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西沙地块位于印支地块、华南地块与南海海盆的交界处，记录了南海形成演化的重要信息，其地壳结构、物质组成及构造属性是探讨南海形成演化的关键。此外，新生代构造作用下，西沙周缘发育多个新生代沉积盆地。这些新生代的盆地（坳陷）规模较大，充填有巨厚的新生代沉积，是寻找大中型油气田的有利区域;研究西沙地块的深部地壳结构，有助于西沙周缘沉积盆地演化史的研究。本文利用2013年布设的唯一一条穿过西沙地块并平行于北部陆缘的深地震测线(OBS2013-3)，通过二维射线追踪方法，拟合了7000多个走时信息，获得了西沙地块的地壳速度结构模型，并综合西沙海域及其周缘的地质构造背景，分析了西沙地块及其周缘区域的演化过程，以及南海北部陆缘的拉张情况。 该论文获得了以下几点认识： (1)西沙地块沉积层速度2.2～3.2 km/s，厚度0.8～3 km，局部基底面起伏较大;上地壳顶部速度5.0～5.5 km/s，下地壳底部速度6.9 km/s;上地幔顶部速度为8.0 km/s，莫霍面埋深约为27 km。 (2) OBS2013-3测线所穿过的西沙地块为减薄的陆壳，地壳厚度较为稳定，约为22～26 km，未发现下地壳高速层。由穿过西沙地块的纵、横两条大剖面（OBS2013-3测线、OBS2011测线）粗略估算该块体大小约为9.2*105 km3。 (3)西沙地块与南沙地块以西南次海盆扩张脊为轴共轭，结合其他地质资料，推测二者在南海扩张前可能拼合在一起，同为从华南陆块裂离的微地块，随南海北部陆缘张裂及西南次海盆的打开而逐渐分离，漂移到现今位置。 (4)西沙地块上地壳厚约9km，下地壳厚约14km，上下地壳厚度比接近1∶1.7，推测其减薄并非大规模岩石圈热减薄而是主要由拉张引起。