2010年南海北部海陆联测项目简介及初步成果

南海北部海陆联合深地震探测项目通过海陆联测研究南海北部海陆过渡带的深部地壳结构特征,揭示滨海断裂带在该区的空间方位特征及构造属性,进而分析其对该区大地震的控制作用并对发震构造进行讨论。海陆联测共完成2条测线,分别位于珠江口和阳江区域,获得了高质量的数据,为下一步进行海陆过渡带地壳结构反演和滨海断裂带构造特征研究奠定了良好基础。     

南海西沙地块岛屿地震观测和海陆联测初步结果

为了研究南海西沙地块下方的地壳结构,我们在岛屿区架设了流动地震台站进行天然地震观测和海底地震仪的人工地震探测.本文利用远震接收函数方法和射线追踪方法对琛航台的远震数据和海陆联测数据进行了初步处理和分析,建立了琛航岛下方的一维横波速度模型以及横穿琛航岛的二维地壳结构模型.琛航岛顶部存在2 km厚的新生代低速沉积层,下地壳存在明显低速层,横波速度只有3.5 km/s,莫霍面埋深24~26 km,岛屿两侧地壳厚度向外逐渐变薄,其西北侧地壳结构表现为裂谷特征,可能为西沙海槽在该地区的延伸表现.地幔热活动和区域拉张应力作用引起的上地幔物质的韧性流变构造和各向异性排列可能是产生下地壳低速层的主要原因.     

南海前新生代基底与东特提斯构造域

综合分析了地质、地球物理、地球化学、古生物学等多方面资料,将南海海域控制新生代主要沉积盆地的基底划分为6个区：北部湾古生界断堑基底区、莺歌海古生界走滑拉分基底区、琼东古生界断陷基底区、西沙北古生界裂谷基底区、西沙南古生界走滑伸展基底区和南沙古-中生界伸展基底区。通过区域地质分析．初步重建了该海域的大地构造演化历史。该海域新生代沉积基底在前新生代时期与其北面陆上云开地区同处于特提斯构造域中,形成于古特提斯构造域背景之中,为东特提斯多岛洋体系的重要组成部分。古特提斯的东延段在研究区有3个分支,即云开北、琼北、琼南3个海盆,分别表现为现存的云开北、琼北、琼南等缝合断裂带,使该区新生代沉积基底表现出明显的分区性。自晚古生代以来,伴随古、中特提斯的成生、消亡,该区新生代沉积基底经历了5个阶段的演化,其动力机制是一个复杂的研究课题,拆沉-去根-释压熔融是其主要动力机制,造成了特提斯构造演化上的序列性和叠置性。     

国产海底地震仪的时间记录与原始数据精细校正

海底地震仪（OBS）的时间记录对数据处理是至关重要的.实践发现,部分国产便携式OBS的数据记录存在较大的内部时间误差,并且实测地震剖面异常的同相轴"断阶"、"倾斜"现象时有发生.我们通过自激自收试验,对这些异常现象进行了验证,确认其来源于OBS数据文件内部时间漂移,以及数据处理程序存在的缺陷.统计表明,A、B型OBS内部时间漂移量在250 Hz的预设采样率下为0~40 ms,L、S型OBS在100 Hz下为0~90 ms.这个量级的时间漂移,会对OBS数据处理、计算模拟产生影响.进一步,我们采用计算实际采样间隔、调整采样间隔、数据重采样的方法,对这种误差进行校正,并且改进了相关的OBS数据处理程序.本文的研究加深了对OBS数据时间记录误差的认识,得到了OBS数据文件内部时间漂移的分布规律,使得中等及较大程度的内部时间漂移的精细校正得到重视,进而完善了OBS数据处理步骤和流程,对OBS数据的有效利用进行了重要补充,为国产OBS的广泛使用、仪器研发提供了重要参考.     

南海中北部陆缘横波速度结构及其构造意义

纵横波联合勘探可以得到更多关于岩石圈层岩性、物性等介质属性方面的信息,有效提高地壳物质组成的约束性.在纵波速度结构模型的基础上,通过射线追踪和走时拟合对OBS2006-3地震剖面径向分量的转换震相进行了横波速度结构模拟.结果表明:沉积层1、沉积层2的横波速度分别为0.7~0.9 km/s和1.6~1.7 km/s,波速比由2.64~3.16变化到2.41左右,较高的波速比表明沉积层固结程度不高;中生代沉积层横波速度由浅部的2.6 km/s增大到3.0 km/s,波速比为1.74~1.80;地壳中波速比为1.74~1.82,表明该剖面地壳为陆壳性质;下地壳高速层的横波速度为4.0~4.2 km/s,纵横波速比为1.73~1.78,揭示高速层的物质组成为铁镁质的基性岩,推断其与海底扩张停止之后的岩浆底侵作用有关.     

南海东北部海陆深地震联测与滨海断裂带两侧地壳结构分析

南海东北部首次成功实施海陆联合深地震探测,填补了海陆过渡带深地震探测的空白. 利用该次海陆联测地震数据,通过数据处理、震相分析、射线追踪、走时模拟等方法,获得了滨海断裂带附近的纵波地壳速度结构,探明了海陆联测剖面中滨海断裂带可能位置. 地壳速度结构为陆壳结构,地壳厚度由陆地向海区逐步变薄;在上地壳下部普遍存在一层速度为5.5～5.9km·s-1、厚度为2.5～4.0km的低速层,并向海区方向减薄,该区未发现明显的高速层. 滨海断裂带为一纵向低速带,位于南澳台东南35km处,对应于重、磁异常带,断裂带断至莫霍面,是华南陆区正常型陆壳与海区减薄型陆壳的分界地壳断裂.     

粤东南澳-澄海海域晚第四纪沉积特征和沉积环境演变

通过对粤东南澳—澄海海域上第四系地层的沉积特征和年代学研究,结合陆区前人的资料,分析该区晚更新世以来的沉积环境演变特征。通过对钻孔资料的分析,将该区上第四系划分为3个沉积旋回,每个沉积旋回均具有由粗变细的沉积韵律,一般由砾砂或中粗砂开始,以淤泥或黏土结束。通过对该区不同层位14C年代测定和分析,认为该区第四系沉积开始于晚更新世中期,与韩江三角洲平原区开始接受沉积的时代一致,这表明二者是作为一个整体同时开始接受沉积的。该区前两个沉积旋回形成于晚更新世,第三旋回形成于全新世。全新世后海平面波动对该区的影响并未像对内侧平原那么明显,说明该区进入全新世后沉积环境趋于稳定,相对变化较小。     

湘东北钠质煌斑岩地幔源区特征及成岩构造环境

在湘东北中生代陆内拉张带中发现了一组特殊的钠质煌斑岩. 在常量元素、微量元素和Sr, Nd同位素等与常见钾质煌斑岩具有明显差异. 岩石以富Na₂O高TiO₂和Nb, Ta, Nd, LREE弱富集及不出现负铕异常为特征. 微量元素和Sr, Nd同位素组成具有洋岛玄武岩(OIB) 地幔源区性质, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr初始比值平均为0.705332, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd初始比值平均为0.512650, ε _Nd(t)为+3.5~+3.9, 构成特殊的钠质煌斑岩地幔源区, 其形成主要是来自软流圈含挥发分的流体/熔体交代岩石圈底部原始地幔. 测得钠质煌斑岩Rb-Sr等时线年龄为136.61 Ma, 代表湘东北燕山晚期由挤压到拉张的构造转换时期. 钠质煌斑岩形成于大陆内部软流圈地幔上涌的地幔热点式构造环境. 软流圈地幔上涌是导致钠质煌斑岩形成和制约湘东北燕山晚期陆内拉张的主要地球动力学因素.     

利用海底地震仪数据分析台风对海底环境噪音的影响

在海底布设的海底地震仪（OBS）能比较清晰地记录到海底的环境噪音,而台风可以直接或间接的产生在海底传播的弹性波,从而影响海底的环境噪音,并在较大程度上影响OBS的数据记录。本文通过分析台风对工作区的整个影响过程中OBS记录数据的振幅变化,再选择合适的滤波方式,首次发现台风产生的风浪及涌浪在短周期海底地震仪的记录数据上有良好的表现特征,指出了台风对海底环境噪音的另一种可能的影响方式,并由此得出：1）台风产生的风浪和涌浪对海底环境噪音的影响模式不同;2）风浪和涌浪所加强的海底环境噪音的范围和程度不同;3）短周期OBS可以比较清晰的记录涌浪信息,其周期主要是6—8 s,且能量稳定（简称“8秒现象”）。这三点结论为后期的海洋地震研究和海洋学其他研究提供经验与借鉴。     

南澎列岛及邻近海域地质地貌与灾害地质分析

南澎列岛及邻近海域是广东沿海灾害地质因素较集中和类型较齐全的地区之一。根据野外调查资料，简要地分析了区内地质地貌以及活动断裂、地震活动、地面沉降、滑坡、地裂和沙土液化等基本特征和分布规律，同时还对区内地质灾害进行了初步分析。