南海海底地震仪三维深地震探测的进展及挑战

获取深部速度结构是认识南海形成演化模式的基础.海底地震仪（OBS）二维与三维深地震探测技术是获取深部速度结构最成功的方法之一.OBS三维探测结果揭示:西南次海盆横跨残留扩张脊两侧洋壳不对称增生的速度结构特征;东部次海盆具有4种不同洋壳类型的速度结构;珍贝-黄岩海山链是在海盆停止扩张后6~10 Ma岩浆活动形成的;东沙隆起区显示了张裂期后的岩浆活动及其上涌通道;南海东北部马尼拉俯冲带前缘是受到张裂期后岩浆活动影响的减薄陆壳.IODP367-368钻探区实施的OBS三维探测将以建立南海洋陆转换带（COT）张裂-破裂机制模型为科学目标.OBS三维探测方法在南海各向异性、岩浆活动、形成演化等方面将继续发挥着不可替代的作用.      

基于精细温度观测的南海东北部陆坡-深海盆底层湍流混合*

南海是存在强湍流混合的边缘海之一, 但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层, 对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据, 分析了2216~3200m深度范围内底层海水温度的时间变化特征, 并探讨了地形粗糙度和内潮对底层湍流混合的影响。分析结果表明, 南海东北部各站位底层海水的温度变化量级约为10^-4~10^-3℃; 温度变化趋势与正压潮变化趋势不同, 温度能谱显示多数站位在全日和半日频带区间出现谱峰, 温度变化更多地受斜压潮影响, 全日、半日内潮起主要调制作用。陆坡-深海盆过渡区及深海盆底层的湍动能耗散率量级为10^-10~10^-9m²∙s^-3, 涡扩散系数量级为10^-4~10^-3m²∙s^-1。观测数据未能显示底层湍流混合与地形粗糙度存在明显的相关性。底层湍流混合的空间分布与过去观测到的南海北部深海盆内潮的南北不对称性分布一致。     

天然矿物自然铝的研究进展

综述了国内外自然铝的发现与研究史;自然铝的物理性质和颗粒形态、元素组成及含量、晶体结构参数等特征;自然铝的成因模式。自然铝主要见于老的火山和热液矿石中,或现代和中-新生代的海底活动构造带（如转换断层、中央海隆以及弧后扩张中心）的海洋沉积物中,有地幔碳热还原、海底热液内生和陆地表生置换等3种成因模式。     

西南印度洋洋中脊热液活动区综合地质地球物理特征

西南印度洋洋中脊(SWIR)是超慢速扩张洋脊的代表,是海洋地学研究热点.本文从SWIR多波束水深数据、重、磁数据和地震结构等几方面,阐述了SWIR热液活动区(49°39′E)的综合地质地球物理特征.SWIR热液活动不仅与扩张速率有关,构造作用更是一个重要控制因素;热液活动区位于Indomed和Gallieni转换断层之间,从水深地形上看,该区段洋脊是SWIR上水深最浅的区域之一,水深与MBA存在良好的镜像关系,MBA和RMBA低值意味着较厚的地壳厚度与较高的地幔温度,洋脊段27地壳厚度大于9km,可能是受到Crozet热点的影响;磁条带数据表明,此区段洋脊南北两翼呈不对称扩张,形成南翼的浅离轴域比北翼宽;在洋脊段28发现的活动热液喷口刚好位于热液蚀变形成的低磁强区内,具有良好的硫化物资源.这些认识必将为在该区首次实施的三维地震探测研究的地质地球物理解释及活动热液喷口的动力学机制研究打下坚实基础.     

海陆地震联测流动台站布设及信号分析

利用海上大容量气枪作为震源,陆上固定台网和流动台站作为接收台阵的海陆地震联测试验在南海北部已开展多次,其中流动台站的布设一直是野外试验中至关重要的工作之一。作者以2011年海南岛海陆地震联测试验为基础,对野外流动台站的布设过程及注意事项进行了分析总结;从同一震源不同台基记录信号的差异性、不同震源同一台基记录信号的变化特征以及相近接收距离不同台基记录的信号特征等方面对以下3个不同类型台基上流动台站接收到的气枪信号进行了对比分析,发现接收到的气枪信号与台基的稳定性、环境噪音的大小存在紧密关系。在相近接收距离下,当布设台基为山脚成片的基性岩石时,流动台站接收到的信号信噪比很高,且波形持续时间较短,能量较为集中;当布设台基为河边冲积的岩石时,流动台站接收到的信号信噪比较差,且波形持续时间较长,能量较为分散,导致信号的到时难以分辨;而当布设台基为山顶半悬浮大块岩石时,流动台接收到的信号的信噪比最差。从处理的地震剖面可知,台基为成片出露的基性岩石时,震相数据最为清晰,拾取也更准确。     

西南印度洋洋中脊热液A区海底地震仪数据处理初步成果

在西南印度洋热液活动A区(49°39′E)开展的三维海底地震仪(OBS)探测实验为研究该区域的深部地壳/上地幔结构提供了重要基础,而OBS数据处理是获取研究区三维速度结构的基础环节。文章介绍了此次实验中所用的3种不同类型OBS(国产、法国和德国OBS)的数据处理流程,包括地震数据解编处理、截裁处理和地震信号的可视化处理;并以第2790炮为例分析了3种类型OBS记录数据的波形和频谱特征。结果表明,由于受不同类型OBS的频带、传感器和拾震器等影响,国产与法国OBS都能记录到长周期和短周期噪音,而德国OBS只记录到短周期噪音;但经带通滤波后,3种类型OBS都能够很好地压制噪音,突出有用的气枪信号;对比3种类型OBS(分别以OBS04、OBS08和OBS23为例)沿主测线X1X2的综合记录剖面,发现3种类型OBS都能够记录到多组清晰可靠的P波震相,如直达水波、Pg、PmP和Pn震相,为下一步A区的三维层析成像奠定了坚实数据基础。     

精密枪控计时器设计及在海底数据采集中的应用

为了获得海底地震仪(ocean bottom seismograph,OBS)在海洋地球物理勘探中更真实准确的数据处理剖面,必须消除导航、定位时间、定位精度对OBS数据采集和处理的影响。通过分析时间定位精度对OBS数据处理的影响及计时误差来源,开发了精密枪控计时器以提高时间定位精度和消除常规计时误差,计时精度达到0.01ms,实现了高精度导航定位、炮点定位、时间定位和计时,保证OBS地震数据采集的准确性和精度。经稳定性测试,生产试验后的数据分析表明,该设备时间精确、定位性能完全满足OBS多分量地震勘探要求并可应用于其他需要高精度计时的海洋地球物理勘探领域。     

洋中脊构造及地震调查现状

介绍了洋中脊的全球分布和构造特征,对全球主要的、不同扩张速率的洋中脊进行了分类和列表描述;对洋中脊的构造特征,如地形特征、地壳厚度与扩张速率的关系及扩张轴下的岩浆房的特征、洋中脊与地幔柱的相互作用进行了阐述。回顾了海底地震仪在洋中脊构造调查中的应用及取得的主要成果。简要介绍了我国将用海底地震仪开展洋中脊构造调查的技术路线。     

南海西缘新生代沉积盆地形成动力学探讨

通过对南海西缘新生代沉积盆地伸展作用、沉降、构造变形等特征分析,检查印支地块多条近北西向走滑断裂时间、幅度等特征以及与盆地之间联系,结果表明印度-欧亚碰撞引起的逃逸作用与南海西缘新生代盆地没有直接的成因联系;两个与俯冲有关的不同扩张机制与南海西缘新生代盆地有成因联系,即(1)太平洋板块在古新世到始新世的滚动后退,太平洋-欧亚板块汇聚速率的降低驱使这些盆地产生初始伸展作用;(2)渐新世到中中新世古南海南倾俯冲板块的拖曳力,进一步驱使这些盆地的伸展及接着的南海扩张.     

海南岛及邻区地壳三维P波速度结构

利用海南岛及邻区1999——2005年9个地震数字化台站记录到的3 500余条区域初至波到时资料,确定了海南岛及邻区地壳三维P波速度结构. 结果表明,该区域浅部上地壳的波速异常与地表地质构造有一定的相关性,即王五——文教断裂带以北地区波速较低,而以南地区为相对高的波速异常区. 这与琼北地区为凹陷、并伴有多期火山活动和较高的地热背景,而琼中南地区为较稳定的隆起等构造特征相一致. 在其中下地壳,琼东地区相对琼西地区波速较低,可能暗示了地幔热物质上涌等动力学过程. 波速异常分布模式还暗示出北西向断裂带(如铺前——清澜断裂带)较浅,而近东西向的王五——文教断裂带较深,有可能延伸至莫霍面或更深.