岩浆系统的结构和动力学过程在火山喷发和演化中起着根本性的作用。然而，在大多数活火山系统中，地壳岩浆库和输运管道很难进行精确成像。本论文针对Juan De Fuca洋中脊轴向海底火山岩浆系统成像不清问题（图1），利用多参数全波形反演方法获得了火山口下方的高分辨率纵波速度、衰减模型、温度场以及部分熔融模型。查明了上地壳多个岩浆囊的空间分布情况，并在火山口西侧发现了一个新的岩浆库。研究表明，主岩浆库上层的最大熔融分数约为15-32%，其他部分约为10%至26%。此外，在主岩浆库下方有一个熔融分数约为4-11%的岩浆输送通道，在东部火山口下方有一个低速喉道，将主岩浆囊与海底喷发裂缝连接起来。这些发现揭示了Juan De Fuca洋中脊轴向海底火山的非对称岩浆管道系统（图2），为1998年、2011年和2015年岩浆喷发提供了新的见解。
图1.Juan De Fuca 洋中脊海底火山地质概况
图2.论文提出的海底火山非对称岩浆系统
研究成果近期发表Nature子刊《Nature Communications》上。论文第一作者为杨继东教授，通讯作者为黄建平教授，中国石油大学（华东）深层油气全国重点实验室和地球科学与技术学院为第一署名单位。合作者包括北京大学赵泽宇教授和马坚伟教授，德州大学达拉斯分校祝贺君教授、David Lumley教授、Robert Stern教授，德州大学奥斯汀分校Adrien Arnulf研究员，夏威夷大学Robert Dunn教授。
论文信息：Yang, J., Zhu, H., Zhao, Z. et al. Asymmetric magma plumbing system beneath Axial Seamount based on full waveform inversion of seismic data. Nat Commun 15, 4767 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49188-y