南海西南次海盆深部结构及洋壳增生模式
批准号:
U20A20100
项目类别:
联合基金项目
资助金额:
260.0 万元
负责人:
姚永坚
依托单位:
学科分类:
海洋地质学与地球物理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
姚永坚
中文摘要
南海是我国走向深海大洋战略的突破口,作为其重要组成部分的西南次海盆,具有渐进式海底扩张特征,从东北段岩浆作用主导向中段构造拉伸主导转变,可能存在超薄型地壳,是研究南海构造演化及动力学机制的关键区,也是未来我国实施大洋莫霍面钻探计划的重要目标之一。本项目拟在西南次海盆开展高密度、跨洋盆的主动源OBS探测,结合团队已有的数据基础(多波束水深、深反射地震剖面、OBS折射数据、重磁热数据),采用纵/横波速度联合反演、重磁震相互约束和三维张裂的热力学-动力学耦合数值模拟方法,获得高精度的岩石圈尺度速度结构、密度结构和热结构,重点解决:1)研究区中段精细的地壳和上地幔结构及分界面特征;2)探明埋深最浅的莫霍面潜在位置;3)揭示洋壳增生方式及机制。研究成果将为构建南海的动力学演化模式提供重要的科学证据,为我国钻穿莫霍面计划提供备选钻址,推进人类对地幔的直接观测。
英文摘要
The South China Sea (SCS) is a breakthrough of China's deep ocean strategy. As an important component of SCS, the Southwest Sub-basin shows propagating extension and seafloor spreading, with magma-dominant in the northeast segment and tectonic-dominant in the middle segment. The Southwest Sub-basin, where there may be existing ultrathin crust, is a key area to understand the tectonic process and dynamic mechanism of SCS, and is also one of the important goals for China to implement the Moho-drilling program in the future. An active-source OBS profile with dense station interval is proposed to carry out in the eastern part of the middle segment of the Southwest Sub-basin. Combined with the data from study team (multi-beam bathymetry, MCS, OBS, gravity, magnetic and heat flow), the methods of joint P and S wave velocity inversion, gravity-magnetic-seismic mutual constraint and thermodynamic-dynamic coupling numerical simulation of three-dimensional tensile crack will be taken into obtaining high-precision lithosphere-scale velocity, density and thermal structure. We will focus on solving the scientific questions as following: 1) the fine crustal and mantle structure at the middle segment of our study area; 2) the potential location of the shallowest Moho; 3) pattern and mechanism of oceanic crust formation. Our research results will provide important scientific evidence for the construction of the dynamic evolution model of the SCS, and the alternative drilling sites for China's Moho-drilling project which will promote direct observation of the mantle.
西南次海盆作为南海的重要组成部分,具有独特的演化历史,可能存在薄地壳,是研究南海构造演化及动力学机制的关键区域,也是未来实施大洋钻探计划的重要目标之一。为了进一步查明西南次海盆深部结构和洋壳增生模式,项目通过搭载本单位和基金委共享航次,成功实施和完成了2条跨海盆的海底地震仪(OBS)探测剖面,获得了42台OBS和5077炮点共659GB的第一手数据。通过OBS、多道地震、重磁和地形等多源数据,开展二维纵/横波反演和重磁震联合建模研究,获得了高精度的速度结构和密度结构,揭示了西南次海盆扩张期间洋壳结构和COT结构的变化特征,创新性提出了地幔先行破裂的边缘海中-多岩浆控制的快速洋陆转换过程模式。开展洋壳增生方式和机制研究,包括:1)利用M值定量刻画南海扩张过程中岩浆供给周期和变化规律,明确其在全球洋盆中的定位,建立了南海洋壳增生的新模式,查明西南次海盆薄洋壳和浅地幔分布范围;2)以最新海底热流值为约束,模拟计算了三维和二维岩石圈的热结构与分层的流变结构,解译了深部热岩石圈结构和深部构造的动态响应以及与地表耦合关系;3)通过动力学数值模型,建立了不同扩张速率、不同背景、不同流体的热液循环-洋壳增生数值模型,综合分析影响洋壳厚度的主要因素,认为扩张期热液循环是薄洋壳生成的原因之一,洋壳厚度分布不均匀受扩张期岩浆流体含量的影响,回答了慢速扩张过程洋壳增生方式和薄洋壳形成的机制。研究成果为构建南海动力学演化模式提供了重要的依据,为我国未来大洋钻探提供备选钻址,对推动我国深海地球科学发展、服务海洋强国战略具有重要的意义。发表学术论文25篇(其中16篇SCI),出版学术专著1部,获授权发明专利1项,软件著作权3项,培养4名研究生。
南沙海域盆地的地层系统与深部结构研究:从南部陆缘解读南海的演化历史
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批准号:41576068
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项目类别:面上项目
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资助金额:73.0万元
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批准年份:2015
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负责人:姚永坚
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依托单位:
国内基金
海外基金