南海北部陆缘岩浆活动驱动的泥火山形成机制：来自混沌凹陷地震证据的新启示

南海北部混沌凹陷泥火山成因机制长期悬而未决。中国科学院南海海洋研究所团队通过多道地震(MCS)和海底地震仪(OBS)联合探测，首次揭示深部岩浆底侵体(HVBs，Vp>7.0 km/s)与浅部泥底辟的垂向关联，提出"岩浆热驱动-烃源岩生气-流体超压"的泥火山形成新模式，为被动陆缘流体活动机制提供全新认知。

　　

在深邃的南海北部陆缘，混沌凹陷区域分布着众多神秘的海底泥火山。这些由流体和泥质混合物喷发形成的锥状构造，传统上被认为主要发育于活动大陆边缘或快速沉积区。然而，距离台湾岛弧-大陆碰撞带300-500公里的混沌凹陷，既缺乏构造挤压条件，又因东沙事件导致新生代沉积剥蚀，常规的泥火山形成理论在此遭遇挑战。更令人困惑的是，该区域厚层中生代地层中赋存两套主力烃源岩，暗示着深部可能存在特殊的流体运移动力机制。

为破解这一科学谜题，中国科学院南海海洋研究所联合团队选择穿越混沌凹陷多座泥火山的CS-L1测线展开攻关。研究采用多道地震(MCS)和海底地震仪(OBS)联合同步观测技术，首次构建了从海底至地幔的精细速度结构模型。论文发表于《Marine and Petroleum Geology》，揭示了岩浆活动驱动泥火山形成的新机制。

关键技术方法包括：1) 采用5080 in³大容量气枪阵和6 km长排列多道地震系统采集数据；2) 结合OBS宽角反射/折射数据构建二维速度模型；3) 运用叠前深度偏移技术提高深部构造成像精度；4) 通过速度异常分析识别泥底辟与岩浆体。

【MCS反射结构】
地震剖面揭示中生界内存在多个垂直模糊反射带(FRZs)，其速度(4.5-5.5 km/s)显著低于围岩(5.8-6.3 km/s)，解释为流体强烈充注形成的泥底辟。这些泥底辟向上延伸至海底泥火山根部，构成物质输送通道。

【深部岩浆活动特征】
下地壳下方广泛发育V_p>7.0 km/s的高速体(HVBs)，解释为后扩张期岩浆底侵体。特别值得注意的是，泥火山下方存在厚度更大(延伸至15 km深度)的HVB，且上覆地壳呈现异常高速带(延伸至9 km深度)，反映局部增强的岩浆底侵及上涌侵入活动。

【驱动机制解析】
研究提出三阶段形成模型：1) 深部岩浆底侵和侵入引发地表隆升，形成高角度正断层；2) 岩浆热促使中生界烃源岩生烃增压；3) 超压流体沿断层上涌形成泥底辟，最终喷发形成海底泥火山。这一机制完美解释了被动陆缘无挤压背景下的泥火山活动。

该研究首次证实南海北部陆缘泥火山与深部岩浆活动的成因联系，突破传统构造挤压或沉积超压驱动理论的局限。发现岩浆热催化烃类生成的新途径，为深部流体活动研究提供范式转移。成果对认识南海深部碳循环、评估海底地质灾害风险及指导油气勘探均有重要价值。尤其值得注意的是，研究揭示的"深部热能-浅部响应"耦合机制，可能普遍存在于全球其他被动陆缘区，为理解地球深部过程与表层系统的相互作用开辟了新视角。