2025年09月16日在地球物理学术期刊《地球物理学报》上在线发表了题为：“南海西北部陆缘裂解过程及地壳减薄机制”的最新研究成果。该成果由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室朱俊江教授和李三忠教授团队完成，该成果的第一作者为硕士生刘政渊，通讯作者为朱俊江教授。

大陆边缘裂解记录了从大陆岩石圈伸展和变薄到海底扩张的全过程，是全球岩石圈构造和变形研究的重要方向。南海西北部陆缘是典型的被动大陆边缘，是研究大陆裂解和海底扩张过程的理想场所。此前有学者对南海陆缘进行了大量的地质与地球物理探测研究，但南海西北部陆缘的裂解过程和地壳减薄机制还存在争议，大陆裂解和地壳减薄是否是由于构造运动和岩浆作用或是更多因素联合造成的还不是很清楚，需进一步联合重力异常模拟来研究和探讨。本研究基于南海西北部海底地震仪P波速度结构模型和多道反射地震剖面数据，使用重力模拟重点分析南海西北部陆缘的裂解过程及地壳减薄机制。通过模拟区域内不同构造单元的重力异常，研究地壳厚度的变化，探讨了地壳减薄与深部动力学过程之间的关系。通过重力模拟研究地壳的减薄是不是由伸展构造和地幔物质的上涌共同作用控制。

图1南海西北部三个陆缘裂谷带分布及重力异常

本研究通过对南海西北部自由空间重力异常数据的分析，结合最新的地质、地球物理探测的研究成果，将南海西北部裂谷区带划分为三条裂谷带（R1、R2 和R3）（图1）。基于陆架区区域的两条海底地震仪测线P波速度结构以及多道反射地震剖面数据，开展了沿测线的精细重力模拟，获得了两条剖面的最优地壳密度变化模型。测线的重力异常计算值和观测值拟合差值在1.414 - 1.476 mGal之间，表明最优模型具有较高的可信度。重力模拟结果显示地壳厚度为18 - 28 km，其中裂谷带中心区域地壳厚度仅为19 - 20 km，整体由陆向海逐渐减薄，体现了典型的拉张减薄型地壳结构特征。裂谷带中心区域内上地壳密度为2.71 - 2.73 g/cm³，下地壳密度为2.82 - 2.83 g/cm³，同时裂谷带中心相比两侧的岩石密度大，揭示了地幔物质上涌和地壳隆起与减薄（图2）。计算的拉张因子展示在陆架及裂谷带边缘地区为 1.2 -1.3，在裂谷带区域内增大至 1.4 -1.6，而裂谷带中心区域可达到 1.7，显示了裂谷带区域内强烈的地壳减薄。

图2 南海西北部陆缘P1剖面重力模拟结果

依据南海西北部地壳演化中的重力模拟结果，发现裂解过程中重力异常由“单峰”模式向“双峰”模式转变，依据详细的重力模拟结果，提出南海西北部陆缘地壳减薄是由构造-岩浆叠加机制驱动，构造拉伸作用提供了初始的动力，使地壳和岩石圈逐步进入减薄和裂解状态，随着地幔热物质的上涌注入了额外的驱动力，进一步加速了地壳的减薄和区域沉降，因此构造拉伸与地幔热物质上涌的相互作用控制了南海西北部陆缘裂解和地壳减薄过程（图3）。

图3 裂谷带裂解过程中“单峰”和“双峰”重力异常变化模拟

本研究受国家自然科学基金项目、崂山实验室科技创新和中央高校基础研究项目等资助。

刘政渊, 朱俊江, 朱庆龙, 焦钰涵, 丁小笑, 李欣然, 黄一桓, 敖翔, 李三忠. 2025. 南海西北部陆缘裂解过程及地壳减薄机制. 地球物理学报, doi: 10.6038/cjg2025T0037

文章链接：http://www.geophy.cn/article/doi/10.6038/cjg2025T0037