印度板塊與歐亞板塊的匯聚碰撞，構成了顯生宙以來地球上規(guī)模最大、影響最為深遠的陸-陸碰撞造山事件。緬甸位于該碰撞帶的東緣，印度次大陸巖石圈在此向緬甸微板塊下方俯沖。相比于研究較為成熟的大洋板塊俯沖巖漿作用，學界對大陸板塊俯沖背景下的巖漿活動機制仍知之甚少。地震波衰減對溫度和流體含量的變化極為敏感，是探測俯沖帶熱結構和巖漿活動的有力工具，可為厘清該區(qū)域復雜動力學過程提供關鍵地球物理證據(jù)。
中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所行星科學與前沿技術重點實驗室博士研究生馮一琳，在導師艾印雙研究員的指導下，聯(lián)合國內(nèi)外多位合作者利用“中-緬造山帶地球物理綜合探測”（CMGSMO）一期流動地震臺陣的高質(zhì)量波形數(shù)據(jù)，采用尾波歸一化方法，首次獲得了緬甸中部巖石圈高分辨率的三維S波衰減模型，為理解大陸俯沖背景下的物質(zhì)循環(huán)與巖漿系統(tǒng)提供了新的觀測證據(jù)（圖1）。
圖1 研究區(qū)域主要構造單元、地震臺站、地震事件以及主要斷層的分布。藍色三角形表示臺站位置，圓圈代表不同深度的地震事件分布。主要斷層，包括楚拉昌普—毛斷層（CMF）、卡巴斷層（KBF）和實皆斷層（SGF），以南北走向的黑線標出。東西向深紅色虛線表示圖2中所展示剖面位置。右上角的插圖顯示了研究區(qū)在印度-歐亞碰撞體系中的位置
研究結果顯示： 緬甸中央盆地（CMB）和印緬山脈（IBR）的中下地殼表現(xiàn)出顯著的強衰減異常。這與巨厚的沉積覆蓋層以及從俯沖板片刮削下來的、富含流體的增生楔沉積物在印緬山脈下方的堆積有關；與典型活火山下方常見的強衰減特征不同，蒙育瓦火山下方30-50 km深度范圍內(nèi)呈現(xiàn)明顯的弱衰減。結合該火山自全新世以來未有噴發(fā)記錄的地質(zhì)事實，研究認為這一低衰減區(qū)代表了已經(jīng)固結或高度結晶的巖漿房；在蒙育瓦火山下方大于50 km的深度，觀測到強烈的衰減異常，這表明深部存在熱的軟流圈物質(zhì)上涌，研究團隊推測這可能由印度俯沖板片的撕裂所觸發(fā)，深部熱物質(zhì)為淺部巖漿系統(tǒng)提供了熱源，但目前缺乏有效的上升通道連接地表（圖2）。
圖2 沿 (a) 23°N、(b) 22.5°N 和 (c) 22°N 的 S 波衰減剖面圖。其中相對高衰減區(qū)標記為 HA1、HA2 和 HA3，低衰減區(qū)標記為 LA1。黑點表示在成像緯度上重新定位的地震，其位置與各剖面的偏差在 0.25° 以內(nèi)。分辨率較低的區(qū)域以灰色標記。圖 2 (c) 中的黑色虛線代表俯沖的印度板塊的地殼（Zheng 等，2020）。白色虛線表示從 CRUST 1.0 獲得的莫霍面深度
基于上述成像結果，研究團隊構建了大陸俯沖背景下的巖漿作用模型（圖3）。與富水、熔融程度高的大洋板塊俯沖帶不同，印緬俯沖帶表現(xiàn)為典型的大陸板塊俯沖特征：俯沖的印度大陸地殼導致地幔楔處于相對“貧水”的狀態(tài)，限制了大規(guī)模的熔融。蒙育瓦火山目前的休眠狀態(tài)與其下方已經(jīng)固結的巖漿通道和深部熱源的斷連相吻合。該研究首次精細刻畫了印緬俯沖帶的衰減結構，揭示了大陸板塊俯沖帶與大洋板塊俯沖帶在巖漿產(chǎn)狀上的顯著差異，為理解該區(qū)域復雜的構造演化提供了重要的地球物理約束。
圖3 緬甸中部巖石圈結構與巖漿系統(tǒng)卡通圖。 展示了冷的俯沖板片、受板片脫水限制的地幔楔熔融、固結的淺部巖漿體以及進入下地殼的富流體沉積物
研究成果發(fā)表于國際學術期刊?JGR:Solid Earth?(馮一琳，艾印雙*，De Siena?L，何玉梅，姜明明，Chit Thet Mon，趙連鋒，白一鳴，侯廣兵，凌媛，Simona Gabrielli, Ferdinando Napolitano, Myo Thant, Kyaing Sein.?Seismic Attenuation Tomography in Central Myanmar and its Implications on Continental Subduction and Arc Magmatism[J]?. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,2026, 131(1):e2025JB032147. DOI:10.1029/2025JB032147.)。研究得到了國家自然科學基金項目（項目編號：42030309和42130308）的資助。
馮一琳（博士生）