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赵明辉研究团队联合剑桥大学地球科学系、中国科学院地质与地球物理研究所、印尼万隆技术学院、西澳大利亚大学以及浙江海洋大学，使用布设在苏拉威西岛上的流动地震台数据，合作研究了多俯冲系统交互作用下上地幔变形模式，研究成果发表于国际地学期刊《地球物理研究-固体地球》（Journal of Geophysical Research-Solid Earth），中国科学院南海海洋研究所副研究员曹令敏（第一作者）、剑桥大学博士吕川川和浙江海洋大学博士何小波为共同通讯作者。

印尼苏拉威西岛北部的北苏拉地块具有独特地质特性，处于多板块俯冲交界地带，新生代构造活动频繁，是研究地幔流动和岩石圈变形的热点区域。

研究人员利用地震学方法—剪切波分裂技术，对近震S波和远震 S波，以及SK(K)S波形数据进行了详尽分析。

研究结果显示，北苏拉地块周边的地震各向异性特征与多板片俯冲交互作用密切有关。首先，研究发现桑义赫板块和苏拉威西海板块的俯冲过程中，都显示出典型的地幔楔对流现象，然而苏拉威西海板块的地幔楔对流模式受其弧形板块形态的显著影响。在Tomini湾，研究人员观察到与北苏拉威西海沟走向斜交的快波方向，推测可能是两个板块俯冲相互作用的结果。另外，苏拉威西海板块俯冲形成的地幔楔在其最南端呈现出东西向的快波方向，这暗示了可能是由南部隐没的苏拉板块的阻挡产生。

以上发现为理解印尼北苏拉地块复杂多俯冲系统下的上地幔变形提供了宝贵的地震学依据。未来，这类基于地震学的深入研究有望为地壳稳定性预测和灾害防范提供更丰富的信息。

该研究受到国家自然科学基金西太重大项目（郝天珧-91858212）、中国科学院战略性先导科技专项（B 类）、国家自然科学基金、英国艾萨克牛顿信托基金和英国全球挑战研究基金等共同资助。

相关论文信息：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.

论文链接：https:// doi.org/10.1029/2023JB028110

图1 研究中所有台站的近震S和远震S/SKS分裂结果

图2 北苏拉地块周缘多板片俯冲作用下岩石圈和上地幔变形模式