?地幔過渡帶（MTZ）是地球深部的重要組成部分，其上下界面（410-km間斷面和660-km間斷面）的形態和厚度受到局部溫度、物質組分和水等因素的共同影響。因而刻畫其三維結構對理解地球內部物質循環、板塊俯沖過程以及地幔對流模式具有決定性意義，是揭示地球動力學過程的重要窗口。

?塔里木盆地作為中國最大的穩定克拉通，位于青藏高原、天山造山帶與帕米爾高原之間，其深部構造反映印度-歐亞板塊碰撞所引起的遠程動力學響應。因此對其MTZ的精細刻畫將為理解周緣板片俯沖、地幔對流模式等深部演化過程以及地球內部物質循環提供關鍵證據。然而，塔里木盆地內部惡劣的自然環境使得該區長期缺乏足夠的地震學觀測，導致前人在此開展的MTZ成像研究主要集中在青藏高原、天山造山帶以及帕米爾高原等周緣地帶，而對塔里木盆地下方的MTZ結構認知有限。

?中國科學院廣州地球化學研究所博士生胡仲發在導師鄧陽凡研究員指導下，通過與中國科學院地質與地球物理研究所梁曉峰研究員等合作，利用最近部署的塔里木地震臺陣（TASTE）數據、結合周邊中國地震臺網及GEOFON和IRIS等公開臺網數據，共收集了334個地震臺站（圖1）的遠震波形數據，獲得超過48,000條高質量接收函數。通過共轉換點疊加成像技術，最終得到了研究區域410-km和660-km間斷面的深度和MTZ厚度。研究中分別使用區域和全球三維速度模型（區域體波速度模型，圖2d-2f和全球伴隨成像模型，圖2g-2i），對地殼和上地幔速度異常進行了系統校正。詳細的合成實驗以及實際數據測試，認為沉積層和地殼速度結構對MTZ厚度的影響很少。本研究同時利用速度擾動與MTZ厚度，使用最新參考文獻的實驗參數，聯合估算了區域的溫度異常和相對水含量分布。

?研究結果（圖2）顯示整個研究區域的MTZ 結構有顯著橫向變化：天山造山帶西段和東段MTZ較薄，中段較厚，與前人的研究結果相似。與此同時，帕米爾和興都庫什地區表現出明顯不同的410-km和660-km間斷面深度，表明這兩個區域之間存在不同的板塊俯沖深度。塔里木地塊下方的MTZ呈現出明顯的橫向非均一性：塔里木東部和西部的MTZ較厚，可能源于已拆沉或俯沖斷離的巖石圈板片；而中部區域則表現出明顯減薄，對應的高溫異常（圖3）低于典型地幔柱所導致的異常值，結合古地磁證據和板塊運動歷史排除了MTZ減薄源自二疊紀地幔柱活動的可能性，認為是由向下俯沖的板塊引起的局部地幔上升流造成。此外，向下的板塊還將水引入 MTZ，導致塔里木大部分地區下方的水含量高于全球平均值（圖3）。這項研究有助于更好地理解塔里木、天山、帕米爾、興都庫什以及青藏高原的深部動力學（圖4）過程以及新生代的再活化熱過程。

?本研究給出了水含量的分布，但來源于地幔過渡帶溫度、水含量與厚度的經驗公式，受限于沒有考慮組分以及巖石物理實驗的不確定性，研究結果沒有對水含量進行更多的討論。未來課題組會根據溫度、組分、水含量對地幔過渡帶的影響進行更深入的研究。

圖1 本研究中使用的地震臺站和遠震事件的分布，臺站覆蓋塔里木及周邊天山、帕米爾等區域。

圖2 （a-c）使用 1-D IASP91 模型計算的D410 和 D660 的深度，和MTZ厚度。（d-f）與（a-c） 相同，但使用區域體波速度模型（Koulakov, 2021）。（g-i）與（a-c）相同，但使用 GLAD-M25模型。（j-l）三個模型的均值。

圖3 不同地區的溫度異常分布（a）和相應的水含量分布。

圖4 塔里木MTZ動力學卡通圖。塔里木中部下方存在由周圍俯沖板塊引起的局部熱地幔上升流。

?相關成果發表于國際知名學術期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》。本研究得到了中國科學院戰略先導專項（B）（XDB0840200、XDB18000000）、國家自然科學基金（92479204）和地球深部探測與礦產資源勘查國家科技重大專項（2024ZD1001103）的支持。

?論文相關信息：Hu, Z., Deng, Y.*, Liang, X.*, Zhang, Z., Xu, M., & Yuan, X. (2025). The heterogeneous mantle transition zone beneath the Tarim craton and adjacent region: Insight into the thermal processes by the Cenozoic reactivation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 130, e2024JB030831. https://doi.org/10.1029/2024JB030831