洋中脊形成的新生岩石圈在离轴过程中持续经历挠曲，其变形特征是理解板块形成后构造演化的重要依据。然而，挠曲产生的非弹性变形如何被海底地貌记录并定量恢复，不同类型洋中脊表现出怎样的变形特征，以及这些差异受何种因素控制，仍缺乏系统认识。
针对上述科学问题，我院许文良教授引领的“地球深部动力学创新团队”成员刘仲兰教授等利用全球洋中脊海底地形资料，对21个洋中脊区域的50条跨轴剖面进行了系统分析，共识别出1,201条断层陡坎，定量分析了洋中脊肩部离轴挠曲对断层变形的影响，取得以下主要认识：
作者首先利用跨洋中脊轴部的海底地形剖面识别断层陡坎，并统计断层累计水平断距随离轴距离的变化，据此估算洋中脊肩部在离轴挠曲过程中产生的表观构造应变。结果表明，不同地貌类型的洋中脊表现出方向截然不同的离轴变形特征。对于轴部裂谷型洋中脊（图1），断层累计水平断距增长速率从近轴区域（距脊轴 < 20 km）向离轴区域（距脊轴 > 20 km）逐渐减小，对应于负的应变变化，表明原先由正断层形成的伸展量在离轴过程中被部分抵消，即存在明显的缩短型挠曲变形。
图1｜轴谷型洋中脊构造应变随离轴距离的变化
与之相反，轴部高地型洋中脊表现出明显不同的变化趋势（图2）。其断层累计水平断距通常由近轴向离轴进一步增大，对应于正的应变变化，表明岩石圈在离轴过程中经历了额外的伸展型挠曲变形。这一现象在快速扩张、具有明显轴部高地的洋中脊最为突出，而在中—慢速扩张洋中脊中相对较弱。
图2｜轴部高地型洋中脊构造应变随离轴距离的变化
作者进一步对全球不同扩张速率和地貌类型的洋中脊进行了系统分析（图3）。结果显示，几乎所有轴部裂谷型洋中脊均表现出负的应变变化，即离轴缩短变形，而且缩短幅度总体上随轴部地形起伏增大而增强。 相反，快速扩张的轴部高地型洋中脊总体表现为正的应变变化，即离轴伸展变形。轴部高地越明显，新生岩石圈从轴部隆起形态向远洋较平坦海底过渡时所经历的曲率变化越大，因此产生的伸展型挠曲变形也越强。这一全球尺度的对应关系表明，洋中脊离轴挠曲并不是局部构造现象，而是一种具有系统性的岩石圈变形过程；其变形方向与轴部地貌类型密切相关，而变形幅度则受到轴部地形起伏程度的显著控制。
图3｜全球尺度上离轴挠曲应变与洋中脊轴部地形起伏之间的关系
上述成果以“Global Evidence for Off-Axis Flexural Modification of Abyssal Hill Faults at Mid-Ocean Ridges”为题于近日发表在学术期刊Geophysical Research Letters上，硕士研究生李然为论文的第一作者，刘仲兰教授为通讯作者，研究生冯书铭，王元以及本科生彭滕参与了本项工作。该研究得到深地探测与矿产资源勘查国家科技重大专项（2025ZD1005500）和国家自然科学基金优秀青年科学基金项目（海外）的资助。
