灣區(qū)時訊 近日，中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點實驗室研究員王志及其合作者，在東北亞大洋板塊俯沖過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(qū)的深部動力學過程與地表地質(zhì)形變響應關(guān)系一直備受地質(zhì)學家關(guān)注，盡管已認識到地表構(gòu)造與深部板塊俯沖過程存在關(guān)聯(lián)性，但是對于中生代以來的地表巖漿活動、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(xiàn)象與深部動力學過程的響應關(guān)系尚缺乏系統(tǒng)認識。

研究團隊利用全球體波成像技術(shù)和大量地震數(shù)據(jù)，成功獲得了東北亞地區(qū)的整個地幔（0-2900km）結(jié)構(gòu)，結(jié)合地球化學和地球動力學模擬等數(shù)據(jù)，重構(gòu)了該地區(qū)古大洋板塊、伊澤納崎板塊和現(xiàn)今太平洋板塊多級俯沖過程的新模式，闡明了大洋板塊、洋中脊和島弧多級俯沖過程在地表地質(zhì)構(gòu)造形變的重要作用。研究結(jié)果表明，東北亞地區(qū)中生代巖漿活動、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(xiàn)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力學過程與地表地質(zhì)構(gòu)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)重點實驗室林間院士，中國科學院地質(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（武漢）的金振民院士等。該研究得到國家自然科學基金項目、廣東省自然科學基金項目、中國科學院項目等聯(lián)合資助。

圖1. （左）區(qū)域構(gòu)造和新生代巖漿活動分布圖。藍色虛線表示俯沖板塊線。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）中生代巖漿活動分布圖。

圖2. 不同剖面展示地幔的速度異常結(jié)構(gòu)。 三角形表示不同性質(zhì)的火山成因。通過對高速體（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。PO： Proto-oceanic plate， 古大洋板塊； IZA： Izanagi, 伊澤納崎板塊；PAC：Pacific plate, 現(xiàn)今太平洋板塊。

　　圖3.（左）巖漿活動分布和變化趨勢圖（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程對整個東北亞地區(qū)的構(gòu)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

通訊員/李淑 王沐眾 徐曉璐

責任編輯/劉秀