近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室深部地球物理學科組聯合國內外相關研究團隊，利用走時層析成像方法，從深部結構的角度開展南海中北部陸緣洋陸轉換帶的張裂-破裂過程工作取得新進展。相關研究發表于《岡瓦納研究》（Gondwana Research）。王強博士為該論文第一作者，趙明輝研究員為通訊作者。
南海北部陸緣深部地震結構蘊含了大陸由張裂、破裂到海底擴張過程的重要構造演化信息，是威爾遜旋回的重要組成部分；同時，在構造上相對穩定的北部陸緣，聚集了豐富的石油、天然氣及水合物等礦產資源，具有重大的經濟與戰略意義。南海北部陸緣的洋陸轉換帶（COT）位于減薄陸殼與正常洋殼之間，是記錄陸海變遷過程的關鍵構造單元。
為了揭開南海形成演化的奧秘，在汪品先院士等的科學論證與大力推動下，研究人員先后開展了4+1次國際大洋鉆探（IODP），取得了巨大成功，將南海研究推向了中國科學家主導的世界地學研究前沿。深地震探測在獲取的地質結構中具有深度與廣度的優勢，與IODP鉆孔的“金釘子”相結合，是全面解讀洋陸轉換帶張裂-破裂機制的最佳途徑。
研究團隊通過搭載國家基金委南海北部地球物理共享航次（NORC2018–08），開展了主動源廣角反射/折射深地震探測，測線（OBS2018-L5）長172 km，橫穿洋陸轉換帶；利用正/反演速度結構模擬方法（RayInvr和Tomo2d），獲得了沿測線下方（OBS2018-L5）的深部速度結構。整條測線剖面顯示了許多巖漿活動的特征，包括被掩埋的海山以及陸緣遠端的下地殼高速層（HVL）；地殼厚度由陸向洋從~17 km減薄到~8 km，在外緣隆起處（OMH）存在局部地殼加厚的區域；沒有發現大量玄武巖噴發形成的向海傾斜反射（SDR）和蛇紋石化地幔的出露特征。
基于IODP鉆孔、多道地震、重磁、多波束地形、廣角深地震數據的綜合分析，該研究取得如下成果：
一是，區劃了減薄陸殼、COT及洋殼的范圍；在減薄陸殼區，受到不同尺度斷層系統的錯斷影響，基底形態崎嶇，地殼厚度逐漸減薄，下地殼高速層（HVL）發育；在洋殼區，基底頂部強反射、少斷層作用，地殼厚度相對穩定在5–8 km之間（平均6 km）；在COT區，莫霍界面（Moho）明顯抬升，地殼速度梯度與厚度變化劇烈。
二是，深部結構的測線速度結構與該區大洋鉆探結果共同印證了陸-洋之間短暫而迅速的轉換過程。
三是，初步闡明了南海張裂-破裂的過程：大陸巖石圈地幔溫度升高，導致地幔物質在浮力驅動下減壓熔融，有的巖漿在減薄陸殼底部形成巖漿底侵，形成同張裂期的下地殼底侵高速層，有的巖漿沿先存斷層系統侵入，造成地殼增厚與基底隆起；雖然同張裂期的巖漿活動發育，但仍以伸展構造活動為主，塑性下地殼劇烈頸縮減薄；在最后的破裂階段，全地殼斷裂分開，充足的巖漿噴涌而出，形成由玄武巖為主的“鱷魚嘴”構造，隨后進入穩定的海底擴張階段。