近日，中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室（OMG）赵明辉研究员团队，联合海南热带海洋学院、浙江海洋大学及中国科学院地质与地球物理研究所等相关团队，在海山俯冲动力学机制研究方向取得重要进展。相关成果发表于国际地学权威期刊Geophysical Research Letters。副研究员曹令敏为第一和通讯作者，浙江海洋大学副教授何小波为共同通讯作者。
吕宋岛北部处于欧亚板块与菲律宾海板块汇聚边界，是全球最典型的成熟俯冲带之一。马尼拉海沟正持续吞噬一系列巨型海山，这些“地形异常体”如何重塑上覆板块应力场、如何调控深部变形与地震活动，长期缺乏直接、系统的地震学观测证据。
研究团队利用近震 S 波分裂方法，结合频率–延迟时间依赖性分析，构建了从地壳到上地幔 150 km 深度的各向异性分布特征(图1)。结果显示：在海山俯冲区，快波极化方向整体垂直于海沟走向，且延迟时间随频率显著变化，指示强烈的定向裂隙系统与流体活动。分析表明，海山、海脊等古洋壳地貌俯冲后会引起应力重新分布，促进裂隙定向发育及局部流体渗入，从而在地壳、地幔楔以及俯冲板片内部形成各向异性结构(图2)，其成因与含流体裂隙和部分蛇纹石化过程密切相关。海山俯冲会加剧板片断层或界面附近的水化和弱化过程，降低该区域的界面耦合程度，使构造变形更易通过慢滑移事件或中小尺度地震释放。由于耦合度下降，这类区域难以有效积累足够的应力，因此可能不利于大型界面破裂的形成。
该研究在区域尺度给出海山俯冲控制深部变形与地震活动模式的直接地震学证据，证实“大型地形异常体”可在俯冲带留下可识别的“各向异性指纹”。成果不仅为揭示俯冲带应力调整提供了新视角，也为评估南海东部潜在地震风险提供了关键的地球物理依据。
该研究得到国家自然科学基金和中国科学院南海海洋研究所发展基金等项目资助。
论文信息：Cao,L.,He,X.,Zhao,L.,Huang,B.‐S.,Hao,T.,Zhao,M.,et al. (2025). Frequency‐dependent anisotropy and upper plate deformation due to seamount subduction in northern Luzon. Geophysical Research Letters,52,e2025GL119325.
原文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL119325
图1 来自不同深度的地震的剪切波分裂结果
图2 马尼拉俯冲带海山俯冲驱动地壳-上地幔变形模式图
附件下载：