地震波橫波成像揭示南海東北部巖漿活動及地殼伸展特征
中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室（OMG）研究員夏少紅團隊溫庚庚博士研究生、萬奎元副研究員等，利用主動源OBS廣角地震數據開展了縱橫波速度結構研究，在南海東北部巖漿活動及地殼伸展方面取得新進展。相關研究成果近日發表于Tectonophysics《構造物理》上。
南海東北部陸緣是一個獨特的大陸邊緣，具有張裂早期巖漿作用較弱，裂后期巖漿作用強烈的特征，同時該區域地殼伸展和巖漿活動之間也存在復雜的關系。了解南海東北部巖漿活動的發育規模、物質屬性及構造模式等對于研究區域構造演化具有重要意義。從海底地震數據中獲得的波速比值（Vp/Vs）可用于揭示巖石物性，而橫波（S波）和波速比（Vp/Vs）綜合研究可以有效了解到該區地殼物質組成，因此，可以綜合研究深部地殼結構和相關巖石物性來探討區域構造和巖漿作用。
研究人員收集了東沙海域采集的OBS數據（NS5測線），運用反演方法獲取了P 波、S 波和Vp/Vs數據的結構模型。結果顯示，下地殼高速體的Vp 為 7.0–7.5 km/s ± 0.05–0.25 km/s，Vp/Vs為 1.70–1.82 ± 0.05，表明其成分以基性為主，為后期巖漿侵入形成的富鎂輝長巖。
研究認為南海東北部洋-陸過渡帶地殼拉張減薄程度劇烈，形成了大量伸展性斷層，后期巖漿易沿斷裂向淺部遷移，使得深部鎂鐵質巖漿侵入程度向海增大（Vp/Vs有向海增大的趨勢），這導致下地殼高速體厚度在洋測更薄。該研究為深入認識南海北部陸緣巖漿活動及地殼伸展提供了重要信息。
本研究得到南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）人才團隊引進重大專項，國家自然科學基金項目，廣東省省級科技計劃項目廣東省防震減災科技協同創新中心和廣東省重點項目的聯合資助。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.229073
圖1 Tomo2D反演模型；（a）P波速度結構模型；（b）S波速度結構模型；（c）Vp/Vs模型
圖2 Vp與Vp/Vs投點圖判斷巖性（校正到600 MPa和室溫）
圖3 （a）Vp/Vs模型，暗紅色區域表示Vp/Vs > 1.80 (b)基于深-時轉換的Vp/Vs模型及單道地震剖面的地質解釋
