EPSL：緬甸下方俯衝的印度大陸岩石圈三維形態與結構

隨著印度和歐亞大陸之間的碰撞，印度大陸岩石圈沿著匯聚邊界進入歐亞大陸的下方。陸陸碰撞後的大陸俯衝是深入理解印亞碰撞動力學過程的關鍵科學問題，而俯衝大陸岩石圈的形態與結構可為認識大陸俯衝提供重要的觀測約束。喜馬拉雅東構造結是青藏高原地形變化最劇烈、構造最複雜的地區，發育強烈的岩漿活動、變質作用和陸內中源地震，暗示了其下方可能存在複雜的俯衝板片形態與結構。緬甸地區位於東構造結南部，北接喜馬拉雅陸陸碰撞造山帶，南連安達曼海大洋俯衝帶，處於從陸陸碰撞到大洋俯衝轉換的關鍵位置，其下方印度大陸板片的三維形態及其精細速度結構仍是一個未解之謎。在碰撞與側向擠出共同作用下，緬甸內部的構造單元呈南北向狹長展布，從西向東依次是印緬山脈、中央盆地、抹谷變質帶和撣邦高原（圖1）。蒙育瓦（Monywa）火山位於中央盆地的新特提斯洋島弧火山帶上，而最近一次火山活動發生於碰撞後的全新世。儘管前人開展了許多地球化學的相關研究，但是關於蒙育瓦火山的起源仍是一個備受爭議的問題。

基於以上問題，中國科學院地質與地球物理研究所地球與行星物理院重點實驗室地球內部結構學科組的博士研究生張廣利與其導師艾印雙研究員，聯合何玉梅研究員、姜明明副研究員等，利用該學科組牽頭在緬甸中部佈設的該國首個大尺度密集地震觀測臺陣的資料，透過近震雙差層析成像方法反演獲得了緬甸中部地殼和上地幔頂部高解析度的三維VP、VS和VP/VS波速比模型（圖2）。成像結果清晰揭示了在印緬山脈和中央盆地下方100km深度範圍內存在印度大陸岩石圈，該岩石圈以25°傾角東傾俯衝，在研究區南部（北緯22度）大陸地殼厚度約為30km，向北逐漸增厚，暗示緬甸下方印度板塊可能存在從北邊的大陸岩石圈向更南邊的大洋岩石圈的過渡。在俯衝印度大陸板片的末端分佈有大量的中源地震。中源地震分佈的區域表現為較高的地震波速（VP約為8。2km/s，VS約為4。6km/s）和較低的波速比（VP/VS波速比約為1。68），可能表明印度大陸下地殼在該區域發生了部分榴輝巖化（圖3）。

該研究成果為認識緬甸下方的印度大陸與歐亞大陸的碰撞過程及蒙育瓦火山相關的岩漿活動提供了新的地震學成像約束，火山下方岩石圈地幔中發現了顯著的VP和VS低速異常，其來源還需要更進一步研究。

研究成果發表於國際權威學術期刊EPSL（張廣利， 何玉梅*， 艾印雙*， 姜明明， ChitThet Mon， 侯廣兵， Myo Thant， Kyaing Sein。 Indian continentallithosphere and related volcanism beneath Myanmar： Constraints from localearthquake tomography［J］。 Earth and Planetary Science Letters， 2021，567：116987。 DOI： 10。1016/j。epsl。2021。116987）。成果受國家自然科學基金專案（91755214， 41490612， 42030309），中國科學院戰略性先導科技專項B類（XBD18000000）以及中國科學院國際合作夥伴專案（GJH1776）聯合資助。