洋中脊是地球系統(tǒng)中最為重要的巨型活動(dòng)構(gòu)造帶，是板塊理論中海底擴(kuò)張的發(fā)源地，也是巖漿作用最為活躍的地區(qū)，蘊(yùn)藏著豐富的熱液硫化物礦產(chǎn)和極端生物基因資源。近年來(lái)以大洋中脊熱液噴口和海底硫化物為主要對(duì)象，大洋協(xié)會(huì)連續(xù)組織了多個(gè)航次調(diào)查，特別是DY115-19航次在西南印度洋中脊的49.7°E附近（A區(qū)）首次找到了活動(dòng)熱液噴口，獲得了多金屬硫化物煙囪體樣品和塊狀硫化物樣品。隨后航次的調(diào)查進(jìn)一步擴(kuò)大了A區(qū)的熱液活動(dòng)范圍，發(fā)現(xiàn)是由多個(gè)噴口組成的噴口群，存在多種類型的熱液生物和地質(zhì)現(xiàn)象，有熱液雙殼動(dòng)物，綠褐色貽貝布和管狀蠕蟲(chóng)出現(xiàn)，并在50.5°E附近又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)存在熱液生物的非活動(dòng)硫化物分布區(qū)（B區(qū)）。

2010年1-3間，由國(guó)家海洋局第二海洋研究所牽頭(李家彪研究員為首席科學(xué)家)，中科院南海所、北京大學(xué)和法國(guó)巴黎地球物理研究所（IPGP）參加，在“大洋一號(hào)”DY115-21航次第6航段，使用海底地震儀（簡(jiǎn)稱OBS）對(duì)熱液A區(qū)及B區(qū)進(jìn)行了3D人工地震調(diào)查，取得了寶貴的資料。這是我國(guó)首次開(kāi)展此類大洋調(diào)查，對(duì)于地球動(dòng)力學(xué)和大洋熱液礦藏的開(kāi)發(fā)具有重要意義，同時(shí)也是我國(guó)地質(zhì)科學(xué)界首次開(kāi)展洋中脊構(gòu)造探測(cè)、地球物理學(xué)界首次開(kāi)展海底3D廣角地震探測(cè)，是一個(gè)歷史性事件。

本次3D人工地震調(diào)查使用OBS 41臺(tái)（41號(hào)站位因故未投放）組成臺(tái)陣對(duì)西南印度洋中脊Ａ區(qū)及B區(qū)進(jìn)行三維層析成像探測(cè)，用船載氣槍陣列作為人工震源。海洋二所提供德國(guó)Geopro公司產(chǎn)短周期OBS Sedis IV型14臺(tái)、Sedis V型5臺(tái)、國(guó)產(chǎn)寬頻帶I-4C型 5臺(tái)；法國(guó)IPGP研究所提供短周期OBS 15臺(tái)、寬頻帶OBS 2臺(tái)。中科院南海所提供4支1500立方英寸BOLT氣槍。A區(qū)共布設(shè)OBS 21臺(tái)，其中寬頻帶OBS 5臺(tái)，圍繞活動(dòng)熱液噴口區(qū)布設(shè)，臺(tái)站間距5km，也同時(shí)用于觀測(cè)天然地震，16臺(tái)短周期OBS以10km的間距成圍繞狀布設(shè)，以期在熱液噴口地區(qū)獲得較高的射線密度覆蓋。B區(qū)布設(shè)OBS 17臺(tái)，其中的兩臺(tái)為寬頻帶也同時(shí)用于觀測(cè)天然地震，用于與A區(qū)進(jìn)行對(duì)比，而中軸上最遠(yuǎn)端的寬頻帶OBS用于拾取較遠(yuǎn)偏移距較弱的信號(hào)。在連接兩個(gè)作業(yè)區(qū)的洋脊的中軸上布設(shè)了3臺(tái)OBS，這樣在洋脊的中軸上共有OBS 15臺(tái)。OBS實(shí)際成功率為38/40。

A區(qū)的放炮測(cè)線為18條（不包括航渡測(cè)線和重復(fù)測(cè)線）。9條垂直測(cè)線， 中間兩條較長(zhǎng)，各為80km，其余7條每條長(zhǎng)50km，測(cè)線間距5km。平行中脊測(cè)線9條，7條測(cè)線每條長(zhǎng)50km，中間兩條長(zhǎng)測(cè)線與B區(qū)相連。B區(qū)的放炮路線與A區(qū)相同。這樣就得到兩條平行洋脊中軸的長(zhǎng)測(cè)線，每條長(zhǎng)153km，一條位于中軸正上方，一條偏南10km。? 震源由4支1500立方英寸的BOLT槍陣列組成，總?cè)萘?00升。工作壓力要求120kg/cm2以上。放炮間隔時(shí)間為80-120s，航速4-5節(jié)。放炮時(shí)間間隔的具體情況根據(jù)空壓機(jī)的工作狀況和實(shí)際作業(yè)時(shí)氣槍的使用情況進(jìn)行調(diào)整。原則是以保證每一炮震源的有效能量為根本。實(shí)際完成總有效炮數(shù)為10832；測(cè)線總長(zhǎng)度約2900km。本次西南印度洋中脊3D 地震探測(cè)取得了圓滿成功，采集了大量的地震數(shù)據(jù)。圖1顯示了OBS的分布和放炮航跡，圖2顯示了平行洋中脊的速度構(gòu)造剖面（初步）。

圖1：西南印度洋中脊3D地震探測(cè)OBS分布和測(cè)線

圖2 平行洋中脊的X1X2剖面的速度模型反演結(jié)果