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南海北部和珠江口地壳/上地幔P波速度结构研究
Alternative TitleP-wave velocity structures of the crust and upper mantle of the northern South China Sea and Pearl River Estuary
吕作勇
Thesis Advisor丘学林
2018
Degree Grantor南海海洋研究所
Degree Name博士
Degree Discipline海洋地质
Keyword海陆联测,壳幔结构,海南地幔柱,滨海断裂带,南海北部
Abstract南海北部陆缘,位于欧亚板块、印度板块和太平洋板块的交汇地区,地质构造和现象十分复杂,是研究板块相互作用、板内火山作用机制及岩石圈伸展减薄等科学问题的理想实验场。受周缘三大板块的联合作用,该区晚中生代以来构造动力体制从EW向的特提斯构造域转向NE向的西太平洋构造域,先后经历了强烈的岩石圈构造挤压和伸展作用。新生代以来,在拉张的构造力作用下,南海北部又经历了陆缘裂解和南海扩张等演化过程,同时伴随着强烈的玄武岩岩浆活动,在雷琼及其邻区发育了大量玄武岩熔岩流。作为华南大陆与南海海盆两大地质构造单元的海陆交接地带,南海北部是三大板块联合作用带、地震活动带和物质交换带,不仅是各种地质构造活动与沉积作用记录的主要载体,而且还是重要的资源和能源产地,因此受到了我国政府和广大地球科学家的高度重视。在南海北部开展地壳和上地幔的速度结构研究,探讨深浅构造耦合关系,对深入理解南海北部结构、演化和动力学特征具有重要的科学意义。本文首先利用广东、广西、海南、福建和江西地震台网共94个台站记录的256个远震的18968个P波走时资料,采用FMTT远震层析成像方法,确定了南海北部深至450km的三维P波速度结构模型,为深入认识南海北部的构造演化及其深部动力学提供了地震学约束。在了解区域深部结构特征的基础上,本文收集了在珠江口东侧实施的双向激发和接收的海陆深地震联测L2测线的资料,对102个陆上台站和6个OBS台站记录的陆上3个人工爆破和海上密集气枪炮点的主动源信号进行了人工震相拾取,共拾取了25224个清晰可靠的折射和反射P波震相走时,通过RAYINVR正反演模拟计算,构建了沿剖面从华夏块体至南海北部大陆架下方的精细二维地壳P波速度结构模型。最后根据上述壳幔结构模型,在广泛查阅和总结前人的地质、地球物理和地球化学等方面的研究成果的基础上,分析和探讨了南海北部深浅构造耦合关系,获得了以下几点新认识:一、远震层析成像结果显示:雷琼火山下方100-450km深度显示明显低速异常,该低速异常随深度增加向华夏块体下方扩展。研究认为该低速异常由海南地幔柱热物质上涌造成,雷琼火山为板内热点火山,这与已有体波成像及接收函数成像等结果一致。雷琼地区广泛分布的新生代玄武岩熔岩流与海南地幔柱密切相关。华夏块体下方的低速异常,很可能是由海南地幔柱热物质上涌过程中不断向北东方向侵蚀而造成。结果同时显示研究区大陆至海域的岩石圈厚度可能具有由厚变薄的过渡特征。二、珠江口东侧L2测线结果显示:陆上沉积层较薄,层速度为4.5-5.5km/s,海上沉积层逐渐增厚至4.0km以上,层速度为2.0-4.5km/s;陆上层速度由上地壳顶部的5.8km/s增加至下地壳底部6.8km/s,海上层速度则由上地壳顶部的5.5km/s增加至下地壳底部6.8km/s;陆上在15-20km深度发育速度为5.9km/s的低速层,向海尖灭于滨海断裂带;莫霍面深度由陆上31km向海逐渐台升至22km,陆上东莞断陷下方莫霍面略有抬升。滨海断裂带位于沉积层迅速加厚和地壳迅速减薄的特殊区域,暗示了它是华南正常型陆壳与南海北缘减薄型陆壳的分界构造。三、综合地质、地球物理和地球化学等研究成果,南海北部从陆至海的地壳和岩石圈结构遭受了强烈的减薄和改造,软流圈物质存在大规模的上涌活动,导致了该区具有较高的大地热流。南海北部深浅构造受中生代太平洋板块俯冲作用和新生代海南地幔柱的综合影响。深部过程和浅部响应相结合,地壳、岩石圈地幔与软流圈三者之间物质与能量的剧烈交换,最终形成了南海北部现今复杂的深浅构造格局。
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.scsio.ac.cn/handle/344004/18021
Collection学位论文(博士)
Recommended Citation
GB/T 7714
吕作勇. 南海北部和珠江口地壳/上地幔P波速度结构研究[D]. 南海海洋研究所,2018.
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