科研進(jìn)展

東北亞大洋板塊俯沖過(guò)程研究取得重要突破

發(fā)布時(shí)間:2023-10-30 來(lái)源:南海海洋研究所

   近日,中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室研究員王志及其合作者,在東北亞大洋板塊俯沖過(guò)程與巖石圈形變響應機制研究中取得了一項重要突破。相關(guān)研究成果發(fā)表在《Earth-Science Reviews》(ESR)/《地球科學(xué)評論》上。研究員王志和博士伏毅為論文共同第一作者,王志為論文通訊作者。 

  東北亞地區的深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程與地表地質(zhì)形變響應關(guān)系一直備受地質(zhì)學(xué)家關(guān)注,盡管已認識到地表構造與深部板塊俯沖過(guò)程存在關(guān)聯(lián)性,但是對于中生代以來(lái)的地表巖漿活動(dòng)、巖石圈的減薄、地殼的變形以及南北重力梯度帶的形成機制等地質(zhì)現象與深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程的響應關(guān)系尚缺乏系統認識。  

  研究團隊利用全球體波成像技術(shù)和大量地震數據,成功獲得了東北亞地區的整個(gè)地幔(0-2900km)結構,結合地球化學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)模擬等數據,重構了該地區古大洋板塊、伊澤納崎板塊和現今太平洋板塊多級俯沖過(guò)程的新模式,闡明了大洋板塊、洋中脊和島弧多級俯沖過(guò)程在地表地質(zhì)構造形變的重要作用。研究結果表明,東北亞地區中生代巖漿活動(dòng)、克拉通減薄和南北重力梯度帶主要受到古代板塊俯沖作用的影響,而與現今太平洋的俯沖關(guān)系較小。這項研究有助于更深入理解板塊深部動(dòng)力學(xué)過(guò)程與地表地質(zhì)構造形變的響應關(guān)系,為揭示地球深部流-固相互作用提供了研究示范。  

  研究團隊還包括邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室林間院士,中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所劉麗軍研究員和趙亮研究員,中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)的金振民院士等。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目、廣東省自然科學(xué)基金項目、中國科學(xué)院項目等聯(lián)合資助。  

   

  1. (左)區域構造和新生代巖漿活動(dòng)分布圖。藍色虛線(xiàn)表示俯沖板塊線(xiàn)。不同顏色的三角形表示火山的成因機制與板塊之間的聯(lián)系不同。(右)中生代巖漿活動(dòng)分布圖。  

   

  2不同剖面展示地幔的速度異常結構。 三角形表示不同性質(zhì)的火山成因。通過(guò)對高速體(藍色)的幾何形態(tài),板塊的下沉速率和板塊重建等聯(lián)合約束,建立高速體與俯沖板塊的聯(lián)系。POProto-oceanic plate, 古大洋板塊; IZAIzanagi, 伊澤納崎板塊;PACPacific plate, 現今太平洋板塊。 

   

   3.(左)巖漿活動(dòng)分布和變化趨勢圖(200-0 Ma)。侏羅紀到早白堊紀(200-140 Ma),巖漿活動(dòng)主要靠向陸地,而白堊紀則是相反的趨勢。(右)模式圖解釋不同板塊的俯沖過(guò)程對整個(gè)東北亞地區的構造演化的控制作用。   

  論文信息:Zhi Wang*, Lijun Liu, Yi Fu, Liang Zhao, Jian Lin, Zhenmin Jin, Bo Zheng. Multistage plate subduction controls intraplate volcanism and cratonic lithospheric thinning in Northeast Asia, Earth-Science Reviews 246, 104590, 2023. 

  論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012825223002799  


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