近日，在国际学术期刊《Tectonophysics》上在线发表了题为：“Estimation of antigorite wave velocities in subduction conditions based on first-principles thermoelasticity”的最新研究成果。该成果是由中国海洋大学海底科学与探测技术教育部重点实验室邢会林教授团队完成，该成果的第一作者为博士生秦慕天，通讯作者为邢会林教授。

叶蛇纹石是俯冲环境中最丰富的蛇纹石矿物，具有良好的储水能力，并被认为与中深部地震活动密切相关。因此，叶蛇纹石的地震波速度对于地幔楔和俯冲板片内蛇纹石化的探测和定量描述具有重要意义。目前，叶蛇纹石在俯冲条件下的弹性尚不清楚。本研究通过第一性原理分子动力学(FPMD)得到了叶蛇纹石的压力-体积-温度(P-V-T)数据和相关热力学参数。利用这些模拟结果，本研究计算了叶蛇纹石在俯冲带温度-压力条件下的热弹性参数（图1），并估计了叶蛇纹石的地震速度（图2）。

图1 叶蛇纹石俯冲带温度-压力条件下的热动力学参数

图2 叶蛇纹石高温高压下的地震波速 

为了更好地理解蛇纹石化作用对地幔岩石地震速度的潜在影响，本研究提出了一个叶蛇纹石与其他地幔名义无水矿物共存的地幔岩石地震速度模型（图3）。基于该模型，本研究对一些弧前地幔楔内的速度异常进行了重新评估，并对这些异常的成因进行了分析，估计了相关区域的蛇纹石化程度。这些结果有助于检测和约束地幔及俯冲板片中的蛇纹石化（水化），进而深入理解全球板块动力学行为和深部水循环过程。

图3 地幔速度-蛇纹石化模型 

Qin, M., Xing, H., Dou, K., Tan, Y., Yan, W., Wang, J., Jin, Z & Hu, Z. (2024). Estimation of antigorite wave velocities in subduction conditions based on first-principles thermoelasticity. Tectonophysics, 230444.