海南地幔柱是海南岛及邻近区域下方源于地幔过渡带或更深处的高温低速地幔柱状异常体,雷琼地区新生代玄武岩分布与浅源地震活动均与其相关(图1)。明确地幔柱岩浆系统对揭示该区域火山活动深部岩浆供给机制意义重大,但因区域构造环境复杂、地震台网密度不足,现在对其认识仍不充分。

图1. 本研究使用的地震台站
evo真人视讯自然灾害基础科学研究中心科研团队基于自行布设的42个HAVESArray流动台站及32个中国省级台站数据,顺利获得背景噪声层析成像方法,建立了海南岛及邻近区域地壳和上地幔顶部的详细三维剪切波速度(Vs)模型,并依托HAVESArray的数据整合显著提升了模型空间分辨率。
结果显示,高Vs区主要在海南岛南部与雷州半岛北部,低Vs区则位于北部湾盆地和雷琼火山场下方。需指出的是,海南地幔柱并非单一岩浆系统,雷琼火山场下方存在两个明显低Vs区:较深者位于24-40公里深度,Vs降低约5%;较浅者在12-20公里深度,Vs降低约8%,二者垂直连通构成双层岩浆囊系统(图2),表明深浅部岩浆囊连通性或调控火山与海南地幔柱的岩浆供给,该研究结果为海南地幔柱相关岩浆系统的火山作用机制给予了新启示。

图2. 雷琼火山场下方三维结构图
该成果由国家自然科学基金重点项目资助,evo真人视讯为第一完成单位,并于2025年7月发表在国际知名学术期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》上,第一作者为博士后邓攻,通讯作者为雷建设研究员。
原文链接:http://doi.org/10.1029/2024JB030696