南海深部结构的海底地震仪台阵探测：检验海南地幔柱假说

从利用海底地震仪（OBS）台阵探测南海地壳和上地幔深部结构入手，验证国际上关注的"海南地幔柱"是否存在的重大科学问题和寻找南海深海盆海底扩张中心停止活动后上地幔岩浆源区残留体证据。通过研究这些核心科学问题，揭示南海深海过程演变。研究内容包括（1）在南海深水（水深超过500m）海域布设OBS台阵，在海底12个月连续记录，获得50台x12个月的连续天然地震记录；（2）利用现代地震学台阵反演探测的各种技术，综合分析这些OBS台阵资料，揭示南海地壳和上地幔地震波速度精细结构，包括南海深海盆海底扩张中心的残余岩浆源区结构，寻求对于是否存在海南地幔柱和南海深海盆形成和扩张演化史这两个核心科学问题的正确答案。为进一步深化南海形成演化、油气资源分布规律认识提供最基础的观测依据。研究进展将实现我国在深海天然地震OBS台阵探测研究领域方面零的突破，也将填补国际地震台站分布在南海海域地震台站观测的空白。

项目组分析和处理了前期北京大学在雷州半岛布设的二维宽频带流动地震仪台阵的天然地震记录，利用接受函数方法探测海南岛和雷州半岛地区的地壳和上地幔精细结构，取得了重要研究成果. 结果揭示雷州半岛和海南岛北部地区的第四纪玄武岩分布区域的地壳厚度都有明显的增厚，在该区域的中心处（雷州半岛南部，东经110.5度、北纬20.5度）地壳增厚达到10-15公里，并且研究区下方的地幔转换带厚度比全球平均模型减薄25公里，和已知地幔柱冰岛的减薄22公里相当。这些和冰岛地幔柱类似的地壳和地幔转换带的地震学观测为海南地幔柱的存在提供了可靠的地震学观测证据。.项目组根据评审专家的建议和同济大学扬挺项目组组成联合OBS台阵，分为三期开展南海深海盆海底地震仪台阵探测。本项目组参加了第二期海底地震仪台阵探测，由于仪器的原因租借的仪器全部丢失。由于前两期海底地震仪台阵实验仪器丢失严重，目前还没有查找出国产宽频带海底地震仪投放海底10个月以上时回收率太低的根本原因，因此，没有实施第三期海底地震仪台阵探测。作为本项目的延续，计划利用项目组和法国IPGP联合研发的20台新一代宽频带海底地震仪于2018年底开展南海第三期海底地震仪台阵探测，完成本项目的设计目标。