近日，中國科學院海洋研究所板塊構造與物質循環(huán)研究組在Science Bulletin發(fā)表最新研究成果，利用沉積記錄反演西太平新生代俯沖起始期間上覆板塊變形特征，揭示擠壓誘發(fā)俯沖起始。
俯沖起始是板塊構造中最關鍵也最難直接觀測的過程之一。長期以來，學界圍繞俯沖究竟是由板塊自身密度差異“自發(fā)”產生，還是需要外部構造力“誘發(fā)”，一直存在爭論。由于俯沖起始過程短暫且早期地質記錄易被后期構造巖漿作用破壞，直接證據十分有限。研究團隊獨辟蹊徑利用上覆板塊的沉積記錄進行研究，為這一問題提供了新的約束。
圖1 印太交匯區(qū)地質構造、Site U1509位置及沉積巖性變化
研究團隊利用國際大洋發(fā)現(xiàn)計劃（IODP）371航次在Zealandia地區(qū)獲取的深海巖芯，發(fā)現(xiàn)約5560萬年前沉積環(huán)境發(fā)生了劇烈轉變。沉積物由硅質黏土迅速轉變?yōu)橐蕴妓猁}為主，并在之后長期保持穩(wěn)定。值得注意的是，這一變化發(fā)生在全球古新世-始新世極熱事件（PETM）期間，當時全球海洋發(fā)生酸化通常不利于碳酸鹽沉積。與全球趨勢相反的沉積響應，結合沉積速率顯著降低等證據，指示該區(qū)域很可能經歷了一次構造抬升，從而減少了陸源輸入并徹底改變了區(qū)域沉積環(huán)境。
圖2 俯沖起始前后板塊運動歷史與“杠桿效應”示意圖
時間上，這次構造抬升與新特提斯洋關閉及印度－澳大利亞－歐亞大陸碰撞高度一致。碰撞導致印度－澳大利亞板塊北向運動顯著減速，而太平洋板塊仍持續(xù)向西北運動，形成類似“杠桿效應”的受力格局，引發(fā)太平洋板塊逆時針旋轉，并最終在約5200萬年前誘發(fā)整個西太平洋俯沖帶幾乎同時啟動，支持西太平洋新生代俯沖起始為“誘發(fā)型”。本研究表明，深海沉積記錄能夠有效保存俯沖起始階段的構造應力信息，為識別俯沖起始機制提供了關鍵證據。
論文第一作者為中國科學院海洋研究所劉曉文博士，張麗鵬副研究員為通訊作者，孫衛(wèi)東研究員為共同作者。本研究得到了國家自然科學基金重大研究計劃、國家重點研發(fā)計劃等項目資助。
論文信息：
Xiaowen Liu, Lipeng Zhang*, Weidong Sun. Eocene Neo-Tethys closure induced western Pacific subduction initiation: Insights from sedimentary records in the Zealandia region. Science Bulletin. 2026.https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.01.037