西南印度洋中脊热液A区三维地震结构研究

西南印度洋中脊（SWIR）是超慢速扩张洋脊代表，是近十年来国际学术界研究热点；其热液A区是我国也是世界上在SWIR成功发现第一个活动热液喷口的位置，是我国走向深海大洋的重点研究区域；该区三维地震结构研究更是前所未有的开创性工作。三维地震实验布设的40台OBS共同记录了10,832炮气枪信号，海量的高品质地震数据为精细三维地震结构研究提供了坚实的数据保证。本项目拟采用FAST和Jive3D软件，利用初至震相的走时反演、计算模拟等手段，求取SWIR热液A区三维地震结构。研究区三维空间的速度展布特征，可以揭示是否存在岩浆房以及岩浆源区的大小，探讨超慢速扩张洋脊海洋地壳形成机制及热液活动的动力学机制等科学问题。本项目不仅为国际洋中脊计划的重要主题- - 超慢速扩张洋脊研究做出实质性的贡献，而且为我国在SWIR热液硫化物矿床评价及后期开发提供重要的基础数据，对科学与资源均具有深远的研究意义。

西南印度洋中脊（SWIR）是超慢速扩张洋脊代表，是近十年来国际学术界研究热点；其热液A区是我国也是世界上在SWIR成功发现第一个活动热液喷口（龙旗）的位置，是我国走向深海大洋的重点研究区域；2010年在该区实施了大规模的、前所未有的三维海底地震仪（OBS）地震实验，布设的40台OBS共同记录了10,832炮气枪信号，海量的高品质地震数据为精细三维地震结构研究提供了坚实的数据保证。.本项目就是以这批地震数据为基础，针对左侧的“中国结”开展三维地震结构研究。拾取了65634个有效初至走时，三维反演软件（FAST）进行了高精度的三维地壳结构的正反演模拟，然后利用Monta Carlo方法对100个初始模型开展反演计算，最终获取了TAG热液活动区三维地震速度展布特征、模型速度梯度分布、模型不确定性分析、模型分辨率测试分析及拆离断层的深部展布情况。主要成果： （1）垂直洋脊的速度结构切片展示了与拆离断层有关的、强烈的不对称性结构，拆离断层至少扩展到洋脊南部16 km，假设此处全扩张速率为14 mm/yr，推测龙旗喷口28洋脊段的断层活动及深部岩石向上拆离过程至少持续了～2.0 Myr，这个长期活动的拆离断层为活动热液喷口提供热液通道；（2）在扩张脊南侧表现为强烈高速为主，相当于慢速大西洋洋中脊发表的大洋核杂岩（OCC）的结构，由于位于龙旗喷口区域，我们首次将其定义为龙旗核杂岩(Dragon Flag OCC)，其主要成分是随着拆离断层而拆上来的下地壳的辉长岩；（3）沿着洋脊段#28扩张脊方向，地壳厚度变化很大，由洋脊段两端的3.0–4.0 km变化为洋脊段中心的7.0–8.0 km，位于新火山岩脊下方存在一低速体，主要表现在洋壳层3的增厚，速度一般为（～6.4–7.0 km/s），厚度有（2.8–5.0 km）。该低速带说明，洋脊段#28的岩浆并不是像Sauter et al.等人（2001）推测的那样来自于洋脊段#27，岩浆增生集中于洋脊段#28的中心，从而形成加厚的地壳。该洋脊段中心丰富的岩浆也可能充当龙旗喷口的热源。.本项目不仅为国际洋中脊计划的重要主题——超慢速扩张洋脊研究做出了实质性的贡献，而且为我国在SWIR热液硫化物矿床评价及后期开发提供了重要的基础数据，对科学与资源均具有深远的研究意义。