新研究揭示洋中脊微地震成核新机制

近日，南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）海洋地质与深海智能探测徐义刚院士团队首次从矿物微观尺度揭示了洋中脊深部“韧性破裂”的形成过程，提出了一种由熔体介导的孔隙演化驱动地震成核的新机制，为理解高温环境下地震发生机制提供了新的理论框架。相关成果发表于《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）。

论文第一作者、南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）博士后马强介绍，长期以来，科学家普遍认为天然地震主要发生在脆性的、易于破裂的岩石圈中。然而，近年来越来越多的观测发现，在地球深部温度高达1000℃的韧性域同样存在微震活动。这一现象长期困扰着地球科学界：在不会发生传统脆性断裂的高温岩石中，地震究竟如何成核？

降温过程中斜长石集合体中孔隙和破裂演化模式图。研究团队供图

针对上述科学问题，研究团队聚焦于国际大洋发现计划360航次在西南印度洋中脊Atlantis Bank大洋核杂岩所钻取的富铁钛氧化物辉长质糜棱岩。该样品产自大洋岩石圈的脆—韧转换带，是深部地震活动的关键层位。在剪切带与未变形辉长岩围岩之间的损伤带附近，团队发现了一个独特的微地震成核带——一个富含孔隙的细粒斜长石集合体。

团队通过高精度电子背散射衍射、元素面扫描、岩石学观测和流变学模拟，精细刻画了剪切带不同区域的变形特征。低应变区域（稳态蠕变）：在剪切带内部，变形以位错蠕变为主，类似缓慢流动的黏性物质；虽存在少量晶间孔隙，但尺寸小、间距大，且被动态重结晶作用“愈合”，变形相对稳定。高应变区域（瞬态扩容）：在剪切带与损伤带的接触地带，形成高应变带，斜长石颗粒急剧细化，大量晶间孔隙不仅尺寸增大、分布更密，而且相互连通，形成了蜿蜒曲折的"韧性裂缝"，并延伸至损伤带中。