近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室趙明輝研究團隊聯合劍橋大學地球科學系、中國科學院地質與地球物理研究所、印尼萬隆技術學院、西澳大利亞大學以及浙江海洋大學，使用布設在蘇拉威西島上的流動地震臺數據，合作研究了多俯沖系統交互作用下上地幔變形模式，研究成果發表于國際地學期刊《地球物理研究-固體地球》（Journal of Geophysical Research-Solid Earth），中國科學院南海海洋研究所副研究員曹令敏（第一作者）、劍橋大學博士呂川川和浙江海洋大學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特性，處于多板塊俯沖交界地帶，新生代構造活動頻繁，是研究地幔流動和巖石圈變形的熱點區域。
研究人員利用地震學方法—剪切波分裂技術，對近震S波和遠震 S波，以及SK(K)S波形數據進行了詳盡分析。
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。首先，研究發現桑義赫板塊和蘇拉威西海板塊的俯沖過程中，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的顯著影響。在Tomini灣，研究人員觀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的蘇拉板塊的阻擋產生。
以上發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依據。未來，這類基于地震學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基金西太重大項目、中國科學院戰略性先導科技專項（B 類）、國家自然科學基金、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
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