大洋中脊按照擴張速率可以大致分為快速擴張洋脊（90–180 mm a^-1；太平洋洋脊）、中速擴張脊（50-90 mm a^-1；東南印度洋洋脊）和慢速擴張洋脊 (10-50 mm a^-1; 西南印度洋洋脊和大西洋洋脊) (Moores and Twiss, 1995)。在慢速擴張洋脊，由于巖漿供應不足，洋脊擴張主要由伸展構造調節，從而形成以發育低角度拆離斷層為主要特征的大洋核雜巖（Oceanic core complex）。盡管人們已經意識到這些大規模的大洋拆離斷層對于洋脊附近深部流體循環起到重要作用，但是對于其是否可能導致了地球物理觀測到的下洋殼地震波速各向異性目前仍缺乏足夠的認識。日喀則蛇綠巖位于藏南雅江縫合帶中，最新的研究結果表明其為慢速擴張的新特提斯洋脊的殘余（Zhang et al., 2019; Duan et al., 2022）。因此，日喀則蛇綠巖為研究慢速擴張洋脊深部流體循環機制和地震波速各向異性提供了絕佳的陸上場所。

針對上述科學問題，我校地球科學與資源學院博士研究生周保軍在“巖石圈構造”求真團體劉俊來教授的指導下，與中科院地質與地球物理研究所開展合作，對日喀則蛇綠巖開展了系統的野外構造解析、精細的顯微構造分析與地震波速計算。取得了以下認識：

（1）形成于慢速擴張洋脊環境的日喀則蛇綠巖發育典型的大洋拆離斷層構造。沿著拆離斷層的剪切作用促進海底熱液流體向深部運移。斷層內下洋殼輝長巖記錄了多階段流體交代過程，包括角閃石形成階段（908–523 °C；同剪切），綠簾石形成階段（500–300 °C；同剪切）和葡萄石形成階段（<280 °C；同破裂）。

（2）作為交代輝長巖中的主要構成礦物之一，角閃石的主要變形機制為溶解-沉淀蠕變(Dissolution-precipitation creep)。正是由于角閃石的溶解-沉淀蠕變導致了流體交代與變形之間存在正反饋關系，從而形成富含具有強烈結晶學定向（Crystallographic preferred orientation；CPO）角閃石的交代輝長巖。

（3）基于礦物組構的地震波速計算結果表明斷層帶內角閃石平均可以產生10.8%的P波各向異性和8.2%的S波各向異性，并且形成的快波分裂方向與洋脊延伸方向平行。對于10公里厚的下洋殼，斷層帶中的交代輝長巖可以導致大約0.11秒的延遲時間。因此大洋拆離斷層帶的發育對于慢速擴張脊下洋殼地震波速各向異性的形成具有重要貢獻。

圖1 具有不同交代和變形程度輝長巖的顯微構造特征

圖2 Type 3 輝長巖晶內變形特征與地震波速計算結果

圖3 洋中脊拆離斷層內流體交代，礦物變形與地震波速各向異性模型圖

本研究受到國家自然科學基金資助（91955205；41902203）。上述成果發表在地球科學國際權威期刊《Geology》上：Baojun Zhou, Junlai Liu^*, Jiaxin Yan, Chunru Hou, Xiaoyu Chen, Chuanzhou Liu and Fuyuan Wu. Shearing-enhanced deep fluid circulation induces seismic anisotropy in the lower crust at slow-spreading oceanic ridges. Geology 2023, doi.org/10.1130/G50879.1. [IF2021=6.324]

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