西太平洋板块在东北亚大陆边缘地区俯冲活动活跃，大量地震学成像研究揭示了太平洋板片在萨哈林岛（库页岛）至千岛地区南北部呈现不同的俯冲形态。在该地区滞留板片内发生有1990年7.2级萨哈林岛（库页岛）深震，震源深度612.5 km，其成因机制尚不明确。板片俯冲在全球深部水传输过程中扮演重要角色，而东北亚大陆边缘下方滞留板片所处地幔转换带（MTZ）的富水程度以及是否与深震孕育相关有待进一步探究。

图1 东北亚大陆边缘区域位置图

针对上述问题，地震预测研究所崔清辉研究员，中国科学院大学周元泽教授、地震预测研究所高原研究员、中科院精密测量科学与技术创新研究院储日升研究员、中科院地质与地球物理研究所刘丽军研究员、中国科学院大学苏慧博士开展了多学科合作研究。基于中国数字地震台网观测资料，开发了LINUX平台下基于互相关系数约束的多参数网格搜索波形拟合技术，并对P、S波进行了高精度波形拟合（图2）。发现MTZ内存在厚度为130-138 km的高速异常，平均纵横波速异常为3.3%和2.3%。高速异常上界面为尖锐速度跃变面，纵横波速异常分别为4.3%和3.2%。高速异常下界面，即660-km间断面处的纵横波速异常分别为3.6%和5.1%，未显示出明显的下沉（<10 km）。平均纵横波速比由1.82增加至1.85，可能反映了板片在深部地幔保留的富水状态（0.42 wt%），验证了板片内存在含水矿物（如超水相B和水相D）。

图2 多事件&多参数波形拟合约束示例

基于研究结果，我们认为该高速异常表征了东北亚大陆边缘下方太平洋板片在地幔温压条件下发生了剧烈变形增厚过程，且在地幔转换带滞留时保留了上界面的跃变以及滞留岩石圈的刚性特征。1990年7.2级萨哈林岛（库页岛）深震（h=612.5 km，Scalar Moment: 8.18e26 dynes/cm，由两个子事件构成北向快速滑动破裂）发生在滞留板片高速异常区内。含水相矿物板片内部可能发生局部脱水作用导致孔隙压急剧变化，最终导致了板片内部快速发生位错并瞬间释放大量能量，触发了该深源大地震的发生（图3）。该研究对于认知太平洋板片俯冲与滞留过程、板块俯冲驱动体系下的地球内部深水循环具有重要科学意义，同时为解析板片内部深源大震成因提供了新的启示。

图3 东北亚大陆边缘地区地球动力学概念图

该研究成果发表在国际知名权威学术期刊《Geophysical Journal International》，崔清辉研究员为第一兼通讯作者(qhcui@ief.ac.cn)，周元泽教授为论文共同通讯作者。该研究受到了国家自然科学基金项目（42374113、42474135、42325401和42074101），中央级公益性科研院所基本科研业务费专项面上项目（CEAIEF20230204、CEAIEF20220201）的联合资助。

论文信息：

Cui Q, Zhou Y, Gao Y, Chu R, Liu L, Su H. 2025. A stagnant slab in the lower mantle transition zone beneath the northeast Asia continental margin: Seismogenesis of a large deep outboard earthquake. Geophysical Journal International. https://doi.org/10.1093/gji/ggaf266.

撰稿人：崔清辉

审稿人：付媛媛