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中亚造山带西段俯冲起始时限及机制探讨

2021-05-13杨高学李永军司国浩佟丽莉王祚鹏

地球科学与环境学报 2021年2期

杨高学,李永军,司国浩,李 海,佟丽莉,王祚鹏

(1.长安大学 地球科学与资源学院,陕西 西安 710054; 2.长安大学 西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室,陕西 西安 710054; 3. 长安大学 地质工程与测绘学院,陕西 西安 710054)

0 引 言

板块俯冲起始是当代固体地球科学的重大前沿领域之一,主要包括俯冲起始时限和机制两个关键科学问题[1-6]。板块俯冲的起始时限可以是全球尺度,也可以是局部。就全球尺度板块构造起始时限而言,几乎覆盖了整个地球历史,从冥古宙到元古宙末期,但绝大多数研究者认为起始时限在太古宙[7-10]。最新研究认为,板块构造演化是分阶段的,并不是匀速和简单旋回的[11-13]。板块俯冲起始机制是板块构造理论面临的另一个更重要难题[14-15]。在过去的近半个世纪里,学者们通过野外调查、年代学和岩石学研究、动力学数值模拟、高压实验等多种途径[16-28],试图探寻板块俯冲起始机制,但目前认为主要有自发和诱导两种模式[14,16,18-19]。自发俯冲指相邻板块之间在密度差的作用下由重力作用产生的俯冲起始,可能发生在地幔柱头周缘、转换断层及被动大陆边缘;而诱导俯冲主要指在外力挤压下产生的俯冲起始,主要包括俯冲极性翻转和俯冲迁移。地幔柱头周缘垮塌模型需要一个热的大规模地幔柱活动,地幔柱头引起大洋岩石圈垮塌,从而形成新的俯冲带。这个模型最初是由Ueda等基于二维数值模拟实验提出来的[29]。随后,Burov等通过热动力实验进一步证实地幔柱活动能够破坏大洋岩石圈并导致俯冲起始[30]。……

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