减薄特征极为重要。南海西南部陆缘的多道地震数据揭示了上地壳的变形特征,增强了我们对脆性上地壳伸展构造的理解,但未能揭示下地壳的拉张减薄程度。目前南海西南部陆缘地壳结构的研究主要是对重、磁的数据反演,缺乏对深部结构的直接观测。
       为了揭示南海西南部陆缘地壳结构和拉张减薄特征,丁巍伟课题组卫小冬副研究员利用在该区域采集的广角地震数据DZ01,开展地壳结构层析成像研究,以获得南海西南部陆缘不同构造单元的深部地壳结构变化;计算沿DZ01测线的地壳伸展因子,分析地壳拉张减薄特征,探讨南海西南部陆缘深部地壳结构对岩石圈伸展过程和西南次海盆扩张的响应特征。研究结果表明,南海西南部陆缘地壳拉张强烈,沉积盆地和岛礁区下方地壳厚度变化明显,整体厚度为10-18km(图1, 图2);基于地壳结构计算得到上、下地壳和全地壳的伸展因子(βuc,βlc和βwc)(图3),对比βuc,βlc和βwc,揭示DZ01测线除南沙海槽之外,地壳拉张量是下地壳最大,全地壳次之,上地壳最小,推测南海西南部陆缘地壳发生过与深度相关的拉张;速度结构模型还揭示在岛礁区的下地壳存在高速异常,分析该区域以往的研究,认为高速异常是与古太平洋板块俯冲有关的中生代残留岛弧。

       

图1 (a)正演得到的DZ01测线的地壳速度结构;(b)DZ01测线射线密度覆盖图(网格大小:0.5km x 0.25km)

图2(a)反演得到的DZ01测线最优化速度结构模型;(b)DZ01测线最终模型的DWS图;(c)DZ01测线的速度扰动模型

图3 南海西南部陆缘DZ01测线的伸展因子

       相关成果发表在国际地学期刊Journal of Asian Earth Sciences。该研究受到海洋二所科研基金(QNYC1801),国家自然科学基金(41776053)和国家重点研发计划(2016YFC0600402)的联合资助。
       该成果发表论文:
       1. Wei, X.(卫小冬), Ruan, A., Ding, W., Wu, Z., Dong, C., Zhao, Y., Niu, X., Zhang, J., Wang, C. 2020. Crustal structure and variation in the southwest continental margin of the South China Sea: evidence from a wide-angle seismic profile, Journal of Asian Earth Sciences. doi: https://doi.org/10.1016/j.jseaes. 2020.104557. (国际SCI)