南海中北部地壳深部结构探测新进展

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1、第28卷第1期华南地震Vol.28,No.12008年3月SOUTHCHINAJOURNALOFSELSMOLOGYMar.,2008南海中北部地壳深部结构探测新进展1,2,3,43,43,43,4吴振利，阮爱国，李家彪，丁巍伟3,4555李湘云，丘学林，赵明辉，郭兴伟（1.中国科学院海洋研究所，山东青岛266071；2.中国科学院研究生院，北京100049；3.国家海洋局第二海洋研究所，浙江杭州310012；4.国家海洋局海底科学重点实验室，浙江杭州310012；5.中国科学院南海海洋研究所，广东广州510301）摘要：2006年8~10月间，国家海洋局第二海洋研

2、究所使用德国SEDIS型三分量海底地震仪以气枪为震源在南海中北部开展了广角地震反射/折射勘测，这是我国大陆科研单位第一次自主开展长距离多剖面的海底地震仪人工地震探测。勘测线共三条，总长达1176.8km，工区最大水深4137m，共投放48台次，回收成功率95.8%。所获得的数据质量良好，深部信息丰富，可直观地分辨出Pg、Pn、PmP等震相，为南海中北部深部地壳结构、洋壳与陆壳分界和西北、西南次海盆的形成演化研究提供了重要的依据。关键词：海底地震仪（OBS）；被动陆缘；广角地震反射/折射；南海中北部中图分类号：P722.7文献标识码：A文章编号：1001-8662(2

3、008)01-0021-08引言南海是西太平洋的一个大型边缘海，它东邻菲律宾海板块、北为欧亚板块，西南面与印澳板块相接。南海由三个主要的地貌构造单元组成，即北部大陆边缘、中央海盆和南部大陆边缘。根据地形地貌和地质地球物理特征，可将南海海盆分为东部次海盆、西北次海[1~7]盆和西南次海盆。南海海盆四周边界各具特点，北部是平缓的拉张陆缘，西部为越东大型平移断裂带构成的剪切边缘，南部是以陡崖为特征的拉张边缘，东部为正在活动的马尼[8~10]拉海沟俯冲带。南海形成和演化的研究一直是国际地学研究上的热门课题，几十年来经久不衰。对该区域的地壳与岩石圈结构特征、构造变形、岩浆活动

4、和动力机制的研究，不仅是深化南海形成演化认识的关键所在，也是深化南海油气等重要资源分布规律认识的重[11]要组成部分。南海北部大陆边缘深部地壳探测经历了声纳浮标、双船扩展剖面和海底地震仪三个阶[12]段，其中海底地震仪（oceanbottomseismometer,OBS）技术在南海的应用令人关注。与收稿日期：2007-08-22基金项目：国家自然科学基金项目（40676024）.国家重点基础研究发展规划项目（2007CB411701）.作者简介：吴振利（1977-），男，在读博士，助理研究员.主要从事边缘海深部构造研究.22华南地震28卷近海面的水中检波器相比，海

5、底地震仪能更有效的记录地壳深部的信息，由于海底噪音弱，且减少了地震波在海水中的传播损失，地震波记录质量一般较好；另一个显著的优势是多[13]分量海底地震仪除了接收纵波，也能接收横波，提供的信息量大为增加。20世纪90年代以来，OBS调查开始应用于我国海域，且集中在南海北部边缘，主要开展了5次OBS调查（图1）。这些调查都是以国际合作或海峡两岸合作等形式展开的，所使用的OBS（OBH）均为对方合作者提供，我方派人参加并提供相应的船只。1993年中国科学院南海海洋研究[9]所与日本东京大学合作，在南海北部边缘中段完成了一条多分量海底地震仪测线；1995年台湾海洋大学与美

6、国得州大学合作，在南海东北部完成了一条东西向的多分量海底地震[14]仪测线；1996年中国科学院南海海洋研究所与德国海洋地学中心(GEOMAR)合作，用[15]气枪作震源，在南海西北部完成3条单分量海底地震仪（OBH）测线；2001年中国科学院南海海洋研究所、广东省地震局和台湾海洋大学合作，在南海东北部汕头外海域完成了[16]另外一条海底地震仪测线。其后，2003年，中国科学院地质与地球物理研究所使用863[17]自主开发研制的5台海底地震仪，在潮汕凹陷进行了实验，取得了成功。这些OBS剖面[9]有效的获取了地壳深部的信息，例如下地壳底部的高速层，但也存在以下问题：

7、一是剖面数量偏少且数据质量一般；二是进入洋盆的部分很少，主要在陆坡区，南部边缘没有OBS剖面。图1研究区构造示意图（红线为本次调查OBS测线，黑线为历史OBS调查测线和ESP剖面）Fig.1Schematictectonicmapoftheresearcharea,wheretheredlinesaretheOBSprofilesofthissurveyandtheblacklinesarethehistoricalOBSsurveyprofilesandESPprofiles1期吴振利等：南海中北部地壳深部结构探测新进展232006年8～10月国家海洋局第二海