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伊豆-博宁-马里亚纳岛弧地壳厚度分布及其对岩浆活动的指示

2021-03-02白永良杨慧良张迪娅容伊霖董冬冬吴时国

海洋地质与第四纪地质 2021年1期

白永良,杨慧良,张迪娅,容伊霖,董冬冬,吴时国

1. 中国石油大学(华东)海洋与空间信息学院,青岛 266580

2. 中国地质调查局青岛海洋地质研究所,青岛 266071

3. 中国科学院海洋研究所,中国科学院海洋地质与环境重点实验室,青岛 266071

4. 中国科学院深海科学与工程研究所,三亚 572000

俯冲带是固体地球进行物质循环和能量传输的重要场所,岛弧岩浆活动被认为是陆壳增生的主要途径之一[1-4]。随着板片向地幔持续俯冲,俯冲板片含水矿物逐步变得不稳定,达到相变温压条件后将水释放到地幔楔中[5-7];地幔楔橄榄岩被水化后,其熔融温度降低,最终在水化和高温共同控制下,形成地幔楔熔融区[8-9];熔融岩浆上涌到达岛弧地壳后,以底侵、侵入、喷出等形式导致岛弧地壳增生(图1)[10-11]。因此,岛弧地壳增生与俯冲动力学过程密切相关。

图1 俯冲带岩浆活动过程示意图Fig.1 A cartoon for the subduction-zone magmatism process

岛弧岩浆活动主要受到俯冲带温度、输入板片结构与弧后扩张等因素的控制[11-13]。通过地球物理和地球化学不同角度的研究,对俯冲带温度结构影响岛弧岩浆成分和岛弧火山位置的机制,已经形成了较为一致的认识[8,10-11]。同时,一些学者通过数值模拟实验和对板块运动速率、方向的研究,指出受小笠原洋底高原俯冲形成挤压应力的控制,博宁岛弧地壳出现了明显增厚现象[14-15],但是,较小规模洋脊的俯冲是否会引起岛弧增厚,仍然是未知的。数值模拟研究指出,弧后扩张活动可以影响地幔楔亏损程度,进而影响岛弧岩浆成分[13,16],但是弧后扩张能否显著影响岛弧地壳增生,也是未知的。……

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