马来西亚沙巴地区莫霍面深度的地震约束重力反演研究：区域构造意义与动力学启示

本研究通过重力反演（MBA校正）结合虚拟深地震测深（VDSS）数据，首次建立沙巴地区高精度莫霍面深度模型（32.8-52.5 km），揭示双俯冲系统（PSCS与Celebes Sea）导致的非均衡地壳增厚现象，并发现Kinabatangan盆地因苏禄海裂谷冷却岩石圈的热效应存在显著重力-地震莫霍面差异。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过创新性整合重力异常（Mantle Bouguer Anomaly, MBA）与虚拟深地震测深（Virtual Deep Seismic Soundings, VDSS）数据，构建了沙巴地区迄今最精确的莫霍面三维模型。

Geological setting

沙巴西部Crocker山脉的始新世-早中新世浊积岩（Eocene-Lower Miocene turbidites）受晚中新世造山运动抬升，而东部Kinabatangan盆地则呈现与苏禄海弧后裂谷（back-arc rifting）相关的独特低地形特征。

Data and methods

采用改进的Parker-Oldenburg快速傅里叶变换算法，以SRTM+数字高程模型为基础进行地幔布格校正。设置两种地壳密度模型：模型1（均一密度）因产生不现实的密度反差（ρ_c >3000 kg m^?3）被弃用；模型2采用VDSS导出的横向变密度模型，最终获得32.8-52.5 km的莫霍面深度范围。

Results

重力反演显示：西北部Kudat地区莫霍面最浅（30 km），而Crocker山脉下方存在显著地壳根（>45 km）。特别值得注意的是，中央沙巴存在重力与地震莫霍面深度差异达8 km的异常区。

Discussion

这种差异源自两大被忽略的因素：1) Kinabatangan河盆地下方沉积层（密度2.4 g/cm³）的"重力阴影效应"；2) 苏禄海裂谷冷却岩石圈（降温速率~50°C/Ma）导致的负热异常。校正后两者差异缩小至<2 km，证实该区域仍处于动态沉降过程。

Conclusion

研究成果为理解沙巴"双俯冲-裂谷"复合构造系统提供关键约束：晚中新世PSCS俯冲停止后，苏禄海裂谷相关的岩石圈热收缩（thermal contraction）持续控制着东部盆地的现今沉降动力学。