中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员徐义刚团队与合作者，发现地幔内残余块体对地幔上涌存在透镜式聚焦效应。相关成果近日发表于《自然-通讯》。

一般而言，在岩石圈伸展结束后的热沉降阶段，裂谷盆地会维持缓慢、平滑且相对持续地沉降，若无后续岩石圈改造作用叠加，盆地基底深度会趋近固定值。然而，在较薄陆缘岩石圈上狭长区域内会出现一类“异常”沉降现象，基底深度远超经典理论预测值。

研究团队发现，典型研究区正下方的深部地幔内，曾存在疑似下地幔上涌与地震波高速体共存的现象。此类高波速结构可能代表俯冲板块或拆沉岩石圈块体，统称“残余块体”。在此基础上，他们提出深部地幔上涌与残余块体相互作用导致浅表异常沉降的假设，并基于正演数值模拟与多学科观测联合约束的思路开展了探索性研究。

模拟结果显示，在长期大洋俯冲背景下，当660千米深处相变密度跳变≥7%且相变克拉贝龙斜率>-2.8 MPa/K时，上涌物质到达岩石圈底部前，地表易出现几十米至800米深、1000至2000千米宽的沉降区。该沉降区难以长久维持，上涌物质到达岩石圈底部后，地形会反转甚至恢复原状。若地幔上涌途中接近正在下沉的残余块体，地表沉降幅度会加强至千米级，沉降中心宽度会显著缩小至200千米左右。

上涌物质到达岩石圈底部后，仅会导致沉降区一侧地形反转，未受上涌托举影响的另一侧岩石圈可最终保留千米级低洼地形。下沉残余块体如同“放大镜”，将深部地幔上涌（柱）对地形的影响放大并聚焦到相对有限区域，导致狭长带内出现可维持的地表沉降。研究团队将此现象命名为残余块体对地幔上涌的透镜式聚焦效应。

研究还指出，在缺乏决定性地质学或地球物理学证据的研究区，下地幔低波速结构、上地幔高波速结构与浅表狭长地带内异常沉降现象共存，可能为指示深部地幔存在快速物质上涌或正在形成的地幔柱提供了判别依据。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-025-62987-1

（原载于《中国科学报》 2025-08-20 第1版 要闻）