南海地球物理场特征与基底断裂体系研究

南海海域主体可划分为南海北缘、中西沙、南沙、南海海盆四块,各块具有明显不同的重磁场特征.反演得到的莫霍面总体趋势由陆向洋抬升,反映陆壳、拉伸陆壳、过渡壳、洋壳的分布.东沙高磁异常含一定的高频成份,与新生代玄武岩及中生代岩浆岩有关,而其低频成份可能反映了发育的下地壳高速层.南海海域断裂极为发育,可分为北东向断裂组、东西向断裂组、北西向断裂组和南北向断裂组.南海北缘、南缘均以北东向张性断裂与北西向张剪性、剪性断裂为主要格架,形成了"南北分带、东西分块"构造格局.     

哀牢山-红河断裂带及其邻区的地壳上地幔结构

利用地震台站的到时资料, 通过体波地震成像技术重建了青藏高原东南缘和南海西北部大陆边缘地壳上地幔的速度结构, 揭示出哀牢山-红河断裂带及其邻近地区的构造差异. 在上地壳和中地壳深度内, 哀牢山-红河断裂带为高速异常, 反映出韧性剪切后变质岩带抬升和快速冷却的特征, 下地壳和Moho面附近为低速异常, 意味着壳-幔边界仍然处于相对活动的状态; 在上地幔顶部, 断裂西侧滇西地区大范围的低速异常证实了地幔深部热流对该地区火山、热泉、岩浆活动的影响, 而断裂东侧则具有扬子地块的稳定性质, 断裂东南部分上地幔深部的低速异常可能与南海扩张引起的地幔对流有关.     

根据重力数据研究黄海周边断裂带在海区的延伸

根据黄海及周边地区的布格重力资料,通过解析延拓、目标场提取、任意水平方向导数计算、离散小波变换等处理,得到各种有关断裂的信息.经过与地质资料综合分析,选择123°E经线为典型剖面,以地震资料建立初始模型,对该剖面进行重力正反演迭代拟合,最终得到各模块的密度参数及分布,并在此基础上分析了研究区主要断裂的地质地球物理特征,给出了研究区的断裂带、块体结合带分布图.重点对朝鲜半岛西缘断裂带和五莲-青岛-荣城断裂带进行了讨论,提出五莲-青岛-荣城断裂带并未进入朝鲜半岛与临津江断裂带相连.认为朝鲜半岛西缘断裂带西侧属于扬子块体的部分曾受北向应力作用向北发生了平移.由五莲-青岛-荣城断裂带和南黄海北部断裂带、朝鲜半岛西缘断裂带及济州岛南缘断裂带共同组成的断裂带应该是中朝与扬子块体之间的结合带.     

天然气水合物的环境效应

天然气水合物是近些年来发现的一种新型超级洁：争能源，因其在能源勘探、海底灾害环境和全球气候变化研究中的重要性而日益引起世界各国的高度重视。本文综述了天然气水合物在形成、分解过程中的加剧全球气候变暖、海底灾害和影响海洋生物等环境效应；指出将地质历吏时期的重大事件与天然气水合物产生的这些环境效应结合将成为今后的主要研究方向。     

南海东北部海洋内波的反射地震研究

已有的内波研究多来自单点的垂直剖面观测资料,但研究内波水平特征的实测资料却非常缺乏．利用反射地震方法研究海水温盐结构,具有高水平分辨率和短时间内对整个海水垂直剖面进行成像的优势,能够弥补传统物理海洋学观测方法的缺陷,为研究海洋内波提供有前景的新手段．本文通过对南海东北部地震剖面的重新处理、分析,认为地震叠加剖面上同相轴呈现的起伏变化反映了内波的总体形态．计算的水平波数能量密度谱与GM76模型谱基本一致,但在低波数段和高波数段中,两者的振幅及斜率存在着一定差异,经分析认为这种差异主要与内潮波和复杂海底地形的强烈非线性相互作用以及内波破碎等因素有关     

二维应变速率正演模拟

由给定的随时间和空间变化的二维应变速率分布计算速度场,根据速度场计算二维热传导方程,得到岩石圈的热演化结构,然后计算由热扰动引起的密度变化,进而确定加载到岩石圈上的载荷,根据载荷计算挠曲方程,最终得到盆地的沉降.在此基础上讨论了热源对地表热流和沉降的影响以及岩石圈有效弹性厚度对盆地几何形态的影响.结果表明,热源对地表热流影响显著,对沉降影响不大,岩石圈有效弹性厚度则控制盆地的几何形态.二维应变速率正演为下一步的反演奠定了基础.     

南海东北部地震海洋学联合调查与反演

通过地震海洋学联合调查航次,获得了同时采集的高分辨率多道地震数据与水文数据（XBT）联合调查数据.通过针对性处理获得了清晰的海洋水体反射地震剖面,捕捉到南海东北部次表层涡旋,证明了该调查方法的有效性.利用背景场约束反演方法得到海水的波阻抗、声速、密度、温度和盐度剖面,揭示了涡旋具有相对低速、高密、低温与高盐特征.处理和反演结果表明,在浅部和部分噪声较强和无约束反演区域,结果误差较大,可靠性较低.调查结果说明,获得较高信噪比的原始高分辨率地震资料采集技术方法、联合约束数据的获取、针对性的特殊处理方法和有效的反演方法是地震海洋学资料有效分析利用的重要保证.     

南海东沙海域网状沙丘的发现及其成因探讨

基于多波束测深和高分辨率多道反射地震数据,以及遥感资料研究南海北部东沙海域深水沙丘,总结底形形态分布特征,分析其水动力成因.按照空间分布形态将沙丘分为平行沙丘、波状沙丘和网状沙丘,本文首次发现水下网状沙丘,重点讨论网状沙丘的特征分布和形成机制.网状沙丘发育在东沙环礁东北部水深约352~420 m之间,研究发现其延伸方向共有三个走向：NS、NE-SW和EW,前两个方向为西向传播的内波所致,而最后一个则很有可能是由洋盆西向传播的内波遇到东沙环礁后形成衍射,向北传播的内波引起了向南的近海底底流,冲刷海底底层,剥蚀出足够的沉积物颗粒,从而形成EW走向的水下沙丘.值得一提的是,在多边形网状沙丘的上方,反射地震剖面揭示水层中发育与下方沙丘相当波长的高频震荡内波,并且在遥感资料上也发现相关的衍射和内波干涉区域,而内波干涉很有可能导致高频震荡,从而形成网状沙丘.本研究丰富了水下沙丘形态类型,探讨了新型水下沙丘的形成机制,在陆坡底沙运动及工程应用中具有重要的价值.     

南海东北部973剖面BSR及其热流特征

对南海东北部973项目采集的地震测线进行了处理,阐明了恒春海脊处天然气水合物似海底反射（BSR）的特征.不同类型剖面的分析表明,单道地震剖面可以揭示南海东北部地区BSR一定的分布,但地震处理对揭示BSR分布全貌起重要作用.南海东北部的BSR具有世界大陆边缘BSR典型的特征,切穿了沉积层理反射,与海底起伏大体平行,为一强振幅的负极性反射.该BSR特征明显,意味着南海东北部地区存在含天然气水合物沉积.利用甲烷水合物与多组分天然气水合物相平衡曲线,计算了稳定带底界的埋深,并与BSR深度进行了对比分析.无论是甲烷水合物稳定带底界还是多组分天然气水合物稳定带的底界,单一地温梯度计算的结果不可能与BSR深度在整个剖面上对应.可知本区横向上地温梯度变化较大.利用BSR资料估算了地温梯度并求得热流值.计算表明,地温梯度与热流值由西向东,随着离海沟距离的增大、离岛弧距离的减小而减小.BSR计算得到的热流值为28～64 mW/m²,与台湾西南实测热流值的结果基本可以对比.