近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、邊緣海與大洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室徐敏團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院倪四道院士、美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所吳文波助理研究員，使用創(chuàng)新性的地震定位技術(shù)，系統(tǒng)揭示了西南馬里亞納裂谷（SWMR）這一島弧新生裂谷地區(qū)的構(gòu)造演化機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》和Science China Earth Sciences上（封面文章）。論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所博士后臧翀，通訊作者為研究員徐敏。
島弧巖石圈拉張變形是俯沖帶構(gòu)造演化中的關(guān)鍵過程，但目前對(duì)處于新生裂谷階段的島弧系統(tǒng)的了解仍然有限。SWMR位于馬里亞納海溝南端，臨近全球最深的海域“挑戰(zhàn)者深淵”，目前仍處于初始構(gòu)造張裂階段，這使得它成為研究早期島弧裂谷變形機(jī)制的理想場(chǎng)所。
研究團(tuán)隊(duì)使用前期創(chuàng)新發(fā)展的基于遠(yuǎn)震P波尾波三維格林函數(shù)的定位方法，對(duì)過去近20年間發(fā)生在該區(qū)域的中強(qiáng)地震進(jìn)行了高精度定位。這些地震的矩心深度表明裂谷下方脆性孕震地殼深度至少可達(dá)15 km，暗示整個(gè)地殼從淺到深都處于活躍的張裂狀態(tài)。同時(shí)，地震事件在空間上的分布呈現(xiàn)出集群特征，表明裂谷內(nèi)部的拉張變形具有顯著的空間不均一性。裂谷中部和兩端均有顯著中強(qiáng)地震活動(dòng)，整體未表現(xiàn)出不對(duì)稱拉張?zhí)卣鳌?/p>
研究人員基于上述觀測(cè)結(jié)果分析認(rèn)為，相較于早期卡洛琳洋底高原碰撞的影響，板塊俯沖可能是西南馬里亞納裂谷形成和持續(xù)演化的主導(dǎo)動(dòng)力來源。這一成果不僅揭示了新生島弧裂谷的變形行為模式，也為理解島弧系統(tǒng)的演化提供了新的視角和科學(xué)依據(jù)。
本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金的資助。
相關(guān)論文信息：臧翀,徐敏,倪四道,吳文波. 2025. 西南馬里亞納裂谷中強(qiáng)地震震源參數(shù)精確測(cè)定及裂谷變形機(jī)制研究. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),55,doi:10.1360/SSTe-2024-0265
Zang C,Xu M,Ni S,Wu W. 2025. Improved source parameter estimation of moderate-sized earthquakes in the Southwest Mariana Rift and its implications for arc deformation mechanisms. Science China Earth Sciences,68.
論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11430-024-1576-6
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