2022年3月，国际地学知名期刊《Geophysical Research Letters》以《Seismic anisotropy within the subducting northern Philippine Sea plate, SW Japan, using DONET seafloor observation network》为题在线发表了海洋地质国家重点实验室硕士研究生刘渊、薛梅副教授与合作者的研究成果。研究发现：北菲律宾海板块在海底扩张过程中形成的化石组构在俯冲过程中很大程度得以保存，并成为俯冲板块内部观测到的各向异性的起源，且该各向异性同时被因俯冲形成的与海沟平行的蛇纹石化含水断层所加强。
图1：研究区域的构造背景以及台站和地震分布。红点表示选择的地震；黑点代表2001-2017年的背景地震活动；蓝色和灰色三角形分别表示来自海底观测网DONET（全称the Dense Ocean Floor Network System）使用和未使用的海底地震仪（OBS，全称Ocean Bottom Seismometer）。棕色和深绿色线描绘了北菲律宾海洋板块上边界的深度等高线。
地质作用可导致矿物优势取向的改变，从而形成地震各向异性。因此，俯冲板块内部的各向异性承载着关于俯冲板块变形历史的重要信息。但由于俯冲板块有限的厚度，用传统的地震震相很难确定其各向异性。幸运的是部署在日本南海海槽靠近海沟附近的海底观测网DONET，由于处于一个合适的位置，可以记录到沿俯冲的nPSP传播的地震导波，最大可能避免了俯冲带其他构造的污染（图1）。这些地震导波是由北菲律宾海板块内部的深震激发的，而深震本身则是由北菲律宾海板块俯冲到日本西南部的欧亚板块之下产生。该研究利用DONET海底观测网观测到的沿俯冲板块传播的S波地震记录，采用波形旋转互相关方法和最小特征值最小化方法求得其横波分裂快轴方向和分裂时间，以此推算了北菲律宾海板块内部的各向异性，并得到以下结论：
·北菲律宾海板块板内各向异性的快轴方向和海沟走向近平行，强度为1-3%。
·北菲律宾海板块板内各向异性可能反映了海底扩张时期形成的化石组构，并因平行海沟的蛇纹石化含水断层而得到增强。
图2：俯冲的北菲律宾海洋板块的概念模型。红色的星形和黑色的三角形表示本次研究中使用的地震和台站；观测站附近的黑色箭头方向刻画出观测各向异性的快轴。
本文第一作者为我室硕士生刘渊，通讯作者为薛梅副教授，合作者包括同济大学土木工程学院郭桢助理教授，上海市地震局朱爱斓副研究员。本研究由国家自然科学基金项目(No .42076064和No . 41676025)和上海佘山地球物理国家野外科学观测研究站开放基金（2020K03）共同资助。
全文连接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021GL096516
撰稿：陈建全、薛梅
编辑：高小丰