本文介绍了海底扩张中的去断层化现象。最新研究发现，在远离洋中脊后，地壳板块扩张形成的正断层会发生逆断层运动，导致断层偏移量减小，形成去断层化现象。这一现象对海底地形研究产生深远影响，改变了我们对海底扩张机制的理解。
研究发现，正断层在远离洋中脊后会发生逆断层运动，导致断层偏移量减小，形成去断层化现象。这一现象是海底扩张过程中一种全新的地质机制，可能对全球海底地形产生重大影响。
研究人员分析了北大西洋中脊和印度洋卡尔斯伯格脊的地震数据，发现这些地区先发生正断层地震群，随后在距离洋中脊约15公里的地方发生逆断层地震。这种现象的成因被解释为新形成的洋壳从洋中脊隆起处向外移动时的弯曲变形以及岩浆侵入形成的裂缝导致的地壳浅层受到水平压缩。
去断层化现象作为一种全新的机制，将对未来的海底地形研究产生深远影响。此外，该现象可以使海底山脉的高度降低多达50%，表明海底扩张并非简单的板块分离过程。
海底扩张是板块构造最重要的环节之一。2024年4月10日Nature期刊发表了最新文章，发现海底扩张形成的正断层，在远离洋中脊后，会发生逆断层运动，导致断层偏移量减小，从而形成抵消扩张的去断层化现象。去断层化现象作为一种全新的机制，将对未来的海底地形研究产生深远影响。
海底扩张是指地壳板块在洋中脊处分离，形成新的洋壳的过程，其被认为是地球板块构造运动中最重要的环节之一。传统的观点认为，海底扩张主要由正断层活动推动，这些断层会随着时间推移逐渐增大，形成标志性的海底山脉。
图1 Swarms of normal and reverse seismicity at two slow-spreading
MORs.
但是，一个引人注意的观察结果是，偏移量最大的正断层通常位于洋中脊的轴谷边缘，而几乎从未出现在外侧的脊翼上。早在20世纪70年代，在多波束测深数据普及之前，一些学者就基于上述观察结果提出了“海底山脉去断层化”的概念。该概念认为，洋中脊正断层在随着海底扩张迁移到脊翼后，会经历逆断层运动，从而导致其偏移量减小。换句话说，地壳扩张产生的正断层活动在一定程度上会被逆断层活动所抵消。
图2 Tectonic strain and the bathymetric signature of unfaulting.
然而，去断层化概念在提出后并未得到广泛认可，主要原因有两个：首先，当时没有明确的机制可以解释是什么力量驱动了逆断层运动。其次，也是最重要的，当时没有观测到与脊翼附近地壳压缩相符的逆断层地震活动。
图3 The stress state of MOR shoulders.
虽然在远离洋中脊的地方，年龄超过10-20百万年的洋壳中，确实观测到了逆断层地震事件，但这被认为是由于老洋壳冷却收缩导致的压缩应力状态所致，与去断层化概念无关。在更年轻的洋壳中，也曾观测到一些罕见的逆断层地震事件，但其成因被归结为热应力、转换断层附近的复杂应力状态或板块运动的近期变化，并未与去断层化概念联系起来。
图4 MOR unfaulting.
直到2022年底，研究人员在北大西洋中脊和卡尔斯伯格脊观测到了清晰的逆断层地震活动，才为去断层化现象提供了确凿的证据，并引发了对海底扩张机制的重新思考。在《自然》杂志上发表的一篇论文中，提出了一个突破性的发现：地壳板块在扩张过程中形成的正断层，在远离洋中脊一定距离后，会发生逆断层运动，导致断层偏移量减小，从而部分抵消了扩张的影响，从而揭示了海底扩张过程中一种全新的地质机制，该机制可能对全球海底地形产生重大影响。
研究团队分析了2022年发生在北大西洋中脊和2014年发生在印度洋卡尔斯伯格脊的地震数据。发现这些地区先发生了正断层地震群，随后在距离洋中脊约15公里的地方发生了逆断层地震。这种地震活动模式表明，洋中脊两侧的地壳正在经历压缩。研究人员利用力学模型解释了这种现象的成因。他们认为，随着新形成的洋壳从洋中脊隆起处向外移动，其会发生弯曲变形，从而导致地壳浅层受到水平压缩，最终引发逆断层地震。此外，岩浆侵入形成的裂缝也会加剧这种压缩应力，从而触发逆断层地震。研究团队将这种逆断层运动称为“去断层化”现象，并认为其广泛存在于全球海底扩张过程中。通过对海底地形数据的分析，他们发现，去断层化现象可以使海底山脉的高度降低多达50%。这项研究表明海底扩张并非简单的板块分离过程，而是伴随着复杂的构造运动和岩浆活动。去断层化现象作为一种全新的机制，将对未来的海底地形研究产生深远影响。论文信息：Olive, JA., Ekström, G., Buck, W.R. et al. Mid-ocean ridge unfaulting revealed by magmatic intrusions. Nature 628, 782–787 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07247-w
本文由"地刊速览"创作，转载请在文章开头醒目位置标注"本文来源：地刊速览"。
“意得辑”主要为英文非母语的科研作者提供英文润色、学术翻译、SCI/EI/SSCI发表指导等服务。意得辑拥有2000多名具有专业学科背景的资深英文母语编辑、 翻译、发表专家团队。
致力于为地学用户提供专享优惠：使用优惠代码"GHOAL85"下单，标准润色、优质润色、SCI论文翻译、科学深度编辑服务、SCI发表套餐全场享受85折特惠。点击了解详情
