地壳密度结构是表征其物质组成以及结构特征的一个基本参数,提供了理解盆地演化过程中构造活动的关键信息,是深入理解构造演化、地球动力学等问题的重要基础。岩石圈有效弹性厚度（Te）主要依赖于岩石圈的热结构、物质组成和厚度信息,其空间变化特征反应了在长期地质载荷作用下岩石圈的响应,代表了岩石圈的流变结构,具有表征岩石圈在载荷作用下抵抗变形的能力。通过综合研究地壳的密度结构和岩石圈强度两个物理参数,可以增强对研究罗斯海地区的地壳结构和岩石圈流变性特征的认识,进而揭示其地壳及岩石圈尺度的厚度变化、热结构及力学强度对其构造演化的指示意义,从宏观上探讨罗斯海形成演化的动力学机制。罗斯海盆地首次裂谷活动发生在晚白垩纪,可能与新西兰微大陆的裂离有关。第一期拉张活动形成了罗斯海盆地主要的近南北向的若干拉张盆地。直到新生代,以西罗斯海北部阿黛尔盆地的打开为标志（约46Ma）,开启了罗斯海地区第二期裂谷活动。航空磁力的数据显示了连续的磁条带从阿黛尔盆地向南延伸到北部盆地,表明了北部盆地的形成与阿黛尔盆地的打开存在联系。整个罗斯海地区最年轻的构造活动位于北部盆地南侧的特拉（Terror）裂谷,开始于17 Ma。反射地震剖面的结果显示断层活动穿透了海底的地层,表明了该期构造活动可能持续到现今。与首期广泛的裂谷活动相比,新生代拉张活动仅仅分布在南极横断山脉（TAMs）前缘/西罗斯海,从形成时间上看,第二期构造活动似乎存在从北向南逐渐过渡的现象。此外,新生代裂谷活动阶段（～55Ma）,TAMs进入了快速隆升阶段。TAMs与西罗斯海空间上的相对位置,表明了二者在动力来源上存在一定的联系。罗斯海时间上多期次的拉张活动以及空间上复杂的动力学特征,势必会影响地壳结构以及岩石圈结构变形。因此,通过对罗斯海地区地壳密度结构的精细反演和岩石圈Te的精准估算,有助于分析罗斯海的地壳结构和岩石圈强度的变化,对研究罗斯海盆地构造演化、岩石圈热结构及TAMs隆升机制具有重要意义。本研究基于地形、重力、沉积物厚度及热流等综合地球物理数据,分别利用三维重力反演算法和相关法等技术获得了罗斯海地区精细的三维密度结构和岩石圈有效弹性厚度的空间分布特征。对反演的三维密度异常模型与先前的地震折射速度剖面进行对比,提取了莫霍面深度、地壳厚度、上地壳和下地壳厚度等关键信息,并估算了不同地壳尺度的拉张因子:上地壳拉张因子（βu）、下地壳拉张因子（βl）和全地壳拉张因子（βw）。为了获取空间上准确的岩石圈强度分布特征,在计算Te时采用了较高的中央波束值（5.336）,并基于“重力噪声”评估了研究区域范围内未表达的地形对解算Te值的影响。最后结合其它地球物理和地质的证据,对得到的地壳密度和岩石圈力学强度两个关键参数进行解译,得到以下认识:（1）罗斯海盆地的地壳结构已经探明,在拉张盆地内的莫霍面深度在13～18 km之间,而沉积盆地之间的盆地高（basin high）对应的莫霍面深度加深到24～30 km范围内。地壳厚度的结果显示,相比其它盆地,东部盆地变化更为平滑,而且水平展布更为宽阔。整体上,下地壳厚度要大于上地壳厚度,在拉张盆地范围内二者相差不大。拉张因子的计算结果显示,在罗斯海盆地整体上表现出βl>βw>βu的变化特征,即存在地壳非均一拉张的特征。一般将下地壳减薄程度大于上地壳的现象,称为深度相关拉张。依据本研究得到的罗斯海拉张盆地中部和西部的高Te特征,即认为沉积后期下覆地壳具有了一定的强度,很难受外力作用导致下地壳进一步拉张减薄,因此排除了深度相关拉张形成于沉积后期这一可能性。地球化学的证据显示,罗斯海地区出现的变质岩指示罗斯海首次拉张期中下地壳发生了深度变质,对应的变质温度非常高。结合数值模拟的结果,认为盆地拉张期强度弱的下地壳很可能会导致发生非均一拉张现象,可以很好解释罗斯海拉张盆地的深度相关拉张。（2）罗斯海地区的维多利地和中央海槽区域的居里面深度大于莫霍面,显示这里岩石圈地幔存在磁性。同时,很高的全地壳的拉张因子（>3）显示地壳可能整体脆化,产生大量的断层导致海水进入岩石圈上地幔,引发蛇纹石化,增强了上地幔的磁性。折射地震剖面也显示,西罗斯海岩石圈上地幔地震波速度较同深度周围地区偏低,同样为蛇纹石化提供了证据。（3）岩石圈强度的结果显示,Te分布与上述地壳结构呈现明显不同的变化特征。在西罗斯海,主要以维多利亚地盆地向北经过北部盆地到研究区域最北段的阿黛尔盆地,岩石圈强度非常低,Te小于10 km,表明岩石圈受到了新生代裂谷活动的影响,降低了岩石圈强度;在罗斯海盆地其余区域,Te较高,约35 km左右,变化不大。而在TAMs前缘的低Te向内陆区逐渐增加,展示了东南极克拉通高强度的特征。（4）罗斯海海区,Te与载荷形成时下覆岩石圈强度有直接关系。罗斯海拉张盆地的高Te值（约35 km）,表明了在沉积物体填充盆地时,岩石圈具有一定的强度,与西罗斯海低值不同,前者由于未受后期新生代构造活动影响,从而保留了载荷形成时的高强度。依据罗斯海盆地独特的沉积物填充历史,认为罗斯海盆地首次拉张形成之后,一直处于“饥饿”状态,直到新生代TAMs的隆起为罗斯海盆地带来了沉积物源。因此,当后期沉积作用发生时,下覆岩石圈在较长的地质时期经历了热散失冷却作用,具备了一定的强度。（5）罗斯海西部的低强度值与中部和东部的高强度值与罗斯海第二期新生代裂谷活动有直接关系。Te分布特征并联合热流数据以及其它地质证据,划分了罗斯海的两期构造活动对应的热边界。进一步,将罗斯海岩石圈热结构进行了划分,认为西罗斯海最热,其次为罗斯海中部和东部,而TAMs内陆侧的东南极最冷。（6）与西罗斯海盆地类似,TAMs地壳密度较低,岩石圈强度弱,表明了TAMs本身不具备支撑自身高海拔的力学条件。地震探测的结果显示,高海拔的TAMs具有较浅的山根,表现出明显的补偿不足。对主流的TAMs隆升观点进行了综合分析,认为热驱动机制与本研究结果更加一致。热的西罗斯海,向冷的东南极进行水平方向热传导,聚集在TAMs的热量产生了正向的浮力,支撑着TAMs的高地形。