琼东南盆地深水区长昌凹陷地壳结构特征

长昌凹陷位于琼东南盆地深水区,向东通过西沙海槽与南海西北次海盆相通,其近东西向的展布形态明显异于深水区其他凹陷的NE-NEE向形态,为了弄清其地壳结构,从而更好地分析凹陷的结构和演化机制,这里根据深反射地震资料、VSP资料和最新重力资料对长昌凹陷的地壳结构进行了综合地球物理模拟.结果显示:长昌凹陷北侧地壳厚度为22～24 km,南侧地壳厚度约20～22 km,从两侧向长昌凹陷中央地壳厚度逐渐减薄,最薄处只有2.8 km;莫霍面深度与沉积基底呈镜像关系,沉积基底最深的地方莫霍面深度最浅,最浅深度距海平面13.8 km;凹陷中央东部存在一层厚约4 km的下地壳高速层,该层在地震剖面和层速度剖面上均可识别.     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

东沙群岛西南海区海底地震测线OBS2015-1揭示的深部地壳结构

为深入理解南海北部多道地震测线D80显示的深反射信息,沿此测线布置OBS(15台)地震测线(OBS2015-1),测线长300km,方向NNW—SSE,从水深800m陆坡延伸至3760m深海平原。文章利用Obstool软件进行预处理(位置校正和时间校正等)、震相识别,利用FAST tomography软件进行速度层析成像。速度结果表明,新生代沉积层速度1.6~3.5km·s-1,厚度约2km;中生界速度3.5~5.5km·s-1,平均厚度约3km。在洋陆过渡带处,沉积基底受新生代岩浆活动影响,有较大起伏。在上陆坡处,上地壳存在向上凸起约5km的高速异常,在多道地震剖面中表现为杂乱反射的背斜构造,上覆晚新生代地层也同步形变,推测可能是新生代晚期岩浆侵入造成。地壳厚度由陆坡的23~20km减薄至洋盆的8km。地壳下部存在7.0~7.6km·s-1的高速层,高速层由陆坡的5km左右逐渐递减至海盆的2km左右,因上陆坡和洋陆过渡带晚新生代岩浆活动活跃,作者认为地壳下部高速层是由海底扩张停止后岩浆侵入形成。     

广角地震速度结构反演中的不确定性分析

海底地震仪(ocean bottom seismometer,OBS)广角地震探测是研究海洋深部精细壳幔结构的重要地球物理手段,其主要原理是利用广角折射/反射震相信息来反演地壳深部结构,从而为深入认识海底构造特征提供最为基础的地震学信息。文章基于地震层析成像结构反演的基本原理,针对OBS广角地震速度结构反演中可能存在的一些不确定性因素,用Tomo2D软件构建了不同的理论模型和数据体,对初始模型中沉积层的变化是如何影响整个地壳速度结构的反演结果、不同台站间距所构建的数据体对下地壳高速层分辨精度的控制影响以及不同数据体在分辨深部异常体的有效性等方面进行了分析研究,以此深入了解OBS广角地震速度结构反演中的不确定性因素。研究结果显示,地壳深部较厚(大于4km)的高速层能够被很好地反演出来,而较薄(小于2km)的高速层虽能够识别,但其形态规模恢复得较差;初始模型中沉积层速度结构的失真度影响着高速层的识别,沉积层失真度越大,对高速层的恢复越差;地壳内部存在低速层对反演高速层的规模有较为明显的影响,但低速层的厚度变化对其影响不大;对于文中10km台站间距的模型,能够识别的速度异常体规模在水平方向上最小约为5km,在纵向上最小约为3km,而20km和30km台站间距的模型最小能够识别的速度异常体规模为水平向10km、纵向3km。     

下地壳流对南海北缘白云凹陷地壳伸展变形的影响

下地壳流经常被用来解释地壳随深度的差异拉张现象,但下地壳流对地壳伸展变形的定量研究却不多见。以白云凹陷的岩石圈伸展变形为研究对象,根据普拉特-海福特重力均衡模式,假设凹陷区原始地壳厚度为32km,即均衡深度,利用现今的基底厚度、沉积层厚度和水深数据恢复到白云凹陷变形前的原始地壳厚度,发现其值大于32km,在32.599~33.774km之间,并且从白云凹陷陆架区向海洋方向递增。我们认为造成这种情况的原因可能是由于下地壳流失导致地幔物质上涌量增多,而且根据数据递增的变化认为下地壳流失从海洋向白云凹陷陆架区方向。在凹陷区和接近海盆地区,由于下地壳的流失,导致全地壳拉张因子减小。     

全球有缆海底观测网概述

近期有缆海底观测网发展迅猛,世界各国包括加拿大、美国、日本和欧洲国家都依据自己的科学目标,建立了相应的有缆海底观测网。文章针对不同国家有缆海底观测网系统的组成和建设分别做了概述和评论。从1978年开始到现在,日本成功建设了10条有缆海底地震观测网,从早期同轴电缆作为主干电缆,发展到使用光电缆连接水下设施。加拿大成功建成近岸尺度和区域尺度两条有缆海底观测网。美国2012年成功建成目前世界上最长的一条区域海底观测网(约900km)。欧洲国家也正在开展在10个海区建立有缆观测网。跟随国外的步伐,我国和我国台湾地区也建立了自己的海底观测站(东海小衢山)和有缆观测网(中国台湾妈祖)。文章依据世界上已经建立的有缆海底观测网,分析认为与全球有缆观测网布设有关的遥控水下机器人是关键技术,并探讨了海底观测网今后的发展和面临的挑战。     

珠江口盆地白云凹陷裂后异常沉降研究及成因分析

南海北部大陆边缘的许多盆地都发现了裂后沉降异常,位于深水陆坡区的白云凹陷是其中的典型代表。本文采用盆模软件Temis Suite 2007对穿过白云凹陷的3条地震剖面进行回剥分析,观测其不同时间基底的垂向运动特征,并将其与MCKENZIE经典拉张模型计算的理论裂后沉降值进行对比,发现白云主凹中心的裂后异常沉降量最大超过2.6 km,白云南凹最大异常沉降量接近2 km,高于白云凹陷北部边缘的异常沉降。凹陷东部的裂后沉降作用强于凹陷西部。对沉降曲线的研究发现,白云凹陷在中中新世(16.5～10.5 Ma)期间有一段沉降明显加速的过程,白云南凹尤为明显,可能与南海扩张停止事件有关。白云凹陷发育了巨厚的沉积,并且呈韧性伸展状态,本文认为下地壳流可能是导致白云凹陷裂后异常沉降最主要的因素。     

海底地震仪的时间同步技术

海底地震仪(OBS)是记录海底地震数据的主要仪器.在我国,OBS仍处于研究与实验阶段.时间同步的精准度是海底地震仪的重要指标,直接影响了地震数据分析和地震数据反演的准确性.以法国MicroOBS _Plus为例,对海底地震仪时间同步技术进行深入分析,详细介绍其时间同步原理及实现方法,为OBS在海底地震地壳深部结构调查研究等方面的应用提供参考依据.     

滑行波震相对珠江口地区壳内低速层的约束作用

深入研究珠江口地区海陆过渡带壳内低速层的结构和构造特征对于理解板内地震的发震机理、孕震构造及该区域的地壳结构具有重要的地质地球物理意义。利用2015年珠江口区域海陆地震联测L2-ME测线上的19个地震台站(包括陆上台站14台, 海底地震仪5台)记录到的地震数据来探明该区域低速层的结构和构造特征。在常规震相的基础上, 加入了大量的滑行波震相(Ph)进行结构模型计算, Ph震相的增加使得地壳内部10~20km范围内的射线覆盖密度有了显著提高, 从而获得了L2-ME测线下方更为精确的地壳纵波速度结构模型。结果发现, 模型中测线下方13~18km深度范围内稳定连续展布的壳内低速层被清晰成像, 其内部速度稳定在5.7~6.0 km·s^-1之间, 与上下层界面速度差分别为0.5km·s^-1、0.4km·s^-1, 低速特征明显。该低速层厚度由陆侧的3.5km左右降至海侧的1km, 呈现出向海侧逐渐减薄的趋势, 低速层底界面起伏变化较大且具有与莫霍面相似的起伏特征。     

陆坡重力流沉积地貌单元三维地震表征及其成因-以琼东南盆地陵水凹陷为例

海底地貌一直是国内外学者关注的重点领域。基于琼东南盆地陵水凹陷1 000 km2高分辨率三维地震资料,利用GeoFrame综合解释平台、Surfer三维成图等技术,对琼东南盆地陵水凹陷现今海底地貌进行精细刻画。研究结果表明：(1)琼东南盆地下陆坡带主要发育水道（大型水道C1和冲沟-朵体复合体G1—G3）、周期阶坎以及滑坡体系3类典型地貌单元。(2)水道C1宽深比31.5～232,主要由陆坡水道运输的碎屑物质冲刷而成,冲沟-朵体复合体G1—G3末端可见明显朵体发育;同时,可在水道和滑坡体系内识别到周期阶坎;研究区处于陆坡滑塌的体部-趾部区域,广泛发育挤压脊、舌状体等沉积构造。(3)推测认为研究区海底地貌主要由上陆坡滑坡引起,在物源与海平面升降的加持下,形成如今的综合型地貌。