南海及其邻区岩石圈高分辨率结构研究

针对中国南海岩石圈结构及深部过程这一科学问题，本项目拟以南海及其周边地区丰富的天然地震记录为数据基础，运用更为合理的面波层析成像（考虑了地震射线一阶扰动的影响）这一技术手段，对南海及其邻区地壳及上地幔结构进行3D高分辨率成像。并结合中科院南海海洋研究所在南海地质研究领域积累的相关地质及地球物理资料，深入了解南海内部不同区块、不同构造边界，以及周边区域现今地壳-上地幔速度结构,并分析它们之间的差异及相互耦合关系，为探讨南海形成与演化的动力学机制、海陆岩石圈相互作用关系以及特提斯构造带分布规律等重大问题提供深部地震学证据。通过对南海及其周边地区的深入研究，不仅有助于加深对该区深部结构及演化过程的理解，而且对完善和深化边缘海形成和演化的认识都具有重要意义。

针对中国南海岩石圈结构及深部过程这一科学问题，本项目共收集了南海及其周边地区丰富的天然地震记录12000余条，运用Rayleigh面波层析成像这一技术手段，对南海及其邻区地壳及上地幔结构进行成像，获得了研究区3D 高分辨率剪切波速度结构，其横向分辨率在2-4之间。相比于PREM模型，其1D平均模型的地壳结构非常相近，但地幔的速度却明显偏慢。3D速度结构的分布与地质分区（海盆、岛弧、大陆）具有很好的对应关系。研究区的地壳和岩石圈厚度在分别在15-50km与60-140km之间，其最薄和最厚处分别位于南海海盆、藏东和杨子块体之下，华南褶皱带与岛弧区的地壳和岩石圈均厚度中等。.根据所获得的3D岩石圈结构，本研究深入分析了南海内部不同区块、不同构造边界，以及周边区域现今地壳-上地幔速度结构及其相互之间的差异和耦合关系，指出了南海的形成和演化主要受到三条构造边界控制：南海北部中生代古缝合带，其在古近系表现为构造薄弱带；沿红河断裂带的印支块体的东南向挤出对南海作用有限；婆罗洲下高速体的存在进一步表明了古南海向南俯冲的作用不可忽视。本研究着重指出南海北部古缝合带的重要性，联合红河断裂带和古南海俯冲带共同控制着南海的形成和演化。研究还从所获得的深部地震学证据探讨了南海形成与演化的动力学机制、海陆岩石圈相互作用关系以及特提斯构造带分布等问题，进一步完善和深化了对边缘海形成和演化的认识。