冲绳海槽南段基底组成分析

根据反射地震、折射地震和磁力等资料,结合周边地质,探讨冲绳海槽南段基底组成。在海槽周边的东海陆架盆地、台湾褶皱带和琉球岛弧褶皱带,发育不同程度变质的晚古生代、中生代和早第三纪地层。多道反射地震表明,海槽南段沉积盖层由上第三系和第四系组成,声学基底由下第三系及更老地层构成。邻近海槽南段的折射地震揭示,除第四系．中新统速度层之外,还存在纵波速度分别为4．7—5．3km／s和6．3km／s的下第三系和中生界速度层。磁力异常分析和正反演拟合计算结果表明,海槽磁性基底主要由变质岩系构成,次为燕山期中酸性岩浆岩和喜山期中基性岩浆岩,磁性基底大部分相当声学基底。综合分析表明,海槽南段基底主要由不同程度变质的下第三系、中生界和上古生界构成;在海槽某些构造部位,已有喜山期基性岩浆岩形成。     

基于改进泰勒级数法的总强度磁异常稳健向下延拓

位场向下延拓隶属于经典不适定问题,观测数据中细微的误差在向下延拓过程中都被严重放大,甚至会掩盖真实信息。如何精确地求解总强度磁异常（Bm）在垂直方向的各阶导数,是利用泰勒级数实现稳健向下延拓的关键。为此,本文首先分析了调和函数的相关性质,从理论上证明了Bm为准调和函数的结论,在精确计算各阶垂向导数基础上,提出利用改进泰勒级数实现磁场稳健向下延拓。为降低边界效应对向下延拓计算结果的影响,提出采用半余弦函数对磁场在4个方向上进行平滑扩边处理。通过球体与长方体仿真试验以及航空、船载实测磁场数据对提出方法进行了验证。结论表明,提出的技术方法可实现磁场稳健向下延拓,当观测数据无噪声时,计算结果精度要明显优于现行的FFT法、常规泰勒级数法以及积分-迭代法;当观测数据含有噪声时,本文方法和积分-迭代法计算结果精度相当。     

90Ma以来热点与西南印度洋中脊的交互作用：海台与板内海山的形成

本文研究了西南印度洋底地幔热点．洋中脊交互作用与海台、海山形成的关系．先利用板块重构确定了西南印度洋区域中热点与洋中脊相对位置及海台、海山的形成年代,然后通过水深异常和艾里均衡模式计算了相应热点的岩浆熔融通量．计算结果显示,自90Ma以来,马里昂（Marion）热点的活动可分为三个阶段：与古罗德里格斯（Rodrigues）三联点相互作用阶段（90～73．6Ma）、与西南印度洋中脊相互作用阶段（73．6～42．7Ma）及板内火山活动阶段（42．7～0Ma）．这三个阶段分别对应于德尔卡诺隆起（Del Cano Rise）的东部、中部和西部区域洋底海台的形成．马里昂热点的活动强度和周期性明显受到了热点离洋中脊距离的影响．马里昂热点的活动周期约为25Ma,长过夏威夷和冰岛热点的活动周期（约15Ma）．     

三维多层介质重力-地震同步联合反演

联合反演是地球物理勘探的重要解释手段,能够提高模型参数的反演精度.本文在归纳和分析重力与地震资料联合反演的研究和应用现状的基础上,利用三维多层介质模型的地震走时和重力正演公式,推导了地震走时和重力异常对界面深度的雅可比矩阵,实现了三维重力-地震同步联合反演界面成像.最后进行了数值理论模型模拟和实例计算,结果表明地震走时和重力同步联合反演很好的重建了三维多层介质界面.     

西罗斯海阿黛尔盆地新生代构造特征及指示意义

本文根据西罗斯海北端阿黛尔盆地及周缘地球物理资料,对地震数据进行二维F-K频率与波数滤波处理,获得噪音被压制,同相轴更连续以及深部信号被明显揭露的数据资料。基于此分析了该区新生代构造特征和岩浆活动,并结合该区冰川作用,总结了与冰川有关的沉积相。研究发现,16 Ma时受到残余岩浆加热造成的阿黛尔海槽隆升作用以及阿黛尔盆地最开始不对称扩张的双重影响,在阿黛尔海槽两翼外分别形成隆起褶皱区和掀斜隆升区。隆起褶皱区以高角度断层和褶皱为特征,分布在阿黛尔海槽东翼南部,覆盖范围较小。掀斜隆升区则以雁行断层和掀斜断块为特征,分布在阿黛尔海槽西翼南部,向南一直伸到陆地边缘。利用火成岩体与围岩间的接触关系,将本区火成岩形成时代大体分为两期:早期和晚新生代火山。早期火山形成时间不易确定,只零星散落在掀斜隆升区内,推测其形成可能与残余岩浆活动有关。晚新生代火山形成时间至少晚于5.5 Ma,分布范围广且分散,基本覆盖整个研究区。这期岩浆活动无论从时间还是空间上可能都与裂谷作用无关,而是受到上新世以来大规模冰川消退造成的地幔减压熔融作用的影响。     

中西太平洋海山区的岩石圈有效弹性厚度及其地质意义

中西太平洋海山区是太平洋板块上洋壳年龄最老、磁条带异常最复杂、海山分布最密集、地质构造最独特、构造活动最强烈的一个区域, 为探讨区内众多海山的构造成因, 以板块构造理论为指导运用弹性板挠曲理论计算了中西太平洋海山区岩石圈的有效弹性厚度.结果显示, 研究区的有效弹性厚度总体上表现为北西高南东低的趋势, 西边的麦哲伦海山链表现出南北低中间高的趋势, 东边的中太平洋海山群呈现出由西往东厚度递减的现象, 且这2个典型区域的岩石圈有效弹性厚度与现今法属玻利尼西亚群岛处的比较接近.据此推测它们是在白垩纪期间(约130~90 Ma)形成于现今法属玻利尼西亚群岛处的大规模热点群附近, 且受到了后期火山岩浆活动的改造作用.      

南海北部陆缘磁静区及与全球大洋磁静区对比的研究评述

磁静区与磁异常条带不同,具有宽缓的低幅值磁异常特征,但可能同样包含了从陆壳张裂到海底扩张早期的构造活动和演化信息.为了加深认识南海北部陆缘磁静区,归纳了全球深海和边缘两大类型磁静区的物理、化学及构造三大成因,主要包括大西洋和西太平洋侏罗纪磁静区,以及北太平洋、印度洋和南大洋白垩纪磁静区,强调磁静区与不同程度地幔柱活动、斜交扩张初始产生的小型错断磁源体及隐含弱磁条带关系的重要性.总结了南海北部陆缘磁静区的研究现状,并从区域综合地球物理和地幔热活动作用两方面探讨了南海北部陆缘磁静区的可能成因机制,最后阐述了需要关注的研究重点及其研究意义.     

基于约束三维重力反演的南极大陆地壳密度结构研究

地壳密度是表征其物质组成以及结构特征的一个基本参数,是深入理解构造演化、地球动力学等问题的重要基础.本文利用最新发布的布格重力异常数据,以现有的三维S波速度模型、地表热流以及岩石学数据作为约束条件,采用引入深度加权函数的三维重力反演算法,获取了南极大陆三维精细密度结构模型.研究结果显示,南极大陆地壳尺度范围内密度异常在-0.25～0.20g·cm^-3之间.大致以南极横断山脉为界,受中生代与新生代多期拉张活动的影响,西南极上地壳密度异常以低值为主,与东南极克拉通的高密度异常呈现明显对比关系.通过对比发现,反演的密度结构与岩石圈强度信息存在较好的相关性.进一步分析西南极裂谷系统的密度结构与岩石圈强度,认为受新生代拉张活动和岩浆活动影响的局部地区除外,热沉降作用很可能使得地壳趋于冷却.此外,西南极的低密度特征延伸到南极横断山脉,结合现有的研究结果认为可能需要多种机制来解释南极横断山脉的隆升过程.     

20 Ma以来Mohns洋中脊的非对称扩张速率与地壳结构

超慢速扩张的Mohns洋中脊共轭两侧的地球物理场与地壳结构具有显著的非对称性.利用我国第五次北极科学考察采集的水深、重力与磁力数据,结合历史资料,我们计算了14条垂直Mohns洋中脊剖面的扩张速率、剩余水深、剩余地幔布格重力异常（RMBA）、地壳厚度和非均衡地形.对洋中脊共轭两侧以上计算结果的进一步对比发现,Mohns洋中脊两侧整体（下文均指同一地质时刻各剖面的平均值）的非对称性呈现明显的两段性：20~10.5 Ma,相比Mohns洋中脊东侧,西侧的扩张速率更慢、地壳更厚、非均衡地形更低;10.5~0 Ma,扩张速率、地壳厚度和非均衡地形的非对称的极性与20~10.5 Ma期间完全相反.后一阶段,整体扩张速率在西侧更快、剩余水深更浅,但是对应更薄的地壳和更高的非均衡地形.我们推断前者为冰岛沿Kolbeinsey洋中脊的作用增厚了Mohns洋中脊西侧地壳并使得洋中脊向西侧跳动,而后一阶段反映了岩浆供给减少后西侧集中的构造活动导致的更多的拉伸与隆升.沿各剖面上,10.5~0 Ma期间构造活动集中的洋中脊西侧均具有薄地壳和高非均衡地形,但构造拉伸的增加并不总是对应增快的扩张速率.岩浆在浅部更多地向东侧的分配以及洋中脊向西侧的跳动可能使得东西两侧具有相近的扩张速率.     

海洋地磁三分量测量技术

与拖曳式总场测量相比,海洋地磁三分量测量能够获得更多的地磁场矢量信息,并能通过船载测量在更大海区范围内进行.本文从船载三分量测量和拖曳三分量测量两个方面总结了国外的发展现状,分析了海洋地磁三分量测量中船磁(载体磁场)标定和载体定姿两个关键技术,并结合我国海洋磁测发展现状建议首先发展船载海洋地磁三分量测量系统.