南海东北部洋陆过渡区域地震折射波衰减特征

地震波衰减研究是了解岩石圈构造特征的有效方法.本文基于OBS2016-2测线的海底地震仪(OBS)数据,首次对南海东北部洋陆过渡区域地震波衰减特征进行研究,通过正演模拟获得该区域二维纵波衰减(Q_(P))结构.结果表明,下陆坡的上地壳存在一个宽约40 km,厚度约为4~5 km的高衰减区,其特征为低纵波和横波速度(V_(P)为5.5~6.3 km·s^(-1)和V_(S)为3.1~3.6 km·s^(-1))以及较低的波速比(V_(P)/V_(S)为1.72~1.80),对应较低的Q_(P)(280~410),推测与断裂发育有关,且受到火山活动的影响.洋陆过渡及洋壳区域的上地壳高衰减区具有低Q_(P)(300~400)和高V_(P)/V_(S)(1.90~1.96)特征,可能对应较多的断裂发育及流体运移.洋陆过渡区域下地壳高速异常体表现为相对低的Q_(P)(550~600),对应较高的V_(P)(7.0~7.8 km·s^(-1))和V_(S)(3.5~3.8 km·s^(-1))以及较高的V_(P)/V_(S)(1.85~1.96),推测与蛇纹石化作用有关.蛇纹石化可能进一步增加岩石的孔隙度并导致更多的流体运移,使得洋陆过渡及洋壳区域存在较高的地震波衰减.Q_(P)结构有助于我们分析南海大陆边缘的地震波衰减特征,结合V_(P)、V_(S)以及V_(P)/V_(S),可以更好地了解该区域地质结构和岩石属性,对进一步挖掘OBS数据信息有重要参考价值.

南海北部洋-陆过渡带深部结构与岩石圈破裂过程

洋-陆过渡带是理解大陆岩石圈破裂和海底初始扩张的关键位置,但是在南海北部地区仍然存在关于相关地质过程的诸多疑问.通过近年开展的国际大洋发现计划航次以及深部地质地球物理探测,取得以下4个方面的认识.(1)南海北部的洋-陆边界一般与自由空间重力异常的正-负值过渡位置对应,而更加准确地限定需要结合反射、折射地震资料.稳定大洋岩石圈生成与大陆岩石圈最终破裂之间的洋-陆过渡边界的位置比以往认为的还应往深海盆方向移动.(2)洋-陆过渡带代表了远端带构造作用减弱和岩浆作用逐渐增强的区域.陆坡地壳发育扩张后岩浆底侵、洋-陆过渡带发育同破裂期岩浆喷出结构和侵入反射体.(3)在中生代的古俯冲带弧前区域,新生代的断裂沿着早期的构造开始活动,岩石圈多处发生强烈的共轭韧性剪切作用.随着大陆岩石圈的进一步拉伸减薄,部分靠陆一侧的裂谷中心停止张裂,成为夭折裂谷,以台西南盆地南部凹陷、白云凹陷、西沙海槽为代表,而南海陆缘异常伸展和最终破裂的地方集中在南侧裂谷中心.夭折裂谷下亦发现地幔蛇纹石化,进一步反映了较弱的同破裂岩浆活动.(4)南海初始洋壳的增生沿着大陆边缘走向具有显著的变化,南海东北部洋-陆过渡带下伏地幔明显抬升和部分蛇纹石化,地震纵、横波速度以及折射波衰减特征都支持此观点,反映南海东北部是一个贫岩浆型大陆边缘.未来,南海北部洋-陆过渡带有望成为南海“莫霍钻”的理想备选钻探区.