近日，南方科技大学理学院地球与空间科学系系主任、中国科学院院士陈晓非团队在俯冲带水合断层探测方面取得研究进展，相关学术论文发表在地球科学领域权威期刊Geophysical Research Letters。

俯冲带水循环与岛弧岩浆的演化和俯冲带大地震的产生密切相关。海水进入深部地幔的方式目前还存在争议。在海沟外侧隆起处，板块变形产生了平行于海沟的正断层，海水通过断层面进入板块并与海洋地幔发生蛇纹岩化，形成水合断层。这些水合断层随着海洋板块一起俯冲，被认为是海水进入深部地幔的重要运输途径。验证这个观点的关键是找到前弧地区（即从海沟到火山前线之间）俯冲板块内水合断层存在性的地球物理学证据。然而，这方面的证据仍然不足。

图1 三维各向异性层析成像叠加剖面

图2 前弧地区俯冲动力学示意图 

本研究采用P波倾斜轴各向异性层析成像技术，反演由海底地震仪和陆地台站记录到的到时数据，获得东北日本前弧地区的三维各向异性结构。研究结果表明，在俯冲板块内存在一组平行于海沟，大角度（～45-90度）与板块表面相交的快波面，反映了随板块俯冲的定向排列的水合断层。本研究验证了水合断层参与俯冲水循环的观点。

陈晓非院士团队研究助理教授王泽伟为论文第一作者和通讯作者，日本东北大学教授赵大鹏为共同通讯作者，南科大是论文第一单位。该研究获得国家自然科学基金、广东省引进领军人才项目和日本学术振兴会的资助。

论文链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL097266 

供稿：地球与空间科学系

通讯员：黄惠婧

主图：丘妍