美国地球物理联合会（American Geophysical Union）旗舰刊物“Journal of Geophysical Research-Solid Earth”，是Nature Index收录期刊，近期发表我院海洋地球物理学与地球动力学团队于有强助理教授学术论文“Lithospheric Deformation and Asthenospheric Flow Associated With the Isabella Anomaly in Southern California.”，揭示南加州残留俯冲板片的沉降作用。
实验和地震学研究表明地球是由强各向异性的物质组成，研究团队可以通过探测地球内部的各向异性特征约束其构造运动机制。为了更好地认识板块边界处的构造破坏机理，本研究团队通过近震和远震联合反演，对南加州地区地壳和上地幔开展了首次三维高精度纵波方位和径向各向异性层析成像研究。方位和径向各向异性一般用来刻画水平和垂直方向上的地幔流动特征。研究结果显示南加州地区地壳和上地幔中存在非常强的各向异性，并且随深度变化表现出不同的特点。方位各向异性在岩石圈的深度大致沿着圣安迪斯断裂带的走向分布（图1），但在软流圈中则呈现出环形的构造形态且其中心处在大裂谷（GV）下方。结合得到的速度和强垂直径向各向异性结果（图2），本研究进一步证实了GV下方的高速体（前人称为Isabella Anomaly）为俯冲板片的残留，由于其密度大于周边地区，加上板块边界相对运动形成的转换断层挤压作用，使得此残留板片处于沉降运动中，并进而引起环形地幔流。在深度大于300千米的深部地幔中，研究发现了高速体的存在，推测可能为岩石圈拆沉作用产生的残骸。另外本团队发现IB和ST两个裂谷区域分别与区域地幔上涌和板块相对运动引起的岩石圈撕拽相关。研究表明残留俯冲板片的沉降作用对板块边界处的上地幔构造运动起到至关重要的作用。
本文第一作者和通讯作者为我院于有强助理教授。
图1. 纵波方位各向异性层析成像在不同深度的结果。背景是反演得到的速度异常值。白色短线的方向和长度分别指代方位各向异性的快波优势方向和强度。红圈描绘的是环形方位各向异性的结果。
图2. 纵波径向各向异性层析成像沿不同剖面的结果。水平白色短线代表水平方向速度大于垂直方向，反之亦然。短线的长度指示径向各向异性的强度。红色的三角号和五角星分别代表新生代的火山和6级以上的地震。
全文链接：https://doi.org/10.1029/2018JB015873