南克格伦海台最南端地壳属性研究：揭示印度板块与南极洲分离的动力学机制

为解决印度板块与南极洲早期分离模型中微大陆假说的争议，研究人员通过深地震测线AWI-20070200揭示了南克格伦海台(SKP)最南端的地壳速度结构，证实其为火成洋底高原而非大陆碎片。研究结合重力与磁力数据，重新标定了南极洲-大洋边界(COB)位置，支持单阶段板块漂移模型，为印度-南极板块裂解过程提供了关键约束。

　　

【研究背景】
地球科学领域长期存在关于印度板块与南极洲分离机制的争议。传统观点认为，南克格伦海台(SKP)和埃兰银行(Elan Bank)下方可能存在微大陆碎片，支持两阶段分离模型。然而，这一假说缺乏直接的地震学证据，且对克格伦地幔柱(Kerguelen plume)在板块裂解中的作用认识模糊。更棘手的是，东经50°-90°范围内的恩德比盆地(Enderby Basin)缺乏高分辨率地壳结构数据，导致大陆-大洋边界(COB)位置存在160公里的定位偏差。

针对这些问题，阿尔弗雷德·魏格纳研究所等机构的研究团队在《Tectonophysics》发表论文，通过深地震折射剖面AWI-20070200，结合重力与航空磁力数据，首次系统揭示了SKP最南端的地壳属性及其与南极大陆边缘的构造关系。

【关键技术】
研究采用海洋地震仪(OBS)和海底水听器(OBH)阵列，沿400公里剖面采集宽角反射/折射数据。使用rayinvr软件进行走时反演，结合俄罗斯多道地震剖面RAE39-10约束沉积层结构。通过GM-SYS建立二维密度模型验证速度结构，并利用直升机磁测数据识别M系列磁异常条带(M9r-M4n)。

【研究结果】

1. 地壳速度结构特征

• SKP区域莫霍面深度达25公里，下地壳呈现6.8-7.0 km/s的高速度层(HVL)，与全球火成洋底高原(如Walvis Ridge)相似
• 公主海槽(PET)洋壳厚度从COB处的7公里向北减至4公里，在磁异常M4n(130 Ma)处突然增厚

1. 大陆-大洋边界定位

• COB位于南极陆架边缘160公里以北，与磁异常M9r对应
• 重力模型显示过渡性地壳最大厚度22公里，否定了MCA异常作为COB标志的传统认识

1. 克格伦地幔柱影响

• M4n以北洋壳厚度与熔融供给量呈正相关，表明地幔柱物质在130-113 Ma期间持续输入
• 地震反射剖面揭示基底台阶构造，指示熔体沿洋中脊向西迁移速率达155 km/Myr

【结论与意义】
该研究颠覆了SKP存在大陆基底的假说，其速度-深度函数与伸展大陆壳（如Hatton Bank）显著不同，却与MD66/KeOBS航次在北SKP的结果一致。这一发现支持印度-南极板块单阶段分离模型，并揭示克格伦地幔柱在板块裂解后约17 Myr才主导洋壳增生。

通过整合地球物理与岩石学证据，研究解决了三个关键争议：

1. SKP最南端25公里厚地壳属大洋性质，排除微大陆模型；
2. COB精确定位修正了早期基于稀疏磁数据的重建方案；
3. 提出地幔柱熔体供给存在时空异质性，为理解大火成岩省(LIP)形成机制提供新案例。这项成果不仅重塑了冈瓦纳超大陆裂解动力学认知，也为全球洋底高原成因研究建立了新的判别标准。