基于南海海盆被动源海底地震数据（OBS）的接收函数方法研究

Studying the formation and evolution of the South China Sea is an international hot topic in the field of Earth investigation. Given the existence of oceanic water layer and the loose sedimentary layer at the bottom of the ocean, the conventional seismological receiver function method fails to accurately image the deep geological structure. In order to make fully use of the recently archived passive OBS data from the South China Sea basin and improve the understanding on the crustal structure of the extinct ridge in the South China Sea basin, this study will focus on the following three primary objectives: 1) Investigate the properties of water reverberations generated from oceanic water layer and the multiples from the loose sedimentary layer at the bottom of the ocean based on the forward modelling; 2) Add the filter factors obtained from the analysis of forward modelling to the conventional receiver function method so that the OBS data can be properly processed; 3) Conduct the revised H-k stacking method on the filtered receiver functions to image the crustal structure and composition beneath the extinct ridge in the South China Sea basin.

南海的形成和演化是一国际地学研究的热门课题。由于海水层和海底疏松沉积层的存在，传统的接收函数天然地震处理方法无法准确的反演出海底下方的深部地质构造。为了有效的利用近期在南海中央盆地回收得到的被动源OBS数据，推动对南海中央盆地残留洋脊地壳构造的认识，本课题在前期研究的基础上，拟开展以下研究工作：1）正演模拟分析海水层中产生的水混响和海底疏松沉积层造成的多次波的特性；2）将基于对多次波的研究提取得到的滤波因子加入到传统的接收函数方法中，从而应用到OBS数据处理中；3）利用近期研发改进的H-k叠加技术反演出南海中央盆地残留洋脊的地壳的大致构造及组成信息。

南海的形成和演化是一国际地学研究的热门课题。本项目初步探讨了接收函数方法在海底地震数据中的应用，围绕着南海的成因机制开展了地球深部构造系列研究。针对于海底地震仪（OBS）在自由投放降落时存在倾斜的问题，分析了其对接收函数方法应用中的影响，并提出了倾斜校正的算法。印支半岛的挤出构造运动被认为是南海形成的模型之一。在印支半岛地区开展的深部壳幔构造系统性研究，揭示出印支地块确实被整体挤出，其核心部分保留了原始的地壳构造和组成，但印度板块在其下方的斜向俯冲相关作用在南海的构造演化过程中可能起到更大的贡献。斜向俯冲板片在碰撞挤压过程中容易断裂形成岩石圈残片，这些残片因温度低或密度大会向深部地幔沉降，可能引起其周边地幔物质上涌，形成局部地幔对流，支撑上覆岩石圈的破裂。在天山和南加州地区开展的深部构造研究同样观测到了类似的现象，并提出岩石圈碎片在上地幔构造破坏和物质循环过程中担当非常重要的角色。这些系统性研究成果为深入认识南海演化提供更多深部构造证据，也为揭示边缘海成因机制提供一定的启示意义。