新特提斯洋俯冲—碰撞转换过程中双板片撕裂演化模型

大洋板块俯冲，慢慢变成大陆板块碰撞，地下深处会发生什么变化？这一直是地球科学里很难解开的谜题。想要看清这个转变过程，位于伊朗东南部的扎格罗斯—莫克兰一带是绝佳的天然观测场。近日，kaiyun官网入口地质与地球物理研究所科研团队，联合伊朗、法国科学家在这里找到了板片双撕裂的直接证据，揭开了大洋俯冲向大陆碰撞转变的深层奥秘。该成果11月4日在国际学术期刊《自然—地球科学》发表。

扎格罗斯—莫克兰一带是远古新特提斯洋慢慢闭合、海洋板块过渡到大陆板块碰撞的关键区域。科研人员在这里布置了一大批流动地震监测设备，连续采集了18个月的地震信号，分析了近5.7万组地震波数据。利用地震层析成像技术，相当于给地球内部做CT，看清了地下几百公里深处板块的样子。

监测显示，这片区域东西两边的板块形态差别很大：东边莫克兰的大洋板块，先在地下平缓向前扎进了300公里，之后再变陡继续下沉，最深能到450公里；西边扎格罗斯这边是大陆板块，向下俯冲的深度有限，最多300公里，它底下还藏着一块古老大洋板块的残块。

研究发现，这里有两处撕裂，形成原因完全不一样。扎格罗斯这边是水平撕裂：海洋板块更重，会一直往下沉；大陆板块轻，不容易往下走，两者拉扯错开，横向撕开一道口子，大陆和深处的大洋板块就此分开。另一处是垂直撕裂，出现在扎格罗斯和莫克兰的交界位置。它不是过去学界熟知的模式，大约800万年前开始裂开，已经向南延伸了200公里，是大陆持续向北挤压造成的。两道撕裂不是彻底断开，中间还留着一段相连的纽带。这一段连接结构，稳住了莫克兰板块平缓俯冲的状态；而撕裂撕开的缺口，又给地下高温物质往上涌留出通道，影响当地火山、岩浆活动。两种撕裂相互配合，让原本连在一起的大洋、大陆板块慢慢脱开，改变地下应力和地幔流动，也造成这条造山带不同位置变形、岩浆活动差别明显。

这项研究梳理出一套模型，说明水平、垂直两种板块撕裂会同步发生、互相配合，为我们认识大洋俯冲向大陆碰撞转变的地质过程，提供了重要的理论参考。