近日，中科院海洋所董冬冬研究團(tuán)隊(duì)利用被動源海底地震儀數(shù)據(jù)在雅浦俯沖帶深部速度結(jié)構(gòu)方面取得新進(jìn)展，清晰揭示了研究區(qū)獨(dú)特的板塊俯沖形態(tài)及洋底高原俯沖前緣的拉張減薄，研究結(jié)果發(fā)表于國際地學(xué)期刊Geophysical Research Letters上。
雅浦俯沖帶位于西太平洋馬里亞納俯沖帶南部，由于卡羅琳洋底高原的俯沖碰撞，該俯沖帶具有非常獨(dú)特的地形地貌及構(gòu)造特征，如島弧-海溝間距小、地震活動性弱、無活躍的島弧火山活動等。淺部的地形地貌及構(gòu)造活動受控于地殼及上地幔的深部結(jié)構(gòu)，但由于該地區(qū)缺少地震臺站，雅浦俯沖帶的深部速度結(jié)構(gòu)及板塊形態(tài)尚未可知。而卡羅琳洋底高原目前正同時處于初始張裂與初始俯沖階段，這在地球上是非常罕見的，其對板塊形態(tài)的影響以及洋底高原進(jìn)入俯沖帶前的變形尚缺少深入研究。
針對以上問題，研究人員利用在雅浦俯沖帶采集的被動源海底地震儀數(shù)據(jù)及周邊的陸地臺站數(shù)據(jù)進(jìn)行了接收函數(shù)正演與層析成像反演研究，清晰揭示了雅浦俯沖帶北部與南部分別存在板塊的倒轉(zhuǎn)俯沖與小規(guī)模的平板俯沖，推斷雅浦俯沖帶北部板塊的倒轉(zhuǎn)俯沖可能是受到超慢速俯沖與東向地幔流的共同作用，南部小規(guī)模的平板俯沖可能是卡羅琳洋底高原的部分俯沖導(dǎo)致板塊斷裂，剩余部分回彈拼貼到上覆板塊的結(jié)果。該結(jié)果很好地解釋了雅浦俯沖帶獨(dú)特的構(gòu)造活動，如11-7 Ma短暫發(fā)生的火山活動、弧后帕里西維拉海盆南端不同的布格重力異常等現(xiàn)象。
雅浦俯沖帶接收函數(shù)與層析成像結(jié)果，c和d中短橫線代表OBS下方的間斷面埋深
雅浦俯沖帶板塊形態(tài)示意圖
此外，接收函數(shù)結(jié)果顯示，卡羅琳洋底高原北部前緣的壘塹構(gòu)造帶的地殼厚度約為8.5 km，略大于正常洋殼而小于洋底高原。結(jié)合成像結(jié)果以及前人的數(shù)值模擬，研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為雅浦俯沖帶北部倒轉(zhuǎn)的俯沖板塊可能導(dǎo)致了卡羅琳洋底高原前緣發(fā)生拉張減薄，這可能有利于洋底高原的初始俯沖。
該研究由范建柯副研究員、共同通訊作者董冬冬研究員、日本東北大學(xué)趙大鵬教授等多位作者共同完成。研究得到了國家自然科學(xué)基金、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、中科院海洋大科學(xué)中心重點(diǎn)部署項(xiàng)目以及日本學(xué)術(shù)振興會等共同資助。
文章鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2022GL098017.
文章信息：
Fan J.*, Zheng H., Zhao D., Dong D.*, Bai Y., Li C., & Zhang Z. (2022). Seismic structure of the Caroline plateau -Yap trench collision zone. Geophysical Research Letters, e2022GL098017. https://doi.org/10.1029/2022GL098017
