地壳内部的低速薄弱层既是地球板块构造作用的产物，也是控制后期构造模式和孕育地震地质灾害的重要构造因素。地壳内部低速层的形成通常与岩浆或部分熔融活动、拆离断层、古缝合带、韧性剪切带以及流体活动等存在紧密联系。对地壳内部低速薄弱层的研究有助于理解现今地壳的形变机制以及回溯地质构造演化过程。广东沿海地区在构造上位于华夏块体和南海的转换地带，其地壳经历了从中生代俯冲汇聚到新生代拉张裂离的构造演变过程，是研究南海减薄型地壳如何从前世到今生的重要载体。从上世纪末起，相关研究陆续在华南沿海的几条人工深地震剖面中发现了中地壳低速层的存在，但对该低速薄弱层的三维发育特征以及它是否与南海北部减薄陆壳的横向非均质存在耦合关联一直缺乏深入研究。
   针对上述科学问题，广州海洋实验室夏少红研究团队基于远震接收函数成像技术对广东沿海壳内低速薄弱层进行了地震学成像研究，首次揭示了该地区中地壳低速薄弱层的三维发育特征，探讨了该低速层对南海减薄陆壳的控制和影响，相关研究成果近期发表在国际地学期刊Physics of the Earth and Planetary Interiors上。
   该研究利用广东沿海67台宽频带地震仪记录的高质量远震波形数据，通过提取远震接收函数对壳内地震波速度不连续界面和莫霍（Moho）界面进行了高精度成像。P波CCP图像显示地壳中部存在一负速度梯度界面，该界面广泛分布在研究区的东部，深度在10-16km之间，整体向东南倾斜。该负梯度界面的振幅值在？0.03到？0.1之间变化，且有明显的向东增强趋势。综合以往研究的成像结果，该梯度界面被解释为中地壳低速层的顶界面。综合考虑接收函数信号特征、低速层Vp/Vs比值范围、空间展布样式以及构造背景，认为该低速层可能由滞留在中地壳的流体层所引发，其来源是古太平洋板片脱水。这一解释与现今出露于广东河源的一套巨型石英脉互为验证，并且其空间分布样式与现今中美洲、南美洲平板俯冲区的壳内低速层有很好的相似性。现今的华南沿海很大程度上保留了南海前世的陆壳特性，因此中地壳低速层的存在极有可能对南海的张裂有深远影响。低速层的“西弱东强”特征与南海北部陆缘张裂程度的“西弱东强”特征相对应。因此本研究推断，流体分布不均导致的地壳流变学横向差异可能是造成南海北部陆缘构造分带和横向不均一性的重要原因。

论文链接：
   https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0031920120301710

图1. 远震接收函数共转换点（CCP）叠加图像

图2. 中地壳低速层三维发育特征及成因解释