一、 年度工作进展
1、项目实施方案执行情况
对横跨琉球海沟俯冲带的双船折射/反射地震大剖面进行了深入的处理解释;开展海洋大地电磁(MT)处理和反演方法研究,开展基于神经网络的海洋大地电磁反演方法研究;在西太平洋新采集5站位MT数据,并进行处理和解释。
2、与西太计划其他项目的交流合作情况
无。
3、获得数据及其在项目研究中的意义
本年度在西太平洋马里亚纳海沟东侧采集5站位MT数据,横跨Matsuzaki平顶海山和一条深大断裂,该数据的采集对实现本项目解析深部流体循环、提升我国海洋电磁技术在海洋地球物理研究中的国际地位这一目标具有重要意义。
二、 年度研究成果
1、取得科学认识及其意义(如有参加西太计划共享航次,应体现相关研究进展和亮点工作)
地壳深部结构模型揭示了西太平洋洋陆过渡带弧后地区存在与地壳拉张减薄共生的一系列最高达7.2-7.3km/s的下地壳高速体;显示新生代以来东亚大陆边缘弧后扩张中心的迁移,是亚洲东部大陆边缘晚中生代以来太平洋板块俯冲背景下存在自西向东构造迁移的直接证据;证实了洋陆过渡带内深部上涌的软流圈不断向东带动岩石圈进行幕式伸展拉张,并引起弧后地区的构造迁移,对完整认识西太平洋大陆边缘的构造演化过程意义重大。
俯冲的海洋岩石圈可能携带大量的化学结合水进入地球深部内部,使水返回地幔,促进熔融,从而保持地幔的流动性,进而孕育板块构造。俯冲前海沟-外隆起区的弯曲相关断层作用被认为是一个重要的过程,促进了水向地幔的回流。海沟-外部隆起中的伸展断层打开了进入岩石圈的通道,支持岩石圈的水合作用,包括干燥橄榄岩向富水蛇纹岩的蚀变。
2、对解决西太计划关键科学问题的贡献
获得了西太平洋板洋陆过渡带弧后地区地质地球物理模型,为认识、探讨板块俯冲与地球深部流固相互作用这一科学问题主要建立了宏观格架。
获得了琉球海沟外缘隆起由于板片俯冲弯曲发育大量伸展断层的地震证据,证实了海水可通过断层进入岩石圈地幔,导致上地幔蛇纹石化,揭示了水在地表圈层和深部圈层的跨圈层关联机制,对认识俯冲与流体循环的演化过程具有重要意义。
自主研发的6000米级深海大地电磁仪(OBEM) 在西太平洋试验成功,这是我国首次在5000米以深海域获得MT数据,初步形成了海底大地电磁(OBEM)深部地质结构探测技术,探测技术的发展为探索深部流固相互作用提供新手段。
3、成果列表
[1] Ge Jiaqi, Li Yuguo*, Impact of variable seawater conductivity on ocean wave-induced electromagnetic fields simulated with finite difference method. Frontiers in Earth Science. doi: 10.3389/feart.2023.1194230,(第一标注,SCI,网络发表)
[2] 潘林冬, 李予国, 葛佳琦, 吴云具. 浅水区海浪电磁噪声对大地电磁阻抗估计的影响. 地球物理学报, doi: 10.6038/cjg2022Q0228 (第一标注,SCI,网络发表)
[3] 杨雯,李予国*,段双敏等.基于杜宾-沃森统计量的大地电磁一维反演方法.中国海洋大学学报(自然科学版),2023,53(02):125-133. (第一标注,核心)
[4] 郭兴伟*,孙旭东,杨小秋等。南黄海中部隆起一个新的大地热流值:CSDP-2井热流测量结果,地球物理学报,2023,66(1):332-343. (第二标注,SCI)
[5]孙旭东, 郭兴伟*, 张训华, 李子渊, 刘怀山, 张升升, 2023. 南黄海盆地地层生热率及岩石圈热结构. 地球科学, 48(3): 1040-1057. (第二标注,EI)