近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室趙明輝研究團隊聯(lián)合劍橋大學(xué)地球科學(xué)系、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、印尼萬(wàn)隆技術(shù)學(xué)院、西澳大利亞大學(xué)以及浙江海洋大學(xué)，使用布設在蘇拉威西島上的流動(dòng)地震臺數據，合作研究了多俯沖系統交互作用下上地幔變形模式，研究成果發(fā)表于國際地學(xué)期刊《地球物理研究-固體地球》（Journal of Geophysical Research-Solid Earth），中國科學(xué)院南海海洋研究所副研究員曹令敏（第一作者）、劍橋大學(xué)博士呂川川和浙江海洋大學(xué)博士何小波為共同通訊作者。

印尼蘇拉威西島北部的北蘇拉地塊具有獨特地質(zhì)特性，處于多板塊俯沖交界地帶，新生代構造活動(dòng)頻繁，是研究地幔流動(dòng)和巖石圈變形的熱點(diǎn)區域。

研究人員利用地震學(xué)方法—剪切波分裂技術(shù)，對近震S波和遠震 S波，以及SK(K)S波形數據進(jìn)行了詳盡分析。

研究結果顯示，北蘇拉地塊周邊的地震各向異性特征與多板片俯沖交互作用密切有關(guān)。首先，研究發(fā)現桑義赫板塊和蘇拉威西海板塊的俯沖過(guò)程中，都顯示出典型的地幔楔對流現象，然而蘇拉威西海板塊的地幔楔對流模式受其弧形板塊形態(tài)的顯著(zhù)影響。在Tomini灣，研究人員觀(guān)察到與北蘇拉威西海溝走向斜交的快波方向，推測可能是兩個(gè)板塊俯沖相互作用的結果。另外，蘇拉威西海板塊俯沖形成的地幔楔在其最南端呈現出東西向的快波方向，這暗示了可能是由南部隱沒(méi)的蘇拉板塊的阻擋產(chǎn)生。

以上發(fā)現為理解印尼北蘇拉地塊復雜多俯沖系統下的上地幔變形提供了寶貴的地震學(xué)依據。未來(lái)，這類(lèi)基于地震學(xué)的深入研究有望為地殼穩定性預測和災害防范提供更豐富的信息。

該研究受到國家自然科學(xué)基金西太重大項目、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項（B 類(lèi)）、國家自然科學(xué)基金、英國艾薩克牛頓信托基金和英國全球挑戰研究基金等共同資助。

相關(guān)論文信息：Cao,L.,Lü,C.,He,X.,Rawlinson,N.,Hao,T.,Widiyantoro,S.,Supendi,P.,Zhao,L.,? Yuan,H.,Zhao,M.,Qiu,X.,Rafie,M.,Alfian A.,Sahara,D. (2024). Mantle flow induced by the interplay of downgoing slabs revealed by seismic anisotropy beneath the Sula Block in eastern Indonesia. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,129,e2023JB028110.

論文鏈接：https:// doi.org/10.1029/2023JB028110

圖1 研究中所有臺站的近震S和遠震S/SKS分裂結果

圖2 北蘇拉地塊周緣多板片俯沖作用下巖石圈和上地幔變形模式