南海中央海盆三维OBS探测与扩张脊深部地震结构研究

南海央海盆扩张脊精细的深部地震结构，包含着南海形成演化过程的重要信息，是探讨南海形成演化"骨架"及深部动力学的重要基础。本项目拟开展三维海底地震仪（OBS）探测，将部署42台OBS，覆盖中央海盆的扩张脊与珍贝-黄岩火山链，采用大容量气枪震源累积激发1.2万炮，可获得超过50万个有效密集炮点信号，为精细三维速度结构研究提供了坚实的数据保证。拟利用FAST等软件及正、反演相结合的方法，采用射线追踪、计算模拟等手段，重点研究：（1）中央海盆扩张脊附近二维、三维洋壳速度特征，推断其洋壳类型及其形成机制；（2）从地震学角度揭示扩张脊处岩浆源区与后期形成的火山链是否存在必然的联系。本次三维海底地震仪探测是开拓性和创新性工作，其研究结果将填补我国深海盆深地震探测空白，而且将为南海深海盆的扩张模式与次序及火山链的形成机制等科学问题提供重要支撑。

本项目按计划投放42台OBS，成功回收41台，放炮测线2500km，出色完成海上三维探测任务。通过数据处理和计算模拟，获得中央海盆珍贝-黄岩海山链/扩张脊的地壳速度结构模型，发现残余扩张脊内地壳顶部的速度较低（3.3-3.7 km/s），可能与残余扩张脊内部丰富的断层以及扩张停止后的岩浆活动有关，扩张脊以北地壳厚度约为5 km, 速度由顶部的4.3-4.5 km/s 增加为底部的6.9-7.0 km/s，属正常的洋壳，扩张脊以南受北东向海山的影响，地壳厚度为7.2 km，大于北部的正常洋壳，局部结构异常可能受北西向断裂和上地幔蛇纹岩化影响，珍贝黄岩海山下有明显山根，地壳厚度达8-12km，地壳速度2.8-7.2 km/s，地壳结构特征受后期火山活动和重力均衡的影响较大。南海东部陆缘的新构造运动和板块相互作用研究表明，菲律宾岛弧向NW运动和马尼拉海沟向西突出，加速了南海中央海盆的俯冲和消亡，珍贝-黄岩海山链以东区段，有更多的洋壳和残余扩张脊已俯冲到海沟和岛弧之下。项目还在南海地壳结构特征、南北共轭陆缘对比，以及全球大洋中脊对比等方面有较多的研究成果，共发表学术论文28篇，其中SCI论文11篇，EI论文3篇。项目执行过程中培养博士4名、硕士2名，1人获基金委优青项目，参加学术会议47人次，其中国际会议11次，充分交流了研究成果与科学思想，圆满完成项目研究计划。