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          【中國科學報】俯沖帶板塊熔融與島弧巖漿活動成因機制獲揭示

          發布時間:2022-06-06 來源:中國科學報

            近日,中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室王志和林間研究團隊與中國地質大學(武漢)高溫高壓研究團隊合作,在俯沖帶板塊熔融與島弧巖漿活動成因機制上取得新進展。相關研究發表于《構造地球物理》。

            俯沖帶是地球深部與表層物質和能量交換、多圈層相互作用的關鍵地帶。揭示與流體作用相關的島弧巖漿活動和俯沖洋殼熔融的成因機制是認識和理解地球內部水循環和俯沖帶地表協同演化的重要內容,其研究成果將為揭示災害性火山活動機制(如:2022湯加火山噴發)和防災減災提供重要參考信息。

            研究人員多角度闡明了日本東北俯沖帶俯沖洋殼部分熔融和島弧巖漿活動與俯沖板片脫水、礦物巖石組分差異和上地幔熱結構變化的制約機制,發現俯沖帶島弧巖漿活動和俯沖洋殼部分熔融同時受控于俯沖板塊脫水、地幔楔礦物巖石成分和俯沖帶溫度場,而不是僅僅由溫度場或以上其中單一參數決定的。

            為了揭示俯沖帶深部巖漿活動與洋殼部分熔融的成因機制,研究人員收集了日本東北俯沖帶的42萬多條海-陸聯測縱-橫波地震走時數據對,獲得了該俯沖帶的高精度三維多參數深部結構。綜合考慮俯沖帶上地幔不同礦物巖石成分和流體含量的影響,研究發現日本東北俯沖帶的上地幔,礦物橄欖巖可能與深部巖漿活動和俯沖洋殼的部分熔融密切相關,同時也和俯沖帶的溫度場有關。

            該研究成果不僅闡明了日本東北俯沖帶深部巖漿活動、洋殼熔融與流體作用、礦物巖石成分和溫度場的內在聯系和制約機制,同時,也為認識全球其它俯沖帶的巖漿作用和流體活動與礦物巖石組成和溫度場的關系提供了參考模型。

            該研究工作獲得了國家自然科學基金、廣東省南方海洋科學與工程實驗室引進人才重點專項項目和中國科學院項目的資助。

            相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.tecto.2022.229340


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