西沙地块地壳结构及其构造属性

西沙地块作为在南海形成演化过程中形成的微陆块,记录了南海演化历史的重要信息,其地壳结构、物质组成及构造属性是探讨南海形成演化的关键.基于采集到的OBS2013-3测线海底地震仪数据,用射线追踪和正演走时拟合方法,获得了西沙地块的二维纵波速度模型.模型显示沉积层速度为2.2~3.2 km·s-1,厚度为0.8~3.0 km,局部基底面起伏较大,上地壳顶部速度为5.0~5.5 km·s-1,下地壳底部速度为6.9 km·s-1,上地幔顶部速度为8.0 km·s-1.西沙地块的地壳厚度平均为23 km,上地壳厚度约为9 km,下地壳厚度约为14 km,莫霍面埋深为23~27 km.从穿过西沙地块的纵、横两条大剖面推算,块体大小约为9.2×105 km3,与华南陆缘相比,表现为整体减薄的陆壳特征.西沙地块与南沙地块垂直于西南次海盆扩张脊分布,根据二者地壳结构的特征对比,二者互为共轭关系.     

南海北部洋陆转换带地震反射特征和结构单元划分

张裂大陆边缘和盆地主要通过岩石圈的伸展作用形成,被动大陆边缘岩石圈的减薄导致了岩浆的减压熔融,最终形成了洋壳和减薄的转换带。处理和分析了2010年中国科学院南海海洋研究所"实验2"号采集的南海北部地球物理调查的多道地震数据(MCS2010-1),总结了南海北部洋陆转换带的地震反射特征。转换带主要由北部裂陷期下沉区段,中部海山或埋藏海山隆起带和靠近海盆一侧的掀斜断块带组成。通过对比以前南海北部采集的反射地震数据和折射地震波速度模型,圈定了洋陆转换带的分布范围,洋陆转换带的宽度在南海东北部是225km,中部是160km,西北部是110km。依据零星的大于6级地震震中分布,揭示了南海北部洋陆转换带目前仍是一个地震构造活跃带。     

海南岛地壳厚度与泊松比结构

地壳厚度和泊松比是了解地球内部介质的重要参数,研究二者之间的关系能够为揭示深部地壳结构特征提供重要信息。本文提取了海南岛固定地震台站记录到的远震接收函数波形,通过在地壳厚度和波速比域对壳-幔间断面的Ps转换波及其多次波震相进行振幅叠加,同时参考人工地震探测结果,获得了海南岛地区的地壳厚度和泊松比分布。结果显示:海南岛地区地壳厚度为26—31km;受普遍发育的花岗岩以及火山作用影响,其泊松比值基本小于0.26,地壳厚度与泊松比之间存在正消长关系,表明该区的构造伸展作用主要造成富含镁铁成分的下地壳的明显减薄;部分地区的上地壳可能存在褶皱或逆冲推覆构造,其泊松比出现低值异常。     

主动源海底地震仪横波模型的自动搜索与非唯一性分析*

主动源海底地震仪探测在海底结构的研究中发挥着重要作用, 其中转换横波数据模拟为研究海底构造和物质属性提供了精确依据。本文针对现行转换横波模拟技术存在的步骤繁琐、难以确保最优解和无法进行非唯一性分析等问题进行研究, 提出了基于模型解空间和目标函数的模拟技术, 形成了主动源转换横波数据模拟的新方法, 该方法可借助计算机程序实现结构模拟的自动化。在南海西北陆缘的西沙地块OBS2013-3测线上对该方法进行验证, 分别利用单台PPS震相和全体台站的PSS震相走时数据进行模拟试验。结果表明, 本文的方法能够提供对于最优模型的快速、准确搜索和非唯一性范围的估计。这一方法有助于提高主动源海底地震仪转换横波数据模拟的效率, 并为结果的可靠性和稳定性提供更好的保障。     

阳江-一统东断裂的新生代活动：从珠江口盆地西部构造特征与演化过程分析得到的启示

阳江-一统东断裂是珠江口盆地西部一条重要的NW向区域大断裂,是盆地东西分块的重要分界线。南海北部陆缘在新生代经历了大陆裂谷-裂离-海底扩张-热沉降的过程,阳江-一统东断裂在新生代的活动是这一复杂过程的一部分。对分处断裂两侧的从陆架延伸至洋陆边界的两条NNW向多道地震剖面进行了地质解释,研究了珠江口西部的构造和沉积特征。利用2D-Move软件及构造回剥法建立了平衡剖面模型,计算了断层活动速率,结合构造位置、构造演化史、标志构造和应力分析推断了阳江-一统东断裂在新生代的活动史。结果表明,阳江-一统东断裂可以中部坳陷带为界分为两段,从65Ma到32Ma,断裂整体表现为左旋活动,继承了断裂在中生代时期的先存左旋走滑,其中,在此时期断裂南段主要表现为伸展活动,伴随着轻微的左旋走滑,这种伸展活动控制了云开低凸起的形成和演化;从32Ma到23.8Ma,断裂北段的左旋走滑活动持续,而南段逐渐转为轻微的右旋走滑或左旋活动停止。在23.8Ma之后,断裂南段的右旋走滑活动持续,北段的左旋走滑逐渐停止,或转为轻微的右旋走滑。阳江-一统东断裂的这种走滑旋向的转变可能与在珠江口盆地南部洋陆过渡带区域的岩浆底侵作用有关。根据对盆地构造活动强度和裂谷格架的分析,认为阳江-一统东断裂的新生代活动在珠江口盆地裂谷伸展过程中起到了应力调节的作用。     

南海中北部OBS2006-3地震剖面中横波的识别与应用

纵横波联合探测可以获得丰富的地下结构信息.纵横波速比和岩石泊松比在预测岩石圈的岩性、物性等介质属性方面有重要的作用.通过对比南海中北部OBS2006-3地震剖面垂直分量和径向分量上的纵横波走时、视速度以及质点运动轨迹,识别出了转换横波震相.本文以OBS8和OBS10台站的数据为例,说明了横波识别的方法,并在拟合好的P波速度模型基础上,利用RayInvr软件对转换横波震相进行了射线追踪,确认了PwSs3、PgSs3、PmS等几组转换震相,计算了这两个站位下的波速比和泊松比.根据OBS2006-3测线下地壳高速层的P波速度(Vp=7.20-7.25 km·S-1)、S波速度(Vs=4.20-4.23 km·s-1)、泊松比(0.24)等参数,初步推断下地壳高速层是由上地幔岩浆底侵作用形成.     

海陆地震联测:相邻地震台站的信号及震相特征对比

2004年作者在香港外海域进行了一次海陆地震联测实验,文章利用此次实验中的两个相邻固定台站珠海台和澳门台所记录的气枪信号数据,从波形、波谱特性和震相等方面分析了相邻地震台站对气枪信号的响应特征.结果显示,来自不同距离处的地震波波形和波谱特征在同一台站上变化不大,但在不同台站上的响应有所差别,珠海台受背景噪声影响更为强烈,其信号波形扰动大,具有较多高频成分,优势频率响应比较尖锐,而澳门台响应则比较平缓.对研究区下方速度结构进行了二维结构模拟,分析了台站附近速度结构对地震波到时的影响.珠海台PmP震相走时相对滞后,由于深圳断裂带穿过两台站之间,其引起的花岗岩基底破碎或上地壳厚度的差异都可能导致珠海台基底地震波速度的降低,这可能也是引起两台站对相同震源信号具有不同波形及波谱响应的因素之一.