近日，中国科学院南海海洋研究所研究员徐敏团队同合作者，系统研究了北部湾区域的深部界面结构特征，揭示了南海西北部深部动力学过程及其与浅表岩浆作用的关联。相关成果发表于《地球物理学研究杂志：固体地球》（Journal of Geophysical Research: Solid Earth）。
北部湾区域下方的地幔上涌示意图。研究团队供图
论文第一作者、中国科学院南海海洋研究所博士研究生林泽晖表示，北部湾地处青藏高原东南缘、华南地块南缘以及南海西北部交界地带，其地质演化受印度-亚洲碰撞、南海扩张及海南地幔柱等多种因素影响。该区域在南海停止扩张后仍存在火山活动，形成广泛分布的晚新生代玄武岩，并伴有强震活动。
据介绍，徐敏团队联合广西民族大学、中国地质调查局广州海洋地质调查局、中国科学院广州地球化学研究所和广西壮族自治区地震局等科研人员，整合了中国数字地震台网的固定台站以及广西壮族自治区地震局、中国地质调查局广州海洋地质调查局和北京大学部署的流动地震台阵的远震波形数据，利用P波和S波接收函数方法，结合人工智能技术，对北部湾及周缘区域的地壳厚度与岩石圈-软流圈界面（LAB）结构进行了高精度探测。
研究结果显示，北部湾盆地区域的地壳厚度普遍小于26 km，平均波速比（Vp/Vs）高于1.80，LAB埋深较浅且界面处存在明显的波速突变。此外，该区域地震活动表现出震源深度增大的特征。这些特征表明，北部湾区域的岩石圈结构经历了显著的改造过程，推测地幔上涌可能是主要的动力学机制。
在此过程中，地幔物质向上运移并导致部分熔体在岩石圈底部堆积，一方面通过岩浆作用改变了地壳结构和物质组成，形成晚新生代玄武岩；另一方面，这种深部过程还可能通过改变区域应力状态而影响地震孕震机制，导致震源深度增加。
该研究为深入理解板内岩石圈变形及壳幔相互作用机制提供了重要的科学依据。
上述研究得到国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金、广州市科技计划和广西自然科学基金等项目的联合资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2024JB030379
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