近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室（OMG）趙明輝研究員團隊，聯合海南熱帶海洋學院、浙江海洋大學及中國科學院地質與地球物理研究所等相關團隊，在海山俯沖動力學機制研究方向取得重要進展。相關成果發表于國際地學權威期刊Geophysical Research Letters。副研究員曹令敏為第一和通訊作者，浙江海洋大學副教授何小波為共同通訊作者。

呂宋島北部處于歐亞板塊與菲律賓海板塊匯聚邊界，是全球最典型的成熟俯沖帶之一。馬尼拉海溝正持續吞噬一系列巨型海山，這些“地形異常體”如何重塑上覆板塊應力場、如何調控深部變形與地震活動，長期缺乏直接、系統的地震學觀測證據。

研究團隊利用近震 S 波分裂方法，結合頻率–延遲時間依賴性分析，構建了從地殼到上地幔 150 km 深度的各向異性分布特征(圖1)。結果顯示：在海山俯沖區，快波極化方向整體垂直于海溝走向，且延遲時間隨頻率顯著變化，指示強烈的定向裂隙系統與流體活動。分析表明，海山、海脊等古洋殼地貌俯沖后會引起應力重新分布，促進裂隙定向發育及局部流體滲入，從而在地殼、地幔楔以及俯沖板片內部形成各向異性結構(圖2)，其成因與含流體裂隙和部分蛇紋石化過程密切相關。海山俯沖會加劇板片斷層或界面附近的水化和弱化過程，降低該區域的界面耦合程度，使構造變形更易通過慢滑移事件或中小尺度地震釋放。由于耦合度下降，這類區域難以有效積累足夠的應力，因此可能不利于大型界面破裂的形成。

該研究在區域尺度給出海山俯沖控制深部變形與地震活動模式的直接地震學證據，證實“大型地形異常體”可在俯沖帶留下可識別的“各向異性指紋”。成果不僅為揭示俯沖帶應力調整提供了新視角，也為評估南海東部潛在地震風險提供了關鍵的地球物理依據。

該研究得到國家自然科學基金和中國科學院南海海洋研究所發展基金等項目資助。

論文信息：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.

原文鏈接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2025GL119325

圖1 來自不同深度的地震的剪切波分裂結果

圖2 馬尼拉俯沖帶海山俯沖驅動地殼-上地幔變形模式圖