日本海沟轴部泥火山与底辟构造活动揭示俯冲板块复杂地震输导系统

【编辑推荐】国际大洋发现计划（IODP）386航次首次在日本海沟轴部盆地发现泥底辟（mud diapirism）与泥火山（mud volcanism）活动证据，揭示俯冲板块弯曲断层可能构成流体运移通道。该研究通过高分辨率浅地层剖面（SBP）数据，在600公里海沟范围内识别出低振幅柱状体（SU1-SU4层序）与锥形喷发构造，为理解俯冲带碳循环（CO2/CH4）和地震触发机制提供新视角。

　　

【研究亮点】

泥底辟与泥火山活动在各类地球动力学环境中均有出现，常见于俯冲带的增生楔内部。虽然琉球海沟存在泥火山活动，但日本海沟此前未有记录。国际大洋发现计划（IODP）386航次的浅地层剖面（SBP）数据显示，日本海沟轴部盆地充填地层中存在声学异常特征，符合泥底辟与泥火山活动特征。这些现象特殊之处在于其出现于海沟轴部盆地，而非主要分布在增生复合体区域。

【主要发现】

我们对386航次SBP剖面分析表明，11个海沟盆地均存在泥底辟或地表喷发证据。最常见的底辟形式包括：1）具有尖锐接触面或拖曳构造的低振幅/透明柱状体，常导致上覆沉积物穹隆（图3a-c）；2）盆地充填层内深浅不一的宽缓低振幅穹隆；3）导致地层截断的侧向侵入体。在中央与北部盆地，部分底辟直达海床形成锥形构造，解释为泥火山（图4-5）。这些特征与俯冲板块弯曲断层空间关联密切，暗示断层可能构成流体输导系统。

【创新性讨论】

386航次与2014-2016年调查的SBP数据均捕捉到泥火山活动，而区域多道反射地震测线（如JTXP05线）仅个别记录。值得注意的是，前人研究未能在相同区域识别这些特征，可能因地震数据分辨率不足或解释侧重不同。底辟源层可能位于盆地充填层底部，接近SU2地堑充填层接触带（图1c）。该发现为理解俯冲带流体运移机制与地震活动耦合关系提供了新证据。