印度板塊與歐亞板塊碰撞是地球顯生宙以來最顯著的陸陸碰撞造山事件，緬甸位于該碰撞帶東南緣，是印度板塊向緬甸微板塊俯沖的關(guān)鍵區(qū)域。然而，受限于早期地震臺站覆蓋不足及射線分布不理想等因素，對該區(qū)域深部精細(xì)結(jié)構(gòu)探測缺乏有效制約，這不僅導(dǎo)致對深部的印度俯沖板片是否發(fā)生斷離或撕裂缺乏可靠約束，也使得對淺部第四紀(jì)火山區(qū)下方的上地幔速度結(jié)構(gòu)結(jié)果充滿爭議。為了徹底厘清上述科學(xué)問題，迫切需要對緬甸上地幔頂部這一關(guān)鍵區(qū)域開展全新的高分辨率地震層析成像，從而為揭示該研究區(qū)的構(gòu)造演化與動力學(xué)機(jī)制提供地震學(xué)約束。

圖1 緬甸和周邊地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造背景圖。（a）印緬俯沖帶及周緣概覽圖，展示了火山分布、研究使用的地震臺站以及主要的活動斷層。黑色箭頭表示印度板塊相對于緬甸的運(yùn)動方向及速率。白色虛線框表示研究區(qū)范圍；（b）緬甸主要地質(zhì)構(gòu)造單元，自西向東可分為印緬山脈（IBR），緬甸中央盆地（CMB）和撣邦高原（SP）

中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所行星科學(xué)與前沿技術(shù)重點(diǎn)實驗室博士研究生蔡明遠(yuǎn)，在導(dǎo)師艾印雙研究員的指導(dǎo)下，聯(lián)合國內(nèi)外多位合作者利用“中國-緬甸造山帶地球物理綜合探測”（CMGSMO）流動地震臺陣和德國亥姆霍茲波茨坦中心（GFZ）緬甸北部流動地震臺陣波形數(shù)據(jù)，以及國際地震中心（ISC）和國家地震科學(xué)數(shù)據(jù)中心（NEDC）震相到時數(shù)據(jù)，采用基于莫霍面校正的Pn波各向異性層析成像方法，首次構(gòu)建了緬甸地區(qū)上地幔頂部高分辨率的Pn波速度結(jié)構(gòu)及各向異性模型（圖2）。

圖2 緬甸及鄰區(qū)上地幔頂部高分辨率Pn波速度與各向異性成像模型。圖中背景顏色代表Pn波速度結(jié)構(gòu)（紅色表示低速異常，藍(lán)色表示高速異常），黑色短線段表示反演獲得的Pn波各向異性快波方向及其大小，疊加的粉色和白色短線段，分別代表該區(qū)域前人已發(fā)表的XKS橫波分裂快波方向 結(jié) 果

該研究主要揭示了三個重要發(fā)現(xiàn)（圖3）：

1. 緬甸北部上地幔頂部P波速度存在逾5%的顯著低速異常，推測系印度俯沖板片局部水平撕裂所致，撕裂形成的“板片窗口”誘發(fā)了軟流圈物質(zhì)上涌及第四紀(jì)火山活動；

2. 印緬山脈南段具有平行海溝的快波方向，提出該特征并非由B型橄欖石控制，而是弧前地幔楔水化形成的葉蛇紋石晶格優(yōu)選取向所致，為地幔楔變形提供了新認(rèn)識；

3. 緬甸中央盆地火山群下方未見典型低速區(qū)，而是呈現(xiàn)弧形高速異常。研究認(rèn)為這代表了板片回撤驅(qū)動下，冷干地幔楔物質(zhì)的向上折返，完美契合了該區(qū)火山活動弱、巖石圈貧水的特征。

圖3 緬甸下方深部結(jié)構(gòu)與地球動力學(xué)過程三維示意圖。模型展示了本研究揭示的兩大核心深部過程：一是緬甸北部印度俯沖板片發(fā)生局部水平撕裂，深部熱的板片下軟流圈物質(zhì)通過“板片窗口”上涌（黃色箭頭），誘發(fā)了緬北的火山活動；二是隨著印度洋巖石圈的俯沖，受板片回撤驅(qū)動，引發(fā)了冷干地幔楔物質(zhì)的向上折返（黑色箭頭）（注：圖中 IBR 為印緬山脈，CMB 為緬甸中央盆地，SP 為撣邦高原，KF 為卡巴斷層，SF 為實皆斷層）

研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊JGR-Solid Earth（蔡明遠(yuǎn), 艾印雙*, 袁曉暉, 姜明明, 何玉梅, Bernd Schurr, 呂彥, 肖卓偉, Chit Thet Mon, 馮一琳, 范恩博, 陳繼鋒, 尹欣欣, Myo Thant, Kyaing Sein. Pn velocity structure and anisotropy of the uppermost mantle beneath Myanmar[J].Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 2026,?131: e2026JB034210. DOI: 10.1029/2026JB034210.）。研究得到國家自然科學(xué)基金（42030309和42130308）以及德國科學(xué)研究基金（520947397）的資助。