新特提斯洋閉合以及后續(xù)的印度-歐亞大陸碰撞是全球標(biāo)志性構(gòu)造事件之一，對(duì)新生代氣候環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成了重大影響。新特提斯洋時(shí)期，印度板塊異?？焖俚兀▇20cm/yr）向北漂移，造成了印度-歐亞大陸的強(qiáng)烈碰撞。印度板塊高速漂移的動(dòng)力學(xué)機(jī)制長(zhǎng)期存疑，目前學(xué)術(shù)界存在兩種不同的解釋模型。第一種模型認(rèn)為印度巖石圈的減薄導(dǎo)致漂移阻力減小(Kumar et al., 2007)。第二種是新特提斯洋雙俯沖模型。認(rèn)為歐亞與印度板塊之間存在第二個(gè)俯沖帶，新特提斯洋沿著兩個(gè)俯沖帶同時(shí)俯沖消亡(Jagoutz et al., 2015)。在現(xiàn)今特提斯板塊匯聚邊界地幔中，探尋新特提斯洋俯沖體系的遺跡將為區(qū)分兩種模型提供直接的深部證據(jù)。印度-歐亞碰撞形成的喜馬拉雅造山帶及鄰區(qū)下方大部分新特提斯洋俯沖板片都發(fā)生了斷離和拆沉，難以重建俯沖系統(tǒng)的形態(tài)；而緬甸地區(qū)處于造山帶東緣，受碰撞后改造作用較小，是探測(cè)新特提斯洋俯沖遺跡理想的區(qū)域。然而，由于缺乏本地地震觀測(cè)資料，緬甸地區(qū)上地幔的精細(xì)結(jié)構(gòu)研究不足。2016年起，中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所地球與行星物理院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室地球-行星內(nèi)部結(jié)構(gòu)與過(guò)程學(xué)科組和本所地震臺(tái)陣實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合緬甸地球科學(xué)學(xué)會(huì)在緬甸持續(xù)開展了先驅(qū)性的寬頻帶流動(dòng)地震觀測(cè)，為緬甸地區(qū)深部構(gòu)造和防震減災(zāi)研究提供了重要的數(shù)據(jù)支持(Mon et al., 2020; Zheng et al., 2020)。
近日，該學(xué)科組博士研究生楊順在何玉梅研究員，姜明明副研究員,巖石圈國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室梁曉峰副研究員，陳林研究員，萬(wàn)博研究員等多學(xué)科科研團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，利用在緬甸中部和南部布設(shè)的地震臺(tái)陣的觀測(cè)數(shù)據(jù)，在緬甸上地幔中首次獲得了新特提斯洋雙俯沖模型的直接地震證據(jù)。他們聯(lián)合有限頻體波走時(shí)層析成像以及二維波形模擬方法，揭示了緬甸上地幔存在兩條相互平行，南北走向，向東傾的地震波高速異常體，推測(cè)為板塊俯沖的遺跡。結(jié)合緬甸地表出露的俯沖相關(guān)巖漿活動(dòng)和蛇綠巖的時(shí)空分布，他們認(rèn)為上地幔內(nèi)俯沖板片的空間位置和形態(tài)可能標(biāo)志著新特提斯洋的雙俯沖體系的存在。此外，他們通過(guò)地球動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬進(jìn)一步揭示了西側(cè)板片的持續(xù)俯沖引起的地幔角流阻礙了東側(cè)板片的拆沉，使新特提斯洋雙俯沖遺跡得以在大洋閉合后仍被保留在上地幔中。此項(xiàng)工作為新特提斯洋的雙俯沖模型提供了令人信服的地球科學(xué)多學(xué)科證據(jù)，有助于深入認(rèn)識(shí)特提斯地球動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制。
研究成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊Science advances(楊順，梁曉峰，姜明明*, 陳林, 何玉梅*, Chit Thet Mon, 侯廣兵, Myo Thant, Kyaing Sein, 萬(wàn)博. Slab remnants beneath the Myanmar terrane evidencing double subduction of the Neo-Tethyan Ocean[J]. Science Advances, 2022, 8（34），eabo1027. DOI:10.1126/sciadv.abo1027)。研究成果受國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(91755214, 42030309, 41490612)，中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作伙伴項(xiàng)目(GJHZ1776)以及中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所所重點(diǎn)部署項(xiàng)目“行星多圈層耦合”(IGGCAS-201904)聯(lián)合資助。
參考文獻(xiàn)
1．P. Kumar, X. Yuan, M. R. Kumar, R. Kind, X. Li, R. K. Chadha, The rapid drift of the Indian tectonic plate. Nature 449, 894–897 (2007).
2．O. Jagoutz, L. Royden, A. F. Holt, T. W. Becker, Anomalously fast convergence of India and Eurasia caused by double subduction. Nat. Geosci. 8, 475–478 (2015).
3．C. T. Mon, X. Gong, Y. Wen, M. Jiang, Q. F. Chen, M. Zhang, G. Hou, M. Thant, K. Sein, Y. He, Insight Into Major Active Faults in Central Myanmar and the Related Geodynamic Sources. Geophys. Res. Lett. 47, e2019GL086236 (2020).
4．T. Zheng, Y. He, L. Ding, M. Jiang, Y. Ai, C. T. Mon, G. Hou, K. Sein, M. Thant, Direct structural evidence of Indian continental subduction beneath Myanmar. Nat. Commun. 11, 1944 (2020).