造山带构造变形的运动特征是揭示其动力来源的重要手段之一。环太平洋区域多个地区出现边界弯曲的特征（类似于构造结特征或称为山弯构造），且绝大部分区域在空间上对应海山俯冲。
奥林匹克山脉的结构在俯视图中呈现出一种向陆地凸起的马蹄形（称为奥林匹克山弯构造），位于美国华盛顿州（图1）。奥林匹克山弯在区域构造中位于卡斯卡迪亚（Cascadia）俯冲带的上盘。GPS和古地磁研究表明，奥林匹克山弯的两翼在相对于北美克拉通的整体北向运动中记录了相反的旋转。这种弧形特征曾被解释为由于正向俯冲增生过程中的构造楔入体所导致的俯冲边界变形。然而，与其它地区不同的是奥林匹克山弯并未发现相应的构造楔入体，因此奥林匹克山脉为什么发生弯曲是学术界关心的问题。
图1 奥林匹克山脉区域背景
针对这一现象，近期，中国科研实验室地质与地球物理研究所博士研究生张文博及导师万博研究员，与阿尔伯塔大学Stephen Johnston教授及加利福尼亚大学Kristin Morell教授合作，共同对奥林匹克山弯进行了系统性分析。
他们顺利获得汇编和分析古地磁和构造数据（图2），揭示奥林匹克山脉展示出次生山弯构造特征，指示了平行于造山带的动力来源。利用古地理复原（图3），解构了这一水平褶曲，表明此山弯构造容纳了卡斯卡迪亚弧前区域约至少110公里的缩短量。他们提出，俯冲作用最初形成了一个与大陆边缘平行的条状带。随后，由于北向平移的弧前区域在相对静止的北部海岸山脉处被固定，形成了此山弯构造变形。这种上盘的弧形弯曲导致枢纽区从海沟向陆地后退，进而引发下盘胡安德富卡（Juan de Fuca）板块在山弯构造下方被动向上拱起抬升。
图2 奥林匹克山弯构造古地磁及构造数据分析
图3 古地理回溯复原图及变形过程示意
该研究从几何识别-运动特征角度出发，系统性的解释了造山带/俯冲带变形的动力来源，并阐述了其对于俯冲带的动力学响应。研究认为俯冲带侧向作用力是板块边界变形一个不可忽视的重要动力来源，为认识造山带侧向受力变形给予了新的视角。
研究成果发表于国际学术期刊Geology（张文博，Stephen Johnston, Kristin Morell, 万博. Palinspastic restoration of the Olympic orocline and its implications. Geology, 2025. DOI: 10.1130 /G53365.1.）。研究受国家自然科学基金（42325206 和42488201）和中国科研实验室先导项目（XDB0710000）联合资助。
张文博（博士生）
